2020-10-10
1064
Тема: Расчет параметров режима сварки под слоем флюса однопроходных стыковых и угловых швов.
Время выполнения заданий – 2 урок
Расчет режимов механизированной (полуавтоматической) и автоматической сварки под слоем флюса
Конструктивные элементы подготовки кромок и виды сварных соединений (стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные) для автоматической и механизированной сварки под слоем флюса регламентированы ГОСТ 8713-79.
Основными параметрами режима автоматической и механизированной сварки под слоем флюса, оказывающим влияние на размеры и форму шва, являются:
1. Диаметр электродной (сварочной) проволоки, dэл, мм.
2. Сила сварочного тока, Iсв, А.
3. Напряжение на дуге, Uд, В.
4. Скорость подачи электродной проволоки,Vп.п., м/ч.
5. Скорость сварки, Vсв, м/ч.
Дополнительными параметрами режима являются:
6. Род тока.
7. Полярность (при постоянном токе).
8. Марка флюса.
1. Расчет режима сварки швов стыковых соединений
Расчет режима сварки начинают с того, что задают требуемую глубину провара при сварке с первой стороны, которая устанавливается равной:
|
|
|
h = S/2 ± (1-3), мм, (19)
где S – толщина металла, мм.
Силу сварочного тока, необходимую для получения заданной глубины проплавления основного металла, рассчитывают по формуле:
Iсв = (80-100)·h, А. (20)
Диаметр сварочной проволоки рассчитывают по формуле:
dэл = 2 
Iсв / j·π, мм, (21)
где Iсв – сила сварочного тока, А; π – 3,14;
j – плотность тока, приближенные значения которой приведены в табл. 17.
Таблица 17 - Допускаемая плотность тока в электродной проволоке при автоматической сварке стыковых швов
| Диаметр электродной проволоки, мм | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
| Допускаемая плотность тока, А/мм2 | 25-45 | 30-50 | 35-60 | 45-90 | 65-200 | 90-400 |
Напряжение на дуге принимают для стыковых соединений в пределах 32-40 В. Большему току и диаметру электрода соответствует большее напряжение на дуге. Выбрать конкретное напряжение.
Определяют коэффициент наплавки (LН), который при сварке постоянным током обратной полярности LН = 11,6±0,4 г/А ч, а при сварке на постоянном токе прямой полярности и переменном токе по формуле:
L = A + B · Iсв/dэл , г/А·ч, (22)
где Iсв – сила сварочного тока, А;
dэл - диаметр электродной проволоки, мм;
А, В – коэффициенты, значения которых приведены в табл. 18.
Таблица 18 - Значения коэффициентов А и В
| Марка флюса | Коэффициент А | Коэффициент В | ||
| Постоянный ток прямой полярности | Переменный ток | Постоянный ток прямой полярности | Переменный ток | |
| АН-348А АН-348 АН-348Ш | 2,3 2,8 1,4 | 7,0 7,3 6,0 | 0,065 0,095-0,120 0,081 | 0,040 0,048-0,058 0,038 |
Скорость сварки электродной проволокой диаметром 4-6 мм определяют по формуле:
|
|
|
V = (20-30) · 103 / Iсв, м/ч; (23)
а электродной проволокой диаметром 2 мм по формуле
V = (8-12) · 103 / Iсв, м/ч. (24)
Скорость подачи сварочной проволоки(Vn.n.) определяют по формуле:
Vп.п. = 4· LН · Iсв / π · dэл 2, м/ч, (25)
где LН – коэффициент наплавки, г/А·ч; π – 3,14;
dэл – диаметр электродной проволоки, мм;
γ – удельный вес наплавленного металла, г/см3 (7,8 г/см3 – для стали);
Iсв – сила сварочного тока, А.
Результаты, расчетов режима сварки стыковых соединений следует занести в табл. 19.
