При ручной электродуговой сварке

1 Цель работы

Настоящая лабораторная работа имеет целью ознакомить студентов с определением производительности ручной дуговой сварки и автоматической сварки под флюсом.

Для ручной дуговой электросварки:

1) определение веса электрода для каждой марки и типа;

2) взвешивание пластин;

3) определение среднего значение тока, полученного по 3 измерениям;

4) наплавка валиков на пластины на постоянном токе;

5) взвешивание пластин и огарков после наплавки валиков;

6) вычисление коэффициентов наплавки, расплавления, потерь;

Для автоматической дуговой сварки под флюсом:

1) ознакомление с устройством и работой автоматов для сварки под слоем флюса;

2) определение коэффициентов наплавки, расплавления, потерь;

Формируемые компетенции или их части

Владением технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием (ПК-2), владение методами испытаний строительных конструкций и изделий, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам (ПК-14)

2 Теоретическая часть

2.1Ручная дуговая электросварка

Для определения или расчета основного времени сварки необходимо знать массу наплавленного металла, силу сварочного тока в коэффициенты наплавки.

На время ручной дуговой сварки плавящимися электродами оказывает влияние ряд факторов:

1) ток и марка электрода;

2) величина и плотность тока.

Время ручной дуговой сварки определяется: коэффициентом расплавления α_r, коэффициентом наплавки α_n и коэффициентом потерь ψ.

Коэффициент наплавки α_n, меньше коэффициента расплавления α_r, так как не весь расплавленный металл электрода, переходит в металл сварного шва. Часть металла выгорает (Q_у), а часть разбрызгивается(Q_ra) (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Схема перехода расплавленного металла через дуговой промежуток: 1 – электрод; 2 – изделие; 3 – источник тока

Величины α_r, α_n и ψ зависят от химического состава электродной проволоки, состава покрытия и других факторов. Количество расплавленного и наплавленного металла определяется по формулам

Q_r = I·t·α_r,                                         (1)

Q_n = I·t·α_n.                                      (2)

Сила тока (I) определяется условиями сварки, толщиной свариваемого металла и другими данными, устанавливаемыми технологическим процессом. Количество металла, расплавленное в течение 1 часа горения дуги, отнесенное к единице силы тока (I), называют коэффициентом расплавления α_r

, г/А·ч.                           (3)

Коэффициентом наплавки α_n называют количество электродного металла в граммах, наплавленное на основной металл в течение часа горения дуги, отнесенное к единице сила тока I,

, г/А·ч.                               (4)

Массу наплавленного металла определяют по заданным чертежам размера шва.

Объем наплавленного металла V_n (см³) определяют по формуле

V_n = F∙l,                                        (5)

где F – площадь поперечного сечения шва, см²;

l – длина сварного шва, см.

Масса наплавленного металла (г)

Q_n = V_n∙γ = I∙t∙α_n,                                          (6)

где γ – плотность металла, г/см³ (для стали γ=7,8 г/см³).

Коэффициент потери определяется по формуле

.                            (7)

Для ручной сварки (дуговой) ψ составляет ≈ 30%.

Основное время сварки (t_sv) определяется:

.                                     (8)

Вспомогательное время сварки складывается из времени, затрачиваемого на установку детали на рабочее место, снятие детали, смену электродов и другие операции и составляет в среднем (30 – 50) %.

Расход электродов или электродной проволоки подсчитывается по формуле

Q_el= Q_n∙К_e,                                         (9)

где К_e – коэффициент расхода электродов или проволоки c учетом потерь на огарки, разбрызгивание, угар металла (для качественных электродов с толстой обмазкой К_е = (1,40 – 1,60), для электродов с тонкой обмазкой
К_е= (1,20 – 1,30).