Расчет режимов сварки неплавящимся электродом

Обновлено: 09.05.2024

При сварке и наплавке под флюсом, для более глубокого проплавления, рекомендуется использовать высокие значения плотности тока в электродной проволоке (а ≥40 ÷ 50 А/мм 2 ), а при наплавке для снижения глубины проплавления принимается а≤ 30 ÷ 40 А/мм 2 . Диаметр электродной проволоки желательно выбирать таким, чтобы он обеспечил максимальную производительность сварки (наплавки) при требуемой глубине проплавления. Зависимость силы сварочного тока и его плотности на глубину проплавления приведена в табл. 10 приложения. Зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока (флюс АН-348А) следующая:

Наплавку рекомендуется выполнять при постоянном токе прямой полярности. Вылет электродной проволоки принимается 30 ÷ 60 мм, при этом более высокие его значения соответствуют большему диаметру проволоки и силе тока. Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле:

где d_ПР – диаметр проволоки, мм; ρ – плотность металла электродной проволоки, г/см 3 (для стали ρ =7,8 г/см 3 ).

Коэффициент расплавления проволоки сплошного сечения при сварке под флюсом определяется по формулам:

для переменного тока:

для постоянного тока прямой полярности:

для постоянного тока обратной полярности

α_Р= 10 ÷ 12 г/Ач

Скорость сварки, м/ч, рассчитывается по формуле:

где α_Н - коэффициент наплавки, г/А ч; α_Н = α_Р(1-Ψ), где Ψ - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание, принимается равным 0,02 ÷ 0,03.

При наплавке под флюсомF_B - площадь поперечного сечения одного валика, см 2 , укладываемого за один проходможно принять равной 0,3 ÷ 0,6 см 2 .

Масса наплавленного металла, г, определяется по формуле:

где V_Н - объем наплавленного металла, см 3 .

Объем наплавленного металла, см 3 , определяется из выражения

где F_н – площадь наплавленной поверхности, см 2 ; h – высота наплавленного слоя, см.

Расход сварочной проволоки, г, определяется по формуле

де G_H – масса наплавленного металла, г; Ψ – коэффициент потерь.

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

Время горения дуги, ч, определяется по формуле

Полное время сварки, ч, определяется по формуле

де k_П – коэффициент использования сварочного поста принимается равным 0,6 ÷ 0,7.

Расход электроэнергии, кВт ч, определяется по формуле

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

Марки флюса приведены в табл. 5.3.

Толщина слоя флюса зависит от силы сварочного тока:

Cварочный ток, А	200-400	400-800	800-1200
Толщина слоя флюса, мм	25-35	35-45	45-60

Технические характеристики аппаратов для автоматической сварки (наплавки) под флюсом приведены табл.6 приложения.

6.1. Расчет режимов ручной дуговой сварки (наплавки)

При ручной дуговой сварке (наплавке) к параметрам режима сварки относятся сила сварочного тока, напряжение, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока, полярность и др.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла, типа сварного соединения и положения шва в пространстве.

При выборе диаметра электрода для сварки можно использовать следующие ориентировочные данные:

В многослойных стыковых швах первый слой выполняют электродом 3–4 мм, последующие слои выполняют электродами большего диаметра.

Сварку в вертикальном положении проводят с применением электродов диаметром не более 5 мм. Потолочные швы выполняют электродами диаметром до 4 мм.

При наплавке изношенной поверхности должна быть компенсирована толщина изношенного слоя плюс 1–1,5 мм на обработку поверхности после наплавки.

Сила сварочного тока, А, рассчитывается по формуле:

где К – коэффициент, равный 25–60 А/мм; d_Э – диаметр электрода, мм.

Коэффициент К в зависимости от диаметра электрода d_Э принимается равным по следующей таблице:

Силу сварочного тока, рассчитанную по этой формуле, следует откорректировать с учетом толщины свариваемых элементов, типа соединения и положения шва в пространстве.

Если толщина металла S ≥ 3d_Э, то значениеI_СВ следует увеличить на 10–15%. Если же S ≤ 1,5d_Э, то сварочный ток уменьшают на 10–15%. При сварке угловых швов и наплавке, значение тока должно быть повышено на 10–15%. При сварке в вертикальном или потолочном положении значение сварочного тока должно быть уменьшено на 10–15%.

Для большинства марок электродов, используемых при сварке углеродистых и легированных конструкционных сталей, напряжение дуги U_Д= 22 ÷ 28 В.

Расчет скорости сварки, м/ч, производится по формуле:

где α_Н – коэффициент наплавки, г/А ч (принимают из характеристики выбранного электрода по табл. 9 приложения); F_ШВ – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного слоя валика при многослойном шве), см 2 ; ρ – плотность металла электрода, г/см 3 (для стали ρ =7,8 г/см 3 ).

Масса наплавленного металла, г, для ручной дуговой сварки рассчитывается по формуле:

где l – длина шва, см; ρ – плотность наплавленного металла (для стали ρ=7,8 г/см 3 ).

Расчет массы наплавленного металла, г, при ручной дуговой наплавке производится по формуле:

где F_НП – площадь наплавляемой поверхности, см 2 ; h_Н – требуемая высота наплавляемого слоя, см.

Время горения дуги, ч, (основное время) определяется по формуле:

Полное время сварки (наплавки), ч, приближенно определяется по формуле:

где t_O – время горения дуги (основное время),ч; k_П – коэффициент использования сварочного поста, который принимается для ручной сварки 0,5 ÷ 0,55.