Таблица 19 - Режимы сварки стыкового шва
| Зазор в стыке, мм | Режимы сварки | ||||
| dэл, мм | Iсв, А | Ug,,В | Vсв,м/ч | Vп.п.м/ч | |
4.2. Расчет режима сварки угловых швов сварных соединений
Расчет режима сварки ведется в следующей последовательности:
Зная катет шва (К), определяют площадь поперечного сечения наплавленного металла, которая для шва без выпуклости высоты усиления определяется по формуле:
, мм2, (26)
где К – катет шва, мм;
а для шва с выпуклостью (с высотой усиления) – по формуле:
, мм2, (27)
где g – выпуклость углового шва величины усиления, мм.
Выбирают диаметр электродной проволоки. Следует иметь в виду, что угловые швы с малым катетом (К=3-4мм) можно получить при использовании проволоки диаметром 2 мм; швы с катетом (К=5-6мм), получают при сварке проволокой диаметром 4-5 мм. Сварка диаметром более 5 мм не обеспечивает необходимого провара вершины углового шва и поэтому практического применения не находит, максимальный катет углового шва, который можно получить за один проход, независимо от диаметра электродной проволоки, равен 10 мм.
Для принятого диаметра электрода подбирают плотность тока по таблице 21, а затем определяют силу сварочного тока по формуле:
Iсв = π · dэл2/ 4 · j, А, (28)
где j – допускаемая плотность тока в электродной проволоке при сварке угловых швов (табл. 20); π – 3,14;
dэл – диаметр электродной проволоки, мм.
Таблица 20 - Допускаемая плотность тока в электродной проволоке при сварке угловых швов
| Диаметр электродной проволоки, мм | 5 | 4 | 3 | 2 |
| Допускаемая плотность тока, А/мм2 | 30-40 | 35-50 | 50-85 | 60-150 |
Затем по рис. 3, зная величину сварочного тока и диаметр электродной проволоки, устанавливают оптимальное напряжение на дуге (UД).
При этом следует выбирать значения напряжения на дуге ближе к нижнему пределу диапазона оптимальных напряжений.
Рисунок. 3. Зависимость Ψпр ст величины сварочного тока и напряжения на дуге. Ток переменный. Флюс марки ОСЦ-45:а – dэл = 2мм; б – dэл =4 мм; в – dэл = 5 мм; г – dэл = 6 мм.
Зная площадь сечения наплавленного металла за один проход определяютскорость сварки по формуле:
V = LH · Iсв / FH · γ, м/ч, (29)
где LH - коэффициент наплавки электродной проволоки, г/А·час;
Iсв – сила сварочного тока, А;
FН – площадь наплавленного металла, см2;
Y – удельный вес наплавленного металла, г/см3 (7,8 г/см3 – для стали).
Скорость подачи электродной проволоки (Vn.n.) определяется по формуле:
Vп.п. = 4 · LH · Iсв / FH · γ, м/ч, (30)
где LH-коэффициент наплавки, г/А час;
Iсв- сила сварочного тока, А;
dэл – диаметр электродной проволоки, мм;
γ – удельный вес наплавленного металла, г/см3
(7,8 г/см3 – для стали).
Результаты расчета режима сварки и размеров угловых швов следует свести в табл. 21.
