Сварные соединения, наиболее часто применяемые при изготовлении и монтаже металлоконструкций

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Вид соедине-ния	Форма подготовки кромок	Характер выполнен-ного шва	Эскиз	Условные обозначения сварных соединений, способов сварки, пределы толщин элементов свариваемых
Автоматической и механизирован-ной под флюсом, ГОСТ 8713-79*	Автом. и мех. в защитных газах ГОСТ14771-76*	ручной сваркой ГОСТ 5264-80*

Сты-ковое	Без скоса кромок	Односто-ронний		С4-АФф 3-16	С2-УП 0, 8-6, 0	С2 0, 8-6, 0-
Без скоса кромок	Двусторон-ний		С7-АФ ПФ 2-20	С7-УП 3-12	С7 2-5
Со скосами двух кромок	Односто-ронний		С18-АФф 12-30	С17-УП 3-60	С17 3-60
С двумя симметричными скосами двух кромок	Двусторон-ний		С38- АФф 24-60	С25-УП 6-120	С25 8-120
ТТавро-вое	ББез скоса кромок	ООдносто-ронний		Т1-АФ ПФ 3-40	Т1-УП 0, 8 - 40	Т1 2-40
ТТо же	Двусторон-ний		Т3-АФ ПФ 3-20	Т3-УП 0, 8 - 40	T3 2-40
С С двумя скосами кромки с полным проваром	ТТо же		Т8-АФ ПФ 16-40	Т8-УП 6-80	Т8 8-100
ННахлесточное	ББез скоса кромок	ООдносто-ронний		H1-АФ ПФ 1-20	Н1-УП 0, 8 - 60	H1 2-60
ТТо же	ДДвусторонний		Н7-АФ ПФ 1-20	Н2-УП 0, 8 - 60	Н2 2-60

2.3. ХАРАКТЕРИСТИКА СВАРИВАЕМОГО МАТЕРИАЛА

Основной материал, применяемый для изготовления сварных конструкций, подбирается в соответствии с требованиями чертежа, ГОСТов и ТУ.

В разделе необходимо указать марку стали, указать её место в классификации по назначению и степени легирования. Необходимо обосновать целесообразность применения именно этой марки стали для изготовления заданной сварной конструкции.

В виде таблиц нужно привести химический состав стали и её механические свойства. Ниже приведены таблицы применительно к стали марки 20ХМА

Химический состав стали

Таблица 1.

С	Si	Mn	S	P	Cr	Ni	Mo
0, 17-0, 24	0, 17-0, 37	0, 40-0, 60	< 0, 030	< 0, 035	0, 8-1, 0	< 0, 40	0, 15-0, 25

Механические свойства стали

Таблица 2.

σ т кгс/мм²	σ в кгс/мм²	δ	α н кгс· м/см²
			6, 0

Качество и характеристики основного материала должны подтверждаться сертификатами.

2.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВАРИВАЕМОСТИ МАТЕРИАЛА КОНСТРУКЦИИ

Под свариваемостью понимается способность стали при сварке образовывать высококачественное сварное соединение без трещин, пор и других дефектов.

На свариваемость стали существенно влияет содержание углерода и легирующих элементов. Чем больше склонность стали к полной закалке и чем менее пластичной получается структура металла, тем вероятнее образование трещин в околошовной зоне и тем выше должна быть температура предварительного подогрева перед сваркой.

Основным элементом, увеличивающим закаливаемость и прокаливаемость сталей, является углерод. Влияние других легирующих элементов может быть оценено пересчётом их содержания в стали в эквивалентно действующее содержание углерода. Для пересчёта каждого элемента в эквивалентное содержание углерода подбираются соответствующие коэффициенты, приведённые в следующей формуле:

Сэкв = С +

где содержание элементов дано в процентах.