Расход электродов, кг, для ручной дуговой сварки (наплавки) определяется по формуле:

где k_Э – коэффициент, учитывающий расход электродов на 1 кг наплавленного металла (табл. 9 приложения).

Расход электроэнергии, кВт ч, определяется по формуле:

где U_Д– напряжение дуги, В; η– КПД источника питания сварочной дуги; W_O–мощность, расходуемая источником питания сварочной дуги при холостом ходе, кВт; Т– полное время сварки или наплавки, ч.

Значения η источника питания сварочной дуги и W_O можно принять по таблице:

Выбор и обоснование источника питания сварочной дуги может быть осуществлен по табл. 1–5 приложения.

6.3. Расчет режимов сварки (наплавки) под флюсом проволокой сплошного сечения

Аргонодуговая сварка

Расчет режимов аргонодуговой сварки неплавящимся электродом алюминия при заданных разделке кромок, толщины свариваемых пластин и скорости сварки. Распространение тепла в пластинах, необходимый подогрев при определенной скорости охлаждения металла.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	17.01.2014
Размер файла	486,0 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Расчет режимов аргонодуговой сварки

Определим площадь поперечного сечения шва:

Определим теплосодержание расплавленного металла:

Где - начальная температура металла;

- температура перегрева металла в сварочной ванне, обычно принимают:

Рассчитаем полезную мощность - мощность, затрачиваемую дугой на проплавление изделия:

1) При скорости сварки =10 = 0,28

Рассчитаем эффективную мощность дуги:

Примем [1, стр. 117], тогда ток дуги составит:

2) При скорости сварки =20 = 0,56

тогда ток дуги составит:

2. Определение ширины зоны, нагретой выше заданной температуры

Воспользуемся схемой мощного быстродействующего источника теплоты.

Заданные температуры:

где b-коэффициент температуроотдачи,

коэффициент поверхностной теплоотдачи, ,

Для определения ширины зоны, нагретой выше заданной температуры запишем формулу в виде квадратного уравнения:

Определим корни уравнения:

3. Определение максимальной температуры, которая достигается на расстоянии L=у от оси шва

Значения L:

1) При L=1 см;

2) При L=2 см;

3) При L=3 см.

Т.к. при L=3 см получилось отрицательное значение, следовательно на этом расстоянии .

4. Определение мгновенной скорости охлаждения металла

При температурах:

2) Т=/3=660/3=220.

[1, стр. 156]

1) Т==660

2) Т=/3=220

5. Определение температуру подогрева , обеспечивающую снижение скорости охлаждения

1) в 1,2 раза для ;

2) в 2 раза для ;

в 1,2 раза для , следовательно скорость охлаждения будет:

При Т=660

в 2 раза для , следовательно скорость охлаждения будет:

6. Расчет длительности нагрева выше температуры Т точек околошовной зоны, лежащих на границе проплавления ()

1) Т=0,7;

[1, стр. 158],

1) Т=0,7

2) Т=0,5

Заключение

В расчётно-графической работе проведен расчет параметров для сварки алюминиевых пластин встык, определены мгновенные скорости охлаждения при заданных температурах, рассчитаны температуры подогрева для обеспечения оптимальной скорости охлаждения. В процессе выполнения работы была использована схема мощного быстродвижущегося источника теплоты.

Литература

аргонодуговой сварка алюминий скорость

2 Петров Г.Л., Тумарев А.С. Теория сварочных процессов (с основами физической химии). Учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. М., «Высш. школа», 1977.

Подобные документы

Общая характеристика видов сварки металла: электрошлаковая, высокочастотная, ультразвуковая. Знакомство с основными особенностями ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Анализ схемы выполнения прихваток. Рассмотрение форм сварочной ванны.

презентация [10,2 M], добавлен 31.01.2015

Режимы аргонодуговой сварки листов. Определение ширины зоны, нагретой выше заданной температуры с использованием схемы мощного быстродвижущегося источника теплоты. Мгновенная скорость охлаждения металла, расчет температуры подогрева для ее снижения.

реферат [711,0 K], добавлен 02.02.2014

Характеристика и область применения алюминия марки АД1. Выбор сварочной проволоки, полуавтомата для сварки металла и защитного газа. Мероприятия по технике безопасности и охране труда при полуавтоматической сварке неплавящимся электродом в среде аргона.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.06.2014

Обоснование выбора расчетной схемы температурного поля при использовании электродуговой сварки. Расчет распределения температур вдоль оси шва и на некотором удалении от нее. Расчет мгновенной скорости охлаждения металла шва и размеров сварочной ванны.

курсовая работа [282,3 K], добавлен 13.12.2014

Химический состав, механические, физические и технологические свойства сплава ВТ20 и его свариваемость. Виды сварки титановых сплавов и их характеристика. Ручная аргонодуговая сварка плавящимся и неплавящемся электродом. Сварка в контролируемой атмосфере.

курсовая работа [974,3 K], добавлен 29.11.2011

Сущность понятия "сварка". Механическая, термическая, электродуговая сварка. Сварка неплавящимся и плавящим электродом. Перечень основных достоинств лазерной сварки. Технология роботизированной сварки, характеристика основных преимуществ применения.

реферат [10,2 K], добавлен 11.11.2011

Химический состав стали 10ХСНД. Механические свойства металла шва. Расчет режимов ручной дуговой сварки. Параметры сварки в углекислом газе плавящимся электродом. Оценка экономической эффективности вариантов технологии, затраты на электроэнергию.

Читайте также: