1.2. Порядок выполнения работы
1) Исследовать под микроскопом ММУ-3 структуру наплавленного металла и зоны термического влияния. Выявить дефекты сварного соединения.
2) Зарисовать схему строения сварного шва (см. рис. 1.2) и описать особенности структуры каждого участка зоны термического влияния.
3) Определить по структуре сварного шва наиболее вероятное место его разрушения.
1.3. Содержание отчета
1) схема строения сварного шва с расшифровкой всех обозначений. Описание выявленных дефектов макроструктуры.
2) Описание особенностей структуры каждого участка зоны термического влияния.
3) Выводы о прочности и надежности исследованного сварного шва.
1.4. Вопросы для самоконтроля
От чего зависит состав, структура и свойства металла шва и какие дефекты снижают его эксплуатационную надежность?;
Что собой представляет зона термического влияния сварного соединения и из каких участков она состоит?;
Чем объяснить формирование в ЗТВ участка перегретого металла. Какая его структура и свойства?
Какая термическая обработка используется для исправления дефектной структуры (видманштеттовой) в ЗТВ сварных швов?
Лабораторная работа 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ
ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ СТАЛИ
Цель работы:
1) исследовать влияние сварочного тока на значения коэффициентов расплавления р, наплавления н, потери на угар и разбрызгивания ψ при сварке электродами заданной марки;
2) определить оптимальное значение сварочного тока при выполнении наплавочных работ электродом заданного диаметра.
Необходимые материалы и оборудование: электроды ОММ-5, К-2-55 или УОНИ-13/45 (выдаются преподавателем); пластины из низкоуглеродистой стали размером 200 80 10 мм; сварочный трансформатор ТС-300, весы лабораторные, секундомер.
2.1. Краткие теоретические сведения
На практике значение сварочного тока ориентировочно определяется по формуле:
,
(1)
где Iсв – сварочный ток, А;
k – коэффициент, для углеродистых сталей k = 35 – 50 А/мм;
dэл – диаметр электрода, мм. Выбирается в зависимости от толщины свариваемых листов.
Таким образом, значение сварочного тока может выбираться в широких пределах расчетного интервала варьирования (например, при dэл = 4 мм Iсв = 140 – 200 А).
Интенсивность расплавления электродного металла характеризуется коэффициентом расплавления р, г/Ач, – масса расплавленного металла в единицу времени, отнесенная к единице сварочного тока для данного режима сварки. С увеличением сварочного тока интенсивность теплового потока от горения дуги увеличивается пропорционально квадрату тока q = I2R. Поэтому р изменяется по параболическому закону (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Влияние сварочного тока на значении технологических коэффициентов при дуговой сварке плавящимся электродом
Производительность процесса сварки характеризуется коэффициентом наплавления н, г/Ач, – масса наплавленного металла в единицу времени, отнесенная к единице сварочного тока для данного режима сварки.
потери электродного металла на разбрызгивание, испарение и окисление характеризуются коэффициентом потерь электродного металла ψ.
Проблема определения оптимального значения сварочного тока, при котором достигаются максимальная производительность и минимальные потери электродного металла, решается экспериментальным путем (см. рис. 2.1).
Как видно из рисунка 2.1, сварка при меньших значениях тока имеет более низкую производительность процесса вследствие снижения интенсивности расплавления электрода и увеличения потерь на разбрызгивание расплава в результате нестабильного (прерывистого) горения дуги и крупнокапельного переноса электродного металла в сварочной дуге.
С увеличением сварочного тока до определенного (оптимального) значения производительность процесса возрастает за счет стабильного горения дуги, мелкокапельного переноса электродного металла и увеличения скорости плавления электрода. Сварка при значениях тока выше оптимального часто приводит к снижению производительности процесса, так как увеличиваются потери на окисление и испарение электродного металла вследствие повышения температуры в зоне горения дуги.