1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы расчета режима сварки

РАСЧЕТ И ВЫБОР РЕЖИМОВ СВАРКИ

Независимо от способа сварки необходимо соблюдать следующие условия, которые позволяют получить сварное соединение с необходимой трудоспособностью:

1) специальная подготовка кромок;

2) высокое качество подготовки и сборки под сварку;

3) обязательная зачистка поверхностей, которые свариваются.

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик сварочного процесса, которые обеспечивают получение сварных швов заданных размеров, формы и качества.

Первым условием расчета режимов сварки является получение швов с оптимальными размерами и формой, которые обеспечивают высокую технологическую прочность и высокие эксплуатационные характеристики.

К основным параметрам дуговой сварки относятся: сварочный ток Iсв, напряжение дуги Uд и скорость сварки Vсв. Каждый из этих параметров как отдельно, так и в совокупности с другими, влияют на величину тепло вложения а, значит, и на геометрические размеры шва, коэффициент формы провара, коэффициент формы шва и участие основного и электродного металла в формировании шва.

Оптимальные параметры режима сварки обеспечивают необходимые геометрические размеры сварных швов и необходимые соотношения между основным и электродным металлом, при котором достигаются заданные механические свойства металла шва.

Шов №1:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;

Тип шва: Т1-?5 тавровый, односторонний, без скоса кромок;

Марка стали: ст3сп5,

Рисунок 4.1. — Разделка кромок для шва Т1 по ГОСТ 14771-76

Определяем площадь наплавленного металла по формуле:

Fн=

Fн

Задаём диаметр электродной проволоки dэ.пр.=1,6мм, плотность тока j=175 А/мм 2

Сила сварочного тока при сварке в среде защитных газов определяется в зависимости от диаметра электрода, которым мы изначально задаемся, и допустимой плотностью тока:

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

.

Скорость сварки может быть определена по формуле:

,

где — коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки;

g=7,8 — плотность наплавленного металла;

FН1пр — площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход, см 2 .

Вылет электрода находится по формуле:

Выбираем L = 18 мм.

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

Шов №2:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;

Тип шва: Т7, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки, с подварочным швом;

Марка стали: ст3сп5;

Рисунок 4.2 — Разделка кромок для шва Т7 по ГОСТ 14771-76

1. Определим катет шва по формуле:

k = 0,15 * s — 0,5s = 0,15 * 20 — 0,5 * 20 = 3 — 10мм,

Принимаем k = 5 мм

2. Определим площадь наплавленного металла:

Площадь наплавленного металла при полуавтоматической сварке составляет 40-50 мм 2. Выбираем Fн = 40 мм 2 .

3. Площадь наплавленного металла подварочного и корневого шва:

Конструктивно принимаем =10 мм 2 .

4. Зная общую площадь поперечного сечения металла, наплавленного при первом и последующих проходах, определим количество проходов:

Задаём диаметр электродной проволоки dэ.пр. = 1,6 мм, плотность тока j = 175 А/мм 2

5. Определяем силу сварочного тока:

6. Определяем оптимальное напряжение дуги:

.

7. Определяем скорость сварки:

,

где — коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки;

g=7,8 — плотность наплавленного металла;

FН1пр — площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход, см 2 .

8. Вылет электрода находится по формуле:

Выбираем L = 18 мм.

9. Определяем скорость подачи сварочной проволоки:

Определяем режимы сварки для выполнения подварочного и корневого шва:

1. Определяем силу тока:

Сила тока должна быть меньше, чем при сварке основного шва, чтоб избежать прожогов.

2. Определяем напряжение на дуге:

3. Определяем скорость сварки:

4. Определяем скорость подачи сварочной проволоки:

Шов №3:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах.

Тип шва: Т6, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки.

Марки стали: ст3сп5.

Рисунок 4.3 — Разделка кромок для шва Т6 по ГОСТ 14771-76

1. Определяем площадь наплавленного металла по формуле:

При этом следует иметь в виду, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход при полуавтоматической сварке не должно превышать 40 — 50 мм 2 . Принимаем:

2. Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла и площади поперечного сечения наплавленного при первом и каждом последующем проходах, найдём число проходов:

Режимы сварки для шва Т6 такие же, как и для сварки шва Т7.

