Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 2.1. Свойства материалов, используемых при ручной дуговой сварке.

Необходимо рассмотреть свойства стали используемой для изготовления сварного изделия:

- химический состав

- механические свойства

- свариваемость стали

Выбрать и обосновать сварочные материалы.

Марки, типы электродов для ручной дуговой сварки, для чего предназначены,

виды покрытий, классификация. 

 

2.2. Расчёт и выбор параметров режима ручной дуговой сварки покрытыми, плавящимся электродами.

Выбор и расчёт режимов сварки необходимо выполнить для заданного изделия.

Режимом сварки называется совокупность основных характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных швов заданных размеров, формы и качества. Параметрами режима при ручной дуговой сварке являются: диаметр электрода d э; род, полярность и величина сварочного тока I св; напряжение сварочной дуги U д.

Кроме выше указанных параметров часто бывает необходимо знать число проходов n  при многопроходной сварке, площадь поперечного сечения сварного шва F н, площадь поперечного сечения сварного шва выполненного за один проход F н1 и другие.

3.1 Исходной величиной для расчёта и выбора режима ручной дуговой сварки (РДС) является толщина свариваемых элементов при сварке встык, либо катет шва K при сварке угловых и тавровых соединений.

Определение режима сварки начинают с выбора диаметра электрода в зависимости от толщины или катета. Значения приведены в таблице 1. [1]

 

 

Таблица 1. Выбор диаметра электрода

 

Толщина детали при сварке встык. мм.	1.5-2	3	4-8	9-12	13-15	16-20	20
Диаметр электрода. мм	1.6-2	3	4	4-5	5	5-6	6-10
Катет шва.мм	3		4-5		6-9
Диаметр электрода. мм	3		4		5

 

2.2.1 Согласно ГОСТ 5264-80 стыковые соединения с толщиной деталей от 1 до 6 мм рекомендуется сваривать без разделки кромок. При толщинах свыше 6 мм, швы выполняют, как правило, с разделкой кромок и в несколько слоёв (проходов).

При сварке многопроходных швов стыковых соединений, первый проход должен выполняться электродом диаметром не более 4 мм. Это связано с тем, что применение электродов большего диаметра не позволит в необходимой степени проникать в глубину разделки кромок для провара корня шва. Кроме того, желательно получать первый наплавленный валик, как можно меньшей площади поперечного сечения.

При сварке угловых и тавровых соединений, как правило, за один проход выполняют швы катетом не более 8 мм.

 

2.2.2 Максимальное поперечное сечение стыкового шва, за один проход при многопроходной сварке не должно превышать Fн = 30-40 мм2. Максимальная общая площадь наплавленного металла при сварке угловых и тавровых соединений может быть определена по формуле ( 1 )

                                          2

            Ку *К  

  Fн =   2                              ( 1 )

 

Где, К   -катет шва, мм

     Ку - коэффициент усиления шва, учитывающий наличие зазоров и выпуклостей. Значение этого коэффициента выбирают в зависимости от величины катета шва (см. таблицу 2) [1]/

 

 

К1 мм	3-4	5-6	7-10	12-20	20-30	30
Ку	1.5	1.35	1.25	1.15	1.10	1.05

Таблица 2. Выбор коэффициента в зависимости от катета шва

 

 

Для точного определения числа проходов следует учитывать, что при сварке швов стыковых соединений, площадь наплавленного металла за один проход (первый проход), определяется по формуле:

                                               Fн = (6-8) dэ,

А площадь наплавленного металла за каждый полезный проход можно рассчитать по формуле: (2)

                                                Fн2 = (8-12) dэ.

Таким образом общее число проходов может быть рассчитана по формуле:

                                                     Fн – Fн1

                                               n = Fн2  + 1 (2)

2.2.3 Для определения числа проходов и массы наплавленного металла при сварке с разделкой кромок требуется общую площадь сечения сварного шва. При многопроходной сварке, она находится, как сумма площадей элементарных геометрических фигур (см. рис 1).

 

Рис. 1. Схема поперечного сечения стыкового сварного шва с разделкой кромок.

 

  

                                      L                   

                                                                                                             F1

 

g                                    

                                                                                                               F4

             /2

h                                                                                                   F2

                                                   X

c                                                               b

g1                                                                                                                                      F3

                                                  L1

 

 

Где,   l - ширина наплавленного металла

         g - высота наплавленного металла

          l1 - ширина проплавления корня шва

          g1 - высота проплавления корня шва

          b - толщина свариваемого металла                x = htg /2

 Fн= F1+F2+F3+2F4

F1= 0.75lg

F2= b

F3= 0.75l g1

F4= h²tg

        2

Fн= 0.75lg + b h² tg /2

Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла и площади поперечного сечения металла, наплавленного при первом и каждом последующем проходах по формуле (2), рассчитываем число проходов.

