Ручная дуговая сварка

Определение режима сварки обычно начинают с выбора диаметра электрода d_эл. Он назначается от S (толщины металла)при сварке стыковыхшвов и от катета при сварке угловых и тавровых соединений (табл.1).

Таблица 1

При сварке металла угловыми швами катет швов назначается из расчета на прочность, но не более минимальной толщины. При многопроходной сварке первый проход выполняется электродами d_эл =3-4 мм.

При многопроходной F_н≤ 30-40 мм².

Для определения числа проходов при сварке угловых и тавровых соединений F_н может быть вычислена по формуле

F_н=k²/2·k_y,

где К_у – коэффициент увеличения, учитывающий наличие зазоров и выпуклость шва.

Значения К_у в зависимости от катета шва могут быть приняты по табл.2.

Таблица 2

Существуют оптимальные соотношения между d_эл и площадью поперечного сечения наплавленного металла.

Для первого прохода (при проваре корня шва)

F₁=(6…8) d_эл

Для последующих проходов

F_П=(8….12) d_эл

Величина сварочного тока при РДС может быть определена по формуле

I_св=π · d ²_эл /4·i,

где i – допускаемая плотность тока, А/мм².

Значение допускаемой плотности тока в электроде при различных диаметрах стержня и типах покрытия приведены в табл.3.

Таблица 3.

Для других покрытий или при приближённых подсчётах величина I_св может быть определена по одной из следующих формул:

I_св=К· d_эл; (4.1)

I_св=К₁· d^{1, 5}_эл; (4.2)

I_св=d²_эл· (К₂+а· d_эл),. (4.3)

где К =40 – 50; К₁ =20 – 25; К₂= 20; а =6 – коэффициенты.

При сварке электродами d = 4 – 5 мм используют первое выражение. Для электродов с 4> d_эл следует использовать выражения (2). Для электродов d_эл > 5 мм использовать выражения (3).

При сварке во всех положениях, кроме нижнего, сварочный ток уменьшают на 10-15% -при сварке вертикальных швов; на15-20%- при сварке горизонтальных и потолочных швов.

Напряжение на дуге колеблется в узком пределе (U_д =28-32 В) или устанавливаются по паспортным данным на каждую марку электрода, или в зависимости от вида покрытия электродов:

Основного типа U_св=12+0, 36·I_св / d_эл,

Рутилового типа U_св=12+1, 7·I_св / d_эл

Скорость сварки можно определить по выражению

U_св=α _н·I_св / 3600·ρ ·F_н(4.4)

где α _н – коэффициент наплавки, г/А·ч;

а) для постоянного тока обратной полярности

α _н =(12+0, 022/ d^{1, 5}_эл ) (1- ψ _% /₁₀₀), где

ψ -коэффициент потерь при сварке под флюсом равен 1, при сварке в активных защитных газах

ψ = - 4, 72 + 0, 176 i – 0, 445 10^-4 i²,

б) для постоянного тока прямой полярности

α _н=(6, 3+ 0, 07/ d_эл^{1, 035} I_св)

в) для переменного тока

α _н= 0, 2025(I_св/ d_эл ) ^{0, 6}

Для электродов УОНИ-13 α _н= 8 г/Ач, для электродов ЦМ α _н= 10 г/Ач

ρ – удельный вес наплавленного металла, г/см³;

F_н – площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход, см².

Погонная энергия может быть определена по уравнению

q_n=0, 24I_св·U_д· h_и /Vсв, кал/см

Учитывая, что при ручной сварке несколько изменяются напряжение на дуге, коэффициент использования тепла дуги и значение коэффициента наплавки, с достаточной для практических расчетов степенью точности для всех марок электродов можно принять

q_n= 145 F_н, кал/см