10. Массу наплавленного металла

Масса наплавленного металла основных наружных швов:

G_н^осн = ( S_осн / 1000) * L_осн * р, г,

где S_осн – площадь поперечного сечения основного наружного шва, мм²;

L_осн – суммарная длина основных сварных швов, мм;

p = 7,8 г/см³ – плотность наплавленного металла.

Массу наплавленного металла внутренних подварочных швов находят аналогично:

G_н^вн = ( S_вн / 1000) * L_вн * р, г,

Где S_вн – площадь подварочного шва, мм²;

L_вн – суммарная длина подварочных швов, мм.

Общая масса наплавленного металла сварных соединений при соединении элементов металлической ванны:

G_н = G_н^осн + G_н^вн , г.

11. Расход электродов

Расход электродов при сварке определяется по формуле:

G_эл = k * G_н, г,

где k – коэффициент расхода электродов на 1кг наплавленного металла (табл.3). Он равен 1,6-1,8 и учитывает массу электродного покрытия и потери металла на угар и разбрызгивание.

12 Время сварки

Основное технологическое время рассчитывается по формуле:

Т_осн = G_н / (К_н * t_св), ч,

где G_н – масса наплавленного металла, г;

К_н – коэффициент наплавки;

t_св – сила сварочного тока, А.

Коэффициент наплавки К_н – масса наплавленного на поверхность детали металла в граммах за один час, приходящаяся на силу тока в 1 ампер (табл.3).

Окончательно время, необходимое для выполнения сварочных работ:

Т_св = Т_осн / К_исп , ч,

где К_исп – коэффициент использования сварочного поста.

Коэффициент использования сварочного поста К_исп=0,6-0,8. Он учитывает время на обслуживание оборудования, на получение материалов, на отдых и др.

13 Производительность и скорость сварки

Производительность сварки:

G = K_н * I_св , г/ч.

Скорость сварки при формировании основного шва:

V_св^осн = (К_н * I_св)/(р * S_осн), м/ч.

Скорость сварки при формировании внутреннего шва:

V_св^вн = (К_н * I_св) / (р * S_вн), м/ч

14. Расход электроэнергии

Расход электроэнергии рассчитывается, используя формулу:

Q = U_d * I_св * Т_осн / 1000 кВт ч,

где U_d – рабочее напряжение дуги, В;

I_св – сила сварочного тока, А;

Т_осн – основное технологическое время сварки, ч.

Пример выполнения семестровой работы

«Разработка технологического процесса ручной электродуговой сварки»

Вариант 1

Размер ванны 800 х 400 х 200мм

Толщина стенок А = 6мм

Тип соединения У5

Катет шва С = 5,5мм

Материал Ст1

Для выполнения семестровой работы определяем:

1. Суммарную длину основных наружных швов:

L_осн = 400 * 2 + 800 * 2 + 200 * 4 = 3200мм.

2. Площадь поперечного сечения основного наружного шва:

S_осн = А² / 2 * К_у = 6² / 2 * 1,35 = 24,3мм².

3. Площадь поперечного сечения внутреннего подварочного шва:

S_вн = (С²/2) * К_у = 5,5² / 2) * 1, 35 = 20,42 мм².

4. Общую площадь поперечного сечения сварного соединения:

S = S_осн + S_вн = 24,3 + 20,42 = 44,72 мм².

5. Марку, диаметр электрода и его покрытие

В соответствии с табл. 3 выбран электрод с электродным покрытием МР-3. Марка сварочной проволоки Св-08А. Диаметр электрода 4мм (см. табл. 4).

6. Силу сварочного тока:

I_св = I_ув * d_эл = 45 * 4 = 180 А.

7. Сварочное оборудование

В соответствии с табл. 6 выбран сварочный трансформатор ТД-102У2, имеющий следующие технические характеристики:

диапазон регулирования сварочного тока 60… 160 А.

Напряжение питающей сети 380 В.

Рабочее напряжение 26 В.

Напряжение холостого хода 70 В.

Мощность 11,2 кВт.

Размеры 570х320х530мм.

Масса 42кг.

