Сварка.

Полученные детали необходимо сварить между собой. Сварка будет производиться в стык. Сварку необходимо произвести с односторонней разделкой кромок (на штоке). Наиболее рациональный способ получения кромки в данном случае является снятие фаски 10x45^o.Для того чтобы в процессе сварки установленные зазоры и положение деталей не изменялись, перед сваркой делают предварительную прихватку деталей.

Рис. 17 Расположение точек прихвата.

При сварке регламентируют только два параметра режима — диаметр электрода и сварочный ток. Диаметр электрода d_э выбирают исходя из толщины S свариваемых изделий

Таблица 18

Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемых деталей.

Выбираем электрод диаметром 6мм. Сварочный ток I указывается в паспорте на марку электрода. Его ориентировочно можно определить по упрощенной формуле

I (А) = (20 + 5 d _э) d_э =(20+5*6)*6=300А (91)

Напряжение дуги может быть вычислено по формуле:

U_д = а + b l=20+4*6=44В (92)

где а = 8...25 В, b = 2, 3...4, 3 В/мм, l - длина дуги в мм.

Эффективная мощность дуги:

Q_э = h_э Q₀=0, 75*13, 2=9, 9кВт (93)

где h_э эффективный КПД процесса нагрева металла, h_э = 0, 7...0, 85, Q₀ - полная мощность, выделяющаяся в столбе дуги определяемая по формуле:

Q₀ (Вт) = I U_д =300*44=13, 2кВт. (94)

Для выбора марки электрода необходимо знать химический состав стали 45 (ГОСТ 1050-88) (табл. 12)

Наиболее подходящим является электродная проволока 6Св-45. Диаметром 6мм и длиной 450мм.

Условное обозначение электрода:

,

где Э55 - тип электрода, 03С-4 марка, 6, 0 – диаметр в мм, У – для углеродистой нисколегированной, Г – с особо толстым покрытием, Е50 – предел прочности сварного шва (500МПа), 1 –относительное удлинение (11%), 6 — ударная вязкость не менее 50 Дж/см², Б — с основным покрытием; 1 - для сварки во всех пространственных положениях; 0 - на постоянном токе обратной полярности.

Ориентировочный показатель свариваемости материала конструкции - стали марки 45, исходя из ее химического состава:

Сэ = С + Mn/6 + (Cr + Mo + V)/5 + (Ni + Cu)/15 (95)

Сэ =0, 45+0, 6/6+(0, 25+0+0)/5+(0, 3+0, 25)/15= 0, 59%

Сталь относится к хорошо свариваемым материалам.

Рассчет массы наплавленного металла и количества необходимых электродов:

Рис. 18 Параметры сварного шва.

Расчет массы производится по размерам указанным на рис.18.

Площадь сечения сварного шва стыкового соединения:

F_ст = К_ст • (F_2▲ + F▄) = 1, 2 (10*10*2 + 65*2) ≈ 190 мм², (96)

где К_ст - коэффициент, учитывающий увеличение площади сечения шва за счет высоты усиления и величины проплава(Принимаем равным 1, 2).

Объём сварного шва стыкового соединения:

V_ст = F_ст • L_ст = 190*2*3.14*65 =77558 мм³ =7.7558*10^-5 м³, (97)

где L_ст - длина сварного шва стыкового соединения.

Масса наплавленного металла в сварном шве изделия:

g_Ме = V_∑ • ρ = 7.7558*10^-5 *7, 8*10³ = 0, 6 кг = 600г, (98)

где ρ - плотность материала шва (для стали 7, 8*10³ кг/ м³).

Необходимая масса электродного материала:

g_{э ∑} = g_Ме /0, 8 =750 г. (99)

Масса рабочей части электрода (L_эл = 450мм) диаметром 6 мм стандартной длины:

g_э = F_эл • L_эл • ρ = (3, 14*6²*450*7, 8*10^-3)/4 = 99 г. (100)

Количество электродов, необходимое для изготовления изделия:

N = g_{э ∑} / g_э = 750 / 99 = 7.57 ≈ 8 электродов. (101)

Основное время сварки:

t = 750 / 10/ 300 = 0, 25часа = 15 мин. (102)