4. Расчет режимов и размеров шва.

Таблица 17 - Шов таврового сварного соединения Т9 для РДС (ГОСТ 5264-80)

Условное обозначение сварного соединения	Конструктивные элементы		b		S
	Подготовка кромок сварных деталей	Шва сварного соединения	Номин. откло- нение	Предел. откло- нение
T9	S1>0,7S		-2	+1	Св.28 до 30

4.1 Ручная дуговая сварка

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

1. Определение режима сварки обычно начинают в зависимости от диаметра электрода. Из практических рекомендаций по выбору d_э на [1,с. 180], принимаем:

диаметр электрода d_э= 5мм, катет шва К=8 мм.

При сварке угловых и тавровых соединений, как правило, за один проход выполняют швы катетом не более 8-9 мм. При необходимости выполнения шва с большим катетом применяется сварка за два прохода и более. При определении числа прохода следует иметь в виду, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход, не должно превышать 30-40 мм². Для определения числа проходов при сварке угловых и тавровых соединений общая площадь поперечного сечения наплавленного металла может быть вычислена геометрически по формуле:

,

где F_Н – площадь поперечного сечения наплавленного металла с одной стороны , мм;

к_у- коэффициент увеличения, учитывающий наличие зазоров и выпуклость шва;

, - катеты шва, мм;

К_р=14мм - катет разделки кромок;

S=30мм – толщина пластины;

b = 2мм.

Значения к_у – выбирают в зависимости от катета шва к_у=1,15 [1,с. 181].

,

Полная площадь наплавленного металла

Число проходов при сварке угловых швов определяется по формуле:

, ;

где Fn – площадь металла наплавленного для последующих проходов,

где dЭ – диаметр электрода,

где F1n – площадь металла наплавленного за один проход.

Площадь наплавленного металла для первого прохода выбираем dЭ =3мм для проварки корня шва:

;

;

Примем =20 ;

Площадь наплавленного металла для последующих проходов принимаем dЭ=4мм :

;

Примем =35 .

Число проходов на заполнение шва с одной стороны:

Примем n=6

2. Сила сварочного тока при ручной дуговой сварке может быть определена в зависимости от диаметра электрода и допускаемой плотности тока:

,

где d_э – диаметр электрода, мм;

j – допускаемая плотность тока, А/мм² [1, с. 182].

Для первого прохода:

=((3,14 3²)/4) 13=92 А

Примем .

Для последующих проходов:

=((3,14 4²)/4) 10=126 А

Примем , исходя из рекомендаций таблицы 14.

3. Напряжение дуги:

При ручной дуговой сварке изменяется в сравнительно узких пределах и при проектировании технологических процессов сварки выбирается на основании рекомендаций паспорта на данную марку электродов.

Для первого прохода:

U_д=20+0,04· I_св;

U_д1=20 + 0,04·95 = 23,8В

Примем U_д1= 24B.

Для последующих проходов:

U_д2=20 + 0,04·120 = 25В.

4. Скорость сварки:

,

где α_н=13,5 - коэффициент наплавки, г/А ч;

γ=7,9 – плотность наплавленного металла, г/см³.

Для первого прохода:

Для последующих проходов:

5. Погонная энергия:

,

где I_св - сварочный ток;

U_g - напряжение;

V_св - скорость сварки;

η_и=0,75 – эффективный КПД для ручной дуговой сварки.

Для первого прохода:

Для последующих проходов:

При необходимости глубина провара при наплавке валика на лист с достаточной для практических целей степенью точности может быть определена следующим образом. Максимальную температуру на расстоянии r рассчитывают по формуле:

отсюда получаем изотермы плавления:

r = ,

где q_п - погонная энергия.

где q-эффективная тепловая мощность источника, Вт

где сρ= 4.9 Дж/см³·град – объемная теплоемкость.

Подставляя значения получим:

Для первого прохода:

Глубина провара

Примем глубину провара равной 0,58см.

Для этого определим площадь проплавления по формуле ;

где е=18мм – ширена шва, Н=15мм – глубина провара, (на основании таблицы 17).

;

Площадь наплавленного металла с одной стороны .

Рассчитаем долю участия основного металла в металле шва по формуле[1,cтр.85]:

γ₀=

где F_пр- площадь проплавления;

F_н- площадь наплавки.

Тогда: γ₀= .