5.5 Расчет режимов сварки

Основными параметрами автоматической и механизированной дуговой сварки в среде СО₂:являются следующие:

- диаметр электродной проволоки d_эл, мм;

- ее вылет l_эл, мм;

- скорость подачи электродной проволоки V_пп, мм/с;

- сила тока I_св, А;

- расход защитного газа.

Механизированную сварку в углекислом газе выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности. Расстояние от сопла горелки до изделия не должно превышать 25 мм.

Стыковые швы в нижнем положении сваривают с наклоном электрода от вертикальной оси на 5 - 20^°.

Угловые соединения сваривают с таким же наклоном в направлении сварки и с наклоном поперёк шва под углом 40 - 50^° к горизонтали, смещая электрод на 1 - 1,5 мм от угла на горизонтальную полку.

Тонкий металл сваривается без колебательных движений за исключением мест с повышенным зазором.

Швы катетов 4 - 8 мм накладывают за один проход, с перемещением электрода по вытянутой спирали.

Проволокой толщиной 0,8 - 1,2 мм сваривают металл во всех пространственных положениях, причём при вертикальном, горизонтальном и потолочном - напряжение уменьшают до 17 - 18,5 В, а силу тока на 10 - 20 °/о.

При сварке необходимо обеспечить защиту от сдувания газа и подсоса воздуха через зазор.

Для уменьшения разбрызгивания в сварочную цепь можно последовательно включить дроссель или использовать сварку в смесях газов СО² и аргона.

Расчёт параметров режима сварки произвожу в следующем порядке:

1) Определяю толщину свариваемого металла и разделку кромок сварных швов мм: S ₁=70, S₂ = 20, S₃ = 10,

2) В зависимости от толщины свариваемого металла и катета шва для

автоматической сварки кольцевых выбираю по таблице 8 диаметр электродной

проволоки: D_эл =2,0 мм, а для механизированной сварки - D_эл = 1,6 мм

Таблица № 8

Показатель	Толщина свариваемого металла, мм
	0,6-1,0		1,2-2,0		3,0-4,0		5,0-8,0		9,0-12,0		13,0-18,0
Диаметр dэл. электродной проволоки, мм	0,5	0,8	0,8	1,0	1,0	1,2	1,4	1,6	2,0	2,0	2,5	3,0

3) Вылет электрода:

L_эл1 =10*D _Эл = 2,0 * 10 = 20 мм

L_эл2 =10*D _Эл = 1,6 * 10 = 16 мм

4) Рассчитываю силу сварочного тока по формуле Iсв= j *Fэл, А

I_св1 = 100*(3,14 * 4)/4)=100 * 3,14 = 314, А,

I_св2 = 110*(3,14 * 2,56)/4) = 110 * 2= 220, А

5) Определяю скорость подачи проволоки.

V _пп = 4*_р * I_св / (π*D²_эл _эл) = 4 * 3,83 * 10^-3 * 314 / 3,14*2*0,0078) = 68 мм/с,

где _р = (0,83 + 0,22 * I_св/D_эл)* 10^-4 = 38,3 * 10^-4 = 3,83* 10^-3, г/А*с

6) Определяю напряжение на дуге:

U_д1 = 26 - 28 В

U_д2 = 23 - 25 В

7) Определяю скорость сварки по формуле:

V_св =(_н* I_св) / F_н * _н = (3,44* 10^-3 * 314) /40,4 *7,8 * 10^-3 = 3,4 мм/с

где _н= 0,9 * _р= 3,44* 10^-3 , г/А*с

F_н = К² /2 + 1,05 * К * q = 8²/2 + 1,05 * 8 * 1 = 40,4 мм²

_н = _л= 0,0078 г/мм³ = 7,8 * 10^-3 , г/мм³

_н= 0,9 * _р, г/А*с

8) Определяю расход сварочной проволоки по формуле:

Qпр = Qн * K₁

K₁ = 1.35 - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание при сварке в среде СО₂

9) Определяю расход защитного газа по формуле:

Qг = Qн * K₂

K₂ = 1,7 – коэффициент защиты

10) Расчет сварочных материалов:

10.1. Расчет площадей наплавленного металла:

Рис.5

Т8-∆14

Площадь шва F_Т8 = в * s + 2 * 0,75 * е * q + ¼ * (s –с)² * tq 30º = 1,0 * 20 + 2 * 0,75 * 14 * 1.0 + ¼ * (20 – 2)² * 1,0 = 122,0 мм²,

Шов двусторонний.

