1.5Расчет режимов автоматической сварки.

1.5.1 Расчет режимов сварки стыковых соединений.

Расчёт режима сварки стыка стенки толщиной 12 мм

а) Расчет режимов сварки начинается с задания требуемой глубины провара с одной стороны.

h=+ (1 ÷ 3), мм

где S– толщина свариваемого металла

h=+2 = 8 мм

Затем, определяется сварочный ток

I_св=(80 ÷ 100)h, А

Имея в виду, что каждые 80 ÷ 100 А дают глубину провара 1мм.

I_св= 90 ∙ 8 = 720 А

Скорость сварки устанавливается в зависимости от силы тока.

V_св=,→→

V_св== 34,722= 3472,2= 0,96

Диаметр электрода определяется по формуле:

d_э=2, мм

где – плотность тока, А/мм²

d_э=2= 3,9 мм

Конструктивно принимаем d_э=4мм

При U_д=38 В, Ψ_пр= 2,2

Определяем эффективную тепловую мощность дуги.

Q_эф = 0.24∙ I_св∙U_д∙ η,

где η–эффективный КПД дуги, для автоматической сварки под флюсом η=0.8÷0.95

Q_эф= 0,24∙ 720 ∙ 38 ∙ 0,9 = 5909,76

Фактическая глубина провара определяется по формуле:

h= 0,0156,см→ мм

где Q_эф– эффективная тепловая мощность дуги,

V_св– скорость сварки (см/с)

h= 0,0156= 0,825см = 8,25мм

Определяем площадь наплавленного металла.

F_н=,см

где V_св– скорость сварки (см/ч)

γ – удельный вес металла (для стали 7.8 г/см³)

α_н– коэффициент наплавки (г/А∙ч)

Для постоянного тока обратной полярности

α_н= 11,60,4 ,

F_н== 0,319см²= 31,9мм²

Определяется ширина шва

е = Ψ_пр∙h

е = 2,2 ∙ 8,25 = 18,15мм

Определяется высота усиления шва

q=, мм

q== 2,4мм

Определяется коэффициент формы валика

Ψ_в=

Ψ_в== 7,56

Найдём перекрой сварного шва:

K = 2h – S, мм

К = 2 ∙ 8,25 – 14 = 2,5 мм

Рисунок 2 – Сварное соединение С7 Аф ГОСТ 8713-79

Расчёт режима сварки стыка стенки толщиной 18 мм

а) Расчет режимов сварки начинается с задания требуемой глубины провара с одной стороны.

h=+ (1 ÷ 3), мм

где S– толщина свариваемого металла

h=+1 = 10 мм

Затем, определяется сварочный ток

I_св=(80 ÷ 100)h, А

Имея в виду, что каждые 80 ÷ 100 А дают глубину провара 1мм.

I_св= 80 ∙ 10 = 800 А

Скорость сварки устанавливается в зависимости от силы тока.

V_св=,→→

V_св== 25= 2500= 0,69

Диаметр электрода определяется по формуле:

d_э=2, мм

где – плотность тока, А/мм²

d_э=2= 4,51 мм

Конструктивно принимаем d_э=5мм

При U_д=32 В, Ψ_пр= 2,4

Определяем эффективную тепловую мощность дуги.

Q_эф = 0.24∙ I_св∙U_д∙ η,

где η–эффективный КПД дуги, для автоматической сварки под флюсом η=0.8÷0.95

Q_эф= 0,24∙ 800 ∙ 32 ∙ 0,9 = 5529,6

Фактическая глубина провара определяется по формуле:

h= 0,0156,см→ мм

где Q_эф– эффективная тепловая мощность дуги,

V_св– скорость сварки (см/с)

h= 0,0156= 0,91см = 9,1мм

Определяем площадь наплавленного металла.

F_н=,см

где V_св– скорость сварки (см/ч)

γ – удельный вес металла (для стали 7.8 г/см³)

α_н– коэффициент наплавки (г/А∙ч)

Для постоянного тока обратной полярности

α_н= 11,60,4 ,

F_н== 0,459см²= 45,9мм²

Определяется ширина шва

е = Ψ_пр∙h

е = 2,4 ∙ 9,1 = 21,84мм

Определяется высота усиления шва

q=, мм

q== 2,87мм

Определяется коэффициент формы валика

Ψ_в=

Ψ_в== 7,6

Найдём перекрой сварного шва:

K = 2h – S, мм

К = 2 ∙ 9,1 – 18 = 1 мм

Рисунок 2 – Сварное соединениеС29 Аф_фГОСТ 8713-79

1.5.3Расчет углового шва.

Подбираем d_э= 4мм, приd_э= 4мм К=10мм,= 50

Затем, определяется площадь наплавленного металла.

F_н=

F_н==0,5см²= 50мм²

Сварочный ток

I_св=∙, А

I_св=∙= 628А

По номограмме находим U_ди коэффициент формы провара.

