Презентация "Методы определения свариваемости стали"

Скачать материал

Подписи к слайдам:

20.02.17
Тема: Методы определения свариваемости стали

Цели:
учебная: сформировать у студентов знания об углеродистых сталях, о свариваемости стали и режимах сварки.
развивающая: развить навыки самостоятельной работы и их последующее применение на производственной практике.
воспитательная: формирование культуры восприятия учебного материала и организации учебной деятельности в ходе урока, формирование уважения к избранной профессии.
Задачи:
- сформировать у студентов знания о материалах, используемых в процессе сварки, об их свариваемости и режимах.
- научиться применять полученные знания на практике и в производственной деятельности.

План урока
1.Маркировка сталей.
2.Режимы ручной дуговой сварки углеродистой стали.
3. Методы определения показателей свариваемости

Повторение пройденного материала

Что такое сталь?
Какие различают группы сталей?
Какие стали обладают хорошей свариваемостью?

Существует З группы сталей:
1.Эвтектоидная (0,8%С)
2.Доэвтектоидная (<0,8%С)
3.Заэвтектоидная (>0,8%С)

Назовите достоинства углеродистых сталей различных марок :
-высокая пл--------------- ть;
-хорошая об-------------------------- ть (вне зависимости от температуры нагрева
металла);
-отличная с ----------------- ть;
-сохранение высокой пр-------------- ти даже при значительном нагреве (до 400°);
-хорошая перено---------сть д-----------------х н-----------к.

Назовите недостатки углеродистых сталей:
-образованию и развитие к---------------ии
-слабые э----------------------------ие характеристики;
-склонность к теп---------------------му расширению.

Что такое свариваемость?

Свариваемость стали

Способность стали к образованию качественного сварного соединения называют свариваемостью, которая определяется внешними и внутренними факторами.
К ним помимо химического состава относятся:
технология сварки (режимы),
жесткость сварного узла,
комплекс требований, предъявляемых к сварному соединению условиями эксплуатации.

1.Хорошо сваривающиеся:
Низкоуглеродистые Ст1-Ст4 (кп, пс, сп); Низколегированные 15Г, 20Г, 25Г
2.Удовлетворительно сваривающиеся:
Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 16ХГ,20ХГСА
3.Ограниченно сваривающиеся:
Углеродистые Ст5 (пс, сп); Легированные 25ХГСА,35Г
4.Плохо сваривающиеся:
Углеродистые 50, 55; Легированные 50Г
буквы, добавляемые после номера марки, — степень раскиcления: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная

1.Маркировка сталей.

Режимы ручной дуговой сварки
Род сварочного тока — постоянный или переменный — и его полярность зависит от марки и толщины свариваемого металла.
Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также в зависимости от характера соединения и формы подготовленных кромок под сварку. Экспериментально установлена следующая зависимость:

Выбор силы сварочного тока.
Для сварки в нижнем положении силу сварочного тока подбирают по формуле
I=К∙d, где I - сила сварочного тока, А; К - коэффициент, А/мм; d - диаметр электрода, мм.
При сварке в вертикальном положении в выше приведенную формулу вводится коэффициент 0,9, учитывающий снижение силы сварочного тока I=0,9∙К∙d.
При сварке в потолочном положении в связи с трудностью формирования шва вводят коэффициент 0,8 для получения меньшего объема расплавленного металла сварочной ванны, что способствует быстрой кристаллизации металла и нормальному формированию сварного шва в потолочном положении I=0,8∙К∙d. Коэффициент К выбирают в зависимости от диаметра электрода:

Напряжение дуги. Определяется разностью потенциалов между катодом (электродом) и анодом (свариваемым металлом).
В сварочных трансформаторах сетевое напряжение 220 или 380 В преобразуется в более низкое — 60...90 В. Такие трансформаторы называются понижающими.

Расчет скорости сварки, м/ч, производится по формуле

где αН – коэффициент наплавки, г/А· ч (принимают из характеристики выбранного
электрода по табл.)
; FШВ – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного
слоя валика при
многослойном шве), см2;
ρ – плотность металла электрода, г/см3 (для стали ρ =7,8 г/см3).

Масса наплавленного металла, г, для ручной дуговой сварки рассчитывается по формуле

где l – длина шва, см; ρ – плотность наплавленного металла (для стали ρ=7,8 г/см3).

Время горения дуги, ч, (основное время) определяется по формуле

Расход электродов, кг, для ручной дуговой сварки (наплавки) определяется по формуле

где kЭ – коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла

Расход электроэнергии, кВт· ч, определяется по формуле

где UД– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания сварочной дуги; WO– мощность, расходуемая источником питания сварочной
дуги при холостом ходе, кВт; Т – полное время сварки или наплавки, ч.
Значения η источника питания сварочной дуги и WO можно принять по таблице.

Основные методы определения свариваемости стали
Применяемые на практике методы определения свариваемости используются для проверки свойств основного металла и
выяснения пригодности данной технологии сварки или сварочных материалов для изготовления конструкции, соответствующей требованиям эксплуатации:
электродов,
сварочной проволоки,
флюсов,
защитных газов)

Аргон — негорючий и невзрывоопасный газ.

Гелий – газ без цвета, запаха и вкуса

Методы определения показателей свариваемости
1. прямые (оценку производят путём сварки образцов заданной конструкции),
2. косвенные (сварочный процесс заменяют другим, имитирующим его процессом)

Образцы для определения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин:
А — тавровое соединение; б — стыковое соединение; S — толщина металла; L1 = L — 40 мм; В = 180 мм

К группе технологических проб относятся составные образцы, в которых наплавку производят на отдельные полосы или сегменты, скрепленные между собой прихватками или закрепленные в жёстком приспособлении (рис. 4-4, а), и образцы переменной жёсткости (рис. 4-4, б).

