Сварочное производство корпуса редуктора

 
 

Таблица 5 -Механические свойства стали 10ХСНД ГОСТ 4543 – 61

 
 

б в = 540 ; б т = 400 ; б % = 13% ; Ударная вязкость = 5 

                  

                                           2.2 Группа  и класс стали. 

2.2.1 Группа стали.

 

                                    ∑ лэ = Сr + Si + Mn + Ni                                  (1)

                                   

                                    ∑ лэ = 0.1 + 0.9 + 0.5 + 0.10 + 0.9 = 2,5 

Сталь относится к классу НЛС. 

2.2.2   Класс стали определяется по диаграмме Шеффлера, рассчитать Ni, Cr, эквивалент. 

Cr экв.= Cr + Mo + 1.5 Si + 2Al + 2Ti + Nb + W + 0,5V.                     (2) 

Cr экв.= 1+ 0 + 1.5 ∙ 0.9 + 2 ∙ 0 + 2 ∙ 0 + 0 + 0.5 + 0.5 ∙ 0 = 2,35  

Ni экв.= Ni + 30 ∙ C + 30 N + 12 B + Co + 0.5 ∙ Mn                              (3) 

Ni экв.= 0.9 + 30 ∙ 0,1 + 30 ∙ 0 + 12 ∙ 0 + 0 + 0,5 + 0,5 = 4,15 
 

Сталь относится к перлитному классу. 

Влияние легирующих элементов на свариваемость стали: 

Углерод - при 0,1; повышает прочность, чуствительность к перегреву, закаливаемость, понижение пластичности,  и вязкости.

Марганец –  при 0,5; в сталях повышает прочность и мало влияет на пластичность, повышает ударную вязкость.

Кремний – при 0,6; увеличивается хлодноломкость, свариваемость  стали ухудшается.

Хром – при 1; не ухудшает свариваемость стали.

Никель –  при 0,9; уменьшает склонность к росту  зерна и хладноломкости стали, не оказывая заметного влияния на ее закаливаемость и свариваемость. 
 

2.2.3 Склонность стали  к горячим трещинам.  

                                                        Определяется по; 
 

HCs = C (S + P + 0.04 Si + 0.01 + Ni) \ (3 Mn + Cr + Mo + Va).               (4) 

HCs = 0.10 (0.035 +0.035 + 0.04 ∙ 0.6 + 0.01 ∙ 0.6) \ (3 ∙0.5 +1.0 + 0 + 0) ≤ 0.0023 

HCs = 0.01 \2.5 ≤0.0023 

HCs = 0.004 

Данная сталь  склонна к образованию  горячих  трещин. 
 

                                  Причины образования горячих трещин: 

1. При нагреве  внутри тела возникают деформации. Если эти деформации будут больше деформационных способностей металла.
2. Если структура металла будет крупно - зернистой, то зональная и дендритная ликвации будут интенсивнее, что усилит склонность к горячим трещинам.
3. Если в металле шва будут присутствовать эвтектика.

???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 

Мероприятия по предупреждению горячих трещин.

1. Оптимальные режимы сварки с благоприятной формой шва.
2. Уменьшение доли участия основного металла в металле шва (шов должен быть с разделкой кромок).
3. Чистота исходных материалов.
4. Введение в шов Mn, Ca.

 

2.2.5 Склонность стали  к холодным трещинам: 

Определяется  по Сэ.     

   

   Сэ.= С  +1/9 (Mn + Cr) + 1\18Ni + 1\13 Mo ≤ 0.35                  (5) 

Сэ.= 0,1 +1/9 (0,5 +1) + 1/18 ∙ 0,6 + 1/13 ∙ 0 =0,1 + 0,11 (1,5) + 0,05 ∙ 0,6 + 0 = 0,1 + 0,165 + 0,03  

=0,295 

        N=0,005 S Сэ ;   N=0.005∙ 12 ∙ 0.295=0.02 

C’э=C+Т= 0.295 + 0.02 = 0.04 

Даная сталь  неподвержена к холодным трещинам, следовательно- имеет хорошую свариваемость.  

 

Склонность к  порообразованию 

      1)В сварке под флюсом порообразование небольшое, поры могут образоваться только из за влажного флюса. 

      2)Сварка в СО2 

а) При содержании оксида железа FеO, то при взаимодействии с углеродом происходит восстановление FеO с образованием оксида углерода, нерастворимого в стали , что при кристаллизации ванны приводит  к образованию пор в металле шва.

 

Предотвращение  образования пор: Введением в состав сварочной ванны активных раскислителей (Si: Mn). 

б) В углекислом газе низкоуглеродистой стали  проволокой СВ-08 из за реакций окисления углерода в кристаллизационной части ванны швы получаются пористыми. 

Предотвращение; для подавления реакций образования  оксида углерода при сварке в СО2 НЛС применить проволоку, содержащую кремний и марганец(СВ-08ГС; СВ-08Г2С), т.к в сварном шве присутствует водород, и кислород (есть всегда), образуя Н2О – пары СО2. 

Вывод по свариваемости: Содержание углерода до 0,18, а легирующих элементов более 3. Сварные соединения высокого качества, эти стали не дают холодных трещин, свариваются без подогрева и не требует термообработки.

У данной стали  свариваемость хорошая, т.к. для сварки не нужен предварительный и протикающий  подогрев, не смотря что углерода до 0,12, а легирующих элементов не более 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 

                     2.4 Обоснование выбора сварочных материалов. 
 
 

                         Выбор проволоки для сварки в среде защитных газов. 

      

Таблица 6 Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

 

            Проволока СВ-08Г2С ближе всего к данной стали, т.к. у нее больше магния (больше примесей, эфтектика не образуется). 
 

                                  Выбор проволоки для сварки  под флюсом. 

Таблица 7 Химический состав проволоки ГОСТ 2246-70

 
 

         Проволока СВ-08ГА- ближе всего по химическому составу к данной стали т.к. содержит меньше С и имеет Mg 

                                       
 
 
 
 

 
 

                                         Выбор флюса для сварки  АДФ

 

 Таблица 8 Химический состав флюса ГОСТ9087-81

 

         Флюс АН-22 ближе всего по химическому  составу к данной стали он  обеспечивает пластические свойства  швов и стабильность состава  сварочных швов по содержанию  в них марганца и кремния. 
 

Углекислый газ  должен соответствовать ГОСТ 8050-76. Выбрать  первый сорт, с содержанием СО2 не менее 99,5 %, Что обеспечит равнопрочность  сварного соединения с основным металлом по всем показателям. 

                                                      

                                                         Общий вывод 

              Для АДФ выбрать сварочную  проволоку СВ-08ГА, ГОСТ 2246-73, и флюс АН-22 ГОСТ 9087-81.

           

             Для сварки в защитных газах выбрать сварочную проволоку СВ-08Г2С ГОСТ 2246-70, и газ СО2 первого сорта ГОСТ 8050-76.