Характеристика предлагаемой марки стали, свариваемой стали.

 Сталь – сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода не превышает 2,14%.

Марка	Сталь 10пс
Заменитель:	Сталь 08кп, сталь 15кп,сталь 10
Классификация	Сталь конструкционная углеродистая качественная
Применение	детали, работающие при температуре до 450 °С, к которым предъявляются требования высокой пластичности, а также втулки, ушки, шайбы, винты и другие детали после ХТО, к которым предъявляются требования высо кой поверхностной твердости и износостойкости при невысокой прочности сердцевины.

Химический состав в % материалла 10пс

C	Si	Mn	Ni	S	P	Cr	Cu	As
0.07 - 0.14	0.05 - 0.17	0.35 - 0.65	до 0.25	до 0.04	до 0.035	до 0.15	до 0.25	до 0.08

Механические свойства при Т=20oС материала 10пс.

Сортамент	Размер	Напр.	sв	sT	d5	y	KCU	Термообр.
-	мм	-	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	-
Сталь калиброван.			372		8	55

 

Твердость материала 10пс после отжига,	HB 10-1= 137 МПа
Твердость материала 10пс	HB 10-1= 143 МПа

 

Технологические свойства материала 10пс.

Свариваемость:	без ограничений.
Флокеночувствительность:	не чувствительна.
Склонность к отпускной хрупкости:	не склонна.

 

Свариемость

без ограничений	- сварка производится без подогрева и без последующей термообработки
ограниченно свариваемая	- сварка возможна при подогреве до 100-120 град. и последующей термообработке
трудносвариваемая	- для получения качественных сварных соединений требуются дополнительные операции: подогрев до 200-300 град. при сварке, термообработка после сварки - отжиг

Обозначения:

sв - Предел кратковременной прочности, [МПа]

sT - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]

d5 - Относительное удлинение при разрыве, [ % ]

y   - Относительное сужение, [ % ]

KCU - Ударная вязкость, [ кДж / м2]

HB - Твердость по Бринеллю, [МПа]

Физические свойства:

T - Температура, при которой получены данные свойства, [Град]

E - Модуль упругости первого рода, [МПа]

a - Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T), [1/Град]

l - Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), [Вт/(м·град)]

r - Плотность материала, [кг/м3]

C - Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T), [Дж/(кг·град)]

R - Удельное электросопротивление, [Ом·м]

Подготовка металла под сварку

Подготовка металла и сборка деталей под сварку

К резкому возрастанию вероятности появления дефектов в сварных соединениях и в конструкциях в целом приводит некачественное выполнение заготовительных и сварочных операций. На несущую способность и экономичность сварной конструкции большое влияние оказывают точность подготовки деталей к сварке, их чистота и качество сборки. Анализ дефектов, обнаруженных в сварочных соединениях, показывает, что значительная часть брака появляется из-за плохого качества подготовки и сборки.

 

Кромки и прилегающие к ним зоны (шириной 20-30 мм с каждой стороны) очищают от окалины, ржавчины, краски, масла и других загрязнений до металлического блеска. Для этого я буду применять металлическую щётку, напильник, растворитель, прочную тряпку или пламя сварочной горелки. Эту операцию я буду проводить для того, чтобы различного рода нечистоты не соединялись с расплавленным металлом шва, не образовывали окислов и других соединений, а так же, чтобы не нарушалась прочность сварочного соединения. При сварке ответственных изделий небольших размеров применяют травление или пескоструйную обработку поверхности.

Подготовка и сборка деталей под сварку включает следующие операции: очистку свариваемых кромок, разделку кромок под сварку и наложение прихваток для соединения свариваемых листов или деталей. Трудоёмкость сборки деталей под сварку составляет около 30% от общей трудоемкости изготовления изделия. Для повышения точности сборки, а так же для уменьшения времени сборки я буду эксцентриковые прижимы, струбцины и стяжки.применять различные сборочно-сварочные приспособления.

Рис. 2

 

Производство кромок производится в зависимости от толщины свариваемых изделий. В моей дипломной работе при сварке листов толщиной 8мм встык разделка кромок (скос) выполняется v-образная. Для того чтобы проплавить металл на всю толщину необходимо установить зазор в стыке 1мм.

Детали соединяют друг с другом перед сваркой короткими швами прихватками, которые необходимы для того, чтобы положение свариваемых деталей и зазор между ними не изменялся в процессе сварки. От длины шва и толщины зависит длина прихваток, расстояние между ними и очерёдность наложения. При сварке тонкого металла и коротких швах длинна прихваток не должна превышать 5мм, а расстояние между ними должно быть 50-100мм. Выполнять прихватки при сборке элементов изделий необходимо с особой тщательностью, так как непровар в них может привести к браку всего сварного соединения.

Без прихваток можно выполнять стыковые швы. В этом случае для сохранения постоянного зазора листы укладывают так, чтобы они образовывали между собой небольшой угол. За счёт поперечной усадки шва в процессе сварки листы стягиваются, и зазор остается постоянным.

Качество, внешний вид сварочного соединения, его прочность и надежность во многом зависит от правильной и тщательной подготовки и сборки деталей под сварку.

                                          

 

 

 

 1.4  Выбор оборудования,сварочных материалов,выбор режима сварки

Режим сварки - совокупность параметров процесса, обусловливающих возможность сварки данного соединения из металла заданной марки и толщины в пространственных положениях, определяемых конструкцией изделия.

Основными параметрами газовой сварки являются вид и мощность пламени, диаметр присадочной проволоки и скорость сварки.

Вид пламени зависит от свариваемого материала: нормальным пламенем сваривают углеродистые и легированные стали, науглероживающим -- чугун и окислительным -- латуни. Выбор нужного вида пламени осуществляется по характеру его свечения.

Мощность пламени горелки, выбираемая в соответствии с толщиной свариваемого металла и его теплофизическими свойствами, определяется расходом ацетилена, необходимым для его расплавления. Чем толще свариваемый металл и выше его теплопроводность (как, например, у меди и ее сплавов), тем больше должна быть мощность пламени. Ее регулируют ступенчато -- подбором наконечника горелки и плавно -- вентилями

Для данного вида работ я выбираю инжекторную горелку средней мощности Г3-03 так как ее применяют для сварки металла средней толщины. Горелку выпускают в комплекте с семью наконечниками (0,1,2,3,4,5,6).

Номер наконечника 5, так как горелкой с этим наконечником можно сваривать металл толщиной 7,0 -11,0 мм. Номер мундштука также 5, для данного наконечника подходит данный мундштук.

Диаметр шлангов выбирается в зависимости от вида горелки, так как у горелок разной мощности диаметры штуцеров и ввернутых в них ниппелей разные. Для данной горелки требуются шланги с внутренним диаметром 6 мм.

Для расплавления зазора между кромками свариваемого металла и образование валика шва в сварочную ванну вводят присадочную проволоку, того же состава, что и свариваемый металл. Нельзя сваривать металл проволокой неизвестной марки. Перед сваркой проволока должна быть очищена от влаги, грязи, ржавчины, масла, краски. Выбор диаметра присадочной проволоки осуществляется в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При сварке низко- и среднеуглеродистых сталей диаметр присадочной проволоки, мм, для правого способа сварки определяется по формуле:

d_п = s /2,

где s -- толщина свариваемого металла, мм.

Так как в дипломном задании толщина металла 8 мм, я буду выполнять газосварочные работы правым способ сварки. По этому диаметр присадочного прутка будет равен

d_п = 8/2 = 4 мм

  Преимущества правого способа состоят в том, что сварочная ванна лучше защищена от проникновения в неё азота и кислорода из воздуха, увеличивается глубина проплавления основного металла и замедляется охлаждение металла сварного шва при его остывании. Эти преимущества получаются из-за того, что поток газового пламени, в процессе сварки металла, направлен на образующийся сварной шов.