2.3. Особенности расчёта режимов сварки тавровых и угловых соединений без разделки кромок

Режим сварки угловых швов тавровых и угловых соединений, свариваемых "в лодочку", с некоторым приближением можно определить так же, как для стыковых соединений с углом разделки α=90°. Однако, при его выборе необходимо учитывать некоторые специфические особенности формирования угловых швов, а именно: ширина шва должна быть равна расстоянию по горизонтали между свариваемыми элементами (рис.5,а). При ширине шва больше этого расстояния неизбежно появление подрезов (рис.5,б).

Поэтому коэффициент формы углового шва, равный отношению ширины шва к общей высоте его (Ψ_уш = е/С), должен быть больше 2. Вместе с тем слишком глубокие и узкие швы (с малым коэффициентом формы) склонны к образованию горячих трещин из-за неблагоприятных условий кристаллизации.

Практикой установлено, что угловые швы удовлетворительно формируются на режимах, при которых плотность тока на электроде находится в пределах средних значений, указанных в таблице 9. С учётом указанного, расчёт режима ведут в следующей последовательности.

Зная катет шва (указывается в чертеже конструктором), определяют площадь поперечного сечения наплавленного металла по формуле:

F_н = k²/2 (53)

где: k – катет углового шва.

а б

Рис.5. Формирование углового шва ''в лодочку'':

а - удовлетворительное; б - подрезы.

Выбирают диаметр электрода. При его выборе необходимо иметь в виду, что угловые швы с катетом 3…4 мм можно получить лишь при использовании электродной проволоки диаметром не более 2 мм; при сварке электродной проволокой диаметром 3…5 мм обеспечивается минимальный катет 5…6 мм. Сварочную проволоку диаметром более

5 мм, затрудняющую провар вершины углового шва, применять не рекомендуется.

Таблица 9.

Допустимые плотности тока при механизированной сварке

угловых швов

Диаметр электрода, мм	Допустимая плотность тока, jэ, А/мм2
2,0 3,0 4,0 5,0	60…150 45…85 35…55 30…40

Для принятого диаметра электрода по таблице 9 подбирают плотность тока и определяют значение сварочного тока по формуле (43).

Скорость сварки определяют по формуле (27). При этом коэффициент наплавки α_н , α_н , ψ_п рассчитывают по формулам (28)…(35).

По формуле (18) находят напряжение дуги и по (19) коэффициент формы провара. Необходимо иметь в виду, что напряжение дуги следует выбирать ближе к нижнему пределу диапазона оптимальных значений.

Определяют основные размеры шва как при сварке стыкового бесскосного соединения на принятом режиме: глубина провара Н по формулам (44)…(46), ширину шва е и высоту валика q - по (22) и (23), общую высоту шва С - по (48).

Полагая, как и в предыдущих случаях, что полученное значение С является общей высотой и углового шва, определяют глубину проплавления Н_о^' (рис.5).

Н_о^' = С – q_о^' (54)

где q_о^' -высота заполнения разделки, определяемую по формуле (50). При отсутствии зазора (в=0) и суммарном угле раскрытия α =90º

q_о^' = (55)

Зная Н_о^', находят глубину проплавления вертикальной стенки

S_в = (0,8…1,0)·Н_о^' (56)

При расчёте режимов сварки угловых швов следует учитывать, что хорошее формирование без натёков на горизонтальную плоскость и подрезов вертикального листа получается при катете шва не более 8…9 мм. Швы с большими катетами выполняются за несколько проходов: при катете 9…14 мм - за два, 15…16 мм - за три, 17…20 мм - за четыре. При многопроходной сварке, как правило, стремятся шов выполнять на одном и том же оборудовании. Т.к. существуют определённые сложности настройки параметров режима сварки, то рекомендуют сварку всех заполняющих проходов вести на одном и том же режиме (сварочный ток, напряжение на дуге, диаметр электрода, скорость перемещения дуги), что и для первого прохода.