15. Вибір зварювальних матеріалів

Вибір зварювальних матеріалів для напівавтоматичного зварювання в середовищі С0₂ +О2 (80+ 20).

При зварюванні у середовищі суміші С0₂ +О2 витісняє від зони плавлення оточуюче повітря і захищає розплавлений метал від азотування.

Для зварювання конструкції колони обраємо зварювальний дріт по ГОСТ 2246-70 (див.табл.2.1).

Дріт обміднений , що дозволяє отримати кращий контакт поверхні зі струмопідвідним мундштуком, це забезпечить більш стійке горіння дуги і дозволить покращити умови зберігання дроту - уникається необхідність очищення поверхні перед зварюванням.

Вибір зварювальних матеріалів для автоматичного зварювання під шаром флюсу.

Для колони використовуємо дріт СВ-08 ГАО (див.табл.2.2) в застосуванні з високо кремнієвим марганцевим флюсом АН-348А (див.табл.2.3).

При зварюванні плавким флюсом захист зони від навколишнього повітря відбувається більш ефективно, що підтверджується вмістом азоту. Є ряд особливостей металургійних процесів при зварюванніфлюсом. Особливо інтенсивно протікають металургійні процеси між рідким флюсом і металом. В результаті змінюється склад

метала шва.

Зміна таких величин режиму, як зварювальний струм та напруга, змінює вміст сірки і фосфору у шві. При збільшенні зварювального струму збільшується кількість розплавленого флюсу, в наслідок чого вміст фосфору в шві зменшується.

Таблиця 2.2 - Хімічний склад дроту СВ-О8ГАО,

У відсотках

Елемент	Склад
1 Вуглець	Не більше ОДО
2. Кремній	Не більше 0,03
3. Марганець	0,8- 1,1
4. Хром	Не більше 0,10
5. Нікель	Не більше 0,25
6. Сірка	0,025
7. Фосфор	0,030

Таблиця 2.3 - Хімічний склад флюсу АН-348А, згідно ГОСТ 9087-81,

у відсотках

Марка флюсу	віОг	МпО	СаР2	М§0	СаО	А1203	Ре203	Б	Р
АН- 348А	41-44	34-38	4-5,5	5-5,7	>6,5	«■ч ЛІ	>2,0	>0,15	>0,12

Таблиця 2.4 - Захисні гази

Газ	ГОСТ	Склад чистого газу за об'ємом, %	Транспортування до робочих місць	Призначення
Аг	ГОСТ 10157—62	Не менше 99,99%	В балонах під тиском 150кгс/см2	Для зварювання вуглецевих сталей
С02	ГОСТ 8050- 86	Не менше 99,5	В балонах в рідкому виді під тиском 200кгс/см2, або по газопроводу	Як суміш до аргону

16. Розрахунок та вибір режимів зварювання

Параметри режимів зварювання - сукупність технологічних характеристик, які дозволяють отримати якісний зварний шов заданих геометричних розмірів.

Розрахунок режимів автоматичного зварювання.

До основних параметрів автоматичного зварювання під шаром флюсу відносять:

1.Сила зварювального струму;

2.Діаметр зварювального дроту;

3.Напруга на дузі;

4.Швидкість зварювання;

5.Швидкість подачі зварювального дроту.

1.Силу зварювального струму розраховуємо за формулою:

Iзв.=h*100/ku,А

h=(0.8-1)*k-для кутовых швив;

h=0.8*8=6.4

Iзв.=6.4*100/1.1=580А

К_и - коефіцієнт пропорційності, величина якого залежить від діаметру зварювального дроту, марки флюсу, роду струму та полярності;

2.Діаметр зварювального дроту розраховуємо за формулою:

de=1.13*√Iзв./j ,

де: j - допустима щільність зварювального струму , 44 А/мм²;

de=1.13*√580/44=4мм.

3.Напруга на дузи розраховуеться за формулою:

Uд.=25+(0.06-0.04)*Iзв./de;

Uд.=25+0.07*(580/4)=35В

4.Швидкість зварювання розраховуємо за формулою:

Vзв.=dн.*Iзв./Fн.*γ*100;

де d_н - коефіцієнт наплавлення , г /А • год;

Ізв. - сила зварювального струму , А;

F_н. - площа поперечного перерізу наплавленого металу, см²; у - питома вага наплавленого металу, г/см³.

Визначаємо площу поперечного перерізу наплавленого металу за формулою:

Fн.=k²/2+0.75*e*g;

e=k*√2=11.3;

Fн.=8²/2+0.75*11.3=40.475=0.40;

Vзв.=13.8*580/0.40*7.8*100=25м/год.

5.Швыдкисть подачи зварювального дроту розрахрвуеться за формулою:

Vпод.=4*dн.*Iзв./∏*d²e*γ;

де d_н - коефіцієнт наплавлення , г/А ^вгод;

І_зв - сила зварювального струму , А;

(de - діаметр зварювального дроту, мм; у - питома вага наплавленого металу; 7, 8 (г/см^).

Vпод.=4*13.8*580/3.14*4²*7.8=81м/год.

Рисунок 2.7 - Площа поперечного перерізу Бі = 2*0,750е^

Таблиця 2.5 - Параметри режимів автоматичного зварюванн

Производитель	Сварочное оборудование ИТС
Напряжение питающей сети, В	3x380
Сварочный ток, А (ПВ)	630(100%)
Пределы регулирования сварочного тока, А	80-800
Рабочее напряжение, В	44
Напряжение холостого хода, В	60
Потребляемая мощность, кВА	40
Масса, кг	320
Габаритные размеры, мм	580x700x1100

До розрахунку параметрів режиму напівавтоматичного зварювання у суміші захисних газів відносять:

1.Сила зварювального струму;

2.Діаметр зварювального дроту;

3.Напруга на дузі;

4.Швидкість зварювання;

5.Швидкість подачі зварювального дроту;

6.Питомі витрати захисного газу.

1.de=1.6мм.

2.Сила зварювального струму розраховуємо за формулою:

Ізв. =100-dе (dе+0.5)+50, А

Ізв. =100-1.6(1.6+0.5)+50 = 386А-390А

3.Напруга на дузі розраховується за формулою:

Uд=8(dе +1.6),

Uд =8(1.6 +1.6) =25 В

4.Для визначення швидкості зварювання необхідно спочатку визначити кількість наплавленого металу( див. рис.2.8)

Fн=k²/2+0/75*e*g:

де е - ширина шву e=k*√2=6*√2=8.48мм;

q - підсилення шву , мм.

Fн=6²/2+0.75*8.48*1=24.36=0.24

Vзв.=16.5*386/0.24*7.8*100=34м/год.

5.Швидкість подачі зварювального дроту розраховуємо за формулою:

Uпод. =4*dн.*Iзв./ ∏*d²e*γ:

Uпод.=4*16.5*386/3.14*(1.6²)*7.8=406м/год.

Питомі витрати захисного газу залежать від діаметру зварювального дроту, впливають на якість зварювання ванни від попадання азоту та кисню повітря.

Витрати захисного газу для дроту de = 1,6мм дорівнюють 20 л/хв. Виліт електрода впливає на якість зварного шву. При збільшенні вильоту електроду збільшується розбризкування електродного металу, погіршується захист зварювальної ванни, формування та якість зварного шва.

Виліт дроту в залежності від діаметру дроту(1,6мм) дорівнює 20мм.

Таблиця 2.6 - Параметри режимів напівавтоматичного зварювання

Вибір роду струму та полярності, джерела живлення зварювальної дуги і зварювального обладнання

Автоматичне зварювання під шаром флюсу виконувати постійним струмом зворотної полярності, тому що при зварюванні під флюсом на аноді виділяється менше теплоти, а на постійному струмі прямої полярності глибина проплавлення виходить приблизно на 40-50% менше ніж при зварюванні на зворотній полярності, та на 15-20% менше ніж при зварюванні на змінному струмі.

Зварювання виконуємо за допомогою автомата ВДУ-630, який призначений для автоматичного шарового та багатошарового зварювання, наплавлення електродним дротом під шаром флюсу на постійному струмі, прямолінійних стикових і кутових швів, зварних з’єднань і стикових з’єднань з розробленням кромок і без. Зварювання здійснюється сталевим електродним дротом.

