Методические указания по выполнению дипломного проекта (стр. 4 из 13)
Полуавтоматическую сварку в смеси CO2+О2 производят проволоками диаметром 1,2-1,6 мм проволоками марок Св08Г2С и Св08Г2СЦ с обычным вылетом электрода во всех пространственных положениях.
1.6 Режимы сварки
Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм, качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляется ещё один параметр - скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах - удельный расход защитного газа.
Параметры режима сварки влияют на форму, и размеры шва. Поэтому, чтобы получить качественный сварной шов заданных размеров, необходимо правильно подобрать режимы сварки, исходя из толщин свариваемого металла, типа соединения и его положения в пространстве. На форму и размеры шва влияют не только основные параметры режима сварки; но также и технологические факторы, как род и плотность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструкционная форма соединения и величина зазора.
1.6.1 Основными параметрами режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом являются: сварочный ток, диаметр, скорость сварки.
Расчёт режима сварки производится всегда для конкретного случая, когда известен тип соединения, толщина свариваемого металла, марка проволоки, флюс и способ защиты от протекания расплавленного металла в зазор стыка. Поэтому до начала расчёта следует установить по ГОСТ 8713-79 конструктивные элементы заданного сварного соединения. При этом необходимо учитывать, что максимальное сечение однопроходного шва, выполненного автоматом, не должно превышать 100 мм2.
Для стыковых соединений площадь поперечного сечения шва Аш, мм2 определяется по формуле
Аш = 0,75eg + sb, (1.2)
где Аш – площадь поперечного сечения шва, мм2;
е - ширина шва, мм;
g - усиление шва, мм;
s - толщина шва, мм;
b - зазор , мм.
Сила сварочного тока I, А, определяется по глубине провара из формулы
I = (80...100)h, (1.3)
где I – сила сварного тока, А;
h - глубина провара, мм.
Глубиной провара задаются конструктивно, исходя из толщины металла.
Для однопроходного стыкового шва глубина провара h, мм, выбирается из условия
h = (0,7...0,8)S, (1.4)
где h – глубина провара, мм;
S - толщина свариваемого металла, мм.
Для двухсторонней сварки глубина провара h, мм, выбирается из условия
, (1.5)где h – глубина провара, мм;
S - толщина свариваемого металла, мм.
и должна составлять не менее 60% толщины свариваемых деталей.
Диаметр сварочной проволоки d, мм, принимается в зависимости oт толщины свариваемого металла в пределах 2...6 мм, а затем уточняется расчетом
, (1.6)где d - диаметр сварочной проволоки, мм;
I - сварочный ток, А;
i - плотность тока, А/мм2
Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки указана в таблице 1.5.
Таблица 1.5 - Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки.
| Диаметр проволоки, мм | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Плотность тока, А/мм2 | 65-200 | 45-90 | 35-260 | 30-50 | 25-45 |
Напряжение на дуге U, В принимается в пределах 32-40 В.
Скорость сварки Vсв, м/ч, определяется по формуле
, (1.7)где Vсв - скорость сварки, м/ч;
- коэффициент наплавки, г/Ач;I - сварочный ток, А;
Аш - площадь сечения, мм2;
γ - удельная плотность наплавленного металла, г/cm3.
При сварке постоянным током обратной полярности коэффициент наплавки
,рассчитывается по эмпирической формуле =11,6 ± 0,4 г/Ач (1.8)При сварке на постоянном токе прямой полярности и переменном токе коэффициент наплавки
, определяется по формуле 
, (1.9)где
- коэффициент наплавки, г/Ач;А и В - коэффициенты, значения, которых для флюса АН-384А приведены в таблице 1.6.
Таблица 1.6 - Значения коэффициентов А и В для флюса АН-384А
| Коэффициент | А | В |
| Прямая полярность | 2.3 | 0.065 |
| Переменный ток | 7 | 0.04 |
Скорость подачи проволоки Vпод, м/ч, определяем по формуле
, (1.10)где Vпод - скорость подачи проволоки, м/ч;
Аш - площадь сечения шва, мм2;
Аэ - площадь семения электродной проволоки, мм2;
Vсв - скорость сварки, м/ч.
Скорость подачи электродной проволоки Vпод, м/ч, можно также подсчитать следующим образом, по формуле
, (1.11)где Vпод - скорость подачи электродной проволоки, м/ч
αн - коэффициент наплавки, г/Ач;
I - сварочный ток, А;
d - диаметр сварочной проволоки, мм;
γ - удельная плотность наплавленного металла, г/см3.
1.6.2 Расчёт режимов автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом угловых швов.
Определить площадь сечения Аш, мм, по катету шва, заданного в чертежах, по формуле
, (1.12)где Аш - площадь сечения, мм
По ГОСТ 14771-76 усиление углового шва q, мм, выполненного в нижнем положении, допускается до 30% его катета, т.е.
, (1.13)где q - высота усиления шва, мм;
k - катет шва, мм.
Устанавливаем количество проходов на основании того, что за один проход автоматом можно наплавить не более 100 мм2 площади шва.
Выбираем диаметр электрода, имея в виду, что угловые швы катетом 3-4 мм можно получить использованием электродной проволоки диаметром 2 мм, при сварке электродной проволокой диаметром 4-5 мм минимальный катет составляет 5-6 мм. Сварочную проволоку диаметром более 5 мм применять не следует, т.к. она не обеспечивает провара корня шва.
Для принятого диаметра проволоки подбираем плотность тока по данным, приведённым в таблице 1.5, и определяем силу сварочного тока I, А, по формуле
, (1.14)где Iсв - сила сварочного тока, А;
d -диаметр сварочной проволоки, мм;
i - плотность тока, А/мм2.
Определить коэффициент наплавки по одной из ранее приведённых (1.8) и (1.9) формул в зависимости от рода тока и полярности.
Зная площадь наплавки за один проход, сварочный ток и коэффициент наплавки, определить скорость сварки VСВ, м/ч по формуле (1.7).
Скорость подачи электродной проволоки определяется по формуле (1.10).
1.6.3 Выбор режима сварки в углекислом газе, а также в смеси газов производится в зависимости от толщины и свойств свариваемого металла, типа сварного соединения и положения сварного шва в пространстве на основании обобщённых опытных данных [11].
1.7 Выбор сварочных материалов
Общие принципы выбора сварочных материалов характеризуются следующими основными условиями:
- обеспечением требуемой эксплуатационной прочности сварного соединения, т.е. определяемого уровня механических свойств металла шва в сочетании с основным металлом;
- обеспечением необходимой сплошности металла шва (без пор и шлаковых включений или с минимальными размерами и количеством указанных дефектов на единицу длины шва);