Файл: Сварка РДС - методические указания.docx

4. Тип электрода выбирается согласно ГОСТ 9467-75.

5. Производительность процесса сварки оценивается по количеству расплавленного и наплавленного металла. Количество расплавленного электродного металла оценивается по формуле , где

G_р – количество расплавленного электродного металла, г;

α_р – коэффициент расплавления, г / А·ч;

I_св – ток сварки, А;

t_св – время сварки, ч (В расчёте принять t_св = 1 ч)

Коэффициент расплавления α_р показывает, насколько эффективно используется электроэнергия при сварке и зависит от физико-химических свойств материала электрода, электродной проволоки, компонентов покрытия, рода тока, его полярности и других факторов. Изменяется в пределах

α_р = 8 … 24 .

Для определения количества металла, участвующего непосредственно в образовании сварного шва, т.е. наплавленного металла, используют коэффициент наплавки α_н. Зависит от способа сварки и для РДС колеблется в пределах α_н = 6 … 12 . Рассчитывается по формуле:

Коэффициент потерь характеризует потери металла на угар и разбрызгивание. Для РДС δ = 5 … 10%

---

Количество наплавленного за один час металла:

6. Скорость сварки в общем случае определяется исходя из структуры свариваемых материалов.

При РДС скорость сварки изменяется в узком диапазоне от 3 до 5 м/ч. Для незакалённых низкоуглеродистых сталей скорость сварки принимается, как правило, максимальной. Для низко- и среднелегированных закаливающихся сталей скорость сварки рассчитывается из скорости охлаждения при наплавке валика на лист толщиной δ:

, где

ω_охл – скорость охлаждения металла шва, °С/с (определяется по термокинетической диаграмме для данной марки стали);

ω – безразмерный критерий процесса, учитывает толщину пластины по сравнению с полубесконечным телом; принимаем ω = 0.5;

λ – коэффициент теплопроводности, кал/(см·с·°С);

Т_m – температура начала мартенситного превращения, или температура начала распада аустенита (определяется по Справочнику "Изотермические и термокинетические диаграммы переохлаждённого аустенита"), °С;

Т₀ – начальная температура изделия, или температура подогрева, °С (определяется в зависимости от вида свариваемого соединения, свариваемой толщины и эквивалентного содержания углерода в данной марке стали – по рекомендациям);

Таблица 4

Марка стали	Содержание химических элементов, %								Коэффициент теплопровод-ности , кал/(смсоС)		Временное сопротив-ление разрыву σв, МПа
	C	Si	Mn	Cr	Ni	Mo	Cu
35	0,35	0,36	0,72	0,25	0,3	-	0,26	0,096		470
08ХСНД	0,08	0,9	0,78	0,9	0,75	-	0,52	0,079		540
15ХГНМА	0,15	0,36	0,9	1,0	1,05	1,0	-	0,079		490
30ХМА	0,30	0,36	0,6	1,1	0,3	0,24	0,26	0,091		930
30ХГСА	0,30	1,2	0,9	1,1	0,3	-	0,26	0,080		650
12ХН2	0,12	0,36	0,6	0,9	1,8	-	0,26	0,072		550

---

q_п – погонная энергия сварки, кал/см. Погонная энергия – энергия, затрачиваемая на единицу длины сварного шва при сварке плавлением.

, где η принимается в зависимости от потерь δ на угар и разбрызгивание.

Эквивалентное содержание углерода рассчитывается по формуле:

По эквивалентному содержанию углерода определяется, к какому классу свариваемости относится сталь и исходя из этого оценивается температура подогрева Т₀.

При высоком (низком) содержании мартенсита в металле шва для получения оптимальной скорости сварки (в диапазоне от 3 до 5 м/ч) необходимо варьировать температуру подогрева. Если это не даст результатов, возможно, стоит отойти от исходных данных и уменьшить (увеличить) содержание мартенсита в металле шва. При этом необходимо объяснить причины тех или иных изменений.

Термокинетические диаграммы для определения скорости охлаждения.:

7. Далее определяется площадь поперечного сечения наплавленного за один проход металла (количество наплавленного за один проход металла): , где

F_{н проход} – площадь поперечного сечения наплавленного за один проход металла, мм²;

 – плотность наплавленного металла, г/см³ (принять ρ = 7.85 );

v_св – скорость сварки, м/ч;

α_н – коэффициент наплавки, г/А·ч.

8. Общая площадь поперечного сечения наплавленного металла определяется путём разбивки разделки кромок на правильные геометрические фигуры.

---

, где k – количество таких геометрических фигур.

9. Необходимое для заполнения всего сечения число проходов определяется как отношение общей площади поперечного сечения наплавленного металла к количеству наплавленного за один проход металла:

Таблица 5

№ п/п	Марка стали	Свариваемая толщина S, мм	Вид соединения	Условное обозначение шва по ГОСТ 5264-80	Соотношение структурных составляющих в металле шва, %	Положение шва в пространстве
1	08ХСНД	20	стык	С18	20М+80П	нижнее
2	15ХГНМА	16	тавр	Т8	32М+68П	вертикальное
3	35	20	стык	С25	60М+40П	нижнее
4	30ХМ2	14	стык	С40	0М	вертикальное
5	12ХН2	20	стык	С39	60П+40Ф	нижнее
6	30ХГСА	22	стык	С40	20М+80П	вертикальное
7	12ХН2	14	тавр	Т7	32М+68П	нижнее
8	15ХГНМА	20	стык	С19	60М+40П	вертикальное
9	35	8	тавр	Т6	0М	нижнее
10	08ХСНД	22	стык	С40	60П+40Ф	вертикальное
11	35	20	стык	С39	20М+80П	нижнее
12	30ХМА	16	стык	С24	32М+68П	вертикальное
13	12ХН2	20	стык	С25	60М+40П	нижнее
14	15ХГНМА	14	стык	С21	0М	вертикальное
15	35	16	тавр	Т2	60П+40Ф	нижнее
16	12ХН2	8	стык	С21	20М+80П	вертикальное
17	08ХСНД	15	стык	С40	32М+68П	нижнее
18	35	14	тавр	Т7	60М+40П	вертикальное
19	12ХН2	6	стык	С21	0М	нижнее
20	30ХМА	15	стык	С18	60П+40Ф	вертикальное
21	30ХГСА	20	тавр	Т8	20М+80П	нижнее
22	08ХСНД	16	стык	С43	32М+68П	вертикальное
23	35	18	стык	С18	60М+40П	нижнее
24	12ХН2	15	стык	С40	0М	вертикальное
25	30ХГСА	20	стык	С21	60П+40Ф	нижнее

---

---