Теория сварочных процессов (Вариант № 17)
Используя расчёты, обосновать возможность автоматической наплавки под флюсом стали 18Г2АФД. Рассчитать распределение температур по оси X в зоне нагрева и охлаждения для точек, расположенных в 0,5 см от оси шва.
Теплофизические свойства. Сталь 18Г2АФД относится к низкоуглеродистым низколегированным сталям.
КПД процесса нагрева (справочно). Для дуги под флюсом (стальной электрод) по таблице Приложения Б: КПД = 0,80…0,96 (в задании задано КПД = 0,9, что попадает в этот диапазон).
Расчётная схема. Поскольку задание предполагает автоматическую наплавку валика на массивное тело (толщина не задана - полубесконечное тело), применяется схема МБТИ – мощный быстродвижущийся точечный источник на поверхности полубесконечного тела.
Введение
1 Характеристика стали 18Г2АФД
1.1 Назначение и область применения стали 18Г2АФД
1.2 Химический состав стали 18Г2АФД
1.3 Механические свойства
1.4 Технологические свойства
1.5 Теплофизические свойства
2 Оценка свариваемости стали 18Г2АФД
2.1 Расчёт эквивалента углерода
2.2 Оценка склонности к образованию горячих трещин (показатель Уилкинсона HCS)
2.3 Оценка склонности к образованию холодных трещин (параметр Ито-Бессио, метод Сефериана)
2.4 Расчёт температуры предварительного подогрева
2.5 Технологические меры предотвращения горячих и холодных трещин
3 Описание автоматической наплавки под флюсом
3.1 Сущность и схема процесса автоматической наплавки под флюсом
3.2 Характеристика источника энергии для наплавки
3.3 Металлургические особенности процесса наплавки под флюсом
3.4 Преимущества и недостатки автоматической наплавки под флюсом
4 Тепловые расчёты
4.1 Определение эффективной тепловой мощности дуги
4.2 Выбор и обоснование расчётной схемы температурного поля (МБТИ)
4.3 Расчёт распределения температур вдоль оси шва при y = 0,5 см
4.4 Расчёт распределения температур перпендикулярно оси шва
4.5 Расчёт и построение термического цикла заданной точки
4.6 Анализ процессов в зоне термического влияния. Расчёт максимальных температур
4.7 Определение мгновенной скорости охлаждения. Сравнение с допустимой скоростью
5 Обоснование выбора сварочных материалов
5.1 Выбор сварочной проволоки
5.2 Выбор сварочного флюса
6 Характеристика сварочных материалов
6.1 Химический состав и области применения выбранных материалов
6.2 Назначение легирующих компонентов и роль примесей
6.3 Возможная структура и фазовый состав металла шва
6.4 Диаграммы изотермического и термокинетического распада аустенита
Заключение
Список использованных источников
Приложение – Графики распределения температур и термических циклов
Список использованных источников
1. Токарев А. С. Теория сварочных процессов: учебно-методическое пособие к выполнению курсового проекта / А. С. Токарев. – Уфа: УГНТУ, 2025. – 36 с.
2. ГОСТ 19281-2014. Прокат повышенной прочности. Общие технические условия. – Введ. 2015-01-01. – М.: Стандартинформ, 2015. – 43 с.
3. ГОСТ 2246-70. Проволока стальная сварочная. Технические условия. – Введ. 1973-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 1973. – 20 с.
4. ГОСТ 9087-81. Флюсы сварочные плавленые. Технические условия. – Введ. 1982-07-01. – М.: Изд-во стандартов, 1982. – 14 с.
5. Акулов А. И. Технология и оборудование сварки плавлением: учебник для вузов / А. И. Акулов, Г. А. Бельчук, В. П. Демянцевич. – М.: Машиностроение, 1977. – 432 с.
6. Волченко В. Н. Сварка и свариваемые материалы: справочник. В 3 т. Т. 1. Свариваемость материалов / В. Н. Волченко, В. М. Ямпольский, В. А. Винокуров. – М.: Металлургия, 1991. – 528 с.
7. Рыкалин Н. Н. Расчёты тепловых процессов при сварке / Н. Н. Рыкалин. – М.: Машгиз, 1951. – 296 с.
8. Сефериан, Д. Металлургия сварки / Д. Сефериан ; пер. с фр. – М.: Машгиз, 1963. – 347 с.
9. Марочник сталей и сплавов / под ред. А. С. Зубченко. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2003. – 784 с.
10. Сварка и наплавка под слоем флюса: учебный курс / МГУ им. адм. Г. И. Невельского, каф. технологии материалов. – Владивосток: МГТУ, 2020. – URL: https://www.msun.ru/dir/kaf_tm/educate/svarka_flus/basics/basics.html (дата обращения: 18.02.2026).
