Скорость подачи сварочной проволоки

Обновлено: 18.05.2024

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.

Режимы полуавтоматической сварки

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов считается востребованным методом, которые обладает простой технологией. Он подходит для обработки разных металлов, при помощи него можно получить прочное и качественное сварное соединение, которое способно прослужить длительное время.

Существуют разные режимы сварки полуавтоматом в среде защитных газов, и чтобы их подобрать, была создана специальная таблица с отображением требуемых параметров. И перед тем как приступать к сварочному процессу требуется рассмотреть его основные особенности, потому что они будут оказывать влияние на итоговый результат.

Суть полуавтоматической сварки

Перед тем как рассмотреть основные режимы полуавтоматической сварки стоит разобраться, что представляет собой данная технология. Во время проведения процесса проволока подается с определенной скоростью. Она синхронизирована со скоростными показателями ее плавления.

Главная отличительная сторона полуавтоматических приборов состоит в том, что они работают в среде защитных газов. Сварочная технология может производиться инертной среде (аргон) и активной среде (углекислый газ). В первой ситуации процесс называется MIG (metal inert gas), а во втором - MAG (metal active gas).

Газовые смеси обеспечивают изолирование области нагревания и плавления от оксидов из воздуха. Они подаются через канал, который находится на рукаве вместе с трубкой. Рукав соединяет корпус сварочного полуавтоматического оборудования с горелкой. А вот регулирование всех процессов производится кнопкой «Пуск/Стоп», которая находится на горелке.

Стоит отметить! Если сравнивать полуавтоматическую сварку с оборудованием для ручной технологии, покрытой электродами, то она дополняется электрическим механизмом для подачи сварочной проволоки и газобаллонной аппаратурой. Именно это повышает производительность процесса и улучшает качество сварных соединений.

Основные параметры

Чтобы точно выбрать режимы полуавтоматической сварки стоит понимать из чего они должны состоять. Существуют определенные критерии и настройки сварочного оборудования, зная которые сварщик сможет провести все правильно.

Диаметр и марка проволоки

Перед тем как приступать к работам стоит разобраться с тем, какой должен быть правильный диаметр проволоки. Его показатель колеблется от 0,5 до 3 мм. Расчет режимов сварки в защитных газах обязательно должен проводиться с учетом этого показателя.

Но все же чтобы подобрать правильный диаметр проволоки стоит учитывать следующие нюансы:

Диаметр присадочного материала стоит подбирать в соответствии с толщиной свариваемого металлического изделия.
Стоит учитывать, что каждый диаметр имеет определенные характеристики. К примеру, во время использования проволоки с небольшим диаметром многие сварщики отмечают, что наблюдается устойчивое горение дуги и небольшое разбрызгивание металла.
При применении проволоки с большим диаметром всегда необходимо повышать силу тока.
Важно учитывать марку используемой проволоки. А именно металл, из которого выполнена проволока, а также компоненты, входящих в состав.
Для сваривания изделий из низкоуглеродистой или низколегированной стали стоит применять проволоки с добавлением раскислителей. В состав должны входить такие компоненты, как кремний и марганец.
Для обработки легированной или высоколегированной стали в среде защитных газов стоит применять проволоку, выполненную из того же металла, что и деталь, которая будет подвергаться свариванию.

Какой бы ни был использован режим газовой сварки, стоит подобрать необходимый диаметр присадочной проволоки. Это влияет на прочность соединения.

Сила, полярность и род сварочного тока

Параметры сварки полуавтомат включают правильную настройку тока, который применяется во время сваривания и обработки металлических изделий. В стандартном полуавтоматическом приборе можно самостоятельно отрегулировать показатели силы, полярности и рода сварочного тока. Но все же каждый обладает определенными критериями.

К примеру, если повысить показатели силы тока, то при проведении сварочного процесса повысится глубина провара. Сила тока увеличивается в соответствии с диаметром электрода. Кроме этого не стоит забывать про особенности металла, который применяется для сваривания.

Обязательно нужно учитывать свойства полярности и рода тока. Обычно полуавтоматический сварочный процесс осуществляется с применением защитных газов, но при этом требуется подобрать необходимые показатели постоянного тока и обратной полярности. Прямая полярность применяется в редких случаях, данные параметры сварки полуавтоматом не способны предоставить стойкое горение дуги, они ухудшают сварное соединение. Однако имеются исключения, переменный ток часто используют при работе с изделиями из алюминия.

Многие неопытные сварщики часто забывают про важный параметр - напряжение сварочной дуги. А ведь этот показатель оказывает основное влияние на степень глубины провара металла и габариты сварного шва. Не нужно устанавливать слишком высокое напряжение, это приведет к тому, что во время сварочного процесса расплавленный металл будет сильно разбрызгиваться, а в соединении появятся поры. Газовые смеси мне смогут в достаточной мере обеспечить защиту сварочной ванны. Если вы хотите правильно настроить напряжение дуги стоит ориентироваться на показатели силы тока.

Скоростные показатели подачи проволоки

Выполняя расчет режима сварки в углекислом газе, стоит учесть скорость подачи проволоки. Этот показатель оказывает огромное влияние на сварочный шов.

К главным особенностям скорости полуавтоматического сварочного процесса относятся:

скоростные показатели подачи проволоки регулируются в соответствии с ГОСТами;
этот показатель можно подобрать самостоятельно, но при этом стоит опираться на особенности металлической структуры, ее толщину;
толстый металл требуется варить быстрее, а соединение должно быть тонким;
при осуществлении сварки не стоит придаваться спешке, иначе электрод выйдет из области защитных газовых смесей, и это приведет к его окислению под воздействием кислорода;
слишком медленная скорость приводит к тому, что в итоге образуется непрочный шов с пористой структурой.

Отходящие газы

Режимы сварки полуавтоматом предполагают использование газовых смесей, которые обеспечивают максимальную защиту сварочной зоны от окисления кислородом. Технология указывает, что могут применять разные газы. Но на практике часто применяется углекислый газ по ГОСТу 8050-85. К основному критерию выбора данного продукта относится его низкая стоимость и доступность. Он поставляется в баллонах.

Обязательно нужно знать какое давление в углекислотном баллоне для сварки. Показатель рабочего давления составляет 60-70 кгс/см2. На поверхности присутствует надпись с желтой окраской «Углекислота».

Какое давление углекислоты должно быть при сварке полуавтоматом можно узнать из таблицы ниже:

Также рабочее давление углекислоты при сварке полуавтоматом можно найти в специальной документации и в ГОСТах сварочных полуавтоматических приборов, которые предназначены для сварки с использованием защитных газовых смесей.

Помимо углекислоты для сварки полуавтоматом применяются другие газовые смеси, которые обладают характерными особенностями:

аргон. Он используется достаточно часто. Но все же его в основном применяют при проведении аргонодугового сварочного процесса. Он является инертным газом, поэтому подходит для сваривания химически активных и тугоплавких металлов;
гелий. Это инертный газ, который часто используется при проведении полуавтоматической сварочной технологии. Он обеспечивает получение прочных и широких сварных швов;
различные смеси из аргона, гелия и углекислоты.

Особенности наклона электрода

Рассматривая режимы полуавтоматической сварки среде защитных газов, стоит изучить важные критерии угла наклона электрода. Частое нарушение, которое совершают новички - это удерживание электрода при сварке так, как они хотят. Но это считается грубейшей ошибкой.

Важно! Угол наклона электрода оказывает огромное влияние на глубину провара металлической структуры. Также от этого показателя зависит качество полученного сварного соединения.

Существует два вида наклона электрода - углом назад и углом вперед. При этом каждое положение обладает