11.6. Расчет режимов электродуговой сварки деталей

В соответствии с вариантом задания на сварку (табл. 11.5), подобрать электрод, силу и напряжение электрической дуги, определить количество наплавленного металла и расход электродов.

Таблица 11.5

Варианты сварки деталей

№	Вид и длина соединения	Первая деталь	Вторая деталь
1	Нахлесточное, 1500 мм	Лист стальной, h= 3 мм	Сталь угловая Б-45453
2	Тавровое	Лист стальной, h= 3 мм	Сталь угловая Б-45453
3	Нахлесточное, 3000 мм	Лист стальной, h= 5 мм	Сталь угловая Б-63636
4	Тавровое	Лист стальной, h= 5 мм	Сталь угловая Б-63636
5	Угловое	Швеллер № 10	Сталь угловая Б-63636
6	Тавровое	Швеллер № 10	Сталь угловая Б-63636
7	Стыковое	Труба стальная,d= 32 мм	Труба стальная, d= 32 мм
8	Стыковое	Труба стальная, d= 32 мм	Фланец стальной
9	Нахлесточное ,1500 мм	Швеллер № 14	Лист стальной, h= 5 мм
10	Тавровое	Швеллер № 14	Сталь угловая Б-90908
11	Стыковое	Труба стальная, d= 80 мм	Труба стальная, d= 80 мм
12	Тавровое	Труба стальная, d= 80 мм	Труба стальная, d= 80 мм
13	Тавровое	Швеллер № 14	Труба стальная, d= 80 мм
14	Угловое	Швеллер № 14	Сталь угловая Б-75506
15	Тавровое	Швеллер № 14	Сталь угловая Б-75506
16	Тавровое	Швеллер № 12	Сталь угловая Б-45454
17	Тавровое	Труба стальная, d= 32 мм	Труба стальная, d= 32 мм
18	Стыковое	Труба стальная, d= 32 мм	Фланец стальной
19	Нахлесточное, 150 мм	Швеллер № 14	Лист стальной, h= 8 мм
20	Тавровое	Швеллер № 14	Сталь угловая Б-90908
21	Стыковое	Труба стальная, d= 80 мм	Труба стальная, d= 80 мм
22	Тавровое	Швеллер № 14 Швеллер № 14	Труба стальная, d= 80 мм Лист стальной, h= 6 мм
23	Тавровое
24	Угловое	Швеллер № 14	Сталь угловая Б-7550,
25	Тавровое	Швеллер № 14	Сталь угловая Б-75506
26	Нахлесточное, 200 мм	Сталь угловая Б-75506	Труба стальная, d= 80 мм
27	Стыковое	Фланец стальной	Труба стальная, d= 32 мм
28	Тавровое	Швеллер № 12	Сталь угловая Б-75506
29	Нахлесточное, 300 мм	Сталь угловая Б-75506	Лист стальной, h= 10 мм
30	Тавровое	Лист стальной, h= 5 мм	Швеллер № 14

Порядок выполнения расчета

Плавящий электрод подбирают исходя из свариваемого материала, необходимой прочности сварного шва и конструкции детали (толщины свариваемого металла).

1. Диаметр электрода d_э определяется толщиной h свариваемого металла детали:

h, мм	1…2	2…5	5…10	> 10
dэ, мм	1,5…2	2,5…4	4…6	4…8

Толщину детали h находят по номеру свариваемого по заданию профиля (швеллера: № 12 — 4,5 мм; № 14 — 4,9 мм; трубы стальные: d= 80 мм — 3,5 мм; d= 32 мм — 2,8 мм).

Соответственно нижним границам (меньшим значениям) в диапазоне толщин металла h должны приниматься и меньшие значения d_э.

Диаметры электродов стандартизированы: 0,3; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 2,8; 3,0; 3,2; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм. Поэтому надо принимать после расчета ближайшее значение диаметра.

2. Сила сварочного тока I_Н подбирается в зависимости от диаметра электрода по соответствующей таблице или по эмпирической формуле:

, А.

3. Для плавящих стальных электродов напряжение горения дуги рассчитывается по формуле:

, В.

Длина дуги l_д зависит от диаметра электрода:

, мм.

4. Сечение сварного шва и размеры его катетов устанавливаются при проектировании сварного соединения, а в этой работе катеты K₁ и K₂ принимаются не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм включительно и 1,2 толщины более тонкой детали при сварке деталей толщиной более 3 мм.

Площадь сварного шва находится по формуле (размеры катетов в см):

, см².

5. Количество наплавленного металла определяется его объемом и плотностью:

, г,

где l_н — длина сварного шва, см (чаще всего рассчитывается, исходя из схемы сварного соединения, или приводится в табл.11.5).

6. Расход электродов по весу определяется как:

,

где K_э — коэффициент расхода электродов, учитывающий потери металла в виде брызг и недоиспользования длины электрода, K_э = 1,4…1,6.

Количество электродов, необходимое для сварки, находится по формуле:

, шт.,

где l_э и d_э — длина стержня и диаметр электрода, см;

ρ - плотность металла, ρ = 7,8 г/см³ для стали.

7. Подобрать тип, марку и другие параметры электрода (см. табл. 11.2 и 11.3).

Для сварки и наплавки конструкционных сталей применяются следующие типы электродов:

— для низколегированных (строительных) сталей — Э34, Э38, Э42А, Э46, Э46А;

— для среднеуглеродистых и низколегированных сталей — Э50, Э50А, Э55;

— для легированных, повышенной прочности сталей — Э60, Э60А, Э70, Э85, Э100, Э125, Э145, Э150 (цифра — временное сопротивление _в разрыва сварного соединения в кгс/мм²).