Таблица 21 - Режимы сварки углового шва
| Зазор в стыке, мм | Режимы сварки | ||||
| dэл, мм | Iсв, А | Ug,,В | Vсв,м/ч | Vп.п.м/ч | |
Режимы сварки под флюсом низкоуглеродистых и низколегированных сталей
| Толщина металла или шва, мм | Подготовка кромок | Тип шва и способ сварки | Диаметр электропроводной проволоки, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч | ||
| А. Автоматическая сварка стыковых швов | ||||||||
| 8 12 свыше 16 | Без разделки, зазор 2…4 мм То же V- образные | Односторонний Двусторонний Односторонний | 4 5 5 | 550…600 650…700 1й проход 750…800 2й проход | 26…30 30…34 30…35 | 48…50 30…32 20…22 | ||
| Б. Автоматическая сварка угловых швов
| ||||||||
| 5 7 8 12 | Без разделки То же « « | Наклонным электродом То же В лодочку То же | 2 3 3 | 260…280 500…530 550…600 600…650 | 28…30 30…32 32…34 32…34 | 28…30 44…46 28…30 18…20 | ||
Примечание. Ток постоянный обратной полярности
Режимы сварки титана плавящимся электродом под флюсом
АНТ-1(скорость сварки 50м/ч)
| Толщина металла, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Сила тока, А | Напряжение дуги, В | Скорость подачи, проволоки, м/ч |
| Односторонняя сварка на остающейся подкладке | ||||
| 2…2,5 4…4,5 4…5 | 2 2 3 | 190…220 300…320 310…340 | 34…36 34…38 30…32 | 167…175 221…239 95…111 |
| Двусторонняя сварка | ||||
| 8 10 12 15 | 3 3 3 3 | 310…370 340…360 350…400 390…420 | 30…32 30…32 30…32 30…32 | 135…140 150…155 160…165 175…180 |
Режимы однопроходной сварки по слою флюса одиночным электродом на формирующей подкладке алюминия и его сплава
| Толщина метла, мм | Диаметр электродной проволоки, мм | Плотность тока, а/мм2 | Напряжение дуги, В | Скорость сварки, м/ч |
| 4 8 12 16 20 25 | 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5…4,0 | 130…150 100…120 100…110 75…90 70…75 30…40 | 27…30 29…32 35…37 38…40 39…41 40…42 | 24…26 20…22 18…19 16…17 14…15 12…13 |
Приложение Г
Режимы ЭШС углеродистых, низколегированных, теплоупрочненных сталей для прямолинейных стыков
| Сталь | Vп.п., м/ч | Сварочная проволока | Флюсы | Подогрев, 0С |
| 20, М16С, Ст3, 22К, 25Л, 09Г2, 25С, 25ГСЛ, 10ХСНД, 10ХГСНД | 250 | Св – 10Г2 Св-08ХГ2СМ | АН-8М, АН-8 АН-22, ФЦ-1 | нет нет |
| 35, 35Л, Ст5, 20Х2МА | 225 | Св-08ХГ2СМ Св-08Х3Г2СМ | АН-8М, АН-8, АН-22 | 200 350 |
| 14Х2ГМР 14ХМНДФР | 20 | Св-10ХГН2МЮ | АН-8, АН-8М, АН-22 | нет |
Ориентировочные режимы электрошлаковой сварки низкоуглеродистых сталей
| Толщина металла, мм | Сила тока на один электрод, А | Напряжение сварки, В | Число электродов | Диаметр (сечение) электро-дов, мм | Расстояние между электродами | Скорость, м/ч | ||||
| подачи электродов | сварки | |||||||||
| Проволочный электрод | ||||||||||
| 30 70 | 350…370 650 | 32…34 47 | 1 | 2,5 | - | 172 | 0,9…1,0 | |||
| - | 371…400 | 1,0…1,16 | ||||||||
| 90 150 200 250 | 600…620 450…500 550 500…550 | 42…46 44…50 46…48 50…55 | 2 | 3,0 | 45…50 65 90 125 | 300 220…240 250 230…250 | 1,6 0,8…0,9 0,5 0,4…0,5 | |||
| 340 | 400…450 | 46…48
| 3 | 110 | 200…220 | 0,3 | ||||
Технология сварки углеродистых сталей
| Толщина металла, мм | Сила тока на один электрод, А | Напряжение сварки, В | Число электродов | Диаметр (сечение) электро-дов, мм | Расстояние между электродами | Скорость, м/ч | |||
| подачи электродов | сварки | ||||||||
| Пластинчатый электрод | |||||||||
| 100 200 300 | 1000… 1200 1000… 1200 1500… 1800 | 28…30 28…30 30…32 | 1 2 3 | 10х90 10х90 10х135 | - - - | 1,6 1,6 1,6 | 0,5 0,5 0,45 | ||
Режимы электрошлаковой сварки поковок из титана пластинчатым электродом
| Толщина металла, мм | Зазор, мм | Толщина пластинчатого электрода, мм | Сила тока, А |
| 30…50 | 23…25 | 8…10 | 1200…1600 |
| 50…80 | 23…25 | 8…10 | 1600…2000 |
| 80…100 | 24…26 | 10…12 | 2000…2400 |
| 100…120 | 24…26 | 10…12 | 2400…2800 |
Оформить отчет
