ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

Донской государственный технический университет

 

Кафедра “Машины и автоматизация сварочного производства”

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И ЗАДАНИЯ

ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

“Материалы и их поведение при сварке”

 

Ростов-на-Дону

2006 г

 

Составитель: проф.,к.т.н   Моисеенко В.П.

                        доц.,к.т.н        Кошкарев  Б.Т.

 

1.ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

         1.1. Практическое использование и закрепление теоретических знаний по курсу “Материалы и поведение их при сварке”.

         1.2. Развитие и совершенствование навыков самостоятельной работы со специальной литературой и нормативно-технической документацией при разработке и выборе оптимальных вариантов технологии  с учетом особенностей поведения материалов при сварке и термообработке.

         1.3. Выработка системного подхода к выбору критериев качества сварных соединений по их свойствам и самостоятельная оценка принятых решений.

         Основной задачей самостоятельной работы является установление умений слушателя обосновать выбор основных и сварочных материалов для сварной конструкции и на основе расчетной оценки состава, структуры и свойств шва(соединения) и характера термического цикла оценить достоинства и недостатки разработанного процесса сварки.         

 

2.ТЕМАТИКА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

 

         Темы заданий охватывают вопросы технологии сварки широко используемых материалов (сталей) и элементов конструкций из них. Все исходные данные  сформированы в виде пяти вариантов текстовых задач (табл.1) и информационно-цифровых сведений, представленных в Приложении.

         Работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки, выполненной  на листах формата А4, с включением необходимых рисунков, схем, таблиц или графиков. Работа оформляется согласно требованиям ГОСТ 2.105-79 и должна содержать ссылки на использованные источники информации.

 

 

 

Таблица 1

Варианты типовых заданий

 

3. УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

         Работа выполняется и оформляется в следующей последовательности:

         3.1 Формулирование текста задания согласно заданному шифру.

 Например, шифр задания: I-1-А-д-С4-5.0 означает:  Разработать и оценить технологию сварки продольного шва цилиндрической обечайки согласно данным Приложения.

         I- номер текстового задания согласно табл.1;

         1-материал обечайки-ВСт5сп согласно Приложению.

         А- способ сварки- согласно ГОСТ 5264-80-ручная сварка;

         д-род и полярность тока-постоянный, обратная полярность;

         С4-тип соединения-стыковой, двухсторонний ГОСТ 5264-80;

         5.0-толщина свариваемых элементов- 5,0мм.

         3.2. Описание примерного назначения и области использования         свариваемого металла с указанием всех стандартных его  характеристик (химический состав, степень качества, механические и специальные    свойства, структурный класс, критические точки и т.д.).  Характеристики металла приводятся в виде таблиц.

         3.3. Общее определение понятия технологической свариваемости и  ее особенности применительно к заданному материалу.  Указать ожидаемые характерные дефекты швов и соединений при выбранном способе сварки заданной стали.

         3.4. Обоснование и  выбор сварочных материалов из  имеющейся номенклатуры, их характеристика. Выбранные материалы оформляются в таблицы, а  заданный тип соединения и размеры шва по ГОСТ - в виде эскизов.     

           3.5. Расчет параметров режима сварки, включая величину погонной энергии, и определение количества валиков (слоев) для заполнения разделки при расчетных режимах.

         3.6. Расчет химического состава шва с учетом коэффициентов усвоения, характерных для заданного способа сварки   (табл.2).

Таблица 2

Ориентировочные значения коэффициентов усвоения элементов при сварке

 

        

         3.7. Выбор схемы и расчет термических циклов точек, удаленных от оси шва на расстоянии определенном (задается преподавателем) и расчет распределения максимальных температур в зоне. Построение графика Т_max= f(y) и выделение характерных для выбранной стали участков зоны термического влияния.

         3.8. С учетом рекомендованных (или предполагаемых) условий эксплуатации элемента конструкции обосновать и выделить наиболее опасный, по мнению слушателя, участок зоны термического влияния и описать физическую сущность процессов, приведших к ухудшению свойств этого участка.

         3.9. Расчет скорости охлаждения сварного шва (околошовной зоны) и определение его фазового состава по структурной диаграмме. Расчет вести с учетом приведенных в табл.3.значений толщины элемента и погонной энергии. Произвести сравнение рассчитанной и допустимой (оптимальной) для выбранной стали скоростей охлаждения и при необходимости произвести корректировку режимов сварки.

 

Таблица 3

Значения коэффициентов для расчета приведенных величин

погонной энергии и толщины

 

         3.12. Произвести расчет ожидаемого количества мартенситной составляющей в структуре шва и сравнить его с данными, полученными по структурной диаграмме. Результаты отобразить на графике.

         3.13.Произвести ориентировочное определение механических свойств сварного шва, исходя из его химического состава или значений погонной энергии. Результаты оформить в виде таблицы. Сравнить значения свойств(s_и, s_{t ,}КСV, d) с основным металлом и определить степень      упрочнения или разупрочнения шва (соединения).

         3.14.Обоснование необходимости послесварочной обработки (механической, термической) сварного шва или соединения и выбора средств и режимов ее проведения. Режимы обработки оформить в виде таблицы.                                              

        

4.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1.   Марочник сталей и сплавов. / Под ред. В.Г. Сорокина.- М.: Машиностроение, 1989.-640 с.     

2.   Журавлев В.Н., Николаева О.И. Машиностроительные стали:     Справочник 3-е изд.- М.: Машиностроение, 1981.- 391 с.

3.   Сварка и свариваемые материалы. Справочник т.1/ Под ред. В.Н. Волченко -М.: Металлургия, 1991.-526 с.

4.   Сварка в машиностроении. Справочник: в 4-х т. Т2. / Под ред.    А.И.Акулова  -М.: Машиностроение, 1978.- 462 с.

5.   Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением.- М.: Машиностроение,1977.-431 с.

6.   Багрянский К.В., Добротина З. А., Хренов К.К., Теория сварочных процессов. –Киев: Вища школа, 1976.-423 с.

7.   Сварочные материалы для дуговой сварки. Справочное пособие т2 / Под ред. Н.Н. Потапова.- М.: Машиностроение, 1993.-787 с.

8.   Лившиц Л.С., Хакимов А.Н. Металловедение и термическая обработка сварных соединений.- М.:  Машиностроение,1989.-333 с.

9.   Шоршоров М.Х., Белов В.В. Фазовые  превращения и изменения свойств стали при сварке. Атлас.- М.: Наука, 1972.- 219 с.

10.Щекин В.А., Моисеенко В.П. Методическое руководство по расчету и выбору параметров режимов сварки плавящимся электродом в    защитных газах. -Ростов- на- Дону: РИСХМ, 1981..

11.Щекин В.А., Моисеенко В.П. Mетодическое руководство по расчету и выбору параметров режима и шва  при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом. – Ростов - на- Дону: РИСХМ, 1982.

12.Моисеенко В.П. Методическое руководство по расчету и выбору параметров режима ручной дуговой сварки покрытыми электродами.- Ростов-на- Дону: РИСХМ, 1981.

13.Кошкарев Б.Т, Оценка свариваемости конструкционных сталей. Методические указания. - Ростов- на- Дону: РИСХМ, 1990.

14.ГОСТ 8713-79 Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Изд. стандартов. 1980.

15.ГОСТ 14771-76 Сварка в защитных газах. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Изд. стандартов.1980.

16.ГОСТ 5264-80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры. Изд. стандартов. 1980.

 

Приложение

Исходные данные

        

Примечание. Преподаватель может изменить марку стали в задании.