3 Расчет режимА РУЧНОЙ ДУГОВОЙ сварки

Ручная дуговая сварка является наиболее распространенным видом сварки, она характеризуется универсальностью, возможностью вести сварку элементов и конструкций в любом пространственном положении.

В ходе расчетов режимов ручной электродуговой сварки необходимо определить основные и дополнительные параметры. К основным относятся: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение дуги, род и полярность тока; к дополнительным - количество проходов, положение шва в пространстве, температура окружающей среды и т.д.

Основные типы сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные, торцевые. При этом сварные швы различают: стыковые (в стыковых и торцевых соединениях), угловые (в угловых, тавровых и нахлесточных соединениях) и прорезные (в нахлесточных соединениях). Наиболее распространены стыковые и угловые швы.

3.1 Методика расчета режимов ручной дуговой сварки

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия по таблице 3.1 (для стыковых швов) или в зависимости от катета сварного шва по таблице 3.2 (для угловых швов). Следует учитывать, что сварку в вертикальном положении осуществляют электродами диаметром не более 5 мм, а в потолочном положении – электродами диаметром не более 4 мм.

Таблица 3.1 - Диаметр электрода в зависимости от толщины металла

Толщина металла, мм	1…2	3	4…5	6…8	9…12	13…15	16 и более
Диаметр электрода, мм	1,5…2	3	3…4	4	4…5	5	6

Таблица 3.2 - Диаметр электрода в зависимости от катета сварного шва

Катет сварного шва, мм	3	4…5	6…9	более 9
Диаметр электрода, мм	3	4	5	6

Расчет сварочного тока производится по формуле

, (3.1)

где d_эл – диаметр электрода, мм;

k – коэффициент, учитывающий пространственное положение шва (для нижнего шва – 1; для вертикального – 0,9; для потолочного – 0,8);

i – допускаемая плотность тока, А/мм², при которой температура нагрева электродного стержня к концу плавления не должна превышать 600…650°С, определяется в зависимости от вида покрытия и диаметра электрода из таблицы 3.3.

Таблица 3.3 – Значения допускаемой плотности тока i в электроде

Вид покрытия	Допускаемая плотность тока в электроде (А/мм2), при dэл, мм
	≤3	4	5	≥6
Кислое, рутиловое, целлюлозное	14…20	11,5…16	10…13,5	9,5…12,5
Основное	13…18,5	10…14,5	9…12,5	8,5…12

Для определения числа проходов необходимо найти площадь сечения наплавленного металла, которая рассчитывается по данным, приведенным в ГОСТ 5264-80 (Ручная дуговая сварка. Соединения сварные), в зависимости от толщины и вида соединения свариваемых кромок.

Площадь сечения стыкового сварного шва определяется по формуле

F_н = F_з + F_ск + F_у , (3.2)

где F_з – площадь зазора в стыке, мм²;

F_ск – площадь скоса кромок, мм²;

F_у – площадь усиления шва, мм².

Площадь усиления в стыковых швах упрощенно рассчитывается по формуле

F_у , (3.3)

где e – ширина шва, мм [6];

q – высота усиления шва, мм [6].

В случае угловых швов площадь наплавленного металла определяется по формуле

F_н , (3.4)

где k – катет углового шва, мм [6, 14];

k_у – коэффициент, учитывающий площадь усиления, определяется в зависимости от величины катета шва по таблице 3.4.

Таблица 3.4

Катет шва, мм	3…4	5…6	7…10	10…20	20…30	≥30
Коэффициент kу	1,5	1,35	1,25	1,15	1,1	1,05

Определение числа проходов:

Как правило, детали толщиной до 6 мм сваривают за один проход.

При выполнении многослойных швов число проходов определяется по формуле

, (3.5)

где F_н – площадь сечения наплавленного металла, мм²;

F₁ – площадь сечения первого прохода, мм²;

F_п – площадь сечения последующих проходов, мм².

При этом следует учитывать, что корневой шов в многослойных швах выполняют электродом диаметром не более 3 мм, площадь сечения первого прохода не должна превышать 30…35 мм² и может быть определена по формуле

. (3.6)

Площадь сечения последующих проходов рассчитывается по формуле

. (3.7)

21