Если Сэкв 0, 38%, то сталь сваривается хорошо для углеродистых

Если Сэкв = 0, 39…0, 45%, то сталь сваривается удовлетворительно сталей

Если Сэкв = 0, 46…0, 59%, то сталь хорошо сваривается для низколегированных

Если Сэкв 0, 6%, то сталь плохо сваривается сталей

Если сталь сваривается плохо, то необходим предварительный подогрев, он будет

тем выше, чем выше эквивалент углерода.

Оценка закаливаемости сталей в условиях сварки является весьма приближённой,

Так как не учитываются многие факторы, в том числе способ сварки, толщина

металла и другие.

Свариваемость сталей для конкретных условий зависит не только от её химического состава, но и от толщины металла. Влияние толщины металла учитывается поправкой к эквиваленту углерода Сэкв по формуле:

N = 0, 005sCэкв

где s – толщина металла в мм

0, 005 – коэффициент толщины, определяемый опытным путём

Следовательно, полный эквивалент углерода определяется по формуле:

С'экв = Сэкв(1 + 0, 005s)

В этом случае температура предварительного подогрева Тпод свариваемых деталей определяется по формуле:

Тпод =350

В ряде случаев, чтобы избежать предварительного подогрева при сварке низколегированных сталей повышенной прочности с большим эквивалентом углерода, сварку производят низководородистыми электродами по специальной технологии.

2.6. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВИДА И СПОСОБА СВАРКИ

Выбор того или иного способа сварки зависят от следующих факторов:

- толщины свариваемого материала;

- протяжённости сварных швов;

- требований к качеству выпускаемой продукции;

- химического состава металла;

- предусматриваемой производительности;

- себестоимости 1 кг наплавленного металла;

Среди способов электродуговой сварки наиболее употребляемыми являются.

- ручная дуговая сварка;

- механическая сварка в защитных газах;

- автоматизированная сварка в защитных газах и под флюсом.

Ручная дуговая сварка (РДС) из-за низкой производительности и высокой трудоёмкости не приемлема в серийном и массовом производствах. Она используется в основном в единичном производстве.

Наиболее целесообразно использование механизированных способов сварки.

Одним из таких способов является полуавтоматическая сварка в углекислом газе, которая в настоящее время занимает значительное место в народном хозяйстве благодаря своим технологическим и экономическим преимуществам.

Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса сварки, возможность полуавтоматической и автоматической сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях, что позволяет механизировать сварку в различных пространственных положениях, в том числе сварку неповоротных стыков труб.

Небольшой объём шлаков, участвующих в процессе сварки в СО₂ позволяет в ряде случаев получить швы высокого качества

Экономический эффект от применения сварки в углекислом газе существенно зависит от толщины свариваемого металла, типа соединения, расположения шва в пространстве, диаметра электродной проволоки и режимов сварки.

Себестоимость 1 кг наплавленного металла при сварке в углекислом газе всегда ниже, чем при газовой и ручной дуговой сварке.

При сварке в углекислом газе проволокой диаметром 0, 8-1, 4 мм изделий из стали, толщиной до 40 мм во всех положениях выработка на средних режимах на автоматах в 2-5 раз выше, а на полуавтоматах - в 1, 8-3 раза выше, чем при ручной дуговой сварке.

При сварке в углекислом газе проволокой диаметром 0, 8-1, 4 мм вертикальных и потолочных швов из стали толщиной 8 мм и более и в нижнем положении толщиной более 10 мм проволоками диаметром 1, 4-2, 5 мм производительность в 1, 5-2, 5 раза выше, чем при ручной электродуговой сварке.

Производительность сварки в углекислом газе проволоками диаметром 1, 4-2, 5 мм из стали толщиной 5-10 мм в нижнем положении зависит от характера изделия, типа и размера соединения, качества сборки и др. При этом производительность только в 1, 1-1, 8 раза выше, чем вручную.

Перечисленные технологические и экономические преимущества сварки в углекислом газе позволяют широко использовать этот метод в серийном и массовом производствах.

