3. Пример расчёта режима ручной дуговой сварки по размерам шва.

3.1 Задача. Определить режим сварки под флюсом стыкового соединения № 2 верхней полусферы резервуара, Рис.3.2.

Рисунок 3.2 Сферический резервуар

3.2 Подготовка исходных данных. Из технологического анализа сварного изделия установлено:

- основной металл – сталь 09Г2С (ГОСТ 19282);

- электрод Э46А основного типа – УОНИ-13/55К;

- сварка ручная дуговая;

- толщина основного металла - 26мм;

- тип соединения – стыковое типа С17 по ГОСТ 5264;

- тип шва – стыковой, многопроходный (из табл.3.2);

- положение шва при сварке - вертикальное;

- форма и размеры подготовки кромок, Рис.3.3;

- род тока – постоянный обратной полярности (из табл.3.1)

Вычерчиваем стыковое соединение С17 из ГОСТ – 5264, Рис.3.3 и выписываем основные размеры подготовки кромок под сварку и шва:

Рисунок 3.3 Тип, конструктивные размеры и элементы стыкового соединения №1 резервуара:

S = 26 мм; в = с = (2 ± 1/2) мм;  = 27⁰ ± 3⁰; e  38 мм; g = (0,5⁺²_-0,5) мм.

3.3 Расчёт режима сварки.

3.3.1 Определяем диаметр электродов. Так как шов многопроходный, то d_эл необходимо определять для корневого d_эл.К и заполняющих d_эл.З проходов. Для корневого прохода d_эл.К не рассчитываем, а принимаем из условия d_эл.К  3; 4 мм. Принимаем d_эл.К = 3 мм.

С учётом типа шва и формы подготовки кромок под сварку (h_р = 0,7·S, табл.3.3) и вертика-льного положения шва ( К_d2 = 0,5) рассчитаем d_эл.З заполняющих проходов по формуле (3.1):

d_эл.З = (К_d1·S)^0,7 + К_d2 = (0,7·S)^0,7 + 0,5 = (0,7·26)^0,7 + 0,5 = 6,1 мм.

Но при сварке в вертикальном положении имеется ограничение d_эл 4; 5 мм. Поэтому принимаем d_эл.З = 4 мм.

3.3.2 Сварочный ток определяем по формуле (3.3): I_св = K_I1·K_I2·d^1,4

По Табл.3.4 и 3.5 для электродов с основным типом покрытия и вертикальным положением шва находим K_I1 = 20 ± 3 и K_I2 = 0,76…0,78

Рассчитываем I_св для корневого (I_свК) и заполняющих (I_свЗ):

I_свК = K_I1·K_I2·d^1,4 = (20 ± 3) (0,76…0,78) · (d_эл.К)^1,4 = (17…23)(0,77) · 3^1,4 = 61…82 А;

I_свЗ = K_I1·K_I2·d^1,4 = (20 ± 3) (0,76…0,78) · (d_эл.З)^1,4 = (17…23)(0,77) · 4^1,4 = 91…123 А.

Так как металл толстолистовой, принимаем сварочный ток по верхнему пределу:

I_свК = 80 А; I_свЗ = 120 А.

3.3.3 Напряжение сварки для электродов основного типа рассчитываем по формуле (3.4):

U_сК = 12 + 0,36·(I_св/ d_эл) = 12 + 0,4·(80/3) = 22,6 В;

U_сЗ = 12 + 0,36·(I_св/ d_эл) = 12 + 0,36·(120/4) = 24,0 В.

4. При расчёте общего количества проходов учитываем, что шов многопроходный и

выполняется как односторонний с одним корневым проходом. В этом случае общее количество проходов N₀ равно:

N₀ = [(F₀ - F_К) / F_З] + 1,

где F₀ – общая площадь поперечного сечения наплавленного металла шва стыка С17, мм²;

F_К - площадь поперечного сечения наплавленного металла корневого прохода, мм²;

F_З - площадь поперечного сечения каждого из заполняющих проходов, мм².

При известных диаметрах электродов определяем F_К и F_З:

F_К = (5…7) · d_эл.К = 6·3 = 18 мм²;

F_З = (8…10) · d_эл.З = 9·4 = 36 мм².

По Рис. 3.3 определяем общую площадь поперечного сечения наплавленного металла шва:

F₀ = F₁ + F₂ + 2F₃ = К_d1· e·g + в· S + 2· (1/2) · (S - c)² · tg =

= 0,7· 38·0.5 + 2·26 + 2·(1/2) ·(26 - 2)² · tg (27⁰) = 358.8 мм²

Общее количество проходов:

N₀ = [(F₀ - F_К) / F_З] + 1 = [(358,8 - 18) / 36 + 1] = 10,47 ~ 10 проходов.

3.3.5 Скорость сварки рассчитаем по формуле (3.8):

Так как сварка ведётся на постоянном токе обратной полярности, то коэффициент α_н принимается. Для электродов УОНИ 13/55К известно, что α_н = 9,5 г/(А·ч) = 2,639·10^-3 г/(А·с).

Плотность физическая для низколегированной стали ρ = 7,8·10^-3 г/мм³.

Для этих данных рассчитаем V_св для корневого и заполняющего швов:

V_свК = = (2,639·10^-3·80) / (7,8·10^-3·18) = 1,5 мм/с (5,4 м/ч);

V_свЗ = = (2,639·10^-3·120) / (7,8·10^-3·36) = 1,13 мм/с (4,1 м/ч).

Технико-экономические показатели процесса рассчитать самостоятельно.

4. Контрольное задание по практической работе № 3 получить у преподавателя.

10