37.120.192.53 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Выбор и расчет режимов сварки

В данном разделе, в зависимости от способа сварки и требований задания проекта необходимо выбрать или рассчитать режимы для сварки (и прихватки, если сборка заканчивается прихваткой) металлоконструкции. Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. Для всех дуговых способов сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляют еще один параметр скорость подачи сварочной проволоки, а при сварке в защитных газах удельный расход газа.

Параметры режима сварки влияют на форму шва, а значит и на его размеры: ширину шва е, усиление шва q и глубину шва h , так же как и технологические факторы: род и полярность тока, наклон электрода и изделия, вылет электрода, конструктивная форма соединения и величина зазора.

Читать еще:  Как сделать лестницу своими руками схема фото

Методика расчета режима ручной дуговой сварки. Площадь наплавки определяют, как сумму площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва.

Рис. 1. Поперечное сечение одностороннего сварного шва(а) и элементы разделки кромок(б).

Площадь наплавки одностороннего сварного шва, выполненного с зазором, мм 2 (рис.2) рассчитывают по формуле

Fн = S b + 0,75 eq, (7)

где S толщина деталей, мм; b зазор, мм; e ширина, мм; q высота усиления, мм.

Рис. 2. Поперечное сечение шва и элементы разделки кромок:

Площадь наплавки стыкового шва с разделкой двух кромок и подваркой корня шва, мм 2 (рис.2), вычисляют по формуле

F = S b + (S — с) 2 tg a / 2 + 0,75eq+0,75е1q1, (8)

где c величина притупления, мм; е1 ширина подварки, мм; q1 высота подварки, мм; a угол разделки, мм.

При сварке многопроходных швов необходимо определить число проходов в штуках:

, (9)

где Fн – площадь сечении наплавленного металла, мм 2 ; Fн1 – площадь первого прохода, мм 2 ; Fнс – площадь каждого последующего прохода, мм 2 .

При ручной сварке многопроходных швов первый проход выполняют электродами диаметром 3…4 мм, так как применение электродов большего диаметра затрудняет провар корня шва. При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода, мм 2 не должно превышать 30…35 мм 2 и может быть определено по формуле

где dэ – диаметр электрода для сварки корневого шва, мм.

Площадь наплавки последующих проходов, мм 2 рассчитывают по формуле

где dэ.с – диаметр электрода для сварки следующих швов, мм

При сварке многопроходных швов сварку проходов стремятся выполнять на одних и тех же режимах за исключением первого прохода.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия ( табл.4).

Зависимость диаметра электрода от толщины свариваемого изделия

Расчет силы сварочного тока Iсв производят по диаметру электрода, мм, и допускаемой плотности тока, А:

, (12)

где π — коэффициент наплавки;

i – допускаемая плотность тока, А/мм. Допускаемая плотность тока зависит от диаметра и вида покрытия электрода (табл.5).

Величина допускаемой плотности тока в электроде

при ручной дуговой сварке

Диаметр электрода, мм

Напряжение на дуге Uд, В, не регламентируется и его принимают равным 20…36 В.

Скорость сварки, м/ч, определяют из соотношения

, (13)

где aн – коэффициент наплавки, г/А.ч; g — плотность наплавленного металла, г/см ;

Длина дуги, мм, при ручной дуговой сварке должна составлять

Методика расчета режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом стыковых соединений односторонних без скоса кромок. Основными параметрами режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом является: сварочный ток, диаметр и скорость подачи сварочной проволоки, напряжение и скорость сварки.

Расчет режимов сварки всегда производят всегда для конкретного случая, когда известны тип соединения и толщина свариваемого металла, марка проволоки, флюса, способ защиты сварочной ванны от воздуха и другие параметры шва. Поэтому до начала расчетов следует по ГОСТ 8713-79 или по чертежу конструктивные элементы установить заданного сварного соединения и по известной методике определить площадь многопроходного шва. При этом необходимо учитывать, что максимальное сечение однопроходного шва, выполненного автоматом (рис.5), не должно превышать 100 мм 2 , а сечение первого прохода многопроходного шва 40…50 мм2. При двухсторонней сварке под флюсом стыкового бесскосного соединения (рис.3) сила сварочного тока, А, определяется по глубине проплавления h основного металла: за один проход k= 8…10 мм, на форсированных режимах k=12 мм:

где h1,2 – глубина проплавления основного металла при двухсторонней сварке без скоса кромок свариваемых деталей, мм; k – коэффициент пропорциональности, мм/100 А, зависящий от рода тока и полярности, диаметра электрода, марки флюса (табл.6).