Для выполнения швов большой протяженности на металле средних и больших толщин целесообразно применение автоматической сварки под флюсом. При сварке под флюсом вылет электрода значительно меньше, чем при ручной дуговой сварке. Поэтому можно, не опасаясь перегрева электрода и отделения защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу сварочного тока, что позволяет резко увеличить производительность сварки, которая в 5-20 раз выше, чем при ручной дуговой сварке, коэффициент наплавки достигает 14-16 г/Ач в некоторых случаях даже 25-30 г/Ач.

Плавление электродного и основного металла происходит под флюсом надёжно изолирующим их от окружающей среды. Флюс способствует получению чистого и плотного металла шва, без пор и шлаковых включений, с высокими механическими свойствами Введение вo флюс элементов-стабилизаторов и высокая плотность тока в электроде позволяет производить сварку металла значительной толщины без разделки кромок. Практически отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного металла. Процесс сварки почти полностью механизирован. Механизированная сварка под флюсом по сравнению с РДС значительно улучшает условия труда сварщика-оператора, повышает общий уровень и культуру производства [2. C.227-233], [6, с.127-129].

В настоящее время на машиностроительных предприятиях Республики Беларусь всё шире ведутся работы по внедрению в производство сварки в аргоне в смеси с углекислым газом. При сварке в СО₂ проволоками любого диаметра выявляется два вида переноса расплавленного металла, характерные для оптимальных режимов: с периодическими замыканиями дугового промежутка и капельный перенос без коротких замыканий. При сварке в смеси Аr+CQ₂ область режимов сварки с короткими замыканиями дугового промежутка отсутствует. Изменение характера переноса при замене защитной среды можно рассматривать, как улучшение технологического процесса тем более, что оно сопровождается улучшением качественных и количественных характеристик процесса сварки: разбрызгивания и набрызгивания металла на сваривание детали и сопло.

При сварке в углекислом газе на оптимальных режимах на детали набрызгивается примерно 1 г/Ач брызг. Брызги прихватываются к поверхности свариваемого металла и с трудом удаляются металлической щёткой. 25-30% крупных капель привариваются к металлу, и для их удаления необходима работа с зубилом или другими средствами зачистки шва. Существенное уменьшение набрызгивания на детали наблюдается при сварке в смеси Ar+CO₂ как минимум в 3 раза.

При сварке в СО₂ существует область режимов, при которых наблюдается повышение забрызгивания сопла. Для проволоки диаметром 1, 2 мм это область составляет 240-270 А, а для диаметра проволоки 1, 6 мм – 290-310 А. При сварке в смеси аргона и углекислого газа область режимов большого разбрызгивания практически отсутствует. При забрызгивании сопла ухудшается состояние газовой защиты, а периодическая очистка снижает производительность. Форма провара при сварке СО₂ в округлая и сохраняется в смеси Ar+CO₂ при малых токах. При больших токах в нижней части провара появляется выступ, увеличивающий глубину проплавления, что увеличивает площадь разрушения по зоне сплавления. При равной глубине проплавления площадь провара основного металла в смеси Ar+CO₂ на 8-25% меньше, чем при сварке в СО₂, что приводит к уменьшению деформации. Наряду со сваркой в смеси аргона с углекислым газом наиболее широкое применение получила сварка в смеси углекислого газа с кислородом. Наличие кислорода в смеси пределах 20-30% уменьшает силы поверхностного натяжения, что способствует более мелкокапельному переносу и более «стойкому» разрыву перемычки между каплей и электродом, что снижает разбрызгивание. Кроме того окисленная капля хуже приваривается к металлу. Окисленные реакции увеличивают количество тепла, выделяемого в зоне дуги, что повышает производительность сварки. Наибольше преимущества сварка в смеси CO₂ +О₂ имеет при повышенном вылете электрода и применением проволок легированных цирконием, например Св08Г2СЦ.

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.

2.7 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНОЙ КОНСТРУКЦИИ

2.7.1. Способ изготовления заготовки

Процесс заготовки деталей металлоконструкций обычно состоит из следующих операций:

Составления схем раскроя
Предварительной правки и чистки
Разметки
Наметки
Маркировки
Резки
Окончательной правки
Обработки кромок
Образования отверстий
Гибки и штамповки

Предварительная разработка схемы раскроя металла должна производится с учётом получения минимального количества отходов.

