Коэффициент наплавки для автоматической сварки



Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

Вы здесь

Основные показатели процесса дуговой сварки

Коэффициент расплавления

При сварке метала шов образуется вследствие расплавления присадочного и проплавления основного металла. Расплавление присадочного металла характеризуется коэффициентом расплавления

где αр, — коэффициент расплавления; Gр — масса расплавленного за время t электродного металла, г; t — время горения дуги, ч; I — сварочный ток, А.

Коэффициент расплавления зависит от состава проволоки и покрытия электрода, веса покрытия, а также рода и полярности тока.

Коэффициент потерь

Коэффициент характеризует потери металла электрода на разбрызгивание, испарение и окисление.

Ψ = (Gр — Gн / Gр) ּ 100%,

где ψ — коэффициент потерь; Gн — масса наплавленного металла, г; Gp — масса расплавленного металла, г.

Коэффициент потерь зависит не только от состава проволоки и ее покрытия, но также и от режима сварки и типа сварного соединения. Коэффициент потерь возрастает при увеличении плотности тока и длины дуги. Он несколько меньше при сварке втавр, с разделкой кромок, чем при наплавке.

Коэффициент наплавки

Для оценки процесса наплавки вводят понятие коэффициента наплавки:

где αн — коэффициент наплавки; Gн — масса наплавленного за время t металла, г (с учетом потерь).

Коэффициент наплавки зависит от рода и полярности тока, типа покрытия и состава проволоки, а также от пространственного положения, в котором выполняют сварку.

Зависимость величины сварочного тока от диаметра электрода

При ручной дуговой сварке сварочный ток и диаметр электрода связаны следующей зависимостью:

I = K ּ d,

где I— величина сварочного тока, А; К— коэффициент,зависящий от марки электрода (K = 40 ÷ 60; 40 — для легированных электродов, 60 — для углеродистых); d— диаметр электрода, мм.

Приведенная формула применима для электродов, имеющих диаметр 3—6 мм.

Зависимость между диаметром и величиной сварочного тока выражают так же следующей опытной формулой:

I = (m + n ּ d) ּ d,

где m=20; n = 6 (для ручной сварки стальными электродами).

Производительность процесса дуговой сварки

Производительность сварки определяется количеством наплавленного металла

G = αн ּ I ּ t,

где G — масса наплавленного металла, г.

Чем больше ток, тем выше производительность. Однако при значительном увеличении сварочного тока для применяемого диаметра электрода — последний может быстро нагреваться теплом Ленца — Джоуля, что резко понизит качество сварного шва, так как металл шва и зона сплавления основного металла будут перегреты. Необходимо отметить, что перегрев электрода увеличивает разбрызгивание металла.

Погонная энергия

Отношение эффективной тепловой мощности дуги (источника) qи к скорости перемещения дуги υ называется погонной энергией.

где υ — скорость перемещения дуги (скорость сварки ), см/с.

Погонная энергия — это количество тепла в калориях, введенное на единицу длины однопроходного шва или валика.

Полную тепловую мощность сварочной дуги приближенно считают равной тепловому эквиваленту ее электрической мощности

Q = 0,24Uд ּ I, кал/с,

где Uд — падение напряжения на дуге, В; I — величина сварочного тока, A; Q — тепловой эквивалент электрической мощности сварочной дуги, кал/с.

Количество тепла, введенное сварочной дугой в изделие в процессе его нагрева за единицу времени, называется эффективной тепловой мощностью сварочной дуги, которая является суммой тепловой энергии, выделяющейся в пятне дуги на изделии, вводимой в изделие при теплообмене со столбом дути и пятном на изделии и поступающей с каплями расплавленного флюса, электродного металла и покрытия:

qи = 0,24Uд ּ I ּ hи кал/с,

где qи — эффективная тепловая мощность сварочной дуги, кал/с; hи — эффективный к. п. д. процесса нагрева металла сварочной дугой.

hи = qи/0,24 ּ Uд ּ I.

Эффективным к. п. д. процесса нагрева металла сварочной дугой называется отношение количества введенного в металл тепла к тепловому эквиваленту электрической мощности дуги. Этот коэффициент характеризует эффективность процессов выделения тепла и теплообмена в дуговом промежутке по отношению к нагреву металла изделия и зависит в основном от способа сварки.

