Задание для контрольной работы по дисц. «Технология конструкционных материалов» (стр. 10 )

При сварке толстого металла число проходов определяется по формуле

 

n = ,

где n - число проходов; Σ Fн. м. - площадь поперечного сечения шва (площадь наплавляемого металла) плюс 10-15 % па утолщение шва, мм2; Fпр. - площадь поперечного сечения шва, выполняемого за одни проход, мм2.

Зная площадь наплавленного металла, плотность и длину сварных швов, определяют массу наплавленного металла (Gн. м., г)

Gн. м. = Fн. м. • L • γ,

где Gн. м. - масса наплавленного металла, г; Fн. м. - площадь наплав­ного шва, см2; L - суммарная длина швов на изделии, см; γ - плотность металла, г/см3.

Расход электродов (Gэл., г) определяется по формуле

Gэл. = Gн. м. • Кэл.,

где Кэл. - коэффициент расхода электродов с учетом потерь на раз­брызгивание, угар металла и т. д. (коэффициент расхода электродов с толстой обмазкой Кэл. ≈ 1,4-1,8; с тонкой обмазкой -1,2-1,3 ),

Время сварки изделия (tсв.) подсчитывают, используя формулу

 

tсв. = ,

где tсв. — время сварки, ч; Gн. м. - масса наплавленного металла, г; αн — коэффициент наплавки, г/А • ч (αн ≈ 8-12 г/А • ч); Iсв. — сварочный ток, А.

Количество электроэнергии, идущей па сварку изделия (Q) опреде­ляют по формуле

Q = 0,001 • Uд • Iсв. • tсв.,

где Q - количество электроэнергии, кВт • ч; Uд - напряжение на ду­ге, В; Iсв. - сварочный ток, А; tсв. – время сварки, ч.

При автоматической сварке под слоем флюса в режим входят сле­дующие параметры: диаметр электродной проволоки, сварочный ток, напряжение на дуге, скорость подачи электродной проволоки и ско­рость сварки. Их назначают в зависимости от толщины свариваемого металла расчетом или по справочнику.

Марку электродной проволоки и флюса назначают в зависимости от химического состава свариваемого металла. При сварке низкоуглеродистых сталей в большинстве случаев применяются флюсы марок АН-348А и ОСЦ-45 (ГОСТ 9087-81*) и низкоуглеродистые электродные приволоки марок Св-08 и Св-08А (ГОСТ 2246-70*).

Для расчета режима автоматической сварки под слоем флюса ис­пользуется несколько методик. Наиболее часто применяется методика расчета режима по глубине проплавления, которая и рассмотрена ниже.

Сварочные швы, выполненные автоматом, имеют три важных раз­мера, влияющих на качество сварного соединения: глубину проплавления h, ширину шва е, высоту валика g. Величина их устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла по ГОСТ 8713-79*.

 

Отношение ψпр = называется коэффициентом формы провара и для автоматической сварки под слоем флюса

должно быть 1,3-4,0, что­бы уменьшить вероятность образования горячих трещин.

 

Отношение ψв = называется коэффициентом формы валика и для автоматической сварки должно быть 5-8.

С увеличением силы сварочного тока возрастает глубина проплавлевания и высота валика, ψпр и ψв увеличиваются. При повышении на­пряжения увеличивается ширина шва и уменьшается высота валика. Увеличение скорости сварки вызывает уменьшение ширины шва и не­которое уменьшение высоты валика. С увеличением диаметра элек­тродной проволоки ширина шва увеличивается, а глубина проплавления и высота валика уменьшаются.

Режим автоматической сварки под флюсом назначают в такой по­следовательности: устанавливают требуемую глубину проплавления h, мм (при односторонней сварке она равна толщине S металла (h = S), а при двусторонней - (h - 0,6S)), выбирают ориентировочно сварочный ток (Iсв., А) из расчета 80-100 А на 1мм глубины проплавления

Iсв. = (80-100) • h.

Диаметр электродной проволоки определяют по справочнику или расчетом по формуле

где dэ. п. - диаметр сварочной проволоки, мм; Iсв. - сварочный ток, А; j - плотность тока, А /мм2 (табл. 19).

