Разработка технологического процесса изготовления сварных конструкций.

Понятие режим сварки включает совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварочного шва заданного размера формы и качества. При электродуговой сварке такими характеристиками являются: (тип сварного шва), тип, марка и диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение дуги, род и полярность, скорость сварки.

Важнейшим параметром технологического процесса дуговой сварки является тип сварного соединения, который определяется по таблицам, приведенным в ГОСТ 5264-80.

Определение режима сварки с выбора типа, марки и диаметра электрода. При выборе типа и марки электрода учитывается тип сплава и его химический состав, а также следует учитывать требования, предъявляемые к качеству сварного изделия.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла. При сварке многослойных швов первый слой выполняют диаметром электрода не более 5 мм.

Опытом установлены следующие оптимальные отношения между диаметром электрода и площадью наплавленного металла:

• для первого прохода F1 = (6 / 8) ∙ dэл, мм²;

• для последующих проходов Fn. = (8 / 12) ∙ dэл, мм²;

Число проходов определяется по формуле:

n = Fшв – F1/Fn +1 (8)

где Fшв – площадь сечения сварного шва.

При двухстороннем шве число проходов равно 2

Величина сварного тока определяется по формуле:

I = k ∙ dэл, А (9)

где dэл – диаметр электрода (мм); k – коэффициент пропорциональности, значение которого 40 - 60.

Коэффициент k принимает наибольшее значение в нижнем положении, а наименьшее значение k – при сварке в потолочном и вертикальном положениях.

Меньшие значения k (40 – 44 А/мм) используются для определения силы сварочного тока при сварке легированных сталей, обладающих малым коэффициентом теплопроводности, с целью уменьшения перегрева. Большие значения коэффициента k (46 – 48 А/мм) используются для определения силы тока при сварке низколегированных сталей.

Род тока и полярность принимают в зависимости от физико-механических свойств и марки электрода, выбранной для сварки.

Если электроды позволяют применять постоянный и переменный ток, следует отдать предпочтение переменному току.

Напряжение дуги определяется длиной дуги и колеблется в узких пределах Uд = 20 – 28 В.

Производительность сварки (G) рассчитывается по формуле:

G = KH∙I, г/ч (10)

где KH – значение коэффициента наплавки (г/А∙ч); определяется маркой электрода; I – сила сварного тока (А).

Масса наплавляемого металла сварных соединений (G_H) рассчитывается по формуле:

G_H = Fшв ∙ L ∙ γ, г (11)

где Fшв – площадь сечения сварного шва (см²); L – длинна шва (см); γ – плотность наплавленной стали (7,8 г/см³).

Расход электродов рассчитывается по эмпирической формуле:

G_Р = (1,6 …1,8) ∙ G_H, г (12)

где G_P – масса расходуемых электродов (г); G_H – масса наплавляемого металла (г)

Скорость сварки V_св (м/ч) определяется по формуле:

V_СВ= К_Н ∙ I/γ ∙ F_ШВ ∙ 100, м/ч (13)

где К_Н – коэффициент наплавки (г/А ∙ ч); I – сила сварочного тока (А); γ – плотность наплавленного металла (г/см³); F_шв – площадь сечения сварного шва (см²).

Время, необходимое для выполнения сварочных работ, равно:

Т_СВ = Т_ОСН + Т_ОБСЛ +Т_ПОД +Т_ОТД, ч (14)

где Т_ОСН ­– основное технологическое время (ч); Т_ОБСЛ – время, затрачиваемое на обслуживание оборудования (ч); Т_ПОД – подготовительное время (время, затрачиваемое на получение электродов, инструмента и др.) (ч); Т_ОТД - время, затрачиваемое на отдых (ч).

Основное технологическое время рассчитывается по формуле:

Т_ОСН = G_H / (К_Н ∙ I), ч (15)

где G_H – масса наплавленного металла (г); К_Н – коэффициент наплавки (г/А ∙ ч); I – сила сварочного тока (А).

Сумма времени, затрачиваемого на обслуживание оборудования, получение материалов, на отдых и др. учитывается коэффициентом использования поста К_ИСП, который принимает равным:

• при работе в цехах 0,6 / 0,8

• при монтажных работах 0,5 / 0,7

Тогда Т_СВ = Т_ОСН / К_ИСП, ч (16)

Расход электроэнергии (Q) рассчитывается по формуле:

Q = 0001∙ U ∙ I ∙ Т_СВ, кВт ∙ ч (17)

где U – напряжение дуги (В); I – сила сварочного тока (А); Т_СВ – время сварки(ч)