Використовуємо автомат для дугового зварювання плавким електродом ВДУ-306, з природнім охопленням струмопідводячої частини зварювальної голівки і сопла, з плавкимрегулюванням швидкості подачі електродного дроту, з плавним регулюванням швидкості зварювання.

Автомат призначений для роботи на висоті до 1000м над рівнем моря, в закритих приміщеннях з природною вентиляцією.

Оточуюче середовище повинно бути невибухонебезпечним, не містити агресивних газів і парів в концентраціях, руйнуючих метали та ізоляцію, не повинне бути насиченим струмовідвідним пилом і водяним паром.

Автомат підключати тільки до промислової мережі згідно з ГОСТ 131-09.

Технічні характеристики автомата наведені в таблиці 2.6.

Автомат комплектується джерелом живлення ВДУ-630.

Зварювальний випрямляч ВДУ-630 з примусовою вентиляцією та з двома видами характеристик призначений для комплектації автоматів та зварювальних голівок для зварювання та наплавлення під шаром флюсу та в середовищі захисного газу.

Випрямляч призначений для роботи у закритих приміщеннях, температура навколишнього середовища повинна бути від -40° до 40°С, відносна вологість не більше 80°С при 20°С.

Випрямляч має спадну характеристику (дивись рисунок 2.9)

Рисунок 2.10- Вольт-амперна характеристика джерела

живлення ВДУ-630

2.7 - Технічні характеристики автомата АДФ-800

Наименование параметра Значение Номинальное напряжение питающей сети частотой 50 Гц, В 380 Номинальное напряжение однофазной питающей сети сварочного автомата частотой 50 Гц, В 42 Номинальный сварочный ток, при ПВ=100%, А max 800 Диаметр электродной проволоки, мм 2 - 3 Пределы регулирования скорости подачи электродной проволоки, м\ч (м/мин) 24 – 360 (0,4 - 6,0) Пределы регулирования скорости сварки, м\ч (м/мин) 12 - 120 (0,2 - 2,0) Пределы регулирования времени растяжки дуги, сек. 0 - 0,5 Угол поворота каретки (тележки) относительно сварочной головки вокруг горизонтальной оси (сварка в «лодочку»), град 0 - 45 Угол поворота сварочной головки вокруг горизонтальной оси, град ±25˚ Мощность, ВА 400 Вращение сварочной головки вдоль продольной оси +45˚ Межосевое расстояние колес, мм 472 Колесная колея, мм 213,5 Вместимость барабана (с внутренней заправкой проволоки) не менее, кг 9 Вместимость кассеты (с наружной намоткой проволоки) кг, не менее 15 Емкость бункера для флюса, дм куб 3 или 6 Мощность, потребляемая сварочным трактором, ВА, не более 400 Габаритные размеры, мм  (длина  x ширина x высота) 764х355х668 Масса (без флюса и проволоки), кг 40

Зварювальний пост складається з електричної, механічної і газової магістралі. У електричну частину поста входять: джерело живлення, пульт керування і ланцюг зварювального струму. У механічну частину поста входять: механізм подачі зварювального дроту, газоелектричний пальник і пристрої для розміщення і закріплення деталей. Газова магістраль включає балон з газом, шланги для подачі газу і наступні газові прилади: підігрівач, осушувач, редуктор, витратомір (ротаметр), газоелектричний клапан. При зварці в суміші газів пост оснащується змішувачем.

Підігрівачі призначені для підігріву вуглекислого газу, що

поступає з балона, оскільки при випуску вуглекислоти з балона у наслідок випаровування рідини температура газу значно зменшується, а при значній витраті газу можливе замерзання редуктора.

Осушувачі призначені для поглинання вологи, що міститься у вуглекислому газі.

Редуктори служать для пониження високого тиску газу, що виходить з балона, до робочого та автоматичного підтримання заданого тиску.

Витратоміри призначені для вимірювання витратів газу.

Газоелектричні клапани слугують для економічної витрати газу при напівавтоматичному та автоматичному газоелектричному зварюванні.

Змішувачі призначені для змішування газів і автоматичного підтримання постійності складу суміші.

