4.2 Выбор режима для сварки под слоем флюса
Рисунок 3 - Шов таврового сварного соединения Т2 для
дуговой сварки под флюсом (ГОСТ 8713-79)
4.2.1.1 Площадь наплавленного металла шва вычисляем геометрически, как составную из элементарных площадей (рисунок 2):
, (14)
где b=26мм – высота разделки;
r =5мм – радиус разделки;
c = 21мм;
kу=1,1 – коэффициент усиления [1, стр. 181];
k1 = 14мм, k2,=8мм – катеты шва;
δ =2мм – зазор разделки.
.
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 (12):
F = ,
где a = 23мм, b = 28мм - полуоси эллипса (рисунок 3);
площадь шва F = (π·23·28)/2 = 505мм2;
площадь наплавки равна (14) FH=385мм2;
площадь провара равна Fпр=120мм2.
Доля участия основного металла в металле шва будет равной (13):
= ,
=
.
При применении электродной проволоки Св-25Х25Н16Г7
и флюса 48-ОФ-6 тип наплавленного металла аналогичен при РДС электродами ОЗЛ-9-1 30Х25Н17Г6 (табл.6).
4.2.1.2 Коэффициент расплавления при сварке на постоянном токе обратной полярности [4,стр.243,VIII.9]:
, (15)
Согласно рекомендациям [1,стр.293] для
сварки заданной марки стали во избежание
коробления нужно применять способы и
режимы сварки, обеспечивающие максимальную
концентрацию тепловой энергии. Большее
почти в 5 раз, чем для углеродистых
сталей, удельное сопротивление металла
является причиной большого разогрева
сварочной проволоки и электродного
металла, что обуславливает повышенный
коэффициент расплавления. Учитывая
это, при сварке снижают вылет электрода
и увеличивают скорость подачи проволоки.
Примем
.
4.2.1.3 Сила сварочного тока при дуговой сварке определяется по формуле (5) в зависимости от диаметра электрода и допускаемой плотности тока:
где dэ =3мм - диаметр электрода;
j = 70А/мм2 – допускаемая плотность тока при диаметре электрода 3 мм [1,стр.196],
Iсв=
,
примем 500А.
4.2.1.4 Напряжение дуги [1,стр.194,(34)]:
, (16)
,
примем 35В.
4.2.1.5 Скорость сварки (7):
,
где
-
коэффициент наплавки при сварке под
флюсом;
Fп = 0,8см2 – принятое по рекомендациям [5,стр.149] поперечное сечение наплавленного за один проход валика;
примем скорость сварки 30м/ч (0,83см/с).
4.2.1.6 Число проходов на заполнение шва (4):
,
,
примем 5.
4.2.1.7 Погонная энергия (8):
,
где
ηи=0,85
0,95
– эффективный КПД для дуговых методов
под флюсом;
.
4.2.1.8 Требуемая скорость подачи электродной проволоки:
, (17)
.
4.2.1.9 Мгновенная скорость охлаждения металла в околошовной зоне [2,стр.213, п 7.4]:
,
(18)
где
ω=f(
)
– безразмерный критерий;
λ= 0,25 Вт/см К – теплопроводность, [2,стр.152,табл.5.1];
сρ =4,7 Дж/см3 К – объемная теплоемкость высоколегированных аустенитных сталей;
T0 = 200С - начальная температура изделия;
T =550-600 0С – температура наименьшей устойчивости аустенита;
; (19)
;
по
[2,стр.215, рис.7.7] ω = 1 при
;
.
4.2.2.1 Площадь наплавленного металла при подварке корня шва (рисунок 3):
. (20)
Подварку корня шва производим РДС электродами ОЗЛ-9-1-3,0-1.
4.2.2.2 Сила сварочного тока при ручной дуговой сварке определяется в зависимости от диаметра электрода и допускаемой плотности тока (5):
где dэ =3мм - диаметр электрода;
j = 15А/мм2 – допускаемая плотность тока по [1, стр. 182,табл.40];
Iсв=
,
примем с учетом рекомендаций (табл.7) для электродов ОЗЛ-9-1-3,0-1
Iсв=110А.
4.2.2.3 Напряжение дуги (6):
Uд=20+0,04·Iсв=20+0,04·110=24,4В ,
примем 24В.
4.2.2.4 Скорость сварки (7):
,
где αн=13,5г/Ач – коэффициент наплавки (табл.5);
γ = 7,8 г/см3 – плотность наплавленного металла;
F = 0,196см2 - площадь поперечного сечения наплавленного металла;
Iсв =110А - сила сварочного тока.