Разработка технологического процесса ручной дуговой сварки. Методическое указание к расчетно-графической работе

Министерство образования РФ Восточно-Сибирский государственный технологический университет Кафедра «Металловедение и технология обработки материалов»

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ Методическое указание к расчетно-графической работе №3

Составители: Аганаев Ю.П. Обунеев И.Б. Сизов И.Г. Махаров Д.М.

Подписано в печать 18.12.2000 Формат 60*84 1/16. Усл. п.л. 1,63 Уч. - изд л. 1,5. Тир. 30 экз. _________________________________________________ Издательство ВСГТУ, г. Улан-Удэ, ул. Ключевская 40 А

Издательство ВСГТУ Улан-Удэ, 2000

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ Цель: Ознакомиться с методикой разработки технологии ручной дуговой сварки и составить технологическую карту. При разработке технологического процесса сварки необходимо в зависимости от марки, механических свойств, размеров и типа соединения свариваемых деталей выбрать тип и марку электрода, определить разделку кромок, диаметр электрода, род и силу сварочного тока, марку источника питания электрической дуги и его схему. Методика выполнения задания 1. По механическим свойствам заданной марки стали выбрать тип электрода; 2. По химическому составу и пространственному положению шва определить марку электрода; 3. По марке электрода уточнить род тока, полярность, коэффициент Кн и положение шва в пространстве. 4. По толщине и типу соединения свариваемых деталей назначить разделку кромок и диаметр электрода. 5. По диаметру электрода рассчитать силу тока. 6. По роду и силе сварочного тока выбрать марку источника питания дуги. 7. Определить свариваемость данной марки стали. 8. Определить время сварки детали. Каждому студенту выдается вариант задания (табл. 1), справочные данные по сталям, типам и маркам электродов, источникам питания дуги (табл. 2, 3 …). Типы электродов установлены по ГОСТ 9467-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки конструкционных,

Литература:

1. Технология конструкционных материалов, п/р А.М. Дальского, М., Машиностроение, 1985. 2. Справочник сварщика, п/р В.В. Степанова, М., Машиностроение, 1983. 3. ГОСТ 5264-80. Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры.

углеродистых, низколегированных и теплоустойчивых сталей», ГОСТ 10052-75 «Электроды покрытые металлические для ручной дуговой сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами». Марки электродов выбираются по паспортам или техническим условиям заводов-поставщиков. Каждому типу электрода может соответствовать одна или несколько марок электродов. В характеристиках электродов указываются различные технологические параметры.

Например: 1 Э46А

2

УОНИ-31/65

3

4

3,0

У

5 Д

6 2

- _______________________________________________ ГОСТ 9466-75 -Е -

43 2(5) - -

7

Б

1

0

8

9

10

11 ГОСТ 9467-75

12 1. 2. 3. 4.

5.

6. 7. 8.

тип электрода; марка электрода; диаметр проволоки, мм; назначение: У – для углеродистых сталей, Л – для легированных конструкционных, Т – для теплоустойчивых сталей, В – для сталей с особыми свойствами, Н – для наплавки; толщина покрытия: М – тонкое D/d =2 Н2

Нахлесточные соедине ния без скоса кромок двустор онние

св. 2,0 3-20 до 5,0 св. 5,0 8-40 до 10,0 св. 10,0 12-100 до 29,0 св. 29,0 30-240 до 60,0 s1>=2

Примечание: B – длина перекрытия листов, мм; b – зазор между свариваемыми частями детали, мм; F – площадь поперечного сечения шва, см2.

0

+1,0 +1,5 +2,0

Таблица 6 Конструктивные элементы тавровых соединений (ГОСТ 5264-80) Тип шва

Т8

Наим. шва

Тавровые соедине ния с двумя симметричными скосами одной кромки двухсто ронние

Конструктивные элементы подготовка сварной шов кромок сварив. деталей

s1>=0,5s

S

l

но- премин. дел отк- откл лон он от 8,0 9,0 до 11,0 св. 11,0 ±2 11,0 до 14,0 св. 12,0 14,0 до 17,0 св. 14,0 17,0 до 20,0 св. 16,0 ±3 20,0 до 24,0 св. 18,0 24,0 до 28,0 20,0 св. 28,0 до 32,0

Jсв. = k*dэ, где dэ – диаметр электрода, мм (4-6 мм); k = 40 – для легированных электродов; k = 60 – для углеродистых электродов; Для других электродов: Jсв. = (20 + 6*dэ)*dэ, dэ – диаметр электрода, мм. По роду и силе сварочного тока выбирается источник питания дуги. Род тока (постоянный или переменный) указывается в паспортах электродов или в справочниках. Конкретную марку источника питания дуги выбирают по справочникам или прилагаемым справочным данным по источникам тока (таблица 7). Свариваемость стали оценивается примерно по формуле углеродного эквивалента: Сэкв. = С + Мn/20 + Si/24 + Ni/15 + Cr/10 + +Mo/10 + V/10 + Cu/13, где С, Mn, Si, Ni, Cr, Mo, V, Cu – содержание элементов в стали в процентах. Если Сэкв. 0,3%, то при сварке следует предварительный подогрев. Температуру предварительного подогрева определяют по формуле:

