Ручная дуговая сварка

Размещено на http://www.allbest.ru/

Ручная дуговая сварка

Задача № 1.

По диаграмме состояния Fe-Fe3C определить структуру стали, чугуна с содержанием С = 0,8% при t = 1500 _С.

Ответ: Жидкость.

При температуре 1500 _С сталь представляет собой расплав железа и углерода.

Задача № 2.

По диаграмме состояния Fe-Fe3C определить температуру плавления t плавл, температуру закалки t закалки, отжига t отжига стали с содержанием: C = 1,4%.

Для каких сталей и при какой температуре производится гомогенизационный отжиг (рекристализационный отжиг, полный отжиг, изотермический, нормализационный).

Ответ:

1. Сплав с содержанием углерода 1,4% называется заэвтектоидной сталью.

2. tнач.плав = 12700 С, tкон.плав = 14550 С

3. tотжига = А 1 + (30-50) = 727 + (30-50) = 7600 С.

Гомогенизационный отжиг, или гомогенизация, применяется для выравнивания химической неоднородности (за счет диффузии) зерен твердого раствора, т. е. уменьшения микроликвации в фасонных отливках и в слитках главным образом из легированной стали.

В процессе гомогенизации слитки нагревают до 1100-1200°С, выдерживают при этой температуре 8--15 ч, а затем медленно охлаждают до 200--250 °С. Продолжительность отжига 80 - 110 часов.

Отжиг рекристаллизационный применяют для снижения прочности, твердости, повышения пластичности и устранения вытянутости зерен после холодной пластической деформации (например, промежуточные отжиги при волочении проволоки). Такому отжигу подвергают малоуглеродистые стали, так как высокоуглеродистые стали в холодном состоянии деформируются плохо и их такой обработке практически не подвергают.

Нагрев при этом отжиге проводят ниже температуры А 1 до 600-7000 с последующим охлаждением в печи или на воздухе. При этом временное сопротивление разрыву (высокое после деформации) снижается, а пластичность растет.

Полный отжиг проводится для доэвтектоидных и эвтектоидных сталей. Температура нагрева на 30-500 выше А 3, т.е. структуру полностью переводят в аустенитное состояние. После выдержки сталь медленно охлаждают в печи. Скорость охлаждения углеродистых сталей 100-150 0/час, легированных - 30-40 0/час. Структура стали после полного отжига получается феррито-перлитная, т.е. такая, как по диаграмме Fe-C.

Изотермический отжиг проводят с той же целью, что и полный, но время на его проведение требуется меньше. После нагрева до температуры на 30-500 выше А 1, выдержке для выравнивания температуры по сечению, сталь подстуживают немного ниже А 1 (650-7000) и выдерживают при этой температуре до полного распада аустенита на феррит и перлит, дальнейшее охлаждение с любой скоростью.

В отличие от других видов отжига здесь распад аустенита проходит не при непрерывном охлаждении, а в изотермических условиях (при постоянной температуре). Проводить такой отжиг проще, т.к. контролировать температуру легче, чем скорость охлаждения.

Изотермический отжиг обычно применяют для легированных сталей обладающих высокой устойчивостью аустенита (кривая изотермического распада сильно сдвинута вправо). Такой отжиг можно применять только для мелких заготовок, у которых температура по сечению выравнивается сравнительно быстро.

Нормализация заключается в нагреве стали на 30-500 выше критических температур А 3 и Асм с последующим охлаждением на воздухе.

Цель нормализации доэвтектоидных конструкционных сталей несколько повысить прочность (по сравнению с прочностью после отжига) за счет измельчения структурных составляющих (феррита и перлита).

Цель нормализации заэвтектоидных инструментальных сталей - устранить цементитную сетку по границам перлитных зерен и тем самым предотвратить повышенную хрупкость стали при последующей закалке. Структура таких сталей после охлаждения на воздухе из аустенитной области (выше АC3) получается сорбит.

4. t закалки = А 1 + (30-50) = 727 + (30-50) = 7600 С.

