Лабораторная работа №3 Расчёт режимов электрошлаковой сварки толстостенной аппаратуры

Цель работы:

Рассчитать режим электрошлаковой сварки толстостенной аппаратуры.

Исходные данные: сталь 17ГС (толщиной 200 мм).

Расчётная часть

Данный способ сварки применяется при сварке изделий с толщиной стенки S  40 мм. Схема электрошлакового процесса показана на рисунке 1.

1 – сварной шов; 2 – медные ползуны; 3 – жидкий флюс; 4 – сыпучий флюс; 5 – электроды.

Рисунок 1 Схема процесса электрошлаковой сварки

Основными параметрами режима электрошлаковой сварки являются: I_св – сварочный ток; U_с – напряжение сварки; n – число электродов; v_св – скорость сварки; v_пп – скорость поперечных колебаний электрода; d_э – диаметр электрода; a – зазор; h – глубина шлаковой ванны; l_с – сухой вылет электродов.

Диаметр электродной проволоки d_э, мм, приняли равным 3 мм.

Число электродов n определяли в зависимости от толщины свариваемых листов с поперечными колебаниями

n = 2.

Величину зазора в стыке а, мм, определяли в зависимости от толщины свариваемых листов

а = 303 мм.

По опытным данным параметры, не зависящие от толщины свариваемых заготовок, приняли:

Глубина шлаковой ванны h = 4050 мм (45 мм).

Сухой вылет электрода l_c = 6080 мм (70 мм).

Скорость поперечных перемещений электрода v_пп = 40 м/ч.

Величину сварочного тока I_св, А, определяли по формуле

(1)

где А, В – коэффициенты, А = 220280 (240); В = 3,24,0 (3,6);

S – толщина соединения, мм;

n – число электродов.

Тогда

Скорость подачи электродной проволоки v_эл, м/ч, определяли по формуле

(2)

где _н – коэффициент наплавки, _н = 3035 г/Ач (32 г/Ач);

I_св – величина сварочного тока, А;

g – вес одного погонного метра проволоки, г/м.

Вес одного погонного метра проволоки g, г/м, определяли по формуле

(3)

где d_э – диаметр электрода, см;

j – удельный вес проволоки, j = 7,8 г/см³;

l – длина шва, l = 100 см.

Тогда

Напряжение сварки U_с, В, определяли по формуле

(4)

где S – толщина соединения, мм;

n – число электродов.

Тогда

Скорость сварки v_св, м/ч, определяли по формуле

(5)

где n – число электродов;

v_эл – скорость подачи электродной проволоки, м/ч;

d_э – диаметр электрода, м;

а – зазор в стыке, м;

S – толщина соединения, м;

k_y – коэффициент, учитывающий усилие шва, k_y = 1,051,01 (1,075).

Тогда

Расстояние между электродами m, мм, при поперечных перемещениях определяли по формуле

(6)

где S – толщина соединения, мм;

n – число электродов.

Тогда

Для электрошлаковой сварки стали 17ГС согласно [2,C.86] по ГОСТ 2246-70 выбрали проволоку марки Св-10Г2 и по ГОСТ 9087-69 флюс марки АН-8.

Таблица 1 Химический состав стальной сварочной проволоки марки

Св-10Г2 согласно [1,C.315]

Содержание элементов, %
С, не более	Mn	Si	Cr	Ni	S	P
		Не более
0,12	1,51,9	0,03	0,20	0,30	0,04	0,04

Таблица 2 Химический состав флюса марки АН-8 согласно [1,C.314]

Химический состав, в %
SiO2	MnO	CaF2	MgO	CaO	Al2O3
3336	2126	1319	57	47	1115