2.4 Выбор сварочных материалов
Для автоматической в углекислом газе и автоматической сварки под флюсом необходимо применять сварочную проволоку сплошного сечения, удовлетворяющую требованиям #M12291 1200005429ГОСТ 2246-70#S. Марку сварочной проволоки следует подбирать по данным табл.4.4[4].
Стальную холоднотянутую сварочную проволоку сплошного сечения Св – 08Г2С выпускают по ГОСТ 2246-70 (табл.3).
Таблица 3-Химический состав (в %) стальной сварочной проволоки Св – 08Г2С (ГОСТ 2246-70)
C |
Si |
Mn |
Cr |
Ni |
S |
P |
£0,11 |
0,7¸0,95 |
1,80¸2,10 |
£0,2 |
£0,25 |
£0,025 |
£0,030 |
Поверхность проволоки сплошного сечения должна быть чистой, без окалины, ржавчины, масла и грязи. При необходимости ее очищают от ржавчины и грязи пескоструйным аппаратом или травлением в 5%-ном растворе соляной или ингибированной кислоты (3%-ный раствор уротропина в соляной кислоте). Можно очищать проволоку, пропуская ее через специальные механические устройства (в том числе через устройства, заполненные сварочным флюсом, кирпичом, осколками наждачных кругов и войлочными фильтрами). Перед очисткой бухту проволоки рекомендуется отжечь при 150-200 °С в течение 1,5-2 часов. Разрешается также очищать проволоку наждачной шкуркой или другим способом до металлического блеска. При очистке проволоки, предназначенной для автоматической сварки, нельзя допускать ее резких перегибов (переломов).
Каждая бухта (моток, катушка) легированной проволоки сплошного сечения перед сваркой (независимо от способа сварки) должна быть проверена стилоскопированием на соответствие содержания основных легирующих элементов. [4].
Для сварки нашей конструкции будем применять углекислый газ высшего сорта. Это связано с меньшим содержанием водных паров в углекислом газе. Химический состав СО2 согласно ГОСТ 8050-85 представим в таблице 4.
Таблица 4– Состав углекислого газа (сорт высший)
Ar,%
|
He,% |
O3,% |
N2,% |
H2,% |
CO2,% |
углеводороды, % |
водяных паров, % |
- |
- |
- |
- |
- |
99,8 |
- |
0,037 |
При применении углекислого газа высшего сорта по ГОСТу 8050 - 76 и электродной проволоки указанной выше марки швы, как правило, получаются плотные без пор. Плотность углекислого газа по отношению к воздуху составляет 1,5.
3 Расчет режима сварки
3.1 Расчет параметров режима для автоматической сварки в среде углекислого газа.
Рисунок 2 – Геометрические размеры разделки кромок и размеры сварного шва по ГОСТ 14771-76 тип С7.
Для сварки стали в углекислом газе толщиной 3 мм принимаем диаметр проволоки dэ =1,6 мм. Производим сварку постоянным током обратной полярности.
Согласно рекомендациям, сварку пластин толщиной 3мм в среде СО2 осуществляем за один проход.
Общая площадь поперечного сечения наплавленного металла для автоматической сварки в углекислом газе равна площади наплавленного металла для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, которую находим по формуле
.
(1)
Рассчитаем основные параметры сварки.
Определим силу сварочного тока по формуле:
,
(2)
где
диаметр электродной проволоки, мм;
Н – необходимая глубина провара при односторонней сварке, в нашем случае Н=4 мм;
для
мм.
Таким образом,
Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определим оптимальное напряжение дуги:
(3)
Таким образом,
В.
Принимаем
.
Скорость сварки определим по формуле:
(4)
где γ – плотность наплавляемого металла. Согласно [4, С.36]: γ = 7,8 г/см3;
Fн – площадь наплавленного металла, см2;
αн – коэффициент наплавки, г/(Ач). Его можно определить по формуле, [1, С.190]:
(5)
где ψ – коэффициент потерь, определяемый по формуле, [1, С.191]:
, (6)
где j - плотность тока, находим по формуле;
,
Таким образом,
,
αр - коэффициент расплавления проволоки. Согласно [3, С.13]:
(7)
где L - вылет электродной проволоки, мм. Согласно рекомендациям, предложенным в [3,с.13], он равен: L = 15мм.
dэ – диаметр электродной проволоки; dэ =1,6 мм.
Таким образом,
Тогда коэффициент наплавки,
Следовательно, скорость сварки равна:
Определим погонную энергию:
(8)
,
Принимаем расход газа равным 12 л/мин.
Для наглядности режимы сварки представим в виде таблицы (таблица 6)
Таблица 6 – Режимы сварки
Режим сварки |
Iсв, А |
Uд, В |
Vсв, м/ч |
Параметр режима |
230 |
30 |
32,5 |