U_д= 35 В, Ψ_пр= 2,8

Принимаем коэффициент наплавки α_н= 12

Определим скорость сварки

V_св= ,→→

V_св==1932,3= 19,32= 0,53

Определяем эффективную тепловую мощность дуги.

Q_эф = 0.24∙ I_св∙U_д∙ η,

Q_эф = 0.24∙ 628 ∙ 35 ∙ 0.8 = 4220,16

Определяется глубина проплавления.

h= 0.0156, мм

h= 0.0156= 0,83см = 8,3мм

Ширина шва

е = h∙ Ψ_пр, мм

е = 8,3 ∙ 2,8 = 23,24, мм

Определяется высота валика шва.

q=, мм

q== 2,94мм

Общая высота сварного шва.

Н = h+q, мм

Н = 8,3 + 2,94= 11,24 мм

Глубина заполнения разделки углового шва.

=, мм

== 7,07 мм

Глубина провара

h_пр= Н –

h_пр= 11,24 – 7,07 = 4,17 мм

Определяется коэффициент формы шва.

Ψ = мм

Ψ = = 2,06

I_кр= 350 +m∙V_св

I_кр= 350 + 7 ∙ 19,32 = 485,24 А

Соотношение тока сварочного и критического определяет.

I_св>I_кр– шов выпуклый.

I_св<I_кр– шов вогнутый.

I_св= 628 А>I_кр= 485,24 А

Шов выпуклый.

Рисунок 4 – Сварное соединение Т3 ГОСТ 3713-79

1.6 Расчёт потребностей сварочных материалов

Определяем площадь наплавленного металла

Для двухстороннего стыкового шва толщиной 12 мм:

F_н= 0,75 ∙ е ∙q∙ 2, мм²

F_н= 0,75∙18,15∙2,4∙ 2 = 65,34мм²= 0,653см²

Для двухстороннего стыкового шва толщиной 18 мм:

F_н= 0,75 ∙ 21,84 ∙ 2,87∙ 2 = 94,02 мм²= 0,94 см²

Для углового шва с сечениями толщиной 12×18 мм:

F_н=K² / 2 ± 0,75 ∙e∙q, мм²

F_н= (10²/ 2 + 0,75 ∙ 23,24 ∙ 2,94) = 101,2мм²= 1,01 см²

Определяем массу наплавленного металла

Gн =Fн ∙Lш ∙ У, г

Где Fн – площадь наплавленного металла, в см²;

Lш – длина шва, в см;

– плотность металла (для стали У = 7,8);

Для двухстороннего стыкового шва толщиной 12 мм:

Gн = 0,653 ∙ 36 ∙ 7,8 = 183,36 г = 0,183кг

Для двухстороннего стыкового шва толщиной 18 мм:

Gн = 0,94 ∙ 30 ∙ 7,8 = 219,96г = 0,219кг

Для углового шва с сечениями толщиной 12×18 мм:

Gн = 1,01 ∙ 1314,8 ∙ 7,8 = 10357,99 г = 10,357кг

∑G= 0,183+0,219 + 10,357= 10,759кг

Определяем необходимое количество сварочной проволоки для сварки под флюсом

Р_пр= К_пр∙ ∑G, кг

где К_пр– коэффициент для сварки под флюсом = 1,1

Р_пр= 1,1 ∙ 10,759 = 11,83кг

Определяем необходимое количество флюса

Р_фл= К_ф∙ ∑G

где К_ф=1,2

Р_фл= 1,2 ∙ 10,759 = 12,91кг

Определим необходимое количество сварочной проволоки для сварки в защитном газе

Находим площадь поперечного сечения угловых швов для катетов К=9,

F=K² / 2 = 1²/2 = 0,5см²

Находим длину угловых швов

L_Р= 13148мм = 1314,8 см

L_ОФ = 13148мм = 1314,8см

Определяем массу наплавленного металла

G_Р=F∙L_Р∙= 0,5 ∙ 1314,8∙ 7,8 = 5127,72 г = 5,127кг

G_ОФ=F∙L_ОФ∙= 0,5∙ 1314,8∙ 7,8 = 5127,72 г = 5,127кг

G=G_Р+G_ОФ= 5,127 + 5,127 = 10,254кг

Определяем необходимое количество сварочной проволоки.

Р_пр= К_пр∙G

где К_пр– коэффициент для сварки в смеси защитных газов К_пр= 1,05

Р_пр= 1,05 ∙ 10,254 = 10,8кг

Определяем требуемое количество углекислого газа

Vr=t₀∙ 60 ∙К_Р

Где t₀– время горения дуги, ч

К_Р – расход газа, л/мин

t₀=G/α_н∙ I_св, ч

t₀= 10,254/(12 ∙ 628) = 0,001ч.

Vr= 0,001 ∙ 60 ∙ 18 = 1,08 м³