6 Расход сварочных материалов

6.1 Расход сварочных материалов при ручной дуговой сварке

При ручной дуговой сварке расход электродов можно определить по формуле:

G_э = G_н · (1,6 ÷ 1,7), (17),

где G_н – масса наплавленного металла, которую определим по формуле, [7, с.96]:

G_н = F_н · l_ш · γ, (18),

где F_н – площадь наплавленного металла; ; F_н=0,2 см² ;

l_ш – длина шва; l_ш = 200 см;

γ – плотность металла; γ=7,8 г/см³ .

Таким образом, G_э = 0,2 · 200 · 7,8 · (1,6 ÷ 1,7) = (499,2 ÷ 530,4) г.

6.2 Расход сварочных материалов при сварки в среде углекислого газа плавящимся электродом

При сварке в среде углекислого газа расход сварочной проволоки можно определить по формуле:

G_р = G_н / (1 - ψ), (19),

где G_н - масса наплавленного металла. Согласно формуле (18), масса наплавленного металла равна: G_н = 0,135 · 200 · 7,8 = 210,6 г.

ψ – коэффициент потерь, под которым понимают отношение количества металла, потерянного в виде брызг и угара, к полному количеству расплавленного электродного металла. Поскольку в ходе расчетов режимов

сварки этот коэффициент был определён (смотри 4.2): ψ =0,124, то расход сварочной проволоки равен:

G_р = 210,6 / (1 - 0,124) =240,4 г.

Определим расход газа, требуемого на выполнение шва, по формуле:

G_г = t_осн· g_н, (20),

где t_осн – основное время сварки. Его можно определить по формуле, [4,с.233]:

t_осн= (3600· G_н ) / (α_н· I_св), (21),

где α_н - коэффициент наплавки; α_н = 8,322 г / А·ч.

Таким образом, t_осн = (3600· 210,6 ) / (8,322 · 200) = 455,5 сек.≈ 7,6 мин.

g_н – норма расхода газа. Согласно рекомендациям приведённым в [3, с.87 ], норма расхода газа, при сварке листов толщиной: S = 4 мм, равна: g_н = 12 л/мин.

Таким образом, расход газа, при сварке листов толщиной 4 мм, на шов длиной в два метра равен:

G_г = 7,6 · 12 = 91,2 л.

7 Технология сборки и сварки конструкции

Изготовление данной конструкции состоит из нескольких операций : подготовка металла под сварку, сборка металла под сварку и сварка деталей.

Подготовка металла под сварку заключается в правке, отчистке, разметке, механической обработке с получением необходимых размеров, [10, c. 28].

Правкой устраняют деформацию прокатной стали. Листовой металл правят в холодном состоянии на листоправильных вальцах. Сильно деформированный металл правят в горячем состоянии.

Разметка осуществляется путём переноса натуральных размеров детали с чертежа на металл. При разметке заготовок учитывается укорочение их в процессе сварки конструкции. Поэтому предусматривается припуск из расчёта 0,1-0,2 мм на 1 м продольного шва,[10, с.28].

Механическую обработку применяют с целью получения необходимых размеров деталей. в нашем случае листы толщиной 4 мм, можно обрабатывать на листовых ножницах.

Поскольку разделка кромок в данной листовой конструкции под сварку не требуется, то производят предварительную зачистку свариваемых поверхностей. Зачистку можно осуществить путём обдирки шлифовальным кругом, либо зачистки свариваемых поверхностей слесарным инструментом (металлическая щётка, напильник). Далее производят сборку деталей.

Сборка деталей зависит от ряда условий (серийности производства, типа изделий). Для уменьшения времени сборки, а также повышения точности применяют различные приспособления.

Перед установкой деталей в приспособление на край одного листа крепят накладку. Это необходимо для того, чтобы устранить образования прожога во время сварки. Далее листы помещают в приспособления, выдерживают необходимый зазор между ними и зажимают их.

Затем необходимо прихватить края листов. Это делается для того, чтобы во время сварки устранить видимую пластическую деформацию которая может привести к закрытию выдержанного зазора. Длина прихваток зависит от толщины металла. Площадь сечения прихваток равна примерно 1/3 площади сечения шва, но не более 25…30 мм², [2, с.271].Прихватки обычно выполняют покрытыми электродами или полуавтоматами в углекислом газе. При сварке прихватки следует переплавлять полностью, так как в них могут образовываться трещины ввиду высокой скорости теплоотвода. Поэтому перед сваркой прихватки тщательно зачищают и осматривают. При наличии в прихватке трещины её вырубают или удаляют другим способом, [2, с.271].

После окончания сборки её проверяют контрольным инструментом. Затем производится сварка. Зажигание дуги производят на вспомогательной пластине с дальнейшим переносом её на свариваемые торцы листов. Наклон электрода при сварке зависит от положения сварки в пространстве .

Направление сварки может быть как слева на право, так и справа на лево, [10, с.29].

Независимо от направления сварки электрод должен быть наклонен к оси шва так, чтобы металл свариваемого изделия проплавлялся на наибольшую глубину и правильно бы формировался металл шва. Для получения плотного и ровного шва для сварки в нижнем положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть 15 от вертикали в сторону ведения шва – углом назад, [10, с.30].

Для получения валика нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода. Чаще всего при сварке листов встык без скоса кромок в нижнем положении производят поперечные движения по ломаной линии. Швы по длине выполняют на проход и обратноступенчатом способом. Сущность способа на проход заключается в том, что шов выполняется от начала до конца в одном направлении.

Обратноступенчатый способ состоит в том , что длинный предлагаемый к исполнению шов делят на сравнительно короткие ступени, [10, с.30].

В нашем случае сварку необходимо начинать с середины изделия и проводить её в двух направлениях, также обратноступенчатым способом. Такое выполнение шва по длине и сечению обеспечивает наиболее равномерное распределение температур, что значительно уменьшит общие остаточные деформации свариваемого изделия.

В конце шва нельзя сразу обрывать дугу и оставлять на поверхности металла кратер.