Таблица 19

Плотность тока

Глубина проплавления h, мм	6	5	4	3	2
Плотность тока j , А/ММ2	25-45	30-50	35-60	45-90	65-200

Для толщин металла 8-20 мм диаметр электродной проволоки со­ставляет 5 мм. Напряжение на дуге (Uд) определяется в зависимости от диаметра электродной проволоки и силы сварочного тока. Его величина ориентировочно составляет 30-40 В (табл. 20).

Таблица 20

Рекомендуемая величина напряжения на дуге

Диаметр электродной проволоки d э. п., мм	Сварочный ток Iсв., А
200-300	300-400	400-500	500-600	600-700	700-900	900-1100
Напряжение на дуге Uд., В
2-3	30-32	30-32	36-40	36-40	-	-	-
4-6	-	-	34-38	34-38	34-38	38-42	40-44

Далее определяют площадь сечения шва (Fн. м.), массу наплавленного металла (Gн. м.) и расход электродной проволоки (Gэ.п.) по методике расчета для ручной дуговой сварки. Но при определении расхода элек­тродной проволоки следует учитывать, что потери на угар и разбрызги­вание (не весь металл проволоки переходит в шов) составляют для сварки под флюсом 2-5 % от массы наплавленного металла. Расход флюса (Gф) принимают равным массе наплавленного металла. Коэффи­циент наплавки (αн) выбирают в зависимости от сварочного тока и диаметра электродной проволоки, что составляет в среднем 14-16 г/А • ч. Скорость, время сварки, расход электроэнергии определяют по методи­ке расчета для ручной дуговой сварки.

Скорость подачи электродной проволоки определяется по формуле

 

Vэ. п. =

где Vэ. п. - скорость подачи сварочной проволоки, м/ч; Vсв. - скорость сварки, м/ч; Fн. м.- площадь сечения шва, мм2; Fэ. n.- площадь сечения электродной проволоки, мм2.

Площадь сечения электродной проволоки (Fэ. n.) определяется по формуле

 

Fэ. п. =

где dэ. п. - диаметр электродной проволоки, мм.

При сварке в средах защитных газов плавящимся электродом ос­новными параметрами технологического режима являются: сварочный ток а амперах (Iсв.), напряжение на дуге в вольтах (Uд.), скорость сварки в м/ч (Vсв.), диаметр электродной проволоки в мм (dэ. п.), вылет электрода в мм (lэл.), род тока м полярность.

Режим автоматической сварки в углекислом газе назначают в такой по­следовательности: выбирают марку и диаметр электродной проволоки. При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей широкое распростра­нение получили проволоки с повышенным содержанием элементов раскислителей марок Св-08Г2СА, Св-08ГС (ГОСТ 2246-70*). Для сварки коррозионностойких нержавеющих сталей марок 12Х18Н10Т и других применяют элек­тродные проволоки марок Св-01Х19Н9 и Св-06Х19Н9Т (ГОСТ 2246-70*). Для автоматической сварки обычно применяют проволоку диаметром 2-5 мм, при­чем диаметр проволоки выбирают в зависимости от толщины металла. Так, для толщин 4-12 мм рекомендуется проволока диаметром 2 мм. Ориентировочные значения напряжения (Uд., В) на дуге можно определить по формуле

Uд. = 8 • (dэ. п. + 1,6)

Сварочный ток (Iсв., А) определяется приближенно (табл.21) или по формуле

Iсв. = 60 – 80 dэ. п.

Устанавливают вылет электрода (lэл.), который для электродных про­волок dэ. п. = 2 : 5 мм составляет 20-30 мм; род и полярность тока. Далее определяют массу наплавленного металла, время и скорость сварки по той же методике, что и при ручном процессе. Коэффициент наплавки (αн) можно принять равным 18-20 г/А • ч. При определении расхода электрод­ной проволоки следует учитывать потери металла на угар и разбрызгива­ние, которые составляют 5-10 % от массы наплавленного металла.

Расход защитного газа зависит от вида и режима сварки и устанав­ливается по справочным данным. Зная минутный расход защитного газа (табл. 21) и время сварки, можно подсчитать общее количество газа, идущего на сварку изделия но формуле

q =

где g — расход газа, м3; g1 - удельный расход газа, дм3/мин; tсв. — вре­мя сварки, мин.