2.5 Обоснование выбора сварочных материалов

Для сварки низкоуглеродистых низколегированных сталей используют легированные электродные проволоки марок Св-08ГС и Св-08Г2С. Из таблицы 1 видно, что проволока Св-08ГС больше подходит для сварки стали 15ХСНД, так как механические свойства получаемого сварного шва близки к механическим свойствам основного металла.

Для защиты расплавленного металла сварочной ванны используем углекислый газ, который поставляется по ГОСТ 8050-76. Для сварки используют сварочную углекислоту сортов Ι и ΙΙ, которые отличаются содержанием паров воды (0.178 и 0.515 Н₂О в 1 м³ СО₂ соответственно). Углекислоту транспортируют и хранят в стальных баллонах ёмкостью 40 л. Баллон, окрашенный в черный цвет и имеющий надпись желтого цвета, содержит 25 кг СО₂ , что при испарении соответствует 12.5 м³ газа.

2.6 Расчет режимов сварки

Из-за сложности процесса сварки невозможно иметь точные аналитические зависимости, которые позволяли бы рассчитывать режимы сварки с учетом всех технологических условий. Поэтому технологический процесс сварки рассчитывают по приближенным формулам, полученным на основе обобщения результатов экспериментальных исследований [6, стр.171].

Проведем расчет режимов сварки по основному шву каждого способа сварки. Режимы остальных выберем по таблицам. Для механизированной сварки рассчитаем режимы приварки диафрагм к нижнему поясу и стенкам.

Основные параметры режима механизированной сварки в защитных газах, оказывающие существенное влияние на размеры и форму швов, — сила тока, плотность тока в электроде, напряжение дуги, скорость сварки, скорость подачи электрода, род тока и его полярность [6, стр. 185].

Расчет режимов механизированной сварки.

Расчет ведем в соответствии с изложенным в [6, стр. 185].

Определим необходимую глубину проплавления, мм:

, 2

где S – толщина металла, мм.

(мм).

Определим силу сварочного тока, обеспечивающую необходимую глубину проплавления, А:

, 3

где К_h – коэффициент пропорциональности, зависящий от условий проведения сварки, мм/100А. Для сварки в СО₂ проволокой диаметром 2 мм

К_h = 1.55 м/100А [6, стр. 193].

Принимаем I_св = 520 А.

Диаметр электродной проволоки, мм:

4

где j – плотность тока, А/мм².

Из (4) найдем плотность тока:

5

Определим оптимальное напряжение дуги, В:

6

(В).

Определим скорость сварки:

7

где α_Н – коэффициент наплавки, г/А·ч; γ – плотность материала (для стали

γ = 7.8 г/см³); F_Н – площадь наплавленного металла шва ( F_Н =К²/2=64/2=32 мм² = 0.32 см², где К – катет шва).

8

где α_Р – коэффициент расплавления, г/А·ч; Ψ_П – коэффициент потерь, %.

Определим коэффициент потерь:

9

Коэффициент расплавления при сварке в СО₂, г/А·ч:

10

где l_Э – вылет электрода, мм (l_Э = 10-20 мм, примем l_Э = 20 мм).

(г/А·ч).

(г/А·ч).

Подставив все рассчитанные значения в (7) найдем скорость сварки:

(см/ч) =17.7 (м/ч) ≈ 18 (м/ч).

Определим скорость подачи электродной проволоки:

11

где F_ЭЛ = πd_ЭЛ²/4 = 3.14·2.5²/4 = 4.9 (мм²) = 0.049 (см²) – площадь сечения электрода.

(см/ч) = 127 (м/ч).

Расчет режимов автоматической сварки.

Рассчитаем сварочный ток по формуле (3), приняв Н = 8 мм и К_h = 1.55 мм/100А для диаметра электрода 2 мм.

Принимаем I_СВ = 520 А.

По формуле (5) найдем плотность тока:

По формуле (6) определим напряжение дуги:

(В).

По формуле (10) найдем коэффициент расплавления:

(г/А·ч).

По формуле (9) найдем коэффициент потерь:

По формуле (8) найдем коэффициент наплавки:

(г/А·ч).

По формуле (7) найдем скорость сварки. Для этого найдем площадь наплавленного металла (рис. 5):

12

Произведем сварку за четыре прохода.

(см/ч) = 19 (м/ч).

Найдем скорость подачи электродной проволоки по формуле (11).Площадь сечения электрода:

(мм²) = 0.049(см²).

(см/ч) = 127 (м/ч).

Для проварки корня поясного шва полуавтоматической сваркой в СО₂ режимы примем из таблицы [6, стр.226].

Таблица 6 – Режимы подварки корня поясного шва полуавтоматической сваркой в СО₂

Толщина металла, мм	dЭ, мм	IСВ, А	UД, В	VСВ, м/ч	Расход газа, л/мин
1.5 – 2.0	1.0	65 - 75	18 - 20	16 - 18	6 - 8