Методические указания по проведению практических занятий по дисциплине «Технология электрической сварки плавлением» Н. Новгород (стр. 4 из 9)

V = (20-30) · 10³ / I_св, м/ч ; (23)

а электродной проволокой диаметром 2 мм по формуле

V = (8-12) · 10³ / I_св, м/ч . (24)

Скорость подачи сварочной проволоки (V_n.n.) определяют по формуле:

V_п.п. = 4· L_Н · I_св / π · d_эл ², м/ч, (25)

где L_Н – коэффициент наплавки, г/А·ч; π – 3,14;

d_эл – диаметр электродной проволоки, мм;

γ – удельный вес наплавленного металла, г/см³ (7,8 г/см³ – для стали);

I_св – сила сварочного тока, А.

Результаты, расчетов режима сварки стыковых соединений следует занести в табл. 19.

Таблица 19 - Режимы сварки стыкового шва

Зазор в стыке, мм	Режимы сварки
	dэл, мм	Iсв, А	Ug,,В	Vсв,м/ч	Vп.п.м/ч

4.2. Расчет режима сварки угловых швов сварных соединений

Расчет режима сварки ведется в следующей последовательности:

Зная катет шва (К), определяют площадь поперечного сечения наплавленного металла, которая для шва без выпуклости высоты усиления определяется по формуле:

, мм² , (26)

где К – катет шва, мм;

а для шва с выпуклостью (с высотой усиления) – по формуле:

, мм² , (27)

где g – выпуклость углового шва величины усиления, мм.

Выбирают диаметр электродной проволоки. Следует иметь в виду, что угловые швы с малым катетом (К=3-4мм) можно получить при использовании проволоки диаметром 2 мм; швы с катетом (К=5-6мм), получают при сварке проволокой диаметром 4-5 мм. Сварка диаметром более 5 мм не обеспечивает необходимого провара вершины углового шва и поэтому практического применения не находит, максимальный катет углового шва, который можно получить за один проход, независимо от диаметра электродной проволоки, равен 10 мм.

Для принятого диаметра электрода подбирают плотность тока по таблице 21, а затем определяют силу сварочного тока по формуле:

I_св = π · d_эл²/ 4 · j, А, (28)

где j – допускаемая плотность тока в электродной проволоке при сварке угловых швов (табл. 20); π – 3,14;

d_эл – диаметр электродной проволоки, мм.

Таблица 20 - Допускаемая плотность тока в электродной проволоке при сварке угловых швов

Диаметр электродной проволоки, мм	5	4	3	2
Допускаемая плотность тока, А/мм2	30-40	35-50	50-85	60-150

Затем по рис. 3, зная величину сварочного тока и диаметр электродной проволоки, устанавливают оптимальное напряжение на дуге (U_Д).

При этом следует выбирать значения напряжения на дуге ближе к нижнему пределу диапазона оптимальных напряжений.

Рисунок. 3. Зависимость Ψ_пр ст величины сварочного тока и напряжения на дуге. Ток переменный. Флюс марки ОСЦ-45:а – d_эл = 2мм; б – d_эл =4 мм; в – d_эл = 5 мм; г – d_эл = 6 мм.

Зная площадь сечения наплавленного металла за один проход определяют скорость сварки по формуле:

V = L_H · I_св / F_H · γ, м/ч, (29)

где L_H - коэффициент наплавки электродной проволоки, г/А·час;

I_св – сила сварочного тока, А;

F_Н – площадь наплавленного металла, см²;

Y – удельный вес наплавленного металла, г/см³ (7,8 г/см³ – для стали).

Скорость подачи электродной проволоки (V_n.n.) определяется по формуле:

V_п.п. = 4 · L_H · I_св / F_H · γ , м/ч, (30)

где L_H-коэффициент наплавки, г/А час;

I_св- сила сварочного тока, А;

d_эл – диаметр электродной проволоки, мм;

γ – удельный вес наплавленного металла, г/см³

(7,8 г/см³ – для стали).

Результаты расчета режима сварки и размеров угловых швов следует свести в табл. 21.

