2. Анализ варианта и выбор способа изготовления изделия

При сварке под флюсом может быть предложены типы швов:

• стыковой односторонний с криволинейным скосом кромок (ГОСТ 8713 - 79 - С23).

При электрошлаковой сварке также могут быть предложены типы швов:

• стыковой без скоса кромок (ГОСТ 15164 – 78 - С1);

• стыковой без скоса кромок на остающейся прокладке (ГОСТ 15164 - 78 - С2);

• стыковой с криволинейным скосом двух кромок (ГОСТ 15164 – 78 - С3);

Для сварки под слоем флюса целесообразно использовать только стыковые односторонние швы с криволинейным скосом по причине большой толщины свариваемых деталей. Сварку под слоем флюса производить проволокой Св08А диаметром 5 мм по ГОСТ 2246 - 70 с применением флюса АН-348А по ГОСТ 9087 - 85. Предварительная подварка корня шва не требуется, так как сварка осуществляется по кругу.

При электрошлаковой сварке выбираем стыковой шов без скоса кромок , так как он не требует предварительной подготовки свариваемых деталей. Сварку осуществляем при помощи двух пластичных электродов диаметром 3 мм (проволока Св08А), флюс – АН-26 по ГОСТ 9087 - 85.

Все вышеперечисленные варианты конструктивного исполнения швов цилиндра изображены на чертеже КП 15.03.01.9.17 - 0887.

3. Расчет параметров процесса и выбор типового оборудования

3.1. Расчет режимов сварки под флюсом

Расчет режимов сварки стыковых швов

Выбирается форма и конструктивные элементы подготовки кромок под сварку, размеры сварных швов.

Рис.2. Конструктивное исполнение сварной кромки и сварного шва по ГОСТ 8713 - 79.

Задаются необходимой глубиной проплавления H, мм:

При односторонней сварке:

(1)

где S – толщина свариваемого металла, мм;

Определяют силу сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления:

(2)

где - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки. В данном случае сварка ведется на переменном токе, флюс АН-348 А, диаметр сварочной проволоки 5 мм,

Определяют оптимальное значение напряжения на дуге:

(3)

где = 5 мм;

Определяют скорость сварки по формуле:

(4)

где А = 22,5 – коэффициент, зависящий от диаметра проволоки.

Определяется погонная энергия сварки по формуле:

(5)

где = 0,85 – эффективный кпд дуги (при сварке под флюсом);

= 0,78 - скорость сварки, см/с;

Определяется площадь наплавки:

(6)

где = 15,6 – коэффициент наплавки;

= 7,8 – удельная плотность металла, г/см³;

= 2812,5 см/ч.

Определяют скорость подачи электродной проволоки:

(7)

где = 28,125 м/час;

– площадь поперечного сечения электрода, мм².

(8)

Определяют мгновенную скорость охлаждения зоны термического влияния при температуре наименьшей устойчивости аустенита. Для однопроходной сварки листов встык со сквозным проплавлением:

(9)

Где =0,1 - коэффициент теплопроводности, кал/см ∙°С;

- объемная теплоемкость, кал/см³∙°С;

= 550°С – температура наименьшей устойчивости аустенита, °С;

= 20°С – температура изделия перед сваркой, °С;

- толщина металла, см.

(10)

Расчет размеров стыковых сварных швов

Определяют глубину провара, при сварке под флюсом низкоуглеродистых и низколегированных сталей:

(11)

где

Коэффициент форм провара определяется по формуле:

(12)

- коэффициент, величина которого зависит от рода токаи полярности. При сварке переменным током во всем диапазоне плотность тока =1.

Определяют ширину шва

(13)