Правка листовой и полосовой стали производится механическим путём на листоправильных вальцах. Наибольшее применение имеет правка в холодном состоянии. Разметка и наметка производится на разметочной или наметочной плитах. При этой операции необходимо, чтобы отклонения от размеров чертежа не превышало допуск для данного класса точности. Маркировка деталей – важный элемент операции намётки.

Механическая резка в основном производится на пресс-ножницах и гильотинных ножницах. При этом важна точность реза и изменение физико-механических свойств зоны реза. Отклонение от намеченной риски должно быть не более 1 мм.

Газовая резка может быть ручной и машинной. Резка бывает чистовая и заготовительная, т.е. с последующей обработкой.

Гибка листового и полосового металла производится на трёх- и четырёхвалковых вальцах и прессах. На холодную гибку листы должны поступать с подготовленными кромками. Гибка профильного металла производится на профильно-гибочных станах и прессах.

При назначении форм подготовки кромок учитывают прежде всего глубину провара, технологические и экономические условия процесса. Так например, стыковые соединения с V-образной подготовкой кромок рекомендуется применять для металла толщиной 3-26 мм. При возможности кантовки стыкового соединения при доступе с двух сторон для металла толщиной 12-40 мм выполняется К-образная подготовка кромок, при толщине до 60мм X-образная разделка. При сварке металла толщиной 30-60 мм рекомендуется X-образная подготовка с криволинейными скосами двух кромок.

Выбор заготовительного оборудования производится с учётом типа производства, марки и толщины материала, конфигурации, технологии изготовления и назначения заготовок. Заготовительное оборудование должно обеспечивать высокую производительность и по возможности иметь небольшие габариты и стоимость.

2.7.2. Выбор сварочных материалов

Выбор сварочных материалов осуществляется с учётом химических и механических свойств свариваемого металла. Кроме того нужно учитывать технологические особенности свариваемой конструкции и способ сварки.

В зависимости от способов сварки выбираются следующие сварочные материалы:

ü Электроды

ü Сварочная проволока

ü Флюсы

ü Защитные газы

Все электроды, применяемые для ручной сварки, должны удовлетворять следующим основным требованиям:

o Обеспечивать получение наплавленного металла требуемого химического состава и механических свойств

o Обеспечивать получение швов, стойких против горячих трещин, не склонных к холодным трещинам и без пор.

o Обеспечивать хорошие технологические свойства сварного узла

o Обеспечивать высокую производительность сварки

o Удовлетворять требованиям охраны труда

o Сварка с их применением должна быть экономически выгодной

Электроды следует выбирать с указанием ГОСТов, типа и марки, а также состав основных материалов шихты электродных покрытий.

Электродная проволока при автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом и в среде защитных газов является одним из основных элементов, определяющих качество сварного соединения. Её выбирают в соответствии с химическим составом свариваемого материала, флюса и видом защитного газа. Механические свойства наплавленного металла должны быть не менее нижнего предела механических свойств свариваемого металла. Поэтому сварочная проволока должна содержать минимальное количество серы и углерода, а для обеспечения требуемых механических свойств проволока может иметь дополнительные легирующие элементы. Также следует учитывать марку применяемого флюса.

Стальная сварочная проволока классифицируется по группам и маркам стали. ГОСТ предусматривает три группы проволок: низкоуглеродистую – 6 марок, легированную – 30 марок и высоколегированную – 39 марок.

Флюс является одним из важнейших элементов для успешного проведения сварки, он во многом определяет качество металла шва. Основные требования, предъявляемые к флюсам:

o Обеспечение устойчивости процесса сварки

o Обеспечение отсутствия трещин и пор в металле шва

o Обеспечение требуемых механических свойств металла шва

o Обеспечение хорошего формирования шва и лёгкой отделяемости шлака

o Минимальное выделение вредных газов при сварке

o Сварка с их применением должна быть экономически выгодной

Выбранный флюс должен соответствовать требованиям ГОСТа и ТУ на данную марку.