Закалка - вид термической обработки состоящий в нагреве стали до определенных температур (доэвтектоидных на 30-500 выше А 3, заэвтектоидных на 30-500 выше А 1), выдержке и быстром охлаждении, со скоростью более верхней критической. Цель закалки - повысить твердость, прочность, износоустойчивость.

Задача № 3.

Определить время выдержки в электропечи при температуре закалки деталей, имеющих сечение: Уголок 168*4.

Ответ:

Время выдержки при температуре закалки берем из расчета 1,5-2 мин на 1 мм условной толщины: чугун сталь отжиг гомогенизационный

tвыд = 1,5-2 * 4 = 6-8 мин.

Задача № 4.

Для стали класса 09Г 2С определить углеродный эквивалент Cэ и дать оценку свариваемости.

Ответ: Углеродный эквивалент (CЭ), %, определяют по формуле (по ГОСТ 19281-89):

(1)

где C, Mn, Si, Cr, Ni, Cu, V, P - массовые доли углерода, марганца, кремния, хрома, никеля, меди, ванадия и фосфора, %.

CЭ = 0,09 + 1,7/6 + 0,7/24 + 0,3/5 + 0,3/40 + 0,3/13 + 0 + 0,035/2 = 0,51.

Оценка свариваемости по углеродному эквиваленту - плохая (Сэ свыше 0,5). В данном случае необходим прогрев до сварки и во время сварки. Термообработка необходима перед сваркой и после сварки.

Задача № 6.

Запроектировать стыковое (угловое, тавровое, нахлесточное) сварное соединение. Толщина элементов t1 = 12 мм, t2 = 20 мм, сталь класса С 245. Сварка ручная. Подобрать сварочные материалы.

Ответ:

Ручная дуговая сварка - сварка, источником энергии которой является электрическая дуга.

Используется для сварки углеродистых сталей обычного качества, качественных сталей с различным содержанием марганца, низколегированных и легированных, жаропрочных и жаростойких сталей, чугуна и цветных металлов.

Требования к электродам, применяемым при сварке в России, описаны в ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75 и ГОСТ 10052-75. Типы сварных соединений описаны в ГОСТ 5264-80.

Сварочное материалы для всех типов соединений:

Сварочные материалы - проволока Св 08, тип электрода Э 42 (диаметр 5-6мм).

1. Стыковое. В этих соединениях свариваемые элементы располагаются в одной плоскости или на одной поверхности.

По ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка:

Тип сварного соединения - С 12 (3…60мм), s=12мм, s1=20мм. Размер сварного шва - e = 24 мм, g = 0,5 мм.

Подготовленные кромки деталей:

Сварной шов:

2. Угловое. Сварное соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев, называется угловым.

По ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка:

Тип сварного соединения - У 6 (3..60), s=12мм, s1=20мм. Размер сварного шва - e = 20 мм, g = 0,5 мм. Расстояние между кромками = 2 мм.

Подготовленные кромки деталей:

Сварной шов:

3. Тавровое. Отличительной особенностью этих соединений является то, что одна из соединяемых деталей торцом устанавливается на поверхности другой и приваривается, образуя в сечении как бы букву Т (отсюда и название - тавровое).

По ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка:

Тип сварного соединения - Т 3, s=12мм, s1=20мм. Расстояние между кромками b = 0 мм (отклонение до +3 мм). Минимальный катет k = 5 мм.

Подготовленные кромки деталей:

Сварной шов:

4. Нахлесточное. Соединение, в котором свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга, называется нахлесточным. Величина перекрытия должна быть в пределах 3-240 мм и зависит от толщины свариваемого металла.

Нахлесточные сварные соединения обозначаются H1 и Н 2 и могут быть как с односторонним, так и с двусторонним швами.

По ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка:

Тип сварного соединения - Н 1 (односторонний шов), s=12мм, s1=20мм. Минимальный катет - k = 12 мм. B (нахлест) = 12-100 мм, b = 0мм (отклонение до +1,5 мм).

Подготовленные кромки деталей:

Сварной шов:

Размещено на Allbest.ru