Газоелектричний пальник є одним з найважливіших вузлів установки для зварювання в захисних газах. Зварювальні пальники призначаються для підведення до плавкого електроду зварювального струму і захисного струменя газу.

Пальник для напівавтоматичного зварювання в середовищі захисних газів - МВ 40 КХ) ( див. табл.. 2.9).

Таблиця 2.9 - Характеристики пальника МВ 40 КБ.

	Параметри	Значення
1. Номінальний зварювальний струм, А(при ПВ=60%)		380
2.	Охолодження	природне
3.	Діаметр електродного дроту , мм	1,0-2,4
4.	Стандартна довжина пальника , м	3;4;5
5.	Маса	2240
6.	Вид роз’єму для підключення пальника	Євро або втичний

Вибір роду струму та полярності, джерела живлення зварювальної дуги і зварювального обладнання для напівавтоматичного зварювання у середовищі суміші захисних газів.

Зварювання виконуємо на постійному струмі зворотньої полярності, тому що зменшується розбризкування, збільшується

глибина проплавлення, зменшується окислення елементів, здатність до утворення пор.

Для напівавтоматичного зварювання використовуємо автомат ПДГ-401. (див. табл. 2.10).

Таблиця 2.10 - Технічні характеристики напівавтомату ПДГ - 401

Технічні параметри		Норма
1.	Напруга живлячої мережі, В	3x380
2.	Частота живлячої мережі, Гц	50
3.	Номінальний зворотній струм ,А (ПВ%)	400(60)
4.	Межі регулювання струму , А	80-500
5.	Кількість ступенів регулювання струму , піт	3
6.	Номінальна робоча напруга , В	42
7.	Напруга холостого ходу , В	45-75
8.	Споживча потужність, кВа	28
9.	Діаметр зварювального дроту, мм	12; 14; 16
10.	Швидкість подачі дроту, м/год	40-950
11.	Габаритні розміри ,мм:	750x605x950/
джерела /механізму подачі		290x390x310
12.	Маса ,кг	250/12

Напівавтомат складається з випрямляча ВДГ - 401 та механізму подачі електродного дроту закритого типу. Він призначений для дугового зварювання плавким електродом виробів з маловуглецевої та низьколегованих сталей довгими та короткими швами в середовищі сумішей газів С02+О2 постійному струмі. Потужний, з широким діапазоном регулювання зварювальних параметрів.

Механізм подачі закритого типу, який являє собою зручну в експлуатації валізу, в середині якої встановлений редукторний привод, касета і гальмівний пристрій, електромагнітний клапан і плата, яка дає можливість керувати зварювальним циклом.

Використання вибраного напівавтомату забезпечує:

' - розширення технологічних можливостей за рахунок можливості роботи від випрямляча, як при механізованому зварюванні на жорсткій та комбінованій характеристиці, так і штучним електродом;

17. можливість як місцевого, так і дистанційного регулювання зварювальних параметрів;

18. підвищення якості зварювання за рахунок забезпечення високої точності встановленого режиму;

19. висока оперативність пускового налаштування робіт та контроль при експлуатації роботи основних пристроїв.

20. має підвищену мобільність зварювання за рахунок зниження ваго габаритних показників.

В якості джерела використовувати випрямляч ВДГ - 401, який має такі переваги (див. табл. 2.11):

21. плавно-ступеневе регулювання зварювального струму;

22. жорстка зовнішня характеристика (див. рис. 2.10);

23. дистанційне регулювання зварного струму за допомогою пульта;

24. низький рівень пульсації вихідної напруги за рахунок використання нормуючого джерела насичення;

25. швидко-роз’ємні, безпечні струмові роз’єми;

26. безпечна робота і просте обслуговування.

Таблиця 2.11 - Технічні дані випрямляча ВДГ - 401

Технічні параметри	Значення
1. Напруга живлячої мережі ,В	3x380
2. Номінальний зварювальний струм , А (приПВ=60%)	400
3. Межі регулювання струму ,А	80-500
4. Номінальна напруга ,В	42
5. Напруга холостого ходу ,В	75
6. Вага ,кг	180
7. Габаритні розміри ,мм	606x700x620

Рисунок 2.11- зовнішня характеристика зварювального випрямляча

ВДГ-401