Должен быть указан состав флюса.

Флюсы классифицируют по назначению, химическому составу, химическим свойствам, степени легирования металла шва, способу изготовления строения частиц, зависимости вязкости шлака от температуры.

Сварка в среде защитных газов имеет ряд преимуществ перед другими видами сварки:

Отсутствие флюсов и покрытий, а следовательно, последующей необходимости очистки от шлаков
Высокая производительность процесса
Экономичность процесса при использовании углекислого газа
Возможность сварки разнообразных металлов и сплавов разной толщины
Возможность наблюдения за открытой дугой, что облегчает управление процессом сварки
Возможность механизации и автоматизации процесса

Применяемый газ для сварки изделия должен соответствовать ГОСТу или ТУ. Следует описать физические и химические свойства газа.

Для сварки в качестве защиты применяются инертные газы, углекислый газ, азот и другие. Выбор газов осуществляется с учётом свойств свариваемого материала и требований к сварным конструкциям.

Электроды, флюсы, сварочная проволока должны храниться в специальных сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже 18°С и относительной влажности не более 50%.

Сварочные электроды и флюсы перед их выдачей в производство со склада должны подвергаться прокалке по режимам, приведённым в паспортах или ТУ.

Сварочная проволока должна храниться в условиях, исключающих её загрязнение и окисление. Защитные газы хранятся и транспортируются преимущественно в баллонах ёмкостью 40 – 50 литров при давлении 15 МПа, жидкая углекислота под давлением 6МПа.

2.7.3. Выбор способов сборки

Для изготовления сварных конструкций высокого качества требуется правильная сборка деталей свариваемого изделия, т.е. их правильная взаимная установка и закрепление.

Процесс сборки свариваемого изделия состоит из ряда последовательных операций. Сначала детали подаются на рабочее место, затем собирается изделие или сварной узел.

Для этого необходимо установить детали в сборочном устройстве в определённом положении. В этом положении детали должны быть закреплены, после чего их сваривают.

Подача деталей к месту сборки и установка их в требуемом положении осуществляется универсальным или специальным подъёмно-транспортным оборудованием. Положение деталей во время сборки определяется установочными элементами приспособления или другими смежными деталями.

Таким образом, основным назначением сборочного оборудования в сварочном производстве является фиксация и закрепление свариваемых деталей. Сборочное оборудование делится на сборочное и сборочно-сварочное.

На сборочном оборудовании сборка заканчивается прихваткой. На сборочно-сварочном оборудовании, кроме сборки, производится полная или частичная сварка изделия, а иногда и выдержка после сварки с целью уменьшения сварочных деформаций. При этом сваривать можно как после предварительной прихватки, так и без неё.

Назначение и конструкция оборудования определяется технологическим процессом, зависящим прежде всего от изделия – его формы, размеров, требуемой точности, типа производства, его программы, наличия производственных площадей, загрузки рабочих мест, вида сварки и других факторов.

Сборочно-сварочное оборудование применяется тогда, когда нецелесообразно вести сборку и сварку на разных местах. При этом качество изделия выше, если сварка следует непосредственно после сборки и изделие не подвергается перестановке и промежуточной транспортировке. Некоторые изделия не допускают прихваток. Во многих случаях перестановка со сборочного на сварочное приспособление удлиняет цикл изготовления изделия и увеличивает трудоёмкость. Поэтому в каждом отдельном случае требуется тщательный анализ всех технологических и технико-экономических факторов, определяющих выбор способа сборки конструкции.

При выборе способов сварки следует учитывать что, механизация и автоматизация сварочных работ является важнейшим фактором повышения производительности труда, качества сварного изделия и улучшения условий труда.

2.7.4. Расчёт режимов сварки

Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества.

При ручной сварке такими характеристиками являются: диаметр электрода, сила сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и его полярность.