2.2.3 После выбора диаметра электрода выбирают его тип и марку. Обычно для сварки конструкций низкоуглеродистых сталей пользуются электродами типа

Э-42, Э-46. 

   Для сварки конструкций из низколегированных сталей Э-42А, Э-50. Для низколегированных сталей повышенной прочности от Э-50А до Э-85, низколегированных сталей теплоустойчивых сталей Э-09М, Э-09МХ, Э-09Х1М, Э-05Х2М, Э-10Х1М1НФБ, Э-10Х5МФ. 

   Для сварки конструкций из среднелегированных высокопрочных сталей Э-04Х2ОН9, ЭА- 1М2 и т.д. Соответствующие указанным и другие типы электродов следует выбирать по каталогу [2].

 

          Таблица 2. Некоторые типы и марки электродов.

 

ТИП электрода	МАРКА электрода
Э-42	АНО-6, АНО-5, АНО-1, ОММ-5, ОМА-2, ВСЦ-1
Э-42А	УП-1/45, УП-2/45, ОЗС-2, СМ-11
Э-46	АНО-3, АНО-4, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-6, РБУ-3
Э-46	УОНИ-11/45
Э-50	ВСЦ-3
Э-50А	УОНИ-13/55, УП-1/55, УП-2/55, ДСК-50, АНО-9, ЦУ-5, ТМУ-21
Э-60А	УОНИ-13/65
Э-85	УОНИ-13/85
Для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами
Э-08Х2ОН9Т2Б	ЦЛ-11
Э-07Х2ОН9	ОЗЛ-8
Э-08Х19Н10Г2МБ	ЭА-898/21

 

 

Таблица 3. Режимы ручной дуговой сварки.

Тип электрода	Марка покрытия	Диаметр электрода (мм)	Род тока	Напряжение  (В)	Сила тока в (А)
					Положение шва
					нижн	верт	потол
1	2	3	4	5	6	7	8
Э42А	УОНИ13/45	2 3	Постоянный Обр полярн	20-35	45-65 80-100	30-40 60-80	30-45 70-90
		4 5 6	Перемен с осциллятором		130-160 170-200 210-240	100-180 140-160 180-210	120-140 150-170
Э42	АНО-6	3 4 5	Постоянный Любая полярность	20-36	100-150 160-200 180-270	90-120 150-170 160-180	120-140 130-180
		6	переменный		230-250
Э46Т	АНО-3	3 4 5	Постоянный Любая полярность	20-36	110-140 160-200 180-270	90-110 140-150 150-170	100-120 150-180
		6	переменный		270-320
Э46Т	АНО-4	3 4 5	Постоянный Любая полярность	20-36	110-140 170-210 190-270	90-110 140-150 150-170	100-120 140-170
		6	переменный		270-320
Э50Ф	УОНИ13/55	3 4 5 6	Постоянный обратной полярности	20-36	80-100 130-160 170-200 210-240	60-80 100-130 140-160	70-90 120-140 150-170
Э50Ф	ЦЛ-11 ОЗЛ-7	2 3 4 5	Постоянный обратной полярности	20-30	30-50 70-100 85-140 85-160	50-80 75-130 75-160	45-75 65-120 65-130

 

2.2.4 Рекомендуемое для данной марки электрода значение сварочного тока, его род и полярность выбирают согласно паспорта электрода. Для низкоулеродистых сталей в большинстве случаев следует использовать постоянный ток обратной полярности или переменный ток.

  Сила сварочного тока при ручной дуговой сварке может быть рассчитана в зависимости от диаметра электрода и допустимой плотности тока j формула [3];

 

        Iсв = П d э²  j ; (А)   

                    4 

  При правильном выборе допустимой плотности тока исключается чрезмерный нагрев электрода.

   Рекомендации по выбору плотности тока приведены в таблице 4. 

 

 

Таблица 4. Выбор плотности тока

 

Вид покрытия	Допустимая плотность тока в А/мм2
	dэ = 3мм	dэ = 34м	dэ = 5мм	dэ = 36м
Основное, фтористо-кальцевое	13-18.5	10-14.5	9-12.5	8.5-12
Рутиловое, кислое	14-20	11.5-16	10-13.5	9.5-12.5

 

 

Кроме указанного способа расчёта при приближённых подсчётах, величину сварочного тока можно определить по эмпирическому выражению [4] или [4a].

 

Iсв = к dэ [4] ,  Iсв = dэ (к +  dэ) [4a] .

 

Значение коэффициента К выбирается в зависимости от диаметра электрода. Эта зависимость приведена в таблице 5.

 

Таблица 5. Выбор коэффициента в зависимости от диаметра электрода

 

Dэ мм	2	3	4	5	6
К А/мм2	25-30	30-45	35-50	40-55	45-60

 

Более точный результат даёт расчёт по формуле [4a], при этом: К = 20,  = 6.

