Wabashpress.ru

Техника Гидропрессы
15 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ИНСТРУМЕНТАЛЬНО — ПОДШИПНИКОВЫЙ ЦЕНТР

Ручная дуговая сварка

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода (рисунок 1). Кристаллизация основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.

Рисунок 1. Схема сварки покрытым металлическим электродом

Электрод состоит из электродного стержня и электродного покрытия (см. рисунок 1). Электродный стержень – сварочная проволока; электродное покрытие – многокомпонентная смесь металлов и их оксидов. По функциональным признакам компоненты электродного покрытия разделяют:

  • Газообразующие:
    • защитный газ;
    • ионизирующий газ.
    • для физической изоляции расплавленного металла от активных газов атмосферного воздуха;
    • раскислители;
    • рафинирующие элементы;
    • легирующие элементы.
    Техника выполнения шва и режим сварки
    Зажигание сварочной дуги

    Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.

    Зажигание (возбуждение) производиться двумя способами. При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят верх на расстояние 25 мм. Второй способ напоминает процесс, зажигая спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.

    Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика.

    Положение и перемещение электрода при сварке

    Положение электрода зависит от положения шва в пространстве. Различают следующие положения швов: нижнее, вертикальное и горизонтальное на вертикальной плоскости, потолочное. Сварку вертикальных швов можно выполнять сверху вниз и снизу вверх.

    При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от вертикали в сторону направления сварки. Перемещение электрода при сварке может осуществляться способами «к себе» и «от себя».

    При отсутствии поперечных колебательных движений конца электрода ширина валика равна (0,8 — 1,5) d электрода. Такие швы (или валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном шве.

    Получение средних швов (или валиков), ширина которых обычно не более (2 — 4) d электрода, возможно за счет колебательных движений конца электрода. Основные варианты колебательных движений конца электрода показаны на рисунке 2.

    Рисунок 2. Основные виды траекторий поперечных колебаний конца электрода

    Порядок выполнения швов

    В зависимости от длины различают короткие (250 300 мм), средние (350 1000 мм) и длинные (более 1000 мм) швы.

    В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопроходными или однослойными, многопроходными или многослойными. Однопроходная сварка производительна и экономична, но металл шва недостаточно пластичен вследствие грубой столбчатой структуры металла шва и увеличенной зоны перегрева. В случае многослойной сварки каждый нижележащий валик проходит термическую обработку при наложении последующего валика, что позволяет получить измельченную структуру металла шва и соответственно повышенные механические свойства шва и сварочного соединения.

    Расположение слоев при многослойной сварке бывает трех видов наложения; последовательное каждого слоя по всей длине шва, «каскадным» способом и способом «горки». Оба последних способа применяют при сварке металла значительной толщины (более 20 25 мм). При выполнении многослойных швов особое внимание следует уделять качественному выполнению первого слоя в корне шва. Провар корня шва определяет прочность всего многослойного шва.

    Подбор силы тока и диаметра электрода

    Силу сварочного тока выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину и химический состав свариваемого металла, а также температуру окружающей среды. При учете всех указанных факторов необходимо стремиться работать на максимально возможной силе тока.

    Таблица 1 — Выбор диаметра электрода при сварке стыковых соединений
    Толщина деталей1,5-2,03,04,0-8,09,0-12,013,0-15,016,0-20,0более 20
    Диаметр электрода1,6-2,03,04,04,0-5,05,05,0-6,06,0-10,0
    Таблица 2 — Выбор диаметра электрода при угловых и тавровых соединений
    Катет шва3,04,0-5,06,0-9,0
    Диаметр электрода3,04,05,0

    Силу сварочного тока определяют по формуле

    где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;
    j — допускаемая плотность тока, А/мм 2 .