Читайте также:  Газовое пламя при газовой сварки

На рисунке приведен тепловой баланс тепла, выделяемый дугой, из которого видно, что более полно используется тепло дуги при автоматической сварке под флюсом. При увеличении длины дуги эффективный к. п. д. падает и возрастает с углублением дуги в ванну. При сварке металлическими электродами этот коэффициент мало зависит от рода, полярности и величины сварочного тока.

Тепловой баланс сварочной дуги при среднем для данного способа сварки режиме: а — ручная сварка покрытым электродом, б — автоматическая сварка под флюсом

Источник

Расчет режимов автоматической сварки под флюсом низкоуглеродистых сталей

Расчет режимов сварки производится всегда для конкретного случая, когда известен тип соединения и толщина свариваемого металла, марка проволоки, флюса и способа защиты сварочной ванны от воздуха и другие данные по шву. Поэтому до начала расчетов следует установить по ГОСТ8713-79 или по чертежу конструктивные элементы заданного сварного соединения и по известной методике определить площадь сварного шва.

При этом необходимо учитывать, что максимальное сечение однопроходного шва, выполненное автоматом, не должно превышать 100мм 2 . Последовательность расчета технологических параметров режимов автоматической сварки низкоуглеродистых сталей следующая.

1. Устанавливают требуемую глубину проплавления hm, мм. При односторонней сварке она равна толщине S металла hm = S, а при двусторонней и угловой сварке hm = 0,6S .

2. Определяют диаметр электродной проволоки

Диаметр электродной проволоки dэ желательно выбирать таким, чтобы он обеспечил максимальную производительность сварки (наплавки) при требуемой глубине проплавления. В большинстве случаев его выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла (табл.6.1).

Таблица 6.1- Значения диаметра электродной проволоки в зависимости от толщины свариваемого металла

S,мм 0,8 … 1 1,2 … 2 ..3 3 … 5 6 … 8
dэ,мм 0,5…0,8 0,8 … 1 1,2 . 1,6 1,6 … 2 1,6 … 2

3. Определяют силу сварочного тока

Силу сварочного тока (А) определяют из выражения:

где k — коэффициент, зависящий от рода тока и полярности, диаметра электрода, а также марки флюса (по данным Института электросварки им. Е.О. Патона к=1,1 мм /100А).

4.Назначают напряжение на дуге.

Напряжение сварки определяют в зависимости от силы тока (Табл.6.2)

Таблица 6.2-Зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока (флюс АН-348А)

Сила сварочного тока, А 180-300 300-400 500-600 600-700 700-850 850-1000
Напряжение дуги, В 32-34 34-36 36-40 38-40 40-42 41-43

5. Определяется коэффициент формы провара ψпр. Значение коэффициент формы провара ψ пр определяется по графику (рис.6.2) в зависимости от силы тока, напряжения и диаметра электродной проволоки

Рис.6.2. Зависимость коэффициента формы провара от напряжения на дуге для проволоки диаметром d=2.

6. Определяют коэффициент формы валика ψ в. Для швов, выполненных автоматической сваркой, ψ в = 5 — 8.

7. Определяют геометрические параметры сварного шва.

За основу принимаются три размера: глубина проплавления – h, мм; ширина шва – B, мм и выпуклость шва – g, мм. Ширина шва B определяется из формулы yпр= B / h . Выпуклость шва q определяют из формулы yв= B / q.

8.Определяется площадь сечения наплавленного металла.

Площадь наплавленного металла можно определить по опытной формуле Fн.м = 0,751 *B*g, мм 2

9. Определяется масса наплавленного металла. Массу наплавленного металла определяют по формуле

Gн.м = Fн.мLg, где Gн.м – масса наплавленного металла, г; Fн.м – площадь наплавленного шва; L – длина сварных швов на изделии, см;  – плотность металла, равная 7,8 г/см 3 .

10.Расход сварочной проволоки, определяется по формуле

,

гдеGH – масса наплавленного металла, г; Ψ -коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание, принимается равным 0,02 ÷ 0,03.

11. Определяют коэффициент расплавления электродной проволоки. Коэффициент расплавления электродной проволоки сплошного сечения при сварке под флюсом определяется по формулам:

а) для переменного тока

б) для постоянного тока прямой полярности

в) для постоянного тока обратной полярности αР= 10 ÷ 12 г/А·ч

где dПР – диаметр проволоки, мм.

