5.2 Расчет и выбор режимов сварки

Главным условием выбора и расчета режимов сварки является получение швов оптимальной формы и размеров, обеспечивающие высокую технологическую прочность и высокие эксплуатационные характеристики.

К основным параметрам дуговой сварки относятся: сварочный ток Iсв, напряжение дуги Uд и скорость сварки Vсв. Каждый из этих параметров как отдельно, так и в совокупности с другими, оказывают существенное влияние на величину тепловложения, а следовательно, и на геометрические размеры шва, коэффициент формы провара, коэффициент формы шва и долевое участие основного и электродного металла в формировании шва.

Оптимальные параметры режима сварки обеспечивают необходимые геометрические размеры сварных швов и необходимые соотношения между основным и электродным металлом, при котором достигаются заданные механические свойства металла шва.

ШОВ №1

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах;

Тип шва:Т3, катет 8, тавровый, двухсторонний, без скоса кромок;

Рисунок 5.1- шов Т3 по ГОСТ 14771-76

Определяем площадь поперечного сечения шва, которая зависит от типа соединения и условий сварки, и для нашего случая она определяется по формуле, приведенной в [9]

. (1)

Общая площадь всего сварного соединения, т.е. с двух сторон, составляет:

(2)

При этом следует иметь в виду, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход при полуавтоматической сварке не должно превышать 40 - 50 мм². Принимаем:

;

Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла, найдём число проходов:

; (3)

Таким образом шов проваривается с одной стороны за 1 проход

Принимаем диаметр электрода ;

Сила сварочного тока при сварке в среде защитных газов определяется в зависимости от диаметра электрода, которым мы изначально задаемся, и допустимой плотностью тока:

; (4)

где j – допускаемая плотность тока, [10] ;

Принимаем сварочный ток в пределах от 370 до 390 А.

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

; (5)

Скорость сварки может быть определена по формуле:

(6)

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки [10];

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

(7)

Выбираем L=18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

(8)

Выполнение прихваток:

Fн.прихв.=1/3*Fн.общ=(1/3)*40,4=14мм²; (9)

(10)

(11)

; (12)

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки;

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

(13)

Выбираем L=18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

(14)

Длина прихватки L_пр=20мм; Количество прихваток n_пр=14;

Расстояние между прихватками L=50мм

ШОВ №2

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах;

Тип шва: нестандартный, односторонний, без скоса кромок ;

Рисунок 5.2- шов нестандартный

Площадь поперечного сечения шва определяется графичиским способом в программе Kompas:

(2)

Таким образом, шов проваривается с одной стороны за 1 проход

Принимаем диаметр электрода ;

Сила сварочного тока при сварке в среде защитных газов определяется в зависимости от диаметра электрода, которым мы изначально задаемся, и допустимой плотностью тока:

; (4)

где j – допускаемая плотность тока, [10];

Принимаем сварочный ток в пределах от 230 до 270 А.

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

; (5)

.

Скорость сварки может быть определена по формуле:

(6)

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки[10];

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

(7) Выбираем L=18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

(8)

Выполнение прихваток:

Fн.прихв.=1/3*Fн.общ=(1/3)*28=10мм²; (9)

(10)

(11)

; (12)

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки;

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

(13)

Выбираем L=18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

(14)

Длина прихватки L_пр=20мм; Количество прихваток n_пр=8;

Расстояние между прихватками L=50мм

ШОВ №3:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах;

Т ип шва: Т3-∆5, тавровый, двухсторонний, без скоса кромок;

Рисунок 5.3 - Разделка кромок для шва Т3 по ГОСТ 14771-76

1. Определяем площадь наплавленного металла по формуле [9]

Сварку производим за 1 проход.

3. Задаём диаметр электродной проволоки: dэ.пр.=1,6мм.

4. В зависимости от dэ.пр. задаём плотность тока j=180А/мм [10].

5. Находим силу тока:

;

6. Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

.0,

7. Скорость сварки может быть определена по формуле:

,

где

н=18,1 -коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки (Iсв, А) и диаметра проволоки (dэ,мм) [10] ;

=7,8 -плотность наплавленного металла;

8. Вылет электрода находится по формуле:

L=(812)*dэ=(812)*1,6=12,819,2мм.

Выбираем L=16мм.

9. Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

.

Для автоматической сварки

Принимаем диаметр электрода ;

Сила сварочного тока при сварке в среде защитных газов определяется в зависимости от диаметра электрода, которым мы изначально задаемся, и допустимой плотностью тока:

; (4)

где j – допускаемая плотность тока, ;

Принимаем сварочный ток в пределах от 340 до 360 А.

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

; (5)

.

Скорость сварки может быть определена по формуле:

(6)

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки[10];

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

(7)

Выбираем L=20 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

Выполнение прихваток.

Прихватка выполняется полуавтоматической сваркой проволокой диаметром 1,6мм.

Принимаем Fн.прихв. = 10 мм²;

Для выполнения прихватки находим силу тока

,

Напряжение дуги

,

Скорость сварки может быть определена по формуле

;

Длина прихватки 20мм, расстояние между ними 140мм.

ШОВ №4:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах;

Тип шва:Т6, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки;

Рисунок 5.4-Разделка кромок для шва Т6 по ГОСТ 14771-76

Определяем площадь наплавленного металла по формуле и значениям приведенным в [9]:

Fн._общ.=

Fн._общ.=

При этом следует иметь в виду, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход при полуавтоматической сварке не должно превышать 40 - 50 мм². Принимаем:

;

Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла, найдём число проходов:

Принимаем 3 прохода.

Таким образом действительная площадь наплавленного металла за один проход будет равна:

Сила сварочного тока при сварке в среде защитных газов определяется в зависимости от диаметра электрода, которым мы изначально задаемся, и допустимой плотностью тока:

; (4)

где j – допускаемая плотность тока, [10];

Принимаем сварочный ток в пределах от 370 до 390 А.

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

; (5)

.

Скорость сварки может быть определена по формуле:

(6)

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки[10];

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

(7)

Выбираем L=18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

(8)

Выполнение прихваток:

Fн.прихв.=1/3*Fн.общ=(1/3)*40,4=14мм²;

;

где - коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки;

=7,8 - плотность наплавленного металла;

F_Н1пр - площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Вылет электрода находится по формуле:

Выбираем L=18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

Длина прихватки L_пр=20мм; Количество прихваток n_пр=14;

Расстояние между прихватками L=50мм