8. Массу наплавленного металла:

- масса наплавленного металла основных наружных швов:

G_н^осн = (S_осн / 1000) * L_осн * p = ( 24,3 / 1000) * 3200 * 7,8 = 607г;

- масса наплавленного металла основных внутренних подварочных швов:

G_н^вн = (S_вн / 1000) * L_{вн *} p = ( 20,42 / 1000) * 3200 * 7,8 = 510г;

-общая масса наплавленного метала:

G_н = G_н^осн + G_н^вн = 607 + 510 = 1117г.

9. Расход электродов:

G_эл = k * G_н = 1,7 * 1117 = 1899г.

10. Продолжительность сварки:

- основное технологическое время:

Т_осн = G_н / (К_н * I_св) = 1117 / (8,5 * 180) = 0,73 ч;

-окончательное время выполнения сварочных работ:

Т_св = Т_осн / К_исп = 0,73 / 0, 7 = 1,04 ч.

11. Производительность и скорость сварки

-производительность сварки:

G = К_н * I_св = 8,5 * 180 = 1530 г/ч;

-скорость сварки при формировании основного шва

V_св^осн = (К_н * I_св) / (р * S_осн) = (8,5 * 180) / (7,8 * 24,3) = 8,05 м/ч;

-скорость сварки при формировании внутреннего шва:

V_св^вн = (К_н * I_св) / (р * S_вн) = (8,5 * 180) / (7,8 * 20,42) = 9,6 м/ч.

12. Расход электроэнергии

Расход электроэнергии рассчитывается по формуле:

Q = (U_d * I_св * Т_осн) / 1000 = ( 26 * 180 * 0,73) / 1000 = 3,42 кВт∙ч.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

№	Название	Обозначение	Численное значение
1	Длина сварных швов	Lосн	3200мм
		Lвн	3200мм
2	Площадь поперечного сечения сварных швов	Sосн	24,3мм2
		Sвн	20,42мм2
3	Площадь поперечного сечения сварного соединения	S	44,72мм2
4	Диаметр электрода	dэл	4мм
5	Сила сварного тока	Iсв	180А
6	Масса наплавленного металла	Gн осн	607г
		Gн вн	510г
		Gн	1117г
7	Расход электродов	Gэл	1899г
8	Основное технологическое время	Тосн	0,73 ч
9	Время выполнения сварочных работ	Тсв	1,04 ч
10	Скорость сварки	Vсв осн	8,05 м/ч
		Vсв вн	9,6 м/ч
11	Производительность	G	1530 г/ч
12	Расход электроэнергии	Q	3,42 кВт*ч

Исходные данные для выполнения семестровой работы

Примечание: Т - трансформатор, В - выпрямитель, П - преобразователь.

№ п/п	Размеры ванны, мм			Толщина стенок, мм Тип соединения		Материал заготовок
	В	L	H			Сталь	Обозначение
1Т 2Т 3П 4В 5Т 6Т 7П 8В	250 300 300 350 350 350 350 350	450 550 600 650 700 750 800 760	150 200 250 250 200 180 230 250	3 3 4 4 5 5 6 6	У5 У7 У5 У7 У5 У7 У5 У7	Углеродистые стали обыкновенного качества	Ст 1 С т2 С т3 Ст 4 Ст 1 Ст 2 Ст 3 Ст 4
9Т 10Т 11В 12П 13Т 14Т 15В 16П	500 500 600 600 700 700 800 800	800 850 800 900 800 800 900 800	400 300 400 350 400 300 400 350	3 3 4 4 5 5 6 6	У5 У7 У5 У7 У5 У7 У5 У4	Качественные углеродистые стали	Сталь 10 Сталь 15 Сталь 20 Сталь 25 Сталь 10 Сталь 15 Сталь20 Сталь 25
17П 18П 19П 20П 21В 22В 23В 24В	600 550 600 500 600 550 600 650	950 90 1000 90 1000 950 970 900	350 300 400 400 450 500 380 550	3 3 4 4 5 5 6 6	У6 У4 У6 У4 У6 У4 У6 У4	Легированные стали	12ГС 15ГФ 14Г2 14ХГС 15ХСНД 12Х!МФ 15Х1М1Ф 10ХСНД

13