Рис. 4-4. Образцы: составной (а) и переменной (б) жёсткости

Стойкость против образования кристаллизационных трещин определяют качественно по наличию или отсутствию трещин на поверхности шва и в изломе образца после его расчленения.

Рис. 4-5. Образцы, имитирующие реальное нахлёсточное (а) и стыковое (б) сварное соединение: 1 — контрольный шов

Методы испытания стойкости металла околошовной зоны против трещин дают в большинстве случаев качественную характеристику (наличие или отсутствие трещин).

Для испытаний обычно используют специальный образец, имитирующий реальные сварные соединения (рис. 4-5, а, б). Осматривают образцы через 5—20 суток после сварки, что способствует наиболее полному выявлению трещин. Трещины выявляются при внешнем осмотре поверхности металла и по макрошлифам.

Рис. 4-6. Образец для количественной оценки стойкости металла против образования холодных трещин

Для количественной оценки стойкости металла околошовной зоны против образования трещин служит образец, показанный на рис. 4-6. Образец собран из трёх пластин толщиной не менее 4 мм с зазором не более 0,5 мм. Сварку проводят при нескольких заданных нормативными документами температурах.

Процесс хрупкого разрушения металла состоит из двух стадий. На первой стадии в металле возникают значительные пластические деформации.
В хрупком изломе начальную стадию разрушения можно обнаружить по матовой поверхности. Вторая стадия разрушения металла
является процессом непрерывного роста хрупких трещин, которые возникают на разных участках.

Кривые, характеризующие хрупкое и вязкое разрушение одного и того же металла

Развитие хрупкой трещины представляется следующим образом. Впереди фронта главной трещины (рис. 4-8) образуются микротрещины. Каждая такая микротрещина, развиваясь, распространяется в радиальном направлении до тех пор, пока не встретит на своем пути другие развивающиеся микротрещины или фронт главной трещины.

Схема процесса развития хрупкой трещины

В настоящее время широко распространено испытание на поперечный изгиб стандартных образцов с условным надрезом. На рис. 4-9, а—в показаны образцы с полукруглым, остроугольным и ключевидным надрезами, применяемые для испытания на ударный изгиб.

Образцы для испытания на ударный изгиб с полукруглым (а), остроугольным (б) и ключевидным (в) надрезами:
I; II; III — профили надрезов

Изменение ударной вязкости в зависимости от температуры

Вопросы:
1.Что такое свариваемость?
2.На какие группы по свариваемости подразделяются стали?
3.К какой группе сталей по свариваемости относятся марки сталей 25ХГ, 25ХГСА, 20Г, Ст3кп?
4.Расшифруйте сталь марки Ст3кп.

Решение задач

Решите задачу №1
Условие:
Определите силу тока, если напряжение в сети составляет 220В, а сопротивление 5 Ом.
Дано:
U=220 В
R=5Ом
I-?

Ответ
I=U/R=220/5=44 A

Решите задачу №2
Условие:
Определите расход электродов для сварки одного узла , если коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла составляет 1,6% , а вес наплавленного металла 58,4 грамма.
Дано:
Gэ-?
kэ=1,6%
Gн=58,4г

Решение
Gэ=kэ*Gн
Gэ=1,7*Gн
Gэ=1,7*67,4=114,6г
Расход электродов для сварки одного узла 114,6г

Решите задачу №3:
Определите мощность сварочного генератора, если напряжение в сети составляет 225В, а внутреннее сопротивление генератора 19 Ом.
Дано:
W-?
U=225В
R=19 Ом

Решение:
W-?
U=220В
R=22 Ом
I=U/R=220/22=10А
W=U*I=220*10=2200Вт или 2,2кВт

Условие:
Длина проводника составляет 242 метров. Напряжение на его концах составляет 216Вольт. К проводнику подключен сварочный трансформатор мощностью 2,5 кВт.
Определите номинальный ток сети.
Выдержит ли автоматический выключатель (АВ) нагрузку сварочного трансформатора, если номинал АВ-10 А, а 1 метр проводника обладает сопротивлением 0,2 Ом.

Решите задачу №4:

Решение:
L пр=240-длина проводника
R=Lпр*0,1ом/м =240*0,1=24 (Ом) –общее сопротивление проводника
I=218/24=9,1(А)-номинальный ток сети
9,1А<10А-проводник входит в защитную зону автоматического выключателя.
I=W/U=2,5 кВт=2500Вт/218В=11,5(А)-потребление сварочного трансформатора
11,5 (А)>10(А)-мощность трансформатора превышает номинал автоматического выключателя.
АВ не выдержит нагрузку сварочного трансформатора, так как мощность трансформатора превышает номинал автоматического выключателя.

Решите задачу №5
Для подъёма автомобиля массой 1000 кг, требуется двигатель мощностью 1,8 кВт. Определите ток сети и мощность двигателя для подъёма автомобиля массой 1500 кг с напряжением сети 380 В.
Условие
Дано:
m1=1000 кг
m2=1500 кг
U=380В
W1=1,8кВт
W2-?
I-?

Решение:
m1=1,8кВт=1 тонна
W2=W1*m2
W2=1,8кВт*1,5т=2,7кВт
W=I*U, отсюда следует
I=W/U=2,7кВт/380В=2700Вт/380В=7,1А
Ответ: I=7,1 А

Определите количество кислорода, находящегося в баллоне?
Дано:
Вместимость баллона V=40 дм3
Давление P=15 МПа
Количество кислорода в баллоне υ-?

Решение
V=40 дм3 (0,04 м3)
P=15 Мпа
υ= 0,04X15=6 м3.
Ответ: υ= 6 м3.

Презентация "Методы определения свариваемости стали"

Подписи к слайдам:

Педагогика - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы