1 Автоматичне зварювання (наплавлення) під флюсом дротом суцільного перетину

Завдання: Автоматичне зварювання (наплавлення) під флюсом дротом суцільного перетину

Виготовлення опорного кільця буксового вузла візка КВЗ-5: зварювання диска кутовим швом Б по всьому периметру; катет шва 5 мм.

Марка сталі: Ст3

Тимчсасовий опір: _в - 50кгс/мм²

1. Накреслити ескіз і вказати на ньому місця зварювання або наплавлення

2. перелічити основні операції технологічного процесу зварювання або наплавлення;

3. вибрати параметри режиму дугового зварювання (наплавлення) та зварювальні матеріали;

4. вибрати основне зварювальне устаткування і навести його технічну характеристику;

5. визначити для деталі:

   1. повний час зварювання (наплавлення), год;

   2. витрату присадочних матеріалів, кг;

   3. витрату електроенергії, кВт^.год;

6. призначити метод контролю якості зварювання (наплавлення) без опису його сутності.

Розв'язання завдання

При автоматичному зварюванні під флюсом найчастіше застосовують наступні види підготовки крайок:

1) I-образна (без скосу крайок) — застосовують при однопрохідному і двопрохідному зварюванні. При однопрохідному зварюванні найчастіше зварювання виконують на сталевій підкладці, (рис. 1,б) або при ручному підварюванні при з'єднанні листів товщиною до 1012 мм. Зазор b_з між крайками 23 мм. При двопрохідному зварюванні листів товщиною 1460 мм зварювання ведуть по зазорі b_з між крайками 311 мм, що збільшується з товщиною листів, що зварюються.

2) V-образна зі скосом крайок під кутом 60±5° (рис. 1,г) застосовується для листів товщиною 14 30 мм. Зварювання виконується по ручному підварюванні. Притуплення крайок і зазор між ними 0 3 мм.

3) Х-образная зі скосом крайок під кутом 60±5° (рис. 1,е) застосовується для листів товщиною 20 60 мм і більш.

Розрахунок сили зварювального струму визначається за формулою

I_зв= _(1.1)

де а — щільність струму в електродному дроті, А/мм² (при зварюванні в СО₂ а = 110 130 А/мм²);

d_е — діаметр електродного дроту, мм.

Щільність струму при автоматичному зварюванні під флюсом змінюється в досить широкому діапазоні, вибираємо з таблиці 5 [1 ]:

діаметр електродного дроту, 2 мм

сила зварювального струму, 200 А

щільність струму в електродному дроті, 64 А/мм².

глибина проплавлення, 3 мм

Вибираючи рід струму, враховуємо економічні й експлуатаційні переваги перемінного струму перед постійним.

Рід струму: постійний.

Виліт електродного дроту ___мм.

Швидкість подачі електродного дроту v_пр, м/год, розраховується по формулі:

v_пр= (1.2)

де _р — коефіцієнт розплавлювання дроту, г/(А^.год);

I_зв, — зварювальний струм, А;

d_е, — діаметр електродного дроту, мм;

-— щільність металу дроту, г/см³.

Коефіцієнт розплавлювання електродного дроту суцільного перетину при зварюванні під флюсом визначається по формулах:

для перемінного струму

_р= 7,0+0,04(I_св/d_е) (1.3)

для постійного струму прямої полярності

_р= 2+ ()

для постійного струму зворотної полярності _р= 10 12 г/(А^. год).

Розрахунок швидкості зварювання (швидкість переміщення електрода при укладанні одного шару валика багатошарового шва), м/ч, виробляється по формулі:

v_св= _н^. І_зв/ 100 F_н(с)^. (1.4)

де  _н— коефіцієнт наплавлення, г/(А^.год);

F_н(с) — площа поперечного перетину шва F_н при однопрохідному зварюванні (або одного шару валика F_н(с) при багатошаровому шві), см²;

 — щільність металу електрода, г/см².

Коефіцієнт наплавлення  _н вибирається в залежності від марки електрода по табл. 3 [ 1 ]. _н =

v_{св =________________________} м/ч,

_н = _р(1 - ) (1.5)

де  — коефіцієнт утрат металу на чад і розбризкування (0,02÷0,03)

Марка флюсу вибирається в залежності від хімічного складу основного металу і вимог, що пред’являються до властивостей наплавленого металу. Найбільше часто вживаються флюси АН-348А або ОСЦ-45 у поєднанні з дротом марки Св08А.

Товщина шару флюсу залежить від сили зварювального струму:

Зварювальний струм, 200 А

Товщина шару флюсу, 25 мм

Маса наплавленого металу розраховується по формулі

G_н=F_нL (1.6)

де F_н — площа наплавлення (поперечний перетин оброблення шва, включаючи його посилення), см²;

L — довжина шва, см;

 — щільність металу, для сталі =7,8 г/см³.

G_н=______________________ г

Час горіння дуги, год., розраховується по формулі

t = G_н / _н^. І_зв (1.7)

t= ___________год

Приблизно повний час зварювання Т, год. , можна визначити по формулі

T = t / К_п (1.8)

де t — час горіння дуги, год;

К_п — коефіцієнт використання зварювальної поста, який можна прийняти

T =___________ год

Витрата електродного дроту суцільного перетину (Q_пр., кг, можна розрахувати по формулі

Q_пр = G_н (1 + ). (1.9)

Витрата електроенергії

Витрата електроенергії А, кВт×год на 1 кг наплавленого металу розраховується по формулі:

А = t + ₀ (Т – t) (1.10)

де U_д напруга дуги, В (при зварюванні електродами прийняти 22 28 В);

I_зв — зварювальний струм. А;

 — КПД джерела струму;

₀ — потужність, що витрачається джерелом струму при роботі на холостого ходу, кВт;

t і T — відповідно час горіння дуги і повний час зварювання, год.

Дані для визначення значень і _o визначаемо з табл. 4 [ 1 ].

Рід струму: постійний; = 0,8; _о = 0,2 кВт.

А=__________________ кВт×год

Вибір основного зварювального устаткування, до якого відносяться джерела струму, що живлять дугу, зробемо після визначення параметрів режиму зварювання у додатку 1 [ 1 ].

При струмі I_зв = 200 А вибирємо трансформатор ТДМ-503.

Метод контролю:

Опорне кільце буксового вузла візка КВЗ-5 (зварювання диска) працює у складних умовах, витримуючи ударні і знакозмінні навантаження. Обраний метод контролю __________ повинен забезпечувати можливість виявлення прихованих дефектів (тріщин, непроварів і ін.) досить небезпечних з погляду концентрації напруг.