Рис. 3. Односторонний шов.

Рис. 4. Двухсторонний шов.

Значение коэффициента k в зависимости от условий проведения сварки.

Марка флюса или защитный газ

Диаметр электродной проволоки, мм

Марка флюса или защитный газ

Диаметр электродной проволоки, мм

Металл толщиной более 20 мм сваривают за несколько проходов. Чтобы избежать непровара при сварке под флюсом и добиться нормального формирования шва, прибегают к скосу кромок. Для однопроходного стыкового шва толщиной не более 10…12 мм глубина проплавления k1,2, мм, равна толщине свариваемых деталей (см. рис. 3), при двухсторонней сварке шва толщиной не более 20 мм (см. рис. 4).

Диаметр сварочной проволоки dэ, мм, принимают в зависимости от толщины свариваемого металла в пределах 2…6 мм, а затем уточняют расчетом по формуле

dэ = 2 , (17)

где i плотность тока, А/мм². Полученное значение dэ принимают из ближайшего стандартного.

Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки указана в таблице 7.

Зависимость плотности тока от диаметра проволоки

Скорость сварки, м/ч, можно вычислить формуле

, (18)

где αнд коэффициент наплавки при сварке под флюсом, г/(А.ч.), определяемый по формуле

где αн коэффициент наплавки, не учитывающий увеличение скорости плавления электродной проволоки за счет предварительного подогрева вылета электрода сварочным током, г/(А.ч); Δαн увеличение коэффициента наплавки за счет предварительного подогрева вылета электрода, (рис.5).

Рис.5. Зависимость коэффициента наплавки от предварительного подогрева вылета электрода.

При сварке на постоянном токе обратной полярности коэффициент наплавки, г/(А.ч.) определяют по формуле

При сварке на постоянном токе прямой полярности или переменном токе по формуле

Читать еще:  Что нужно для заливки фундамента своими руками

αн = А + В (Iсв / dэ), (21)

где А и В – коэффициенты, значения которых для флюса приведены в табл.8.

Коэффициенты А и В для флюса

Скорость подачи проволоки Vп.п, м/ч рассчитывают по формуле

, (22)

. (23)

где Fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм².

Режим сварки для последующих проходов выбирают из условий заполнения разделки и получения поверхности шва, имеющей плавное сопряжение с основным металлом.

При двухсторонней сварке стыковых швов под флюсом со скосом кромок определяют режим сварки первого прохода с одной и другой стороны шва (рис.6) и последующих проходов отдельно (рис.7).

Рис. 6. Поперечное сечение первого прохода.

Рис. 7. Поперечное сечение второго прохода.

где h1,2 – глубина проплавления первого прохода с одной и другой стороны шва, мм; с — величина притупления, мм.

Сила сварочного тока, А, зависит от глубины проплавления:

где k – коэффициент пропорциональности, (мм /100 А), (см. табл.10).

Расчёт остальных параметров режима сварки производят в том же порядке, что и при сварке под флюсом двухстороннего стыкового соединения без скосов, т.е. по формулам (15), (16) — (23).

Примечание. Расчет параметров режима сварки под флюсом угловых и тавровых соединений с разделкой кромок производят так же, как расчет режимов сварки стыковых соединений с разделкой кромок.

Методика расчета режима автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом угловых швов без разделки кромок.

Зная катет шва, определяют площадь наплавки, мм²

Fн = k² / 2 + 1,05 kq , (26)

где k – катет шва, мм.

Рис.8. Угловой шов без разделки кромок

Количество проходов устанавливают на основании того, что за первый проход при сварке в “лодочку” максимальный катет шва можно заварить 14 мм, а при сварке в нижнем положении наклонным электродом 8 мм по формуле (16), где Fнс=60…80 мм².

Диаметр электрода выбирают, имея в виду, что угловые швы катетом 3…4 мм можно получить лишь при использовании электродной проволоки диаметром 2 мм, при сварке электродной проволокой диаметром 4…5 мм минимальный катет составляет 5…6 мм, а сварочную проволоку диаметром больше 5 мм применять не следует, так как она не обеспечит весь провар корня шва.

Для принятого диаметра проволоки подбирают плотность тока по данным, приведенным ниже, и определяют силу сварочного тока, А:

. (27)

Коэффициент наплавки π рассчитывают по формулам (20), (21) в зависимости от рода тока и полярности.

