Выбор и расчёт режимов сварки

В результате технологического анализа изделия установлено, основной металл - Сталь 09Г2С. Толщина металла стыкового соединения для автоматической сварки под слоем флюса 16 мм, для полуавтоматической сварки также составляет 16мм. Для этих толщин находим типы стыковых соединений.

Для автоматической сварки под флюсом, выполнения продольных швов обечаек, целесообразно выбрать двустороннее стыковое соединение без разделки кромок типа С-7 по ГОСТ 8713-70. Такое соединение позволит качественно проварить эту толщину за два прохода в нижнем положении.

Для полуавтоматической сварки, для приварки обечаек между собой, выбираем двустороннее сварное соединение с разделкой двух кромок, по типу С-21 по ГОСТ 14771-76.

Рис. 1.8 – сварные швы конструкции

Рис. 1.8 –Форма и размеры сварного соединения (шов №1) типа С-7 по ГОСТ 8713-70.

Параметры режима автоматической дуговой сварки под флюсом:

1) диаметр электродной проволоки d_Э.П ;

2) скорость сварки V_C;

3) сварочный ток I_C;

4) напряжение на сварочной дуге U_C; 

5) вылет электродной проволоки l_В;

6) скорость подачи электродной проволоки V_Э.П; 

7) количество проходов n_п

Шов №1, соединение С – 7 по ГОСТ 8713-70: S = 16мм; e = 28 мм; g = 3 ± 2мм; в = 0 +1 мм.

1 . Определим расчетную глубину проплавления по формуле:

Рассчитываем режим сварки по размерам шва.

hp=0,6S-0,5b = 0,6*16 – 0,5*1=9,1мм

Во избежание упругих и пластических деформаций сварку будем вести на относительно не высоких токах, также уменьшим глубину проплавления, выполним два прохода с каждой стороны, отсюда: 9,1/2 =4,55мм

2. Определим диаметр электродной проволоки:

При автоматической сварке в расчетном диапазоне удовлетворяют стандартные размеры – 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6, если выбрать более высокое значение диаметра тем больше будет и скорость сварки тем самым большая производительность процесса. Принимаем диаметр 4мм.

3. Скорость сварки рассчитаем по формуле:

4. Сварочный ток рассчитаем по формуле:

Проверяем соответствие расчетного параметра тока по предположенным границам по эмпирической формуле І_С = (110 ... 230) d_Э.П  = 330 ... 690А, то есть принимаем полученные результаты.

5. Определяем напряжение сварки:

6. Определяем длину вылета электродной проволоки

7. Определяем скорость подачи электродной проволоки при сварке на переменном токе:

 Определяем скорость подачи электродной проволоки при сварке на постоянном токе обратной полярности:

По результатам расчетов получим такой режим сварки:

Для соединения С-7 по ГОСТ 8713-70.

1) диаметр электродной проволоки d_эп - 4мм;

2) скорость сварки V_св – 3,54 мм /с =12,8 м /ч

3) сварочный ток І_С -460 А;

4) напряженно сварки Uсв - 30 В;

5) вылет электродной проволоки lв -40 ± 8 мм;

6) скорость подачи электродной проволоки на переменном токе V_Э.П – 16,53 мм/с ≈ 60м/час; скорость подачи электродной проволоки на постоянном токе обратной полярности V_Э.П – 17,52 мм/с ≈ 63м/час;

Рис. 1.9 - Формы и размеры сварного соединения (шов №2) типа С-21 по ГОСТ 14771-76.

Шов №6, соединение тип С-21 по ГОСТ 14771-76

S = 16; e = 16мм; e₁=8мм; g ≤ 2,0 мм; g₁ ≤ 2,0 мм в = 2 мм;

1. Определим расчетную глубину проплавления по формуле:

Рассчитываем режим сварки по размерам шва.

- для подварочного шва:

h _р = 3мм

-для заполняющих швов:

h _р = 4мм

2) диаметр электродной проволоки d_Э.П:

Закладываем диаметр проволоки 1,2мм.

3) Скорость сварки рассчитаем по формуле:

V_{св подв.} =  =   = 13 мм/с=47,8м/ч

V_{св зап.} =  =   = 3,3 мм/с=11,8м/ч

4) Сварочный ток рассчитаем по формуле:

I_{св подв}=  =  =  220А

I_{св зап}=  =  =  170А

5) Определяем напряжение сварки:

U_{св подв} = 22 + 0,02 • I_св= 22+0,02*220 = 26В

U_{св зап} = 22 + 0,02 • I_св= 22+0,02*170 = 25В

6) Определяем длину вылета электродной проволоки:

l_в = 10d_эп ±2 d_эп = 12±2,4мм

7. Определяем скорость подачи электродной проволоки при сварке на постоянном токе обратной полярности:

V_{эп подв}= 0,53*  + 6,94*10^-4*  =45,72мм/с=164м/ч

V_{эп зап}= 0,53*  + 6,94*10^-4*  =35,06мм/с=126м/ч

8. Определяем расхода защитного газа

9. При сварке соединений с разделкой кромок количество проходов определяется по формуле:

=((114-16)/22)+1 =5 проходов (1 под варочный +4 заполняющих).

где F₀ – площадь разделки шва, которую необходимо заполнить (114мм²); F_нк – площадь наплавленного метала подварочного шва (16мм²);

F_нз – площадь наплавленного металла каждого заполняющего шва (22мм²).

По результатам расчетов получим такой режим сварки:

Для соединения С-21 по ГОСТ 14771-76

1) диаметр электродной проволоки d_эп – 1,2мм;

2) скорость сварки V_св – 3,3мм /с =11,8 м /ч

3) сварочный ток І_С -170 А;

4) напряженно сварки Uсв - 25 В;

5) вылет электродной проволоки lв -12 ± 2,4 мм;

6) скорость подачи электродной проволоки V_Э.П – 35,06 мм/с ≈ 126/час;