4. Проектирование технологического процесса газовой сварки

При проектировании технологического процесса газовой сварки в соответствии с вариантом задания студент выполняет расчет режимов газовой сварки стыкового или другого вида сварного соединения, производит выбор сварочной проволоки и газосварочного оборудования, заполняет технологическую карту газовой сварки.

4.1. Расчёт режимов газовой сварки углового соединения

Диаметр присадочного материала в виде сварочной проволоки, прутков или литых стержней приближенно определяется по следующим эмпирическим зависимостям: для левого способа сварки d=0,5S+l мм,d=0.5·4+1=3 мм; для правого способа сварки d=0.5S мм,d=0.5·4=2 мм, где S – толщина свариваемого материала, мм.

При толщине свариваемого материала до 3...4 мм более производительным и технологичным является левый способ сварки. При сварке материала толщиной более 15 мм диаметр сварочной проволоки берут равным 6...8 мм.

Газовая сварка осуществляется, как правило, с применением присадочного материала в виде сварочной проволоки. Стальная сварочная проволока по ГОСТ 2246 – 70 поставляется следующих диаметров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,5; 1,6; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм. Газовую сварку тонких листов можно производить за счет оплавления отбортованных кромок основного материала.

Основное время газовой сварки:

где: m – масса наплавленного металла, г;

Кн – коэффициент наплавки (табл. 4.1.1.), г/мин;

K_L – коэффициент длины шва. При L1000 мм K_L = 1, при L200 мм К_L –1,2;

Кш – коэффициент, учитывающий положение шва в пространстве. Для нижнего шва Кш = 1, вертикального – 1,3, потолочного – 1,6.

Скорость газовой сварки V определяется по формулам:

где: K_М – коэффициент, учитывающий свариваемый материал и способ сварки. При сварке малоуглеродистой стали левым способом Kм =14, правым – 18 мм м/ч;

4.2. Особенности расчёта режимов газовой сварки нахлёсточного, углового и таврового соединений

Методика расчёта режимов газовой сварки иахлёсточных, угловых и тавровых соединений почти такая же, как и стыковых, но имеет некоторые особенности.

Площадь поперечного сечения сварного шва нахлёсточного, углового или таврового соединений

где: Ку – коэффициент увеличения площади поперечного сечения сварного шва (раздел 3.2., табл. 3.3);

К – катет сварного шва, мм.

Газовая сварка нахлёсточных, угловых и тавровых соединений производится в один проход. Все остальные параметры режима сварки рассчитываются так же, как для стыковых сварных соединений.

4.3 Выбор сварочной проволоки

Сварочную проволоку для газовой сварки выбирают так, чтобы ее химический состав был близок к составу основного свариваемого материала. Некоторые марки сварочных проволок по ГОСТ 2246—70 приведены в разделе 3.3.

4.4.Выбор газосварочного оборудования

Выбор номера сменного наконечника сварочных горелок производится в зависимости от толщины свариваевого материала и рассчитанного значении часового расхода ацетилена (табл. 7).

Часовой расход ацетилена

где: К – коэффициент, учитывающий свариваемый материал и тип сварного соединения, К=100... 130 л/мм ч;

S – толщина свариваемого материала, мм.

Объём ацетилена V_aна газовую сварку определенного изделия можно определить по зависимости

где: – часовой расход ацетилена, л/ч;

–основное время сварки изделия, ч.

Массу карбида кальция, требуемую для получения расчетного значения объема ацетилена на газовую сварку, определяем по формуле:

где: – расчётное значение объема ацетилена на газовую сварку, л;

–выхол ацетилена в литрах при взаимодействии 1 кг карбида кальция с водой, 235...285 л/кг.

Объём кислорода на газовую сварку изделия:

где: 1,1 – соотношение кислорода и ацетилена, подаваемых в сварочную горелку;

–объём ацетилена на газовую сварку изделия, л;

–часовой расход кислорода, л/ч;

–основное время газовой сварки (раздел 4.1), ч.

Давление кислорода в баллоне, необходимое для выполнения газовой сварки изделия, определяется по формуле:

где: – объём кислорода на газовую сварку изделия, л;

–давление кислорода полностью заправленного баллона, =15 МПа;

–объём кислорода полностью заправленного баллона, =6000 л;

–остаточное давление кислорода в баллоне, = 0,15...0,20 МПа.

Для ручной ацетилено-кислородной сварки, наплавки, пайки и подогрева изделий чаще применяют инжекторные сварочные горелки малой мощности Г2-04 с номерами сменных наконечников 0, 1, 2, 3, 4 и инжекторные сварочные горелки средней мощности Г2-04с номерами сменных наконечников 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Эти сварочные горелки заменили ранее выпускавшиеся горелки малой мощности Г2-02, «Звёздочка», «Малютка» и средней мощности – ГС-3, «Звезда», «Москва».

При выполнении газовой сварки кроме сварочной горелки необходимо иметь ацетиленовый генератор (табл. 4.1.2.), кислородный баллон, кислородный редуктор, шланги, вспомогательное оборудование и защитные средства.

Таблица 4.1.1. Техническая характеристика сменных наконечников инжекторных сварочных горелок малой и средней мощности

Номер сменного наконечника	Толщина свариваемого метала S, мм	Коэффициент наплавки кнг/мин	Часовой расход ацетилена Va, л/ч	Часовой расход кислорода Vкл/ч	Масса ГЗ-03 с наконечником, кг
3	4	7	230	260	0,59

Выберем ацетиленовый генератор марки ГРВ-3.

Таблица 4.1.2. Техническая характеристика переносных и передвижных ацетиленовых генераторов среднего давления

Марка	Производительность, м3/ч	Рабочее давление ацетилена, МПа	Единовременная загрузка карбида кальция, кг	Масса генератора кг
ГРВ-3	3	0,015-0,030	8,0	110

СПИСОК ИСНОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1). «Проектирование технологического процесса сварки». Методические указания к расчётно – графической работе по материаловедению и технологии конструкционных материалов. Под ред. В.А. Валетова и В.А. Курочкина.