металзвар

товщини „ S” листа. Крім того для з’єднань типів У, Т і Н треба проставити мінімальний розмір катету перерізу наплавленого маталу К за даними дод. 4, або орієнтовними даними, що наведені у табл. 3.

Для з’єднань внапуск К встановлюється орієнтовно за найменшим розміром товщини деталі, що зварюється, і, більш точно, за даними дод. 4.

Крім того, шви бувають однобічні і двобічні, з обробкою кромок і без обробки. 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.

4. Переріз шва малювати, виходячи з певного варіанта з врахуванням розмірів виробу (табл. 1, рис.1), допустимих значень катету К опуклості і вгнутості зварного шва. Останні можна проставляти довільно і приблизно виходячи з таблиці, що міститься в дод. 3.

Форму перерізу визначають з дод. 4, з урахуванням товщини листа, що зварюється, і типу зварного з’єднання, яке було визначено в п. 3 відповіді на питання завдання. На рисунку форми перерізу зварного шва (дод. 4) овалом показано весь розплавлений метал. Він складається з двох металів:

1) з розплавленого металу деталі (незаштрихована частина деталі); 2) наплавленого металу з електроду (решта розплавленого

металу, що знаходиться в овалі здійсненого шва).

5. Основним результатом цього пункту повинно бути визначення маси наплавленого металу, тобто того металу, який при формуванні

11

зварної ванни надходить з електроду. Відповідно, в загальній площі зварного шва, підраховується площа зазору між двома листами і підсилення шва g. Для простоти підрахунків площу фігури, що займає наплавлений метал, необхідно розбити на 2-3 прості фігури. Це можуть бути сегмент (F1, рис.3) і прямокутник (F2, рис.3), або сегмент, прямокутник і трикутник, заданих розмірів (див. дод. 4). Для спрощення, допускається підрахування площі сегмента як площі вписаного трикутника. Після підрахування сумарної площі ΣF = F1+ F2+ F3 +Fn і сумарної довжини ΣL визначають об’єм V і масу mн наплавленого металу. При цьому використовують густину ρ сталі, що дорівнює

7,85 г/см3.

Приклад: для товщини листа 4 мм підбираємо шов С2 (рис. 3,а), а для товщини листа 50 мм шов С21 (рис. 3,б).

Рис. 3. 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. 3,а):

∑ F = F1+F2 = 7+8=15 мм2;

F1 = 2·7·1 = 7 мм2;

2

F2 = 4·2 = 8 мм2;

V = ∑ L ·∑ F = 0,15 см2·384 см = 57,6 см3;

∑ L = L+2π D = 3840 мм;

12

mн = V·ρ = 57,6·7,85 = 452,16 г.

6. Тип електроду визначають залежно від межі міцності основного металу σВ або хімічного складу сталі (дод. 2).

Для електродів вуглецевих і низьколегованих сталей (14 типів) в типі електроду позначається межа міцності σВ наплавленого металу (дод. 2). Наприклад, в типі електроду Э42. цифри 42 вказують на те, що межа міцності σВ наплавленого металу цим електродом складає 420 МПа. Взагалі доцільно, щоб міцність електродного (присаджувального) металу дорівнювала або на 10 – 20 % вище за міцність основного металу.

Міцність основного металу можна визначити з табл. (дод. 1). Наприклад: ручне дугове зварювання, основний метал – сталь 15, межа міцності (тимчасовий опір на розтягування) σВ = 380 МПа; вибираємо електрод типу Э42, метал якого має σВ = 420 МПа. Марку електроду визначаємо за таблицею (дод. 2).

Для електродів високолегованих сталей з особливими властивостями (49 типів) і для електродів теплостійких сталей (9 типів) в типі електроду указується хімічний склад наплавленого металу. Наприклад, Э-09ХМ, Э-02Х12Н9Т. Маркують ці електроди таким чином. Після літери Э, яка позначає електрод, проставляються цифри, що вказують на кількість вуглецю у сотих долях відсотка; далі стоять букви, що позначають той чи інший хімічний елемент, цифри після букви вказують на кількість цього хімічного елементу у цілих відсотках, літера А вкінці показує на те, що електрод містить малу

конструкційних легованих сталей, що поліпшує вибір електродів до вказаних сталей. Отже в типі електроду Э-02Х12Н9Т міститься 0,02 %С, 12 % хрому, 9 % нікелю і близько 1 % Ті. Цей тип електроду придатний для зварювання сталей подібного складу, наприклад, для зварювання сталі марки 02Х12Н9Т.

