2. Методика виконання роботи

Студент вибирає задану конструкцію зварного виробу, його геометричні характеристики, марку сталі і виконує завдання по пунктам в заданій послідовності.

1. Необхідно намалювати ескіз заданого виробу з геометричними характеристиками і маркою сталі. Для сталі заданої марки подається довідкова характеристика [3,4], до якої входять: призначення, хімічний склад, температури критичних точок, механічні властивості , технологічні властивості. Механічні властивості необхідно подавати, виходячи з того, що всі зварні конструкції виготовляються з листової сталі, товщина яких визначена в завданні.

Місце в класифікації сталей визначається за різними ознаками.

Приклад.

Місце сталі У8А в класифікації сталей:

а) за призначенням – інструментальна (літера „У”);

б) за хімічним складом – вуглецева;

в) за вмістом вуглецю – високо вуглецева (цифра „8”- 0,8%С);

г) за якістю – високоякісна (літера „А” в кінці марки сталі – низький вміст сірки „S” та фосфору „Р”;

д) за структурною – евтектоїдна, структура – „перліт” в рівноважному стані

е) за прогартовуваністю – невеликої прогартовуваності

Необхідно зазначити, що в табл. 1 подаються тільки конструкційні сталі.

Зварюваність оцінюється показником – еквівалент вуглецю за фор-мулою [1, т.1, с.17], виходячи з хімічного складу

.

Сталі, у яких Се ≤0,45% нормально зварюються. При Се≥0,45% сталі погано зварюються.

Приклад. Зварюваність сталі У8А:

Се = 0,87%, сталь У8А погано зварюється.

2. Необхідно визначити тип і номер зварного з’єднання заданого виробу. Конструкції виробів підібрані таким чином, що кожна має один тип зварного з’єднання.

Циліндр – стикові шви, короб – кутові, двотавр – таврові, панель – внакид. Всі вироби виготовляються з листів . Циліндр – з трьох листів, що згинаються в три прості циліндри, у яких зварюються три прямолінійних шви. Після цього три простих циліндри стикуються і з’єднуються двома круговими швами. Короб виготовляється з чотирьох листів, що розташовуються під прямими кутами, які зварюються чотирма прямолінійними швами. Двотавр виготовляється з трьох листів, які зварюються двома (односторонній шов) або чотирма (двосторонній шов) прямолінійними швами.

Всі шви повинні бути нерозривними (суцільними). Номер для типу шва визначається з додатку, виходячи з товщини „S” листа. Листи для майбутнього шва в місці стику можуть бути спеціально підготовлені (знята частина торця) для кращого проплавлення при зварюванні. Такі шви використовують для великих товщин. Для маленьких товщин подібна операція не виконується.

Основним результатом цього пункту повинно бути визначення маси наплавленого металу, тобто того металу, який при формуванні зварної ванни надходить з електроду. Відповідно, в загальній площі зварного шва, підраховується площа зазору між двома листами і підсилення шва. Для простоти підрахунків площу фігури, що займає наплавлений метал, необхідно розбити на 2-3 прості фігури. Це можуть бути сегмент (F₁, рис.2) і прямокутник (F₂, рис.2), або сегмент, прямокутник і трикутник, заданих розмірів (див. додаток ). Для спрощення, допускається підрахування площі сегмента як площі вписаного трикутника. Після підрахування сумарної площі F і сумарної довжини L визначають об’єм V і масу m_н наплавленого металу. При цьому використовують густину ρ сталі, що дорівнює 7,85 г/см³

F = F₁+ F₂+ F₃;

V= F٠L;

m_н= V ρ.

Приклад. Для товщини листа 4 мм підбираємо шов С2 (рис. 2,а), а

для товщини листа 50 мм шовС21 (рис. 2,б)

а б

Рис. 2. Конструктивні елементи стикового зварного шва:

а – С2; б – С21

Приклад розрахунку геометрії зварного з’єднання і маси наплавленого металу для шва С2 і товщини 4 мм (рис. 2,а):

= F₁+F₂ = 7+8=15 мм²;

F₁ = 2∙7∙= 7 мм²;

F₂ = 4∙2 = 8 мм²;

V = ∙= 0,15 см²∙384 см = 57,6 см³;

= L+2D = 3840 мм;

m_н = V∙= 57,6∙7,85 = 452,16 г.

3. Необхідно порівняти між собою три способи дугового зварювання: ручне, напівавтоматичне в середовищі захисного газу, автоматичне (механізоване) під флюсом і обґрунтовано вибрати один спосіб. Необхідні данні і характеристики способів подаються в літературі [1, гл. IX, X, XI]; [2]; [ 5]; [ 6]. Можна також скористатись нижченаведеним.