    Таблица 3 — Значения допускаемой плотности тока в электроде
    Вид покрытияДопускаемая плотность тока j в электроде, А/мм2, при диаметре электрода dэ, мм
    3456
    Рудно-кислое, рутиловое14,0-20,011,5-16,010,0-13,59,5-12,5
    Фтористо-кальциевое13,0-18,510,0-14,59,0-12,58,5-12,0

    При приближённых подсчётах величина сварочного тока может быть определена по одной из следующих формул:>

    где dэ — диаметр электрода (электродного стержня), мм;

    k1,k2, α — коэффициенты, определённые опытным путём:

    расчет сварных швов на прочность

    Сварной шов

    Согласно СП 16.13330.2011 "Стальные конструкции", таблица 4 получается: сварные швы "с угловыми швами", характеристика расчетного сопротивления шва — по металлу шва и по металлу границы сплавления; срез условный; Rwf = 0,55*Rwun / Ywm = 0,55*410 / 1,25 = 180,4МПа * Yc = 180,4 * 1,1 (Yс — коэффициент условия работы элементов и соединений стальных конструкций, табличные данные) =198,44 МПа — по металлу шва.

    Rwz=0,45*Run = 0,45 * 360 = 162 МПа * 1,1 = 178,2 МПа — по границе сплавления металла.

    Для расчета берем наименьшее значение — 178,2 МПа.

    Значения коэффициентов надежности по металлу шва Ywm следует принимать:

    Ywm = 1,25 — при Rwun ≤ 490 Н/мм2 (4900 кг/см2)

    Ywm = 1,35 — при Rwun ≥ 590 Н/мм2 (5900 кг/см2)

    Таблица 3 — коэффициенты условий работы Yс

    Берем пункт 6, элементы конструкций из стали с пределом текучести до 440МПа, несущие статическую нагрузку, при расчете на прочность по сечению, ослабленному отверстиями для болтов (кроме фрикционных соединений) — Yс=1,10

    Таблица 4 — расчетное сопротивление для стали

    Разрушение углового сварного шва может произойти в двух плоскостях: по металлу шва, по границе сплавления, следовательно расчет угловых швов производится для этих двух сечений.

    Много интересного в книге "Примеры расчета металлических конструкций" автор А.П.Мандриков, смотри ссылку.

    Сечение угловых швов

    Рис 2 — сечение угловых швов, А.П. Мандриков

    На рисунке показано сечение по границе сплавления, по металлу, катет шва Kf, безразмерный коэффициент Bz, Bf

    Рис 3 — срез и изгиб углового шва

    Тавровое сварное соединение рассматриваем как угловой шов.

    При действии на угловые швы изгиба и среза, смотри рисунок 3, суммарные напряжения проверяют по формуле (Мандриков А.П.):

    Gf= (τwf ^2 + Gwf ^2)^0,5 ≤ Rwf *Ywf*Yc — по металлу шва

    Gz = (τwz ^2 + Gwz ^2)^0,5 ≤ Rwz *Ywz*Yc — по металлу границы сплавления

    где τwf = N / (Bf*Rf) * ∑Lw;

    τwz = N / (Bz*Rf) * ∑Lw;

    Gwf = M / Ww = 3*N*L / (Bf*Rf) * Lw^2;

    Gwz = M / Ww = 3*N*L / (Bz*Rf) * Lw^2

    Катет шва Rf должен быть не менее 4мм. и не более 1,2 меньшей из толщин свариваемых элементов. Расчетная длина шва — не менее 4*Rf, но не менее 40мм.

    Рассмотрим пример, согласно рисунка 3, относ составляет Lотнос = 150мм.

    Нагрузка N = 500 кг. = 5000 Н.

    Длина шва Lшва = Lодного шва — 2*t (толщина наименьшей из свариваемых деталей) =

    = 100 — 2*6 = 88мм. Суммарная длина шва = 88 * 2 (количество швов) = 176 мм.

    τwf = N / (Bf*Rf) * ∑Lw = 5000 Н / (0,7*6 мм) * 176 мм. = 6,76 Н/мм2;

    τwz = N / (Bz*Rf) * ∑Lw = 5000 Н / (1,0*6 мм.) * 176 мм. = 4,73 Н/мм2;

    Gwf = M / Ww = 3*N*L / (Bf*Rf) * Lw^2 = 3 * 5000 Н * 150 мм. / (0,7 * 6) * 176мм.^2 =

    2250000 Н*мм. / 130099,2 мм3 = 17,29 Н*мм2;

    Gwz = M / Ww = 3*N*L / (Bz*Rf) * Lw^2 = 3 * 5000 Н * 150 мм. / (1,0 * 6) * 176мм.^2 =

