Расчет режимов сварки

Режимы сварки выбираются после назначения способа сварки, выбора разделки кромок с учетом свойств, свариваемого материала. На основании большого количества экспериментального материала и расчетных методик созданы таблицы режимов и номограммы, которые позволяют устанавливать оптимальный режим, обеспечивающий высокое качества сварного соединения.

Основными параметрами режима при ручной сварке покрытыми электродами являются: род тока и его полярность, диаметр электрода и сила тока. Род тока и полярность выбираются в зависимости от состава покрытий, диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, сила тока жестко связана с диаметром электрода. При автоматической сварке основными параметрами режимов являются: род тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила тока, Iсв, напряжение на дуге Uд, скорость сварки Vcв, скорость подачи электродной проволоки Vпод, марка флюса или газа.

В случае сварки в защитной среде обязательно указывается расход газа, обеспечивающий защиту зоны сварки. Выбор всех этих параметров осуществляется в зависимости от марки свариваемого материала, способа сварки и типа сварного соединения, используя таблицы и номограммы, либо расчетные формулы.

Сварочное оборудование выбирается из условия обеспечения режимов сварки, применяемогоспособа сварки и свойств свариваемого материала, апри ручной сварке штучными электродами в зависимостиот химического состава покрытия и режимов сварки.

Для приварки люка выбран полуавтоматический метод сварки сплошной проволокой. Это связано с тем, что в монтажных условиях не всегда возможно устранить фактор нарушения газовой защиты от ветровых нагрузок. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла.

Исходя из конструкции базовая толщина свариваемых изделий 5...8 мм, поэтому за основу принимаем катет 6 мм. Руководствуясь данными приведёнными в таблице 2, выбираем диаметр электродной проволоки равным 1, 6 мм.

Данные по выбору диаметра электродной проволоки

Таблица 2

Характер расчета зависит от вида соединения, типа разделки, количества наплавленного металла.

Произведем расчет режимов сварки углового однопроходного шва с катетом 6.

Ширина шва Е_ш зависит от катета, который для различных толщин задан ГОСТ 14771-76 применительно к угловым, тавровым соединениям.

Еш= 1, 41 * k, (1)

где k – катет шва.

В данном расчете катет шва равен k = 6 мм

Еш = 1, 4 *6 = 8, 4 мм (2)

Для получения качественного сварного шва расчетное значение увеличиваем на 2…3 мм, т. е. Е=12 мм

Глубина проплавления рассчитывается из условия

h_пр = (0, 85 … 1) * k - 0, 035 * k², (3)

где k- катет шва.

Значение в скобках принимаем равное 0, 85

h_пр = 1*6 – 0, 035 * 36 мм = 4.74 мм

По диаметру электродной проволоки определяем значение сварочного тока.

I_св = 200 * d_эл * (d_эл – 0, 5) + 50, (4)

где d_эл- диаметр электродной проволоки.

Для сварки данного изделия будет использоваться сварочная проволока диаметром равный 1, 6 мм.

I_св = 100 * 1, 6 * (1, 6 – 0, 5) + 50 = 226 А.

Напряжение на дуге рассчитывается по формуле

U_g = 20 + 0, 05 * I_св * d_эл^{-0, 5} (5)

где I_св – значение сварочного тока, А;

d_эл – диаметр электродной проволоки, мм.

U_g = 20 + 0, 05 * 226 * 1, 6^{-0, 5} = 48.25 В.

Площадь сечения наплавленного металла F_н определяется из соотношения

F_н = 0, 5 * k² * k_у, (6)

где k – катет шва;

k_у – коэффициент, учитывающий выпуклость шва.

Для катета 6 этот коэффициент равен 1, 45

Подставляя данные в формулу (6) получим

F_н = 0, 5 * 36 * 1, 45 = 26 мм²

Скорость сварки определяется по формуле:

V_св = α _{н *} I_св */ р * F_н (7)

где р - плотность свариваемого металла (7, 8 г/см³);

α _н -коэффициент наплавки.

Для механизированной сварки в защитных газах α _н составляет 15 – 18 г/А*ч.

Коэффициент наплавки принимаем равный 15 г/А*ч.

Тогда

V_св = 15 *226 / 7, 8 * 26 = 113 м/ч

Скорость подачи электродной проволоки равна,

V_пп = 4 * V_св * F_н / *П * d_эл² (8)

где V_св – скорость сварки;

F_н – площадь сечения наплавленного металла шва;

П = 3, 14

d_эл – диаметр электродной проволоки.

V_пп = 4 * 113 * 24/ 3, 14 * 1.6 = 552 м/ч.

Значение расхода защитного газа принимаем в соответствие с таблицей 3

В рассматриваемом случае расход газа составит 10л/мин.

Зависимость напряжения и расхода углекислого газа от силы тока

Таблица 3

Таблица режимов сварки в среде защитных газов

Таблица 4

Таким образом, сварку предлагается выполнять методом механизированной сварки цельной проволокой. Применяемая проволока СВ08Г2С относится к разряду омедненных. Характеристики проволоки сварочной СВ08Г2С соответствуют ГОСТ 2246-70. СВ08Г2С обеспечивает надежность соединений благодаря ее высоким сварочно-технологическим свойствам. Диаметр стальной сварочной проволоки СВ08Г2С варьируется от 0, 8 до 4, 0 мм, она поставляется в мотках и на кассетах. Проволока СВ08Г2С применяется для сварочных работ малоуглеродистых и низколегированных сталей. Сварка проводится и в смеси аргона AR и углекислого газа СО2 (соотношение рабочих газов в смеси 80/20) и в среде чистого углекислого газа.
В процессе сварки сварочная проволока расплавляется и сваривает раскаленным металлом свариваемые поверхности. Проволока омедненная для сварки соответствует ГОСТу 2246-70.

Рис.8 Сварочная проволока