____________________ Т = 350√Сэкв.*(1+0,005*S)-0,25 ,

Таблица 5 Конструктивные элементы тавровых сварных соединений (ГОСТ 5264-80)

где S – толщина металла, мм При Сэкв. > 0,45% - обязательный подогрев, предварительная и последующая после сварки при t = 600 – 700 °С. Время сварки детали определяется по формуле: Тсв. = Vшва*ρ / Jсв.*Kн, час где Vшва – объем наплавленного металла, см3 ρ - плотность металла шва, ρ = 7,85 г/ см3 Jсв.* - сварочный ток, А Kн – коэффициент наплавки, г/а*час. Разделка кромок соединяемых деталей производится согласно ГОСТ 5264-80 в зависимости от вида соединений и толщины свариваемого металла. Типы сварных соединений и их конструктивные элементы выбрать по таблице (1, 2, 3 и т.д.) приложения. Таблица 1 № 1. 2. 3. 4. 5. 6.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ Марка стали Вид Толщина соединения стали, мм Сталь 30 стыковое 20 Сталь Б Ст. 0 внахлестку 10 Сталь Б Ст. 3 тавровое 8 кп Сталь В Ст. 1 угловое 10 Сталь 08 кп стыковое 40 Сталь 10 внахлестку 10

Ширина стали, мм 200 300 400 150 450 100

Тип Наим. Конструктивные элементы шва шва подготовка сварной шов кромок сварив. деталей Т1 Тавровые соедине ния без скоса кромок s1>=2 односто ронние Т3 тавровы е соедине ния без скоса кромок s1>=2 двустор онние

h b ном пре усиле ин. дел ние отк шва л. 0 +1 1,5-2,0 от 2,0 до 3,0 св. 3,0 +2 до 15,0 св. 15,0 +3 до 40,0 S

от 2,0 до 3,0 св. 3,0 до 15,0 св. 15,0 до 40,0

0

+1 +2 +3

1,5 ÷ 2,0

У8

У9

Угловые соедине ния с двумя симмет ричным и скосами двустор онние s1>=0.5s

Угловые соедине ния со скосом двух кромок односто ронние

s1>=0.5s

от 8 10 до 11 св. 12 11 до 14 св. 14 до 17 св. 17 до 20 св. 20 до 24 от 3 до 5 св. 5 до 8 св. 8 до 11 св. 11 до 14 св. 14 до 17 св. 17 до 20 св. 20 до 24

14

0,5 ±2

+2,0 -0,5

±3

+2,0 -0,5

16 18 8 12

±2

+1,5

7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21.

-0,5

16

22.

19

23. 0,5

22 26 30

±3

+2,0 -0,5

24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34.

Сталь 15 Сталь 20 Сталь В Ст. 2 Сталь 09 Г Сталь 12 ГС Сталь 10 ХНДЛ Сталь 17 ГС Сталь 15 ГФ Сталь 25 Сталь 15 Х сталь 25 Г сталь 40 сталь 12 ХМ сталь 10 Г2Б сталь 10 Г2ИД сталь 15 ХСНД сталь 10 ХСНД сталь 10 Г2С сталь 09 Г2С сталь 16 ГС сталь Ст. 4пс сталь Ст. 5 сп сталь 14 Г2 сталь 16Г2АФ сталь 15Г2АФД сталь 14Г2АФ сталь Ст.6 сталь 05 кп

тавровое уголковое стыковое стыковое стыковое внахлестку

8 10 30 6 10 10

150 200 250 300 350 400

стыковое стыковое стыковое внахлестку тавровое угловое стыковое стыковое стыковое

8 4 5 5 10 8 20 10 12

500 100 150 200 250 300 350 400 500

тавровое

10

100

угловое

6

150

внахлестку стыковое тавровое угловое внахлестку стыковое угловое тавровое

8 12 6 10 5 8 4 10

200 250 300 400 500 300 200 300

внахлестку стыковое тавровое

6 20 25

500 400 300

Таблица 2 Справочные данные по сталям углеродистым обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) № Марка σв, МПа Содержание элементов, % стали C Mn Si 1 Ст. 0 310 0,23 2 Ст. 1 310-400 0,06-0,12 0,25-0,50 0,05-0,3 3 Ст. 2 330-450 0,09-0,15 0,25-0,50 0,05-0,3 4 Ст. 3 370-500 0,14-0,22 0,3-0,65 0,05-0,3 5 Ст. 4 410-550 0,18-0,27 0,4-0,7 0,05-0,35 6 Ст. 5 500-640 0,258-0,37 0,5-0,8 0,05-0,35 7 Ст.6 600 0,38-0,49 0,5-0,8 0,05-0,35 Примечание: 1. Стали по назначению подразделяются на группы: А – поставляемую по механическим свойствам; Б – поставляемую по химическому составу; В – поставляемую по механическим свойствам и химическому составу, группа обозначается буквами Б, В перед маркой. Например: Группа А – Ст.0. Ст.1, ................Ст.6. Группа Б – БСт.0, БСт.1, ..............БСт.6. Группа В – ВСт.1,.........................ВСт.5. Таблица 3 Справочные данные по сталям углеродистым качественным конструкционным (ГОСТ – 1050-74) № Марка Содержание элементов, % σ в, стали C Si Mn МПа 1. 05кп 330