6 Расход сварочных материалов

6.1 Расход сварочных материалов при сварке неплавящимся вольфрамовым электродом в среде аргона

Расход сварочной проволоки можно определить по формуле

G_р = G_н / (1 - ψ), (23)

где G_н - масса наплавленного металла, которая определяется по формуле

G_н = F_н · l_ш · γ, (24)

где F_н – площадь наплавленного металла, F_н = 0,044 см² ;

l_ш – длина шва; l_ш = 200 см;

γ – плотность металла; γ=7,9 г/см³ .

G_н = 0,044 · 200 · 7,9 = 69,52 г.

ψ – коэффициент потерь, под которым понимают отношение количества металла, потерянного в виде брызг и угара, к полному количеству расплавленного электродного металла. В данном случае вследствие незначительных потерь этим коэффициентом можно пренебречь. Тогда

G_р = G_н = 69,52 г.

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

G_г = t_осн· g_н, (25)

где t_осн – основное время сварки. Его можно определить по формуле

t_осн= (3600· G_н ) / (α_н· I_св), (26)

где α_н - коэффициент наплавки, который принимаем как при сварке плавящимся электродом α_н = 8,556 г / А·ч.

Таким образом, t_осн = (3600· 69,52 ) / (8,556· 100) = 292,5 сек.≈ 4,9 мин.

g_н – норма расхода газа. Согласно таблице 4.1 g_н = 6 л/мин.

Таким образом, расход газа, при сварке листов толщиной 2 мм, на шов длиной в два метра равен:

G_г = 4,9 · 6 = 29,25 л.

Расход вольфрамового электрода диаметром 2 мм при сварке в аргоне, для толщины металла 2 мм, согласно [7, С.150] составляет 23 грамма на 100 метров шва.

6.2 Расход сварочных материалов при полуавтоматической сварке плавящимся электродом в среде аргона

Определяем массу наплавленного металла по формуле (24), где F_н=0,064 см²

G_н = 0,064 ·200 ·7,9 = 101,12 г,

Тогда расход сварочной проволоки можно определить по формуле (23)

G_р = 101,12 / (1 - 0,075) =109,3 г.

Определим основное время сварки по формуле (26)

t_осн= (3600· 101,2 ) / (8,556· 100) = 425,8 с = 7,1 мин.

Определим расход газа, требуемого на выполнение шва, по формуле (25)

G_г = 7,1· 8 = 56,8 л.

Согласно таблице 4.4 g_н = 8 л/мин.

7 Выбор источников питания сварочной дуги

7.1 Выбор источников питания дуги для аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом

При выборе источников питания дуги необходимо, чтобы он отвечал следующим требованиям, [8]:

а) обеспечивать необходимую для процесса сварки силу тока дуги и напряжение дуги;

б) иметь необходимый вид внешней характеристики, чтобы выполнять условия стабильного горения дуги;

в) иметь динамические параметры, чтобы можно было обеспечить нормальное возбуждение дуги.

Характерной чертой источников сварочного тока для сварки неплавящимся электродом является крутопадаю­щая внешняя статическая характеристика. Такая характе­ристика обеспечивает стабильность тока при колебаниях длины дуги и устойчивость процесса сварки. Она достигается при большом внутреннем сопротивлении источника по отношению к сопротивлению дуги. Поэтому для сварки неплавящимся электродом ис­пользуются источники с высоким напряжением холостого хода, в 4-6 раз превышающим дуговое. Аналогичный ре­зультат достигается также глубокой отрицательной свя­зью по току. В этом случае может быть получена верти­кальная (штыковая) характеристика.

В связи с тем что глубина проплавления при сварке неплавящимся электродом весьма чувствительна к колеба­ниям тока, предъявляются повышенные требования к ста­бильности тока при изменениях напряжения питающей сети, колебаниях температуры и других внешних воздей­ствий. При сварке ме­таллов средних толщин (2-5 мм) в обычных условиях достаточно поддерживать сварочный ток с точностью ±5 %.

Источники сварочного тока для сварки неплавящимся электродом характеризуются широким диапазоном регу­лирования тока. Это вызвано необходимостью снижения тока в 2,5—3 раза в конце процесса сварки для заварки образующегося благодаря давлению .дуги кратера. По этой причине для сварки неплавящимся электродом не используются источники со ступенчатым или механическим регулированием тока. При плавно-ступенчатом регулиро­вании диапазоны должны перекрываться так, чтобы обе­спечивать в одном диапазоне необходимое для заварки кратера снижение тока.

Наиболее полно вышеперечисленным характеристикам отвечает специализированный источник питания ТИР-300, предназначенный для дуговой сварки неплавящимся электродом в среде аргона.

Технические характеристики трансформатора ТИР-300 указаны в таблице 7.1.

Таблица 7.1 - Технические характеристики ТИР-300

Параметры	Значения
Номинальный сварочный ток, А	300
Пределы регулирования сварочного тока, А первая ступень вторая ступень	10-150 40-300
Номинальное напряжение питающей сети, В	220;380
Режим работы	Продолжительный
Напряжение холостого хода, В	65
Номинальное рабочее напряжение, В	30
К.П.Д., %	75
Габаритные размеры, мм	1230 ×620 × 1000
Масса, кг, не более	480
Климатическое исполнение, категория размещения	У3

7.2 Выбор источников питания дуги для полуавтоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом

Для аргонодуговой сварки плавящимся электродом следует так же применять специализированные источники тока.

Источники питания серии ВСП относятся к стабилизированным источникам для сварки плавящимся электродом в среде защитных газов обычных, коррозион­но-стойких и жаропрочных сталей, титановых и алюминиевых сплавов. Электри­ческая схема источника позволяет плавно регулировать наклон внешней статиче­ской характеристики, чем обеспечивается плавное регулирование тока тока корот­кого замыкания источника. При использовании источника питания серии ВСП создаются условия для протекания процесса сварки с минимальным разбрызги­ванием металла и для легкой уста­новки режима, требуемого технологией сварки. У источников серии ВСП погрешность стабилизации установленного свароч­ного тока при изменениях напряже­ния сети в пределах ±10% и темпера­туры окружающей среды от 5 до 35° С составляет ±2,5%. Первоначальное возбуждение дуги производится каса­нием торца электродной проволоки поверхности свариваемого изделия. При этом ток короткого замыкания значительно превосходит сварочный ток. Благодаря этому быстро нагрева­ется торец электродной проволоки и существенно улучшаются условия возбуждения дуги.

Источники питания серии ВСП обеспечивают: плавное регулирование вы­ходного напряжения; регулируемый по величине и скорости нарастания пик тока в начале процесса сварки: плавное, регулируемое во времени снижение тока в конце сварки. Техническая характеристика источников питания серии ВСП приведена в таблице 7.2.

Таблица 7.2 - Технологические характеристики ВСП-160

Параметры	Значения
Номинальный сварочный ток, А	160
Пределы регулирования сварочного тока, А	40-180
Режим работы, ПН %	60
Продолжительность цикла сварки, мин.	10
Пределы регулирования напряжения пускового импульса, В	16-34
Пределы регулирования рабочего напряжения, В	16 - 38
Напряжение холостого хода, В	55
Номинальное напряжение питающей сети, В	380
Габаритные размеры, мм	520 × 700 × 1195
Масса, кг	240
Климатическое исполнение, категория размещения	У3
Нижний предел температуры окружающего воздуха, ºС	+5