Таблица 21 - Режимы сварки углового шва

Зазор в стыке, мм	Режимы сварки
	dэл, мм	Iсв, А	Ug,,В	Vсв,м/ч	Vп.п.м/ч

Расчет режимов электрошлаковой сварки

При электрошлаковой сварке электродом может служить не только проволока, но и электроды в виде пластин, стержней.

Пластинчатые электроды применяются главным образом при большой толщине свариваемых деталей и небольшой высоте швов жидкого металла и перегретого шлака. Электрошлаковая сварка может быть осуществлена одним проволочным электродом диаметром 2 или 3 мм без поперечных колебаний и с постоянной скоростью подачи проволоки в шлаковую ванну при сварке металла толщиной до 50 мм. При сварке больших толщин применяют двух-, трех- и многоэлектродную сварку проволочными электродами без поперечных или с поперечными колебаниями.

Электрошлаковой сваркой можно выполнить любой тип соединений, регламентированных ГОСТ 15164-79.

Основными параметрами режима электрошлаковой сварки являются:

1. Диаметр электродной проволоки, d_эл.

2. Сила сварочного тока, I_св, А.

3. Напряжение на шлаковой ванне, U_ш.в., B.

4. Скорость сварки, V_св, м/ч.

5. Скорость подачи электрода, V_п.э., м/ч.

6. Скорость поперечных перемещений электрода, V_п.п., м/ч.

Дополнительными параметрами режима являются:

7. Сухой вылет электрода, l_с, сек.

8. Время выдержки у ползуна при сварке с поперечными колебаниями,

b_в, сек.

9. Число сварочных проволок-электродов, n_эл.

10. Величина зазора в стыке, B, мм.

11. Глубина шлаковой ванны, h_шл, мм.

12. Недоход электрода до ползуна.

13. Марка флюса.

14. Расстояние между электродами, l_э, мм.

Электрошлаковую сварку можно выполнить проволочными и пластинчатыми электродами в зависимости от толщины свариваемых деталей.

5.1. Расчет режима электрошлаковой сварки проволочными электродами

По толщине металла устанавливаются зазор в стыке, пользуясь рекомендациями таблицы 1, а затем выбирают диаметр проволочного электрода. Наиболее рациональное применение проволоки диаметрами 2 и 3 мм, так как увеличение диаметра проволоки приводит к росту ширины провара и уменьшению глубины шлаковой ванны.

Число проволочных электродов (n_эл) выбирают по таблице 22.

Таблица 22 - Рекомендации по выбору числа электродов

Число проволочных электродов	Толщина свариваемых листов
	без поперечных колебаний, мм	с поперечными колебаниями, мм
1	40-60	60-150
2	60-100	100-300
3	100-150	150-500

Расстояние между электродами l_э при сварке без поперечных колебаний принимают равным 30-50 мм, при сварке с поперечными колебаниями – 50-180 мм. Выбрать конкретную величину. При числе электродов более трех, количество электродов n_эл определяют по формуле:

n_эл = S / l_э , (31)

где S – толщина свариваемого металла, мм;

l_э – расстояние между электродами, мм.

Сухой вылет электрода – расстояние от нижней точки мундштука до поверхности шлаковой ванны (l_с), находится в пределах 60-70 мм. Выбрать конкретную величину.

Силу сварочного тока (I_св) на одну сварочную проволоку выбирают в зависимости от отношения толщины свариваемого металла к числу электродных проволок по формуле:

I_св= A+B · S/n _эл , (32)

где S – толщина металла, мм;

n_эл – число проволочных электродов;

A – коэффициент, равный 220-280;

B – коэффициент, равный 3,2-4,0.

Сварочный ток с учетом количества проволок определяется по формуле:

I_св^п = I_св · n_эл. (33)

Напряжение шлаковой ванны (U_ш._в.) определяется по формуле:

U_ш.в. = 12 +

125+S/(0,075·n_эл.) (34)

где S – толщина свариваемого металла, мм;

n_эл – количество проволочных электродов.

Скорость подачи проволочных электродов (V_п.э.) определяют по формуле:

V_н.э. = I_св/ (1,6-2,2), (м/ч) (35)

где I_св – сила сварочного тока, А.

Скорость сварки (V_св) определяют по формуле:

V_св = n_эл·L_H·I_свⁿ / γ·B·S·K_у, (36)