Характеристика стали, её свариваемости - Контрольная работа

Сталь 40х обладает следующим химическим составом и механическими свойствами: Химический состав стали 40Х по ГОСТ 4543-71, %Склонность металла к образованию горячих трещин оценивается по показателю Уилкинсона: (1) Если HCS<4,( при в 700 МПА ) то говорят, что материал не склонен к образованию горячих трещин. Таким образом, основной металл склонен к образованию горячих трещин. Склонность металла к образованию холодных трещин оценивается по критерию Сэкв: Сэкв=С (Mn/6) (Si/24) (Ni/10) (Cr/5) (Mo/4) (V/14) 5·B .Сталь 40х сваривают ручной дуговой сваркой покрытым электродом, автоматической дуговой сваркой под флюсом, в защитных газах . В качестве способа сварки выбираем механизированную сварку под флюсом т.к. она является наиболее производительным, механизированным способом сварки для стали толщиной 25 мм. Сварка под флюсом имеет следующие преимущества: Повышенная производительность; Низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва;В качестве присадочной возьмем проволоку марки Св-08ХМ в обеспечение наилучшей свариваемости.Исходя из толщины свариваемого металла и обеспечения хорошего формирования шва, выбираем сварное соединение С25 . Эскиз сварного соединенияОпределяем величину сварочного тока Ісв=550А Определяем величину напряжения дуги Определяем величину плотности тока , м/ч, (6) где А - коэффициент, зависящий от диаметра электродной проволоки, А м/ч, может быть выбран по таблице и для dэл=4 мм берется из интервала (12…16)103. Рассчитаем величину погонной энергии сварки qп= , Дж/см; (8) где - эффективный КПД нагрева изделия дугой, который согласно [1] для сварки под флюсом равен 0,8 - 0,85.Содержание элемента в металле шва с учетом коэффициентов перехода рассчитывается по формуле: , мас.%, (18) где - содержание i-го элемента соответственно в сварном шве, основном металле и присадочном металле, % мас.; По справочным данным, ?c=0,7; ?Si=0,7; ?Mn=0,74, ?Cr=0,9; Тогда имеем следующий состав металла шва (без учета прироста Si и Mn из флюса): С=(0,4 0,455 0,08·0,555)·0,7=0,1584 мас.%; Рассчитаем прирост Si и Mn, P и S из флюса по уравнениям Н.Н.Потапова: ?[Si]=6,7 10-2 А(SIO2) Uд/[Si]o(5,3 10-4/Ісв 3 10-7 Ісв/Vсв) мас.%; (19) ?[Mn]=-0,1 А(MNO) Uд/[Mn]o(5.8 10-2/Ісв 9.2 10-6 Ісв/Vсв) мас.%; (20)Склонность металла к образованию горячих трещин оценивается по критерию HCS: . Таким образом, металл шва к образованию горячих трещин не склонен.Определяем предел временного сопротивления разрыву: (26)Определим скорость охлаждения , которая вычисляется по формуле: , о/с, (30) где - коэффициент теплопроводности данной марки стали, Вт/см·°С; Tmin - температура наименьшей устойчивости аустенита, ОС; Рассчитываем : Оптимальная скорость охлаждения 0 от 4,0 до 14,0 о/с. Склонность металла ОШЗ к образованию холодных трещин оценивается по критерию PS: , (29) где - скорость охлаждения при нагреве до 300 ОС, о/с; критическая скорость охлаждения (скорость, при которой образуется 100 % мартенсита), о/с;1 Править заготовки с помощью пресса1 Контролировать перекос кромок металлической линейкой1Выполнить разделку кромок на участке механообработки согласно эскизу1 Зачистить кромки заготовок до металлического блеска, от брызг металлическими щетками на зачистных станках на ширину 30мм от кромок со всех сторон1 Контролировать геометрические размеры заготовок, притупление 10мм, угол скоса кромок 30?;1 закрепить заготовки в стык в специальном приспособлении1 Контролировать смещение кромок заготовок1 Настроить необходимый режим сварки Ісв=550А , Uд=34 В Vсв=16,5 м/ч , Vпод=97,2 м/ч1 Перевернуть заготовки для сварки шва с другой стороны1 Зачистить шов от окалины и брызг с помощью металлической щеткиhy=h Exp(-k e2), см hy1=1,05Exp(-2,41 0,122)=0,0151 см hy2=1,05Exp(-2,41 0,242)=0,0604 см hy3=1,05Exp(-2,41 0,362)=0,1360см hy4=1,05Exp(-2,41 0,482)=0,2419 см hy5=1,05Exp(-2,41 0,602)=0,36 см hy6=1,05Exp(-2,41 0,722)=0,5443 см hy7=1,05Exp(-2,41 0,842)=0,7408 см hy8=1,05Exp(-2,41 0,962)=0,9676 см hy9=1,05Exp(-2,41 1,022)=1,0924 см hy10=1,05Exp(-2,41 1,142)=1,364 смРасчет основных параметров режима механизированной дуговой сварки: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию./Р.Ф. Катаев. Особенности металлургических процессов при механизированной дуговой сварке под флюсом: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Теория сварочных процессов»./Г.М.Сюкасев, М.П.Шалимов. Сварочные материалы для дуговой сварки: Справочное пособие: В 2-х т. Расчеты тепловых процессов при сварке, наплавке и термической резке: Учебное пособие./Н.В.Королев. Фазовые превращения и изменение свойств стали при сварке./М.: Наука, 1972.

СОДЕРЖАНИЕ

1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ. ХАРАКТЕРИСТИКА СТАЛИ, ЕЕ СВАРИВАЕМОСТИ

1.1 Характеристика основного металла

1.2 Расчет склонности стали 40х к трещинообразованию

2. ВЫБОР СПОСОБА СВАРКИ

2.1 Выбор способа сварки

2.2 Выбор сварочных материалов

3. ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ СТЫКОВОГО СОЕДИНЕНИЯ

3.1 Выбор типа соединения

3.2 Расчет параметров режима сварки

3.3 Расчет химического состава металла шва

3.4 Определение склонности металла шва к образованию трещин

4. СВОЙСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

4.1 Определение механических свойств металла шва

4.2 Определение склонности металла околошовной зоны холодных к образованию трещин

5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЦЕССА СВАРКИ

6. РАСЧЕТ ЛИНИИ СПЛАВЛЕНИЯ

7 ПРИЛОЖЕНИЕ А. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

(СПРАВОЧНОЕ)

1. СОДЕРЖАНИЕ ЗАДАНИЯ. характеристика стали, ее свариваемости