2.2.5 Напряжение дуги при ручной дуговой сварке Uд изменяется в сравнительно узких пределах и при проектировании технологических процессов сварки выбирается на основании рекомендаций паспорта на данную марку электродов.

  Также напряжение на сварочной дуге с достаточной точностью можно посчитать по формуле [5].

 

Uд = 12 + 0.36 Iд / dэ (В) [5] .

 

2.2.6  Для расчёта температурных полей, скорости сварки, влияние сварочных деформаций и некоторых других величин бывает необходимо учесть тепловое воздействие на свариваемый металл, которое определяется погонной энергией q. Формула [6]

        q_и            0.24 Iсв Vд и

qп = =                              [6]

        Vсв         Vсв

 

Где и – эффективный кпд дуги. Для РДС и = 0.4-0.6

Где Vсв – скорость сварки, определяется по формуле [7].

       н Iсв

Vсв =                        [7]

       3600  Fн

 

Где н – коэффициент наплавки г/Ач . Величина н определяется из паспортных данных на марку электрода по таблице 6.

Где - плотность наплавленного металла Г/см³,для большинства сталей 7.8 Г/см³

 

Таблица 6. Выбор коэффициента наплавки

 

Марка электрода	н     Г/Ач
УОНИ13/45, АНО-6	8.5
УОНИ 13/55	9
АНО-4	8.3
ОЗС-6	10.5
ЦМ-7	10.6

 

Таким образом погонную энергию рассчитываем по формуле [8].

          

     0.24 Vд и 3600  Fн

qп =                                      = 864 Uд / н и Fн
             н Iсв

 

Величина Uд / н для электродов различных марок изменяется в узких пределах. Поэтому можно все постоянные величины обозначить через А.

 

qп = А Fн  [8]

 

Для большинства случаев, практически для всех марок электродов среднее значение коэффициента А составляет 14500, поэтому приближённо можно считать, что  

 

qп = 14500 Fн (кал/ч)

 

где Fн – площадь поперечного сечения шва в см² наплавленного за один проход, определяемая в разделе 3.3

 

2.2.7 Глубина провара «а» с достаточной для практических целей степенью точности можно определить из выражения

 

а = (0.5-0.7) r       (9)    где r расстояние до изотермы плавления

       

            2 q_п

r =      

П l c Т_пл

Для большинства сталей условно принимают Т_пл = 1500^о С подставив в формулу (9) все величины, получим

а = (0.5 – 0.7) r = (0.5-0.7 ) 0.0112 q^п   = а = 0.0067 q_п

 

2.2.8 Для выбора разделки кромок , площади и массы наплавленного металла необходимо воспользоваться данными ГОСТ 5264-80, которые изложены в виде таблицы 7.

Также для определения числа проходов при многослойной сварке можно воспользоваться графиком рис 1, рис 2.

 

Рис 1. Определение числа проходов

n   3
d2   2	d3  d4  d5	d6
1
0

                 

 

 

              25     50        75      100      125    150     175   Fн мм²

 

Рис 2. Определение числа проходов

 

 

N число прохоов 40
36
32
28
24
20	d2	d2	d3	d4	d5
16						d6
12
8
4

0    200   400   600    800   1000  1200 1400 1600 1800 Fн мм²

 

                                                                                                               

 

Таблица 7. Выбор площади и массы наплавленного металла

Толщина   в  мм
1	4.19	0.038
2	9.3	0.072	20.9	0.163
3	11.45	0.089	22.8	0.179					18.1	0.141
4	22.8	0.179	27.1	0.211	20.3	0.158			21.7	0.169
5	25.1	0.196	29.1	0.227
6	27.4	0.214	41.2	0.322	34.1	0.265			34.8	0.271
7			43.5	0.34
8			45.7	0.357	51.6	0.4			49.1	0.382
9
10					94.0	0.73			89.5	0.698
11
12					119	0.93	94	0.73	101.7	0.793
13
14					157	1.22	112	0.87	132
15
16					195	1.52	136	1.06	162	1.263	2.04	1.59
17
18					239	1.86	159	1.24	203	1.583	238	1.85
19
20					286	2.26	188	1.47
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
r wsp:rsidR="00000000"><w:pgSz w:w="12240" w:h="15840"/><w:pgMar w:top="1134" w:right="850" w:bottom="1134" w:left="1701" w:header="720" w:footer="720" w:gutter="0"/><w:cols w:space="720"/></w:sectPr></w:body></w:wordDocument>">	Fн	m	Fн	m	Fн	m	Fн	m	Fн	m	Fн	m

2.2.9 Некоторые особенности выбора режимов ручной дуговой сварки.