Сварочное производство корпуса редуктора (стр. 2 из 4)

2.1 Химический состав и механические свойства стали.

Таблица 4 -Химический состав стали 10ХСНД ГОСТ 4543 - 61

Марка	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Wa	Br	Al	Ti	Va	Cu	S	P
10ХСНД	0.08- 0.12	0.6- 0.9	0.3- 0.6	0.8- 1.10	0.6- 0.9	-	-	-	-	-	-	0.20	0.935	0.035

Таблица 5 -Механические свойства стали 10ХСНД ГОСТ 4543 – 61

Сталь	б в	б т	б %	Ударная вязкость
10ХСНД	540	400	19	5

б в = 540 ; б т = 400 ; б % = 13% ; Ударная вязкость = 5

2.2 Группа и класс стали.

2.2.1 Группа стали.

∑ лэ = Сr + Si + Mn + Ni (1)

∑ лэ = 0.1 + 0.9 + 0.5 + 0.10 + 0.9 = 2,5

Сталь относится к классу НЛС.

2.2.2 Класс стали определяется по диаграмме Шеффлера, рассчитать Ni, Cr, эквивалент.

Cr экв.= Cr + Mo + 1.5 Si + 2Al + 2Ti + Nb + W + 0,5V. (2)

Cr экв.= 1+ 0 + 1.5 ∙ 0.9 + 2 ∙ 0 + 2 ∙ 0 + 0 + 0.5 + 0.5 ∙ 0 = 2,35

Ni экв.= Ni + 30 ∙ C + 30 N + 12 B + Co + 0.5 ∙ Mn (3)

Ni экв.= 0.9 + 30 ∙ 0,1 + 30 ∙ 0 + 12 ∙ 0 + 0 + 0,5 + 0,5 = 4,15

Сталь относится к перлитному классу.

Влияние легирующих элементов на свариваемость стали:

Углерод - при 0,1; повышает прочность, чуствительность к перегреву, закаливаемость, понижение пластичности, и вязкости.

Марганец – при 0,5; в сталях повышает прочность и мало влияет на пластичность, повышает ударную вязкость.

Кремний – при 0,6; увеличивается хлодноломкость, свариваемость стали ухудшается.

Хром – при 1; не ухудшает свариваемость стали.

Никель – при 0,9; уменьшает склонность к росту зерна и хладноломкости стали, не оказывая заметного влияния на ее закаливаемость и свариваемость.

2.2.3 Склонность стали к горячим трещинам.

Определяется по;

HCs = C (S + P + 0.04 Si + 0.01 + Ni) \ (3 Mn + Cr + Mo + Va). (4)

HCs = 0.10 (0.035 +0.035 + 0.04 ∙ 0.6 + 0.01 ∙ 0.6) \ (3 ∙0.5 +1.0 + 0 + 0) ≤ 0.0023

HCs = 0.01 \2.5 ≤0.0023

HCs = 0.004

Данная сталь склонна к образованию горячих трещин.

Причины образования горячих трещин:

1) При нагреве внутри тела возникают деформации. Если эти деформации будут больше деформационных способностей металла.

2) Если структура металла будет крупно - зернистой, то зональная и дендритная ликвации будут интенсивнее, что усилит склонность к горячим трещинам.

3) Если в металле шва будут присутствовать эвтектика.

????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????

Мероприятия по предупреждению горячих трещин.

1) Оптимальные режимы сварки с благоприятной формой шва.

2) Уменьшение доли участия основного металла в металле шва (шов должен быть с разделкой кромок).

3) Чистота исходных материалов.

4) Введение в шов Mn, Ca.

2.2.5 Склонность стали к холодным трещинам:

Определяется по Сэ.

Сэ.= С +1/9 (Mn + Cr) + 1\18Ni + 1\13 Mo ≤ 0.35 (5)

Сэ.= 0,1 +1/9 (0,5 +1) + 1/18 ∙ 0,6 + 1/13 ∙ 0 =0,1 + 0,11 (1,5) + 0,05 ∙ 0,6 + 0 = 0,1 + 0,165 + 0,03

=0,295

N=0,005 S Сэ ; N=0.005∙ 12 ∙ 0.295=0.02

C’э=C+Т= 0.295 + 0.02 = 0.04

Даная сталь неподвержена к холодным трещинам, следовательно- имеет хорошую свариваемость.

Склонность к порообразованию

1)В сварке под флюсом порообразование небольшое, поры могут образоваться только из за влажного флюса.

2)Сварка в СО2

а) При содержании оксида железа FеO, то при взаимодействии с углеродом происходит восстановление FеO с образованием оксида углерода, нерастворимого в стали , что при кристаллизации ванны приводит к образованию пор в металле шва.

Предотвращение образования пор: Введением в состав сварочной ванны активных раскислителей (Si: Mn).

б) В углекислом газе низкоуглеродистой стали проволокой СВ-08 из за реакций окисления углерода в кристаллизационной части ванны швы получаются пористыми.

Предотвращение; для подавления реакций образования оксида углерода при сварке в СО2 НЛС применить проволоку, содержащую кремний и марганец(СВ-08ГС; СВ-08Г2С), т.к в сварном шве присутствует водород, и кислород (есть всегда), образуя Н2О – пары СО2.

Вывод по свариваемости: Содержание углерода до 0,18, а легирующих элементов более 3. Сварные соединения высокого качества, эти стали не дают холодных трещин, свариваются без подогрева и не требует термообработки.