Читайте также:  Как проверить прикуриватель на работоспособность мультиметром

12.Определяется коэффициент наплавки αН.

Коэффициент наплавки определяется из формулы

αН = αР·(1-Ψ).

13. Скорость перемещения дуги

14. Определяют скорость подачи электродной проволоки.

Скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по формуле

Vп.п= arIсв Fэл.прg,м/ч,

где  – коэффициент расплавления электродной проволоки, г/А  ч; Iсв – сварочный ток; Fэл.пр – площадь поперечного сеченияэлектродной проволоки;  – плотность металла (для стали  =7,8 г/см 3 ). Коэффициент расплавления электродной проволоки можно приближенно принять равным коэффициенту наплавки, т.е. 14 …16 г/А  ч.

15. Производительность сварки

16. Расход флюса, г/пог.м, определяется по формуле

Толщина слоя флюса зависит от силы сварочного тока и определяется по таблице 6.3.

Таблица 6.3-Зависимость толщина слоя флюса от силы сварочного тока
Cварочный ток, А 200-400 400-800 800-1200
Толщина слоя флюса, мм 25-35 35-45 45-60

17. Время горения дуги, ч, определяется по формуле

18. Полное время сварки, ч, определяется по формуле

где kП – коэффициент использования сварочного поста принимается равным 0,6 ÷ 0,7.

19. Расход электроэнергии, кВт· ч, определяется по формуле

где UД– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания: при постоянном токе 0,6÷0,7 , при переменном 0,8÷ 0,9; WO– мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт·ч (на постоянном токе 2,0÷ 3,0 кВт, на переменном – 0,2÷ 0,4 кВт).

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ — конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источник

Расчет режимов автоматической сварки под слоем флюса

РАСЧЕТ РЕЖИМОВ МЕХАНИЗИРОВАНЫХ СПОСОБОВ

СВАРКИ

Для определения режимов сварки стыковых и угловых швов с различной разделкой кромок при решении инженерных задач необходимо соблюдать последовательность расчета. В настоящее время существуют различные варианты расчета сварочных режимов. В рассматриваемом случае предложен упрощенный расчет, который позволяет получить значения близкие к используемым в производстве. Предложенный расчет распространяется на способы сварки под слоем флюса, в среде защитных газов, как плавящимся, так и неплавящимся электродом, электрошлаковой сварки для любых толщи и разделок кромок. Значения режимов, полученные расчетным путем, сравниваются с рекомендуемыми литературой, после чего назначаются технологические режимы.

Расчет режимов автоматической сварки под слоем флюса

Расчёт режимов сварных швов подразделяется на расчёт однопроходных и многопроходных швов.

Однопроходные швы выполняются при малой толщине изделия чаще без разделки кромок. Они могут выполняться как на весу, так и на подкладных устройствах. Однопроходные швы бывают односторонними и двухсторонними.

При сварке односторонних швов на весу АФ (тип соединения С47 ГОСТ8713-79) толщина металла не превышает 12 мм (рис. 9.1), что определяется возможностью источника нагрева (в рассматриваемом случае сварочной дуги).

В зависимости от толщины свариваемых элементов S задаются значения ширины шва еш (табл. 9.1).

Значения ширины шва еШ от толщины свариваемых элементов S

Рис. 9.1. Схема стыкового соединения

Глубина проплавления при этом в соответствии с ГОСТ 8713-79 составляет hпр ≤ 0,7 S.

При использовании подкладных устройств, таких как флюсовые подушки АФф, флюсомедные подкладки АФмили медные ползуны АФп в соединениях С4(рис. 9.2), ширина шва еш также зависит от толщины свариваемых элементов (табл.9.2).

Зависимость ширины шва от толщины свариваемых элементов

Рис. 9.2. Схема сварки на подкладке

Глубина проплавления hпр для такого соединения равна hпр = 1,2 S.

Толщина металла при сварке двухсторонних однопроходных швов АФ может быть в два раза больше, чем для предыдущих типов соединений и достигать 20 мм.

Читайте также:  Измерение сопротивления обмоток постоянному току измерительных трансформаторов

На рис. 9.3 показано соединение С7. Взаимосвязь между толщиной свариваемых элементов S и шириной шва еш представлена в таблице 9.3.