Зная площадь наплавки за один проход, сварочный ток и коэффициент наплавки π, находят скорость сварки, м/ч:

. (28)

скорость подачи электродной проволоки, м/ч:

, (29)

, (30)

где Fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм².

Напряжение на дуге Uд изменяется от 28 до 36 В.

Погонную энергию сварки – qп1,н, Дж/см, определяют по формуле

где Fн1,с – площадь поперечного сечения первого или последующего прохода, мм².

Коэффициент формы провара должен быть не больше 2 мм, иначе появляются подрезы, но в то же время он не должен быть чрезмерно мал, так как швы получаются слишком глубокие и узкие, склонные к образованию кристаллизационных горячих трещин.

Определяем глубину провара h, мм, рассчитывают по формуле

. (32)

Расчет режимов сварки в углекислом газе, в аргоне.

Основные параметры режимов механизированных процессов дуговой сварки следующие: диаметр электродной проволоки – dэ, вылет электродной проволоки — lэ, скорость подачи электродной проволоки — Vп.п, сила тока – Iсв, напряжение дуги – Uд, скорость сварки – Vсв, удельный расход углекислого газа.

Полуавтоматическую сварку в углекислом газе выполняют короткой дугой на постоянном токе обратной полярности.

Расстояние от сопла горелки до изделия не должно превышать 22 мм. Стыковые швы в нижнем положении сваривают с наклоном электрода от поверхностной оси на 5…20º. Угловые соединения сваривают с таким же наклоном в направлении сварки и с наклоном поперек шва под углом 40…50º к горизонтали, смещая электрод на 1,00…1,15 мм от угла на горизонтальную полку.

Тонкий металл сваривают без колебательных движений, за исключением мест с повышенным зазором. Швы катетом 4…8 мм накладывают за один проход, перемещая электрод по вытянутой спирали. Корень стыкового шва заваривают возвратно = поступательно, следующей вытянутой спиралью, а последующие серповидными движениями.

Проволокой толщиной 0,8…1,2 мм сваривают металл во всех положениях, причем при вертикальных, горизонтальных и потолочных напряжение уменьшают до 17,0…18,5 В, а силу тока — на 10…20 %.

Стыковые швы металла толщиной до 2 мм, угловые швы катетом – 5 мм и корень стыковых швов большого сечения лучше сваривать сверху вниз. При сварке необходимо обеспечить защиту от сдувания газа и подсоса воздуха через зазор. Для уменьшения разбрызгивания в сварочную цепь можно последовательно включить дроссель.

Расчет параметров режимов производят в следующем порядке:

— определяют толщину свариваемого металла по чертежам;

— в зависимости от толщины свариваемого металла выбирают диаметр электродной проволоки (табл.9).

Зависимость диаметра электродной проволоки от толщины свариваемого металла

Выбор и расчет режима сварки

Любой сварщик знает, что такое режим сварки, но не каждый сможет сходу сказать, как его настроить. Это не удивительно, ведь режим сварки состоит из множества параметров, как основных, так и вспомогательных. При этом все они играют вполне определенную роль и от их правильной настройки во многом зависит качество сварного соединения.

Читать еще:  Видео натяжные потолки в два уровня своими руками

В этой статье мы научим вас делать правильный выбор и расчет режимов сварки, расскажем, какие правила нужно соблюдать, чтобы настроить аппарат. Уточним, что в данном материале мы будем говорить о режиме для ручной дуговой сварки (РДС), как наиболее простой и распространенной.

Параметры режима сварки

Выбор режима сварки начинается с параметров. Существуют основные и дополнительные. Несмотря на названия, все они важны и нужно уметь отдельно настраивать каждый параметр.

  • Значение сварочного тока.
  • Род тока (постоянный, переменный) и полярность тока (обратная, прямая).
  • Значение напряжения дуги.
  • Диаметр применяемого электрода.
  • Скорость сварки.
  • Количество проходов, за которые наплавляется шов.
  • Способ разделки кромок, их форма.
  • Качество подготовки металла под сварку.
  • Тип используемого электрода, марка, покрытие и т.д.
  • Положение сварки (горизонтальное, вертикальное, потолочное и пр.)
  • Угол сварки

Новички часто настраивают только основные параметры, совершенно забывая о дополнительных. Это большая ошибка. Любой опытный мастер подтвердит, что основные и дополнительные параметры взаимосвязаны и ими нельзя пренебрегать.

