2. При автоматической сварке под слоем флюса

Сила сварочного тока и скорость сварки определяются расчётным путём. Сила тока определяется по выражению (2.4)

I_св = ε Н, (2.4)

где I_св - сила сварочного тока, А; Н – глубина проплавления, мм; её предварительно назначают в зависимости от толщины листа; ε - эмпирический коэффициент, зависящий от рода тока и его полярности, диаметра проволоки и состава флюса, в КР можно принять его равным 80 – 100. При однопроходной односторонней сварке с обратным формированием шва Н принимают равной толщине листа δ, при двусторонней сварке Н принимают равной 0,6 – 0,7δ.

Скорость сварки при всех диаметрах электродной проволоки приближённо можно определить по выражению (2.5)

V_св = I²/ ε₁ Н , (2.5)

где V_св – скорость сварки, м/ч; I - сварочный ток, А; Н – глубина проплавления, мм; ε₁ – эмпирический коэффициент ( по данным Г.А.Бельчука, равный 0,22· 10⁴ при Н ≤ 9 мм и 0,49 · 10⁴ при Н ˃ 9 мм).

Есть ещё один способ определения скорости автоматической сварки , согласно которому она может быть определена по выражению (2.6)

V_св = А /I_св , (2.6)

где значения коэффициента А выбирают в зависимости от диаметра электродной проволоки:

d_эл , мм 2 3 4 5 6

А · 10³, А·м/ч, 8-12 12-16 16-20 20-25 25-30

Диаметр электродной проволоки определяется по выражению (2.7)

d_э = 1, 13 (2.7)

где i - допустимая плотность тока, А/мм²

Допустимая плотность тока для различных диаметров сварочной проволоки равна:

d_э , мм 2 3 4 5 6

i , А/мм² 65-200 45-90 35-60 30-50 25-45

Напряжение на дуге U_д определяют по выражению (2.8)

U_д = 20 + · I_св ( 2.8)

Для расчёта мгновенной скорости охлаждения металла в околошовной зоне (автоматическая сварка под флюсом) необходимо определить один из параметров – величину погонной энергии сварки, которая рассчитывается по выражению (2.9)

Ɋ_п = I_св U_д η_и /V_св , (2.9)

где η_и = 0,8 – 0,86 – эффективный КПД нагрева металла дугой при применении обычных автоматов под слоем флюса;

η_и = 0,76 – 0,81 - эффективный КПД нагрева металла дугой при применении автоматов с обратным формированием шва на охлаждаемых подкладках ( ползунах), причём нижнее значение коэффициента относится к толщинам деталей 6-8 мм, а верхнее – к толщинам 14-18 мм.

V_св - скорость сварки, см/сек.

Далее необходимо рассчитать мгновенную скорость охлаждения металла в околошовной зоне при температуре наименьшей устойчивости аустенита, используя формулу Н.Н.Рыкалина, подставляя в неё полученное значение погонной энергии (2.9) для режимов сварки только стыковых соединений листов обшивки заданной секции. Эта формула имеет вид (2.10)

ω₀ = 2π · λ · С · γ · , (2.10)

где λ – теплопроводность, Вт/см ⁰С ;

С · γ - объёмная теплоёмкость, Дж/см^{3 0}С ;

Т₀ – начальная температура изделия (конструкции), ⁰С ;

Т - температура наименьшей устойчивости аустенита, ⁰ С .

Для большинства малоуглеродистых и низколегированных судостроительных сталей в расчётах применять: λ = 0,42 Вт/см ⁰С;

С · γ =5,25 Дж/см^{3 0}С ; Т = 550 -600⁰С.

Полученное значение мгновенной скорости охлаждения сравнить с оптимальным интервалом скорости охлаждения, приведенным ниже для нескольких марок судостроительных сталей:

Сталь (марка) Вст3сп 09Г2 10ХСНД

Оптимальный

интервал скоростей 1,2-12,0 1,0-15,0 0,8 – 15,0

охлаждения, ⁰С/сек

Если значения мгновенной скорости охлаждения не выходят за пределы оптимального интервала скоростей охлаждения, то выбранный режим сварки обеспечит получение заданных свойств металла в околошовной зоне (ударная вязкость, твёрдость и др.) стыкового сварного соединения обшивки секции.

С целью обеспечения хорошего формирования шва скорость автоматической сварки должна находиться в пределах 15-75 м/час. При выполнении однопроходных угловых швов катет шва должен быть не более 6-8 мм. Швы с большими катетами выполняют за несколько проходов.

5.3 При автоматической и полуавтоматической сварке в среде СО₂ стальных судовых корпусных конструкций режимы необходимо подобрать по таблицам ГОСТа [ 4 ]. Стыковые швы сваривают проволокой диаметром 0,8 – 2,0 мм Угловые швы тавровых соединений сваривают проволокой диаметром 1,0 -1,2 мм. Швы катетом до 8 мм выполняют за один проход, а катетом 9-12 мм за два и три прохода. Вертикальные швы катетом до 5 мм сваривают сверху вниз, а швы большего катета – снизу вверх.

Скорость сварки в среде СО₂ следует определять по приведенному выше выражению (2.6) , при этом значение коэффициента А принять равным при применении проволоки диаметром 0,8 мм – трём, а при применении проволоки диаметром 1,6 мм – шести.

6. В графе 9 необходимо указать диаметр проволоки для автоматической и полуавтоматической сварки или диаметр электрода для РДС.

7. В графах 10, 11 указывается марка сварочной проволоки или электрода и марка флюса или защитного газа. Сварочные материалы вбирают в зависимости от марки свариваемой стали секции корпуса судна по табл. П.2.2. настоящих методических указаний.