У данной стали свариваемость хорошая, т.к. для сварки не нужен предварительный и протикающий подогрев, не смотря что углерода до 0,12, а легирующих элементов не более 3.

2.4 Обоснование выбора сварочных материалов.

Выбор проволоки для сварки в среде защитных газов.

Таблица 6 Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

Марка проволоки	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Тi	S	P	Прочие элементы
СВ-08ГС	Не более 0,10	0,60-0,85	1,4-1,7	Не более 0,20	Не более 0,30	-	-	0,025	0,030	-
СВ-08Г2С	0,5-0,11	0,7-0,95	1,8-2,1	Не более 0,20	0,9-1,2	-	-	0,025	0,030	-
СВ-12ГС	Не более 0,14	0,6-0,9	0,8-1,1	Не более 0,20	Не более 0,25	-	-	0,025	0,030	-

Проволока СВ-08Г2С ближе всего к данной стали, т.к. у нее больше магния (больше примесей, эфтектика не образуется).

Выбор проволоки для сварки под флюсом.

Таблица 7 Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

Марка проволоки	С	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Ti	S	P	Прочие элементы
СВ-08	Не более 0,10	Не более 0,03	0,35-0,6	Не более 0,15	Не более 0,30	-	-	0,040	0,040	Алюминий не более 0,01
СВ-08ГА	Не более 0,10	Не более 0,03	0,35-0,6	Не более 0,10	Не более 0,25	-	-	0,020	0,20	Алюминий не более 0,01
СВ-08А	Не долее 0,10	Не более 0,03	0,35-0,6	Не более 0,12	Не более 0,25	-	-	0,030	0,030	Алюминий не более 0,01

Проволока СВ-08ГА- ближе всего по химическому составу к данной стали т.к. содержит меньше С и имеет Mg

Выбор флюса для сварки АДФ

Таблица 8 Химический состав флюса ГОСТ9087-81

Марка флюса	SiO2	MnO	CrO2	MgO	CaO	Al2O3	K2O Na2O	Fe2O3	S	P
АН-22	18,0-21,5	7,0-9,0	20-24	12-15	12-15	19,0-23,0	-	-	-	-
АН-26С	18,0-21,5	7,0-9,0	20-24	12-15	12-15	19-23	1-2	1,0	0,05	0,05
АН-18	17,0-21,0	< 0,3	19,0-23,0	8-12	14-18	24,0-29,0	-	13,5-16,5	0,05	0,05

Флюс АН-22 ближе всего по химическому составу к данной стали он обеспечивает пластические свойства швов и стабильность состава сварочных швов по содержанию в них марганца и кремния.

Углекислый газ должен соответствовать ГОСТ 8050-76. Выбрать первый сорт, с содержанием СО2 не менее 99,5 %, Что обеспечит равнопрочность сварного соединения с основным металлом по всем показателям.

Общий вывод

Для АДФ выбрать сварочную проволоку СВ-08ГА, ГОСТ 2246-73, и флюс АН-22 ГОСТ 9087-81.

Для сварки в защитных газах выбрать сварочную проволоку СВ-08Г2С ГОСТ 2246-70, и газ СО2 первого сорта ГОСТ 8050-76.

Склонность к порообразованию;

При сварке в защитных газах (СО2) к порообразованию способствует также водород, растворимость которого в металле сварочной ванны с малой степенью окисляемости высокая.

При охлаждении шва пузырьки не успевают выйти из-за чего и образуются поры.

2.5 Расчет режимов сварки.

Iсв. = h / k ∙ 100 % (6)

Iсв. = 2 / 1,75 ∙ 100 % = 457 (А)

h = 2- глубина провара.

Исходя из того, что ток постоянный обратной полярности, то выбираем марку флюса АН-22. Соединение стыковое с разделкой кромок.

К=1,75(мм/100А)

d = 2 √ Iсв. / Пi (7)

i = 40 из таблицы

d = 2 √457 / 3,14 ∙ 40 = 4

Определить скорость сварки.

Uсв. = αн. ∙ Icв. / Fн. γ ∙ 100 (8)

Fн. = 0,75 ∙ еq + 0,75 ∙ еq +(b ∙ s + h² ∙ tg α / 2) / 2

Fн. = 0,75 ∙ 5,8 + 0,75 ∙ 5,8 + 2,4 + (8² ∙ tg α / 2) = 16,27

α н. = 4,2 ; γ = 8

Uпп = 4 ∙ α н. ∙ Iсв. / Пd² ∙ γ

Uпп = 4 ∙ 4,2 ∙ 457 / 3,14 ∙ 4² ∙ 8 =7677 / 200 = 38,4 м/с

Таблица 9- Режим автоматической сварки под флюсом.

I.cв, А	Ug ,В	Ø пр. мм	Uсв. м/ч	U пп. м/ч
450- 550	36-38 В	4	15-20	38-45

Расчет режимов механизированной сварки в среде СО2 плавящимся электродом.

Таблица 10- Режим механизированной сварки в среде СО2 плавящимся электродом.

U(b)	I, A	Uсв.(м/ч)	Ø пр.	Ι (мм)	Q	h	n	Uпп. (м/ч)
22 - 24	160 - 200	28 -30	2	6	9 -11	2	2 -3	250 - 300

2.6 Обоснование выбора сварочного оборудования