1.7. Расчет режимов ручной дуговой сварки

При ручной дуговой сварке под режимом, понимают совокупность следующих характеристик: диаметр электрода, силу сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва, машинное и технологическое время, количество необходимых электродов, мощность оборудования, обеспечивающего сварку.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла (подраздел 1.3). Силу сварочного тока, рассчитывают по (1.9). Для расчета скорости сварки и массы наплавленного металла необходимо рассчитать сечение сварного шва. При сварке встык односторонние швы разрешается вести без разделки кромок при толщине сварочного металла до 4 мм, если толщина от 4 до 6 мм – разрешается свариваемость швов без разделки, но с двух сторон. На рис. 1.7 показана схема односторонней и двухсторонней сварки встык.

Сечение шва в этом случае односторонней сварки рассчитывается по формуле:

(1.16)

В случае односторонней: где - толщина листа.

При двухсторонней (1.17)

В этом случае: ,

а	б
Рис. 1.7. Виды сварки встык без разделки кромок: а – односторонняя; б – двухсторонняя

Если толщина свариваемого встык металла больше 6 мм – применяют разделку кромок. На рис. 1.8 показано сечение металла с разделкой кромок. Чаще всего угол разделки составляет 60º при V–образной и 30º при К–образной.

Сечение сварного шва в случае V–образной разделки можно определить по формуле:

; (1.18)

В случае

(1.19)

Величина радиуса r определяется через толщину металла.

а	б

Рис 1.8. а – V; б – К–образные виды разделки кромок

В случае тавровых соединений сечение шва определяют через треугольник или четверть круга, считая катеты или радиус равными толщине свариваемого металла. Если сваривается металл различной толщины, то их принимают равными толщине меньшего из них. Масса наплавленного металла определится по уравнению 1.7. Зная массу наплавленного металла, определяем машинное время:

(1.20)

Технологическое время сварки включает в себя вспомогательные операции: смену электрода, крепление свариваемых деталей и пр. Оно всегда больше машинного:

(1.21)

где - коэффициент, зависящий от серийности производства и выбирается по табл. 1.3.

Количество необходимых электродов: (1.22)

где, – масса соответственно расплавленного металла и электрода без огарка.

Массу расплавленного металла можно найти приближенно, учитывая, что коэффициент потерь при ручной дуговой сварке составляет около 15 %.

Таблица 1.3

Серийность	Индивидуальное		Мелкосерийное		Серийное		Крупносерийное		Массовое
	слож-ное	прос-тое	слож-ное	прос-тое	слож-ное	прос-тое	слож-ное	прос-тое	слож-ное	прос-тое
Значение коэффициента	2,5	2,35	2,2	2,05	1,9	1,75	1,6	1,45	1,35	1,15

Тогда:

Масса электрода: , (1.23)

где – объем электрода без учета огарка, длина которого составляет около 50мм; – плотность стали, которую можно считать равной 7800 кг/м³ (7,8 г/см³).

Расчет количества проходов производят из учета, что сечение первого прохода не должно превышать 30-35 мм². Оно определяется по формуле , а последующих проходов – по формуле где – площадь сечения последующих проходов в мм².

Потребляемую мощность можно определить по уравнению:

(1.24)

где, - сила сварочного тока; – падение напряжения в дуге. Его можно найти по уравнению (1.3). – КПД источника тока, который в случае использования трансформатора можно считать равным 0,85, а сварочного преобразователя – 0,64.