7. Режим ручного дугового зварювання визначається: діаметром електроду, силою, родом і полярністю струму, напругою на дузі, а також швидкістю і продуктивністю зварювання.

Діаметр електрода підбирають виходячи з товщини заготовки:

13

зварювання: марки і товщини основного металу, положення в просторі, значущості з’єднання. При виконанні навчальних завдань

для всіх електричних способів зварювання плавленням. Він показує скільки грамів металічного матеріалу можна наплавити силою струму

14

електрода); Ког = 1,07...1,1.

8. Характеристики джерела живлення підбираються за даними дод. 5 або 6, в першу чергу, за родом струму і номінальною силою струму. Джерела живлення поділяються на змінного (трансформатори) і постійного (генератори, перетворювачі, випрямлячі) струму. Після вибору джерела живлення необхідно дати його характеристику.

де І – сила струму , А; U -напруга ,В; t – час зварювання ,год.

10. Дефекти можуть бути явними, скритими, виправними і невиправними. До них належать такі дефекти.

Дефект форми шва, який характеризується зменшенням перерізу або збільшенням підсилення шва.

Незаварені кратери, які можуть бути концентраторами напруження і причиною утворення тріщин.

Підрізи, які зменшують переріз шва і можуть бути концентраторами напруження і причиною утворення тріщин.

Прожоги, що звичайно виникають при зварювані тонкого металу. Пори. Вони знижують міцність металу і герметичність з’єднання. Шлакові включення знижують механічні властивості з’єднання.

Непровари утворюють напруження і знижують міцність шва. Тріщини, які можуть бути мікро- і макротріщінами. Вони

знижують механічні властивості шва.

Крім вказаних можуть бути напливи, бризки, свіщі, вгнутість кореня, короблення деталі тощо.

15

До способів виявлення дефектів належать такі: зовнішній огляд, просвічування рентгенівським або гама промінням, ультозвукова дефектоскопія, магнітографія, металографія тощо.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Попович В., Голубець В. Технологія конструкційних матеріалів і матеріалознавство. Кн. 1 – Суми: „ Університет книга”,

2002.-264с., т.2-260 с.

2.Никифоров В.М. Технологія металів і конструкційні матеріали. – К.: Вища школа,1984, – 344 с.

3.Добровольський О.Г. Матеріалознавство та матеріали у машинобудуванні: Навчальний посібник. – К.: КНУБА, 2004 – 109 с.

4.Дриц М.Е., Москалев М.А. Технология конструкционних материалов и материаловедение. – М.: Высш. шк., 1990. – 447 с.

5. Технология конструкционных материалов / Под ред. Г. А. Прейса. − К.: Вища шк., 1984. − 359 с.

6.Сергеев Н.П. Справочник молодого электросварщика. – М.:

Высш. шк., 1980. – 188 с.

7.Сварка и резка в промышленном строительстве / Под. ред. Малышева Б.Д. – М.: Стройиздат, 1989. – 530 с.

8.Шкуратовский Г.Д., Шинкарьов Б.М. Сварочные работы. –

К.: Будивэльнык, 1988. – 348 с.

9.Большаков В.И. Металловедение и сварка строительных сталей. К.: УНК ВО, 1989, 223 с.

10.Алексеев Е.К., Мельник В.И. Сварка в промышленном строительстве. – М.: Стройиздат, 1977. – 360 с.

11.Прох Л.Ц. и др. Справочник по сварочному оборудованию. –

К.: Техника, 1983. – 208 с.

12.ДСТУ 2222-93. Зварювання високотемпературне і низькотемпературне. – К., 1993.

13.Сварка, пайка и термическая резка металлов. 4.2. – М.: Издательство стандартов 1976.

14.Городжа А.Д., Добровольський О.Г., Лемішко В.О.,

Ловейкін В.С. Матеріалознавство та електроматеріали: Навчальний посібник. – К.: КНУБА., 2006 – 304 с.

16

Додаток 1

Хімічний склад і механічні властивості сталей різних марок

17

Додаток 2

Електроди для ручного дугового зварювання конструкційних сталей на постійному та змінному струмах для будь-яких положень

Додаток 3

Допустимі значення опуклості і вгнутості зварних швів

Примітка. Зварні шви можуть мати випуклість (підсилення) g і угнутість ∆. За катет К приймається менший катет, що вписується в переріз шва зварного з’єднання нерівнобедреного або катет рівнобедреного трикутника.

18

Додаток 4

Приклади швів ручного дугового зварювання

19

Продовження дод. 4

20