В = 1,0 мм

S = 20,0 мм

е = 14,0 мм

q = 1,0 мм

αº = 45º

с = 2 мм.

tq 45º = 1.0

У4-∆8

Рис.6

к = 8 мм

Площадь шва F_{У4 - ∆8} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 8 + 8²/2 + 1,05 * 8 * 1 = 48,4 мм²,

где к – катет шва, мм;

Т1 - ∆14

Рис.7

к = 14 мм

Площадь шва F_{Т1 - ∆14} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 14 + 14²/2 + 1,05 * 14 * 1 = 126,7 мм²,

где к – катет шва, мм;

Т3 - ∆14

Рис.8

Шов двухсторонний, где к – катет шва, мм;

к = 14 мм

Площадь шва F_{Т3 - ∆14} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 14 + 2 * 14²/2 + 2 * 1,05 * 14 * 1 = 239,4 мм²,

Н1 - ∆8

Рис.9

к = 8 мм

Площадь шва F_{Н1 - ∆8} = в * s + к²/2 + 1,05 * к * q = 1 * 8 + 8²/2 + 1,05 * 8 * 1 = 48,4 мм²,

где к – катет шва, мм;

9.2 Расчет сварочных материалов по узлам

Узел 1 - Сварка узла 1(Стойки поз.3- 3 шт., Специальная труба поз.2, Плита поз.1. )

L_{ш Т8} = π * D * 2 = 3,14 * 399 * 2 = 2506 мм.

Кольцевые швы выполняются с перекрытием начала шва на 10 мм.

L_{ш Т1-Δ14} = π * D = 3,14 * 399 = 1253 мм

Σ L_{ш Т8} = 2506 + 20 = 2526 мм;

Σ L_{ш Т1-Δ14} = 1253 + 10 = 1263 мм.

L_{ш У4 - ∆8} = π * D = 3,14 * 340 + 10 = 1078 мм

G_{н Т8} = 122,0 * 2526 * 7,8 * 10 ^–10 = 2,404 кг.

G_{н Т1-Δ14} = 126,7 * 1263* 7,8 * 10 ^–10 = 1,25 кг

G_{н У4 - ∆8} = 48,4 * 1078* 7,8 * 10 ^–10 = 0,41 кг

∑ G_н = 2,404 + 1,25 + 0,41 = 4,07 кг.

L_{ш Т3-Δ14} = 600 мм

L_{ш Т8} = 600 * 2 = 1200 мм

G_{н Т8} = 122,0 * 1200 * 7,8 * 10 ^–10 = 1,15 кг.

G_{н Т3-Δ14} =239,4 * 600 * 7,8 * 10 ^–10 = 1,12 кг

∑ G_н =1,15 + 1,12 = 2,27 кг.

Узел 2 - Сварка узла 3 (Узел 2 , Ребра поз.5,6,7,8)

L_{ш Т3-Δ14} = 370 + 370 + 200 * 2 + 450* 2 + 200 * 2 + 450 + 130 *2 + 370 + 130 * 2 = 3780 мм.

G_{н Т3-Δ14} = 239,4 * 3780 * 7,8 * 10 ^–10 = 7,06 кг.

Узел 3 - Сварка узла 2 (Фланец поз.4)

L_{ш Н1 - ∆8} = π * D = 3,14 * 500 + 10 = 1580 мм

G_{н Н1 - ∆8} = 48,4 * 1580* 7,8 * 10 ^–10 = 0,6 кг.

Кольцевые швы выполняются с перекрытием начала шва на 10 мм.

Определяю суммарный вес наплавленного металла

∑ G_н = 4,07 + 2,27 + 7,06 + 0.6 = 14 кг.

Определяю суммарный расход сварочной проволоки:

Qпр = Qн * K₁ = 14 * 1,35 = 18,9 кг.

K₁ = 1.35 - коэффициент потерь на угар и разбрызгивание

Определяю суммарный расход жидкой двуокиси углерода:

Qг = Qн * K₂ = 14 * 1.7 = 23.8 кг.

K₂ =1,7– коэффициент защиты.