3. Расчёт и выбор режимов сварки

К основным параметрам дуговой сварки относятся: сварочный ток Iсв, напряжение дуги Uд и скорость сварки Vсв. Каждый из этих параметров как отдельно, так и в совокупности с другими, оказывают существенное влияние на величину тепловложения, а следовательно, и на геометрические размеры шва, коэффициент формы провара, коэффициент формы шва и долевое участие основного и электродного металла в формировании шва.

Оптимальные параметры режима сварки обеспечивают необходимые геометрические размеры сварных швов и необходимые соотношения между основным и электродным металлом, при котором достигаются заданные механические свойства металла шва.

Шов №1:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах;

Тип шва: Т1, катет 12, тавровый, односторонний, без скоса кромок;

Марки стали: 15Х1МФ, 10ХСНД.

Рисунок 3.1 - Разделка кромок для шва Т1 по ГОСТ 14771-76

Определяем площадь наплавленного металла по формуле:

Fн._общ=

Площадь наплавленного металла за 1 проход составляет при полуавтоматической сварке 40  50 мм², выбираем Fн_1пр = 42 мм², зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла и площади поперечного сечения наплавленного при первом и каждом последующем проходах, найдём число проходов:

.

Задаём диаметр электродной проволоки: dэ.пр. = 1,6 мм.

В зависимости от dэ.пр. задаём плотность тока j = 175 А/мм, зная эти данные находим силу тока:

.

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

.

Скорость сварки может быть определена по формуле:

,

где _Н=18,6 - коэффициент наплавки, определяется по [1,с.28] в зависимости от тока сварки (Iсв, А) и диаметра проволоки (dэ,мм);

=7,8 - плотность наплавленного металла;

Fн_1пр,см² - площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход.

Вылет электрода находится по формуле:

L=(8  12)*dэ=(8  12)*1,6 = 12,8  19,2 (мм).

Выбираем L=16 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

Выполнение прихваток:

Fн.прихв.=1/3*Fн.общ = (1/3)*84 = 28 (мм²);

;

;

.

Lпр=20мм; nпр=4; расстояние между прихватками L=80мм.

Прихватка выполняется полуавтоматической сваркой в СО₂ проволокой диаметром 1,6 мм Св-08ХГ2С.

Шов №2:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах;

Тип шва: Т6, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки;

Марки стали: 15Х1МФ, 10ХСНД.

Рисунок 3.2 - Разделка кромок для шва Т6 по ГОСТ 14771-76

Определяем площадь наплавленного металла по формуле:

Площадь наплавленного металла за 1 проход составляет при полуавтоматической сварке 40  50 мм², выбираем Fн_1пр = 42мм².

Площадь наплавленного металла корневого шва составляет при полуавтоматической сварке 20  25 мм², выбираем Fн_к.ш.=20 мм².

Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла и площади поперечного сечения наплавленного при первом и каждом последующем проходах, найдём число проходов:

Задаём диаметр электродной проволоки: dэ.пр. = 1,6 мм,

В зависимости от dэ.пр. задаём плотность тока j = 190 А/мм_и j = 100 А/мм, зная эти данные находим силу тока:

.

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

;

Скорость сварки может быть определена по формуле:

,

где _Н =18,6 -коэффициент наплавки, определяется по [1,с.28] в зависимости от тока сварки (Iсв, А) и диаметра проволоки (dэ,мм);

=7,8 - плотность наплавленного металла;

Fн_1пр, см² - площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход.

Вылет электрода находится по формуле:

L=(8  12)*dэ = (8  12)*1,6 = 12,8  19,2 (мм).

Выбираем L = 18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

.

Для сварки корневого шва находим силу тока (сила тока будет меньше чем при сварке основного шва во избежание прожога):

.

Напряжение дуги:

.

Скорость сварки может быть определена по формуле:

.

Скорость подачи проволоки:

.

Выполнение прихваток:

Площадь наплавки принимается Fн.пр. = 25 мм²;

Сила тока:

.

Напряжение дуги:

.

Скорость сварки:

.

.

Lпр = 20 мм; nпр = 4; расстояние между прихватками L = 80 мм.

Прихватка выполняется полуавтоматической сваркой проволокой

Св-08ХГ2С диаметром 1,6 мм.

Шов№3:

Способ сварки: ручная дуговая сварка;

Тип шва: У19тр, угловой, односторонний, со скосом кромок;

Марки стали: 15Х1МФ, 15Х1МФ.

Рисунок 3.3 - Разделка кромок для шва У19 по ГОСТ 16037-80

Принимаем dэ = 5 мм, а для корневого шва принимаем dэ = 3 мм.

Определяем площадь наплавленного металла:

Площадь наплавленного металла за один проход составляет 3040мм², выбираем:

Fн_1пр = 35 (мм²).