3.2 Выбор сварочных материалов для сварки под слоем флюса

Автоматическую сварку обычно выполняют электродной проволокой диаметром 3-5 мм, механизированную проволокой диаметром 1,2-2 мм. При сварке высоколегированных сталей применяют безокислительные низкокремнистые фторидные и высокоосновные флюсы.

Использование указанных материалов позволяет получить металл шва высокой чистоты и качества близкий по составу к основному металлу. Легирование металла шва выполняется через проволоку, что дает высокую стабильность состава.

Согласно [1,с.370,табл.9.7] для сварки нашего соединения предлагается стальная сварочная поволока марок:

Св-07Х25Н12Г2Т,

Св-06Х25Н12ТЮ,

Св-08Х25Н13БТЮ,

Св-25Х25Н16Г7 по ГОСТ 2246-70

и бескислородные или безокислительные флюсы марок АНФ-5, 48-ОФ-6 по ГОСТ 9087-81.

Таблица 8- Химический состав сварочных флюсов по ГОСТ 9087-81

Марка флюса

Особен- ности

Содержание, %

Назначение

SiO2

MnO

Al2 O3

CaO

MgO

CaF2

NaF

FeO

S

P

АНФ-5

Бескисло- родный

2,0

75÷80

17÷25

1,0

0,05

0,02

Автоматич. эл.дуговая сварка сталей с чисто аустенитными швами

48-ОФ-6

Безокис- лительный

3,5÷6,0

0,3

20÷24

16÷20

2,0

50÷60

1,0

0,025

0,025

Примем флюс 48-ОФ-6 и проволоку Св-25Х25Н16Г7, диаметром 3мм.

Таблица 9 - Характеристики режимов механизированной сварки под флюсом [5,стр.147,табл.25]

Марка сварочной проволоки	Флюсы	Диаметр сварочной проволоки, мм	Режимы сварки
			Ток,А	Напряжение дуги,В	Скорость сварки, м/ч
Св-25Х25Н16Г7	АНФ-5 48-ОФ-6	2	180-300	26-30	15-40
		3	250-350	28-35	15-30
		4	350-450	30-36	15-30

4 Выбор режимов сварки

4.1 Выбор режима для ручной дуговой сварки покрытыми электродами

Рисунок 2 - Шов таврового сварного соединения Т8 для РДС (ГОСТ 5264-80)

Расчет режимов ручной дуговой сварки производим согласно [1, стр.180].

4.1.1 Режим сварки определяется непосредственно в зависимости от диаметра электрода. Из рекомендаций по выбору диаметра электрода

[1, стр.180] принимаем: диаметр электрода 4 мм.

При тавровых соединений, как правило, за один проход выполняют швы катетом не более 8-9 мм. В нашем случае шов будет многопроходный. При определении числа проходов следует учесть, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход, не должно превышать 30-40 мм².

Для определения числа проходов при сварке таврового соединения общая площадь поперечного сечения наплавленного металла одностороннего шва вычислим по формуле:

, (1)

где F₁ – площадь поперечного сечения наплавленного металла одностороннего шва, мм²;

К₁=5мм, К₂ =20мм – катеты шва;

К_р=14мм - катет разделки кромок;

S=30мм – толщина пластины;

δ=2мм – зазор разделки;

К_y – коэффициент, учитывающий усилие шва, который выбирают в зависимости от катета шва [1, стр. 181]: К_y=1,1.

,

примем 185мм².

Полная площадь наплавленного металла вдвое больше при симметричной К-образной разделке кромок F=370мм².

Площадь металла, наплавленного за один проход при котором обеспечиваются оптимальные условия формирования, должна составлять:

для первого прохода (при проварке корня шва):

F_1п = (6÷8)·d_э, (2)

где d_э =4мм – диаметр электрода.

F_1п = (6÷8)·4 = 24÷32 мм²,

примем 25мм²;

для последующих проходов

F_п = (8÷12)·d_э; (3)

F_п = (8÷12)·4 = 32÷48 мм²,

примем 40мм².

Число проходов на заполнение двустороннего шва:

, (4)

,

примем 9.

4.1.2 Сила сварочного тока при ручной дуговой сварке определяется в зависимости от диаметра электрода и допускаемой плотности тока:

(5)

где d_э =4мм - диаметр электрода;

j = 10А/мм² – допускаемая плотность тока, по [1, стр. 182,табл.40].

I_св= ,

примем с учетом рекомендаций (табл.7) для электродов ОЗЛ-9-1-4,0-1 I_св=120А.

4.1.3 Напряжение дуги:

U_д=20+0,04·I_св, (6)

U_д=20+0,04·120=24,8В,

примем 25В.

4.1.4 Скорость сварки:

(7)

где α_н– коэффициент наплавки, по (табл.5) α_н=13,5г/Ач;

γ = 7,8 г/см³ – плотность наплавленного металла;

F_п = 0,4см² - площадь поперечного сечения валика, наплавленного за один проход;

I_св =120А - сила сварочного тока.

.

4.1.5 Погонная энергия:

(8)

где I_св = 120А - сила сварочного тока;

U_д=25В - напряжение дуги, В;

V_св=0,144см/с - скорость сварки;

η_и=0,8-0,85- эффективный КПД для дуговых методов;

.

При РДС плавящимся электродом размеры сварного шва определяются размерами разделки кромок соединения, и необходимости определения глубины провара нет.

Для определения доли участия основного металла в металле шва можно сделать допущение, что фактическая форма провара всего шва представляет собой полуэллипс. Площадь полуэллипса может быть определена по формуле:

F = , (12)

где a = 10мм, b = 17мм - полуоси эллипса (рисунок 2);

односторонняя площадь шва F = (π·10·17)/2 = 265мм²;

односторонняя площадь наплавки равна (1) F_H=185мм²;

односторонняя площадь провара равна F_пр=80мм².

Доля участия основного металла в металле шва будет равной [1,cтр.85]:

= , (13)

= .

При применении электродов ОЗЛ -9-1 тип наплавленного металла 30Х25Н17Г6 (табл.6).