Примерное соотношение между диаметром электрода и толщиной свариваемого металла может быть сведена в следующую таблицу:

Таблица 2

Толщина свариваемого изделия, мм	1-2		4-5	6-12	13 и более
Диаметр электрода, мм	1, 5-2		3-4	4-5

При сварке многопроходных швов желательно сварку всех проходов выполнять на одних и тех же режимах, кроме первого прохода. При ручной сварке многопроходных швов первый проход выполняется электродами диаметром 3-4 мм. Для определения числа проходов и массы наплавленного металла требуется знать площадь сечения швов. Площадь сечения швов находят как сумму площадей элементарных геометрических фигур их составляющих.

Зная площадь сечения сварного шва, площадь сечения первого и последующих проходов, можно найти общее число проходов:

n =

где Fш - площадь сечения сварного шва

F - площадь сечения первого прохода

Fпр – площадь сечения последующих проходов

для приближённых расчётов сварочный ток может быть определён по эмпирической формуле:

Icв = k· d

где d – диаметр стержня электрода, мм

k – коэффициент, принимаемый в зависимости от диаметра электрода

таблица 3

Диаметр электрода d, мм	1-2	3-4	5-6
Коэффициент k, А/мм	25-30	30-45	45-60

Напряжение при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 20 – 36 В и при проектировании технологических процессов не регламентируется.

Скорость перемещения дуги (м/ч) определяется по следующей формуле:

Vп.д. =

где - коэффициент наплавки г/А· ч

- плотность наплавленного металла г/см³

F - площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход, см²

Основными параметрами режима автоматической сварки под флюсом являются: сварочный ток, напряжение на дуге, скорость перемещения дуги, диаметр и скорость подачи сварочной проволоки.

Величина сварочного тока рассчитывается по формуле:

I =

где h – глубина проплавления

k – коэффициент пропорциональности, зависящий от рода тока и его полярности, от диаметра электрода, от состава флюса, мм/100А

таблица 4

Марка флюса	Род тока	Диаметр электрода, мм	k мм/100A стык без разделки	k мм/100A тавр стык с разделкой
АН-348А	переменный		1, 1 1, 0	1, 5 2, 0
АН-348А	постоянный обратной пол.		1, 1	1, 75
АН-348А	постоянный прямой пол.		1, 0	1, 25
ОСЦ-45	переменный		1, 15	1, 55

Напряжение на дуге принимается для стыковых соединений в пределах 32…40 В, для угловых 28…36 В. Большему току и диаметру соответствует большее напряжение на дуге.

Зная сварочный ток и напряжение на дуге, можно определить коэффициент формы провара по графикам его зависимости от сварочного тока и напряжения на дуге.

По глубине провара и коэффициенту формы провара можно определить ширину шва по формуле:

е =

выбрав оптимальное значение формы выпуклости, можно найти высоту выпуклости по формуле:

q =

Площадь поперечного сечения наплавленного металла определяется в зависимости от формы сечения наплавленного металла по соответствующим геометрическим формулам.

Скорость перемещения дуги (м/ч) определяется по формуле:

Vпд =

При сварке постоянным током обратной полярности коэффициент наплавки ( )

= 11, 6 0, 4

При сварке на постоянном токе прямой полярности и переменном токе

= А + В

где dэл – диаметр электродной проволоки, мм; А и В – коэффициенты, значения которых зависят от марки флюса. Значения коэффициентов для марки флюса АН-348А приведены в таблице.

таблица 5

коэффициент	А	В
прямая полярность	2, 3	0, 065
переменный ток	7, 0	0, 04

Скорость подачи сварочной проволоки определяется по формуле:

где γ – удельная плотность металла

Сварка в среде СО2 характеризуется высокой производительностью и низкой стоимостью. Питание дуги обычно производится постоянным током обратной полярности. При сварке на обратной полярности допускаются большие пределы значения тока, позволяющие получить устойчивый процесс сварки и высокое качество шва.

Режимы сварки в углекислом газе сведены в таблицу:

таблица 6

диаметр электрода в мм	Толщина металла в мм	Сварочный ток в А	Вылет электрода в мм	Напряжение дуги в В	Скорость сварки в м/ч	Расход газа в л/ч
0, 5 0, 8	0, 8; 1; 1, 5 1, 0; 1, 5; 2, 0	35; 45; 60 40; 80; 120		17…19 18…20	30…40 35…45
1, 0 1, 2	1, 0; 1, 5; 2, 0 2, 0	70; 90; 120		19…21	35…45 40…45
	8…12	280…400		28…32	16…22	18…20

Основными параметрами режима электрошлаковой сварки проволочными электродами являются следующие параметры:

Диаметр электродной проволоки – dэл (обычно принимается 3 мм)
Скорость подачи электрода - Vп.э.
Сварочный ток – Iсв

Напряжение на шлаковой ванне- Uшл
Скорость сварки – Vсв
Толщина свариваемого металла – s
Сухой вылет электрода – lс
Скорость поперечных перемещений электрода - Vп.п.
Время выдержки у ползуна при сварке с поперечными колебаниями – tв
Недоход последующего электрода до предыдущего при сварке несколькими электродами с поперечными колебаниями – tн
Количество сварочных проволок-электродов – n
Зазор – b
Глубина шлаковой ванны – hшл
Недоход электрода до ползуна
Марка флюса

Все эти параметры существенно влияют на качество и формирование сварного шва и должны правильно выбираться. При их выборе необходимо выполнять два условия:

выбранный режим должен гарантировать сплошность сварного соединения, т.е. отсутствие внутренних и внешних несплавлений и ширину провара кромок в пределах 6…10 мм на сторону.
при сварке на выбранном режиме с применением соответствующих сварочных материалов в шве не должны возникать горячие трещины.

При ЭШС форму и состав шва в основном определяет ширина шва. С изменением ширины шва меняются условия кристаллизации сварочной ванны, доля участия основного металла в шве, химический состав шва и его свойства.

Сварочный ток выбирается в зависимости от отношения толщины свариваемого металла к числу электродов:

Iсв = А + В

где А и В – коэффициенты (А= 220…280, В=3, 2…4, 0)

сварочный ток при ЭШС зависит от скорости подачи электродной проволоки, поэтому скорость подачи электродной проволоки можно определить по формуле:

Vп.э. =

Напряжение шлаковой ванны определяется по формуле:

Uшл = 12 +

Глубина шлаковой ванны, от которой зависит устойчивость процесса и ширина провара, определяется по формуле:

hшл = Iсв (0, 0000375Iсв – 0, 0025) + 30 (мм)

Скорость сварки (м/ч) может быть определена по формуле:

Vсв =

где kу – коэффициент, учитывающий выпуклость шва и принимается 1, 05…1, 1

Скорость поперечных перемещений (м/ч) может быть определена по формуле:

Vп.п. = 66 – 0, 22

Время выдержки у ползуна определяется по формуле:

tв = 0, 0375 + 0, 75

Расстояние между электродами при поперечных перемещениях определяется по формуле:

m =

без поперечных перемещений

m = s/n

Недоход электрода до ползунов принимается равным 5…7 мм.

2.7.5. Расчёт расхода сварочных материалов

Расчёт расхода сварочных материалов производится исходя из расчётов поперечного сечения швов и их длины. Площади поперечного сечения рассчитываются в зависимости от формы разделки кромок по геометрическим формулам. Затем определяется количество наплавленного металла и по нему определяется расход электродов при ручной сварке и расход сварочной проволоки при полуавтоматической и автоматической сварке. Расход флюса и защитных газов определяется по справочнику в зависимости от количества наплавленного металла.

Расход сварочных материалов (проволоки и электродов) рассчитывают по уравнению:

где М – расход электродов или проволоки, г;

F_н – площадь наплавленного металла шва, см²;

γ – плотность стали (равна 7, 8 г/см³);

К_р – коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери металла на угар, разбрызгивание и относительный вес электродного покрытия.

Коэффициенты расхода для разных методов сварки приведены в табл.7.

Таблица 7

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