Рис. 9.3. Двухсторонний шов

Взаимосвязь между толщиной и шириной шва

Глубина проплавления hпр при этом, как и в соединении С47 составляет hпр ≤ 0,7 S.

По глубине проплавления для рассматриваемых типов соединений определяется предварительное значение величины сварочного тока Iсв п.

где Кп – коэффициент, зависящий от конкретных условий сварки (табл. 9.4).

Значение коэффициента КП

Марка флюса Диаметр электрода мм Коэффициент Кп, мм•100А -1
При сварке на переменном токе При сварке на постоянном токе прямой полярности При сварке на постоянном токе обратной полярности
ОСЦ-45 1,3 1,15 1,05 0,95 0,9 1,15 0,95 0,85 0,75 — 1,45 1,3 1,15 1,1 —
АН-348А ФЦ-16 1,25 1,1 1,0 0,95 0,9 1,15 0,95 0,9 0,85 — 1,4 1,25 1,1 1,05 —

По найденному значению тока и назначенному диаметру электродной проволоки рассчитывается напряжение дуги:

После этого производится уточненный расчёт величины сварочного тока, а затем вновь напряжения по формуле (9.2) и остальных параметров режима сварки:

Здесь Fн – площадь наплавленного металла; dн – коэффициент наплавки ориентировочно равный 15…20, (г/А∙ч); ρ – плотность металла 7,8 (г/см 3 ).

Скорость подачи электродной проволоки равна

Диаметр электродной проволоки, входящий в выражения (9.2; 9.3) и (9.6) для сварки под флюсом находится в пределах 2…6 мм. Наиболее часто используется диаметр 3, 4 и 5 мм. Для обеспечения надёжного перекрытия первого шва вторым (с обратной стороны) значение сварочного тока и напряжения могут быть увеличены на 10…20%.

Расчёт режимов сварки многопроходных стыковых соединений с разделкой кромок.Расчёт режимов проводится в два этапа. Первый этап предусматривает расчёт режимов корневого валика. Второй этап – расчёт режимов заполняющих валиков. Сварка корневого валика может выполняться как на весу, так и подкладных устройствах. Глубина проплавления hпр выбирается по аналогии со сваркой односторонних швов, при этом притупление С приравнивается к толщине свариваемых элементов S при односторонней сварке.

Ширина первого валика, если он накладывается со стороны разделки, зависит от угла раскрытия кромок и ориентировочно равна – еш= (2…4мм). Если первый (корневой) валик накладывается с противоположной стороны разделки, то еш выбирается из таблице 9.3 при условии С = S .

Глубина проплавления заполняющих валиков должна обеспечивать перекрытие предыдущих на 2…4 мм, а площадь наплавленного металла должна составлять 30…50 мм 2 , что обеспечивается значением сварочного тока в 1,5…2 раза большим чем при выполнении корневого валика.

Преобразовав формулу (9.5) получим значение тока для заполняющих валиков

Обеспечение требуемой площади наплавленного металла при минимальной глубине проплавления (2…4 мм) сварку заполняющих валиков необходимо вести на спуск, электродом наклонённым углом вперёд, колеблющимся электродом и т. д. Скорость сварки заполняющих валиков из технологических соображений, как правило, равна скорости сварки корневого валика.

Напряжение на дуге и скорость подачи электродной проволоки рассчитывается по выражениям (9.2) и (9.6).

Если толщина свариваемых элементов большая и раскрытие кромок превосходит допустимую ширину заполняющего валика, то наложение валиков осуществляют не послойно, а с раскладкой (рис. 9.4).

Рис.9.4. Заполнение разделки; 1 – валик первый (корневой); 2 – заполняющий валик, заваренный послойно; 3 – заполняющие валики, заваренные с раскладкой

При наложении валиков с раскладкой каждый последующий должен перекрывать предыдущий на 1/3 ширины.

Количество валиков n определяется по выражению:

где FНМ – площадь поперечного сечения наплавленного металла, определяемая как сумма геометрических элементов разделки и площади выпуклости шва Fв; F1 – площадь наплавки первого прохода (при проварке корня шва); Fn – площадь наплавки последующих проходов.

Для определения величины Fнн при различных значениях параметров разделки кромок в приложении 1 представлены соответствующие формулы.

Источник

Оцените статью
toolgir.ru
Adblock
detector