- Площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход, см2.

.

Погонную энергию найдем по формуле [1, с.182]:

, (6)

где q – мощность дуги, Вт;

- Эффективный кпд дуги, для ручной дуговой сварки покрытыми электродами равен 0,8

(7)

см (8)

Можно сделать допущение, что фактическая форма провара представляет собой полуэллипс.

Площадь полуэллипса может быть определена:

F_пр. = ,

где a,b полуоси эллипса.

Площадь шва:

F = (3,14·3,5·2)/2 = 5,5 мм²;

Площадь наплавки равна 4,5мм²;

Площадь проплавления равна 5,5-4,5 = 1 мм².

Рисунок 2 - Определение площади проплавления

Доля участия основного металла в металле шва будет равной

= , (9)

где F_пр – площадь проплавления;

F_н – площадь наплавки.

= = 0,55.

4.2 Расчет параметров режима для механизированной сварки в защитном газе фланцев к обечайки (СО₂)

Таблица 12 – Геометрические размеры разделки кромок и размеры сварного шва по ГОСТ 5264 – 80,мм

Условное Обозначение Сварного соединения	Конструктивные элементы	S,мм	S1,мм	k,мм
T1		3,0	2,0	3,0

Для сварки фланцев к обечайки в углекислом газе толщиной 2 и 3 мм принимаем диаметр проволоки d_э =1 мм. Согласно [2, С.456] производим сварку постоянным током обратной полярности. Общая площадь поперечного сечения наплавленного металла для механизированной сварки в углекислом газе равна площади наплавленного металла для ручной дуговой сварки покрытыми электродами(2).

F_Н = 3²/2 = 4,5 мм²;

Рассчитаем основные параметры сварки.

Определим силу сварочного тока по формуле, [3, С.14]:

(9)

где диаметр электродной проволоки,

- допускаемая плотность тока. Возьмём плотность тока равной 120А/мм² [3].

Таким образом,

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определим оптимальное напряжение дуги [1, С.194]:

(10)

Таким образом,

Принимаем .

Определим коэффициент формы провара по формуле, [1, С.188]:

(11)

где - коэффициент, величина которого зависит от рода тока и полярности.

Согласно [1, С.188], величина коэффициента при плотности тока j < 120 А/мм² при сварке постоянным током обратной полярности:

(12)

Таким образом,

Определим коэффициент наплавки определить по формуле,

[1, С.190]:

(14)

где ψ – коэффициент потерь, определяемый по формуле, [1, С.191]:

(15)

где j - плотность тока, j = 120А/мм².

Таким образом,

%.

- коэффициент расплавления проволоки. Согласно [3, С.13]:

(16)

где L - вылет электродной проволоки. Согласно рекомендациям, предложенным в [3. С13], он равен:L = 7 мм.

d_э – диаметр электродной проволоки; d_э =1мм.

Таким образом,

Коэффициент наплавки:

.

Следовательно, скорость сварки определим по формуле(5):

Определим погонную энергию:

(17)

.

Определим глубину провара. Согласно [3, С.14], при сварке в углекислом газе глубина провара равна:

. (18)

Определим скорость подачи электродной проволоки(8):

(19)

4.3 Расчет параметров режима для механизированной сварки в защитном газе продольного шва обечайки (СО₂)

Таблица 12 – Геометрические размеры разделки кромок и размеры сварного шва по ГОСТ 5264 – 80,мм

Условное Обозначение Сварного соединения	Конструктивные элементы		S,мм	b,мм	h,мм	a,мм
С2			2,0	6+2	1+0,5	0+1,0

Для сварки обечайки в углекислом газе толщиной 2мм принимаем диаметр проволоки d_э =1 мм. Согласно [2, С.456] производим сварку постоянным током обратной полярности. Согласно рекомендациям, сварку пластин толщиной 2 мм в среде осуществляем за один проход. Общая площадь поперечного сечения наплавленного металла для механизированной сварки в углекислом газе равна площади наплавленного металла для ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Определим площадь поперечного сечения наплавленного металла по формуле(2):

F=S·a+0.75 · b ·h

Подставив, в формулу входящие в неё значения получим:

F=2·1+0.75 · 6 ·2= 9мм².

Рассчитаем основные параметры сварки.

Определим силу сварочного тока по формуле (9):

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определим оптимальное напряжение дуги по формуле (10):

Принимаем .

Определим коэффициент формы провара по формуле(11):

Скорость сварки определим по формуле:

где γ – плотность наплавляемого металла: γ = 7,8 г/см³ [4, С.36];

F_н – площадь наплавленного металла;

α_н – коэффициент наплавки. Его можно определить по формуле, [1, С.190]:

где ψ – коэффициент потерь, определяемый по формуле, [1, С.191]:

где j - плотность тока, j = 120А/мм².

Таким образом,

%.

- коэффициент расплавления проволоки. Согласно [3, С.13]:

где L - вылет электродной проволоки. Согласно рекомендациям, предложенным в [3. С13], он равен:

L = 7 мм.

d_э – диаметр электродной проволоки; d_э =1мм.

Таким образом,

Коэффициент наплавки:

.

Следовательно, скорость сварки равна:

Определим погонную энергию(17):

.

Определим глубину провара. Согласно [3, С.14], при сварке в углекислом газе она равна:

. (18)

Таким образом,

Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяем ширину провара:

(19)

Задавшись оптимальным значением формы выпуклости, т.е. коэффициентом формы усиления , находим высоту валика. Значения выбирают в пределах 7 - 10. Меньшие значения имеют место при узких и высоких швах. Большие значения соответствуют широким и низким усилениям.

Принимаем = 7, тогда[3, С.11]:

(20)

Определяим общую высоту шва [3, с.11]:

(21)