Приведем простой пример. Чтобы выбрать диаметр электрода, нам нужно узнать толщину металла, который нужно сварить, а также понять, какая форма разделки кромок будет использоваться. В интернете есть разные таблицы, упрощающие подбор режимов сварки, но вы должна не бездумно устанавливать значения из таблиц, а понимать суть.

Приведем еще один пример касаемо электродов. Помимо выше упомянутых критериев также важно понимать, в каком положении будет вестись сварка. Например, вам нужно сварить потолочный шов. Для этих целей сразу можно отмести электроды диаметром более 4 миллиметров. И это лишь одна ситуация из сотен возможных.

Расчет сварки

Чтобы понимать суть, неплохо было бы научиться рассчитывать режим сварки. Мы научим вас производить расчет режимов ручной дуговой сварки, поскольку эта статья посвящена именно РДС. Естественно, расчет для сварки полуавтоматом или любым другим методом будет другим. Но в рамках одной статьи невозможно раскрыть все способы расчета. Так что остановимся на РДС.

Сварочный ток

Сила сварочного тока — один из важнейших параметров. Ведь чем выше сила тока, тем быстрее металл нагревается и плавится. А высокая скорость плавления не всегда на руку, но об этом мы поговорим позже. Также при большой силе тока может образоваться перегрев электрода и детали, появятся прожоги.

Боясь совершить такие ошибки новички часто просто устанавливают минимальное значение силы тока, усложняя тем самым себе задачу. В итоге они получают не проваренные швы и нестабильное горение сварочной дуги. В худшем случае сварка просто прерывается, поскольку дуга погасает.

Если вы начинающий сварщик, можете воспользоваться таблицей снизу.

А для всех практикующих мастеров предлагаем использовать следующую формула расчета сварочного тока:

где К – коэффициент, dЭ – диаметр электрода, в миллиметрах.

Коэффициент («К») зависит от диаметра электрода («dЭ»). Чтобы узнать коэффициент посмотрите таблицу ниже:

Помимо силы важно правильно установить полярность и род тока. Здесь важно учитывать следующие особенности: если установить обратную полярность, то глубина сварки увеличится примерно на 30-40%. И наоборот, если использовать прямую полярность. Также происходит и при работе с постоянным током, глубина провара увеличивается примерно на 10-15%. А при переменном токе наоборот снижается.

Большинство опытных сварщиков устанавливают полярность и род тока по своему усмотрению. Они наблюдают за горением дуги, ее стабильностью. И исходя из этого уже выбирают данные значения.

Скорость сварки

Расчет скорости сварки необязательно проводить с помощью формул. Можно обратиться к нормативным документам, ГОСТам. В них прописана скорость сварки для каждого типа металла. На эти значения можно смело ориентироваться. Идеальным считается шов, который не имеет не проваренных участков или прожогов. Не должно быть наплывов. Также считается, что ширина качественного шва должна получиться в 2 раза больше, чем ширина используемого электрода.

Также не лишним станет понимание, что происходит с металлом при повышении или понижении скорости сварки. Если скорость слишком большая, то металл просто не нагреется до нужной температуры и швы получатся не проваренными. А значит, хрупкими и недолговечными. Ну а если скорость слишком маленькая, то металл будет сильно плавиться, образуются наплывы. Словом, стремитесь к золотой середине.

Диаметр электрода

С диаметром электрода все более-менее просто. Чем толще металл, тем больше диаметр электрода. Ниже таблица с примерными значениями.

Вместо заключения

Зная, что такое режим сварки, и понимая, как его настраивать вы уже существенно упрощаете себе работу. Ведь далее вам остается просто соблюсти технологию сварки и тогда вы гарантировано получите качественный шов. Отнеситесь серьезно к настройке режима, ведь малейшая ошибка может стоит вам не только потраченного времени, но и незаработанных денег.

Новички могут на первом этапе пользовать таблицами из интернета. Всем практикующим и опытным мастерам можем только посоветовать учиться самому настраивать сварочный аппарат и подбирать расходные материалы. Поделитесь своим опытом в комментариях, он будет полезен для наших читателей. Желаем удачи в работе!

Источники:

http://studopedia.ru/15_81844_raschet-i-vibor-rezhimov-svarki.html
http://megalektsii.ru/s41013t11.html
http://svarkaed.ru/svarka/obuchenie-svarke/vybor-i-raschet-rezhima-svarki.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector