Определение режимов и технологических коэффициентов при ручной электродуговой сварке

1 Цель и содержание работы

Настоящая лабораторная работа имеет целью ознакомить студентов с определением производительности ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом.

Содержание работы включает.

Для ручной дуговой электросварки:

1) определение веса электрода для каждой марки и типа;

2) взвешивание пластин;

3) определение среднего значение тока, полученного по 3 измерениям;

4) наплавка валиков на пластины на постоянном токе;

5) взвешивание пластин и огарков после наплавки валиков;

6) вычисление коэффициентов наплавки, расплавления, потерь;

7) оформление отчета.

Для автоматической дуговой сварки под флюсом:

1) ознакомление с устройством и работой автоматов для сварки под слоем флюса;

2) определение коэффициентов наплавки, расплавления, потерь;

3) оформление отчета.

2. Теоретическое обоснование

   1. Ручная дуговая электросварка

Для определения или расчета основного времени сварки необходимо знать массу наплавленного металла, силу сварочного тока в коэффициенты наплавки.

На время ручной дуговой сварки плавящимися электродами оказывает влияние ряд факторов:

1. ток и марка электрода;

1. величина и плотность тока.

Время ручной дуговой сварки определяется коэффициентом расплавления α_r, коэффициентом наплавки α_n и коэффициентом потерь ψ. Коэффициент наплавки α_n, меньше коэффициента расплавления α_r, так как не весь расплавленный электродный металл переходит в сварной шов. Часть металла выгорает (Q_у), а часть разбрызгивается(Q_ra) (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Схема перехода расплавленного металла через дуговой промежуток: 1 – электрод; 2 – изделие; 3 – источник тока

Величины α_r, α_n и ψ зависят от химического состава электродной проволоки, состава покрытия и других факторов. Количество расплавленного и наплавленного металла определяется по формулам

Q_r=I·t·α_r, (1)

Q_n=I·t·α_n. (2)

Сила тока (I) определяется условиями сварки, толщиной свариваемого металла и другими данными, устанавливаемыми технологическим процессом. Количество металла, расплавленное в течение 1 часа горения дуги, отнесенное к единицы силы тока (I), называют коэффициентом расплавления α_r

, г/А·ч. (3)

Коэффициентом наплавки α_n называют количество электродного металла в граммах, наплавленное на основной металл в течение часа горения дуги, отнесенное к единице сила тока I,

, г/А·ч. (4)

Массу наплавленного металла определяют по заданным чертежам размера шва.

Объем наплавленного металла V_n (см³) определяют по формуле

V_n=F∙l, (5)

где F – площадь поперечного сечения шва, см²;

l – длина шва, см.

Масса наплавленного металла (г)

Q_n= V_n∙γ=I∙t∙α_n, (6)

где γ – плотность металла, г/см³ (для стали γ=7,8 г/см³).

Коэффициент потери определяется по формуле

. (7)

Для ручной сварки (дуговой) ψ составляет ≈ 30%.

Основное время сварки (t_sv) определяется:

. (8)

Вспомогательное время сварки складывается из времени, затрачиваемого на установку детали на рабочее место, снятие детали, смену электродов и другие операции и составляет в среднем 30 – 50%.

Расход электродов или электродной проволоки подсчитывается по формуле

Q_el= Q_n∙К_e, (9)

где К_e – коэффициент расхода электродов или проволоки c учетом потерь на огарки, разбрызгивание, угар металла (для качественных электродов с толстой обмазкой К_е=1,40 – 1,60, для электродов с тонкой обмазкой К_е=1,20 – 1,30).