    2250000 Н*мм. / 185856 мм3 = 12,11 Н*мм2;

    Gf = (τwf ^2 + Gwf ^2)^0,5 = (6,76^2 + 17,29^2)^0,5 = 18,56 Н/мм2 < 198,44 Н/мм2, условие выполняется — по металлу шва

    Rwf *Ywf*Yc = 180,4 * 1,0 * 1,1 = 198,44 Н/мм2

    Rwz *Ywz*Yc = 162 * 1,0 * 1,1 = 178,2 Н/мм2

    Rwz = 0,45 * Run = 0,45 * 360 = 162 Н/мм2

    Ywf и Ywz — коэффициенты работы шва, равный 1,0

    Gz = (τwz ^2 + Gwz ^2)^0,5 = (4,73^2 + 12,11^2)^0,5 = 13 Н/мм2 < 178,2 Н/мм2, условие выполняется — по металлу границы сплавления.

    Согласно СП 16.13330.2011 "Стальные конструкции" пункт 14.1.17 расчет сварных соединений с угловыми швами при действии момента М в плоскости, перпендикулярной плоскости расположения швов, следует выполнять на срез (условный) по одному из двух сечений:

    по металлу шва М / (Wf*Rwf*Yc) = 750000 / 43366,4*180,4*1,1 = 0,0871 ≤ 1;

    по металлу сплавления шва М / (Wz*Rwz*Yc) = 750000 / 61952*180,4*1,1 = 0,0610 ≤ 1;

    Wf и Wz — моменты сопротивления расчетных сечений сварного соединения по металлу шва и по металлу границы сплавления соотвественно.

    Wf = 2 * (Bf*Kf*Lw^2) / 6 = Bf*Kf*Lw^2 / 3 = 0,7*6мм.*176мм.^2 / 3 = 43366,4 мм3

    Wz = 2 * (Bz*Kf*Lw^2) / 6 = Bz*Kf*Lw^2 / 3 = 1,0*6мм.*176мм.^2 / 3 = 61952 мм3

    M = N * Lотнос = 5000 Н * 150мм. = 750000 Н*мм.

    Определим максимальную нагрузку на 40мм. двухсторонний (по 20мм. на сторону), угловой сварной шов, катет шва 6мм. — 290кг.

    Условие 194,96 < 198,44 МПа

    Условие 136,47 < 178,2 МПа

    Статья дана для сведения.

    Что получилось в расчетной программе. Напряжение точечное — 925 МПа. В сварном шве — в зеленой зоне 123 МПа, в желтом секторе — 178 МПа, в красном секторе — 500 — 600МПа. На металле — 500 — 600 МПа. Смотри рисунок 4 и 5.

    Легирование наплавленного металла

    Легирование наплавленного металла осуществляется с соблю­дением следующих важных требований:

    1) в качестве легирующих следует применять элементы, срод­ство которых к кислороду меньше, чем сродство раскисляющих элементов;

    2) наряду с легирующим элементом целесообразно вносить в зону сварки и его оксид, наличие которого предохраняет леги­рующий элемент от выгорания.

    Принципиально возможно осуществить легирование металла двумя путями: через металлическую фазу и через шлаковую, (легирование через газовую фазу также возможно, но этот процесс еще мало изучен). При легировании через металлическую фазу ле­гирующий элемент вводят в электродный стержень или присадоч­ную проволоку, а также применяют проплавление легированного основного металла, сопровождающееся переходом соответствующих элементов в сварочную ванну. Легирование через шлаковую фазу предполагает введение легирующих элементов в электродное покрытие или флюсы. Первый путь легирования (через металличе­скую фазу) более эффективен, так как при этом потери легирующего элемента незначительны и коэффициент перехода rj или усвоения элемента — отношение прироста данного легирующего элемента в составе металла шва к количеству этого элемента, введенного в зону сварки, оказывается достаточно высоким.

    Процесс легирования может происходить как в результате прямого растворения элемента в металле, так и на основе отдель­ных реакций. При этом, естественно, большую роль играет отно­шение взаимодействующих между собой масс металла и шлака, т. е. коэффициент р.

    Рассмотрим легирование металла шва в результате марганце­восстановительного процесса при электродуговой сварке под флюсом. Уравнение реакции имеет вид

    (MnO) + [Fe] = (FeO) + [Мп].

    Константа равновесия этой реакции определяется выражением

    Так как в стали [Fe]

    Найдем константу распределения:

    где (% Mn), [% Mn] — массовые концентрации марганца соответст­венно в шлаке и металле шва.

    Используя выражение (9.76), запишем (9.77) в виде

    [Мп]э. м Л + [Мп]о м (1 — л) + Р(Мп)ф 0,775(%FeO)

    Подставляя выражение (9.78) в формулу (9.77), с учетом (9.33) получаем расчетную формулу для определения концентрации Мп в металле шва:

    [Мп]шв — лХо/Т^ч — -• (9-79)

    Константу равновесия ЛГ’Мп для кислых марганцевых флюсов можно вычислить по формуле

    где Т — абсолютная температура, К.

    Расчеты марганцевосстановительного процесса по формулам (9.75)-(9.80) дают результаты, хорошо совпадающие с данными химического анализа. Пользуясь коэффициентами перехода г), следует помнить, что их значения зависят от условий, в которых они определены. Применять их можно только для грубых, ориен­тировочных расчетов. Числовые значения коэффициентов перехо­да приведены в гл. 10.

    Следует отметить, что поскольку коэффициент Г| является формальной величиной, то при его использовании учитываются только начальное и конечное состояния системы и совершенно не отражаются разнообразные и часто весьма сложные металлургиче­ские процессы, протекающие в реакционной сварочной зоне.

    Легирование металла шва происходит во всех участках зоны сварки и на всех ее этапах, однако энергичнее и полнее — в процес­се каплеобразования.

    Наиболее эффективен метод легирования сварочной ванны пу­тем ввода легирующих элементов, минуя стадию капли, в составе дополнительной легирующей присадочной проволоки при сварке с дополнительной горячей присадкой.

    ТЕОРИЯ сварочных процессов

    Граничные условия

    Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

    Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

    На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

    Дифференциальное уравнение теплопроводности

    Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

    Продажа шагающий экскаватор 20/90

    Цена договорная
    Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
    цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
    перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
    сплошное рыхление взрыванием.
    Вместимость ковша, м3 20
    Длина стрелы, м 90
    Угол наклона стрелы, град 32
    Концевая нагрузка (max.) тс 63
    Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
    Высота выгрузки, м 38,5
    Глубина копания, м 42,5
    Радиус выгрузки, м 83
    Просвет под задней частью платформы, м 1,61
    Диаметр опорной базы, м 14,5
    Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
    Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
    Рабочая масса, т 1690
    Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
    Мощность механизма поворота, кВт 4х250
    Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
    Мощность механизма хода, кВт 2х400
    Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
    Напряжение питающей сети, кВ 6
    Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

    Диаметр электрода от толщины металла (листа или детали), сила тока сварки от диаметра электрода. Режимы — выбор режима ручной дуговой сварки. Траектории движения электрода. Схема, скорость сварки, влияние наклона электрода, силы сварочного тока.

    Диаметр электрода от толщины металла (листа или детали), сила тока сварки от диаметра электрода. Режимы — выбор режима ручной дуговой сварки. Траектории движения электрода. Схема, скорость сварки, влияние наклона электрода, силы сварочного тока , кромок, положение сварочной ванны.

    • Режимы дуговой сварки представляют собой совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварочного процесса. Правильно выбранные и поддерживаемые на протяжении всего процесса сварки параметры являются залогом качественного сварного соединения. Условно параметры можно разделить на основные и дополнительные.
    • Основные параметры режима дуговой сварки: диаметр электрода, величина, род и полярность тока, напряжение на дуге, скорость сварки, число проходов.
    • Дополнительные параметры: величина вылета электрода, состав и толщина покрытия электрода, положение электрода, положение изделия при сварке, форма подготовленных кромок и качество их зачистки.
    • Выбор диаметра электрода
    • Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, катета шва, а также вида соединения и формы кромок, подготовленных под сварку. Для того чтобы правильно выбрать диаметр электрода, можно воспользоваться таблицей 1:

    Таблица 1. Примерное соотношение диаметра электрода и толщины свариваемых деталей

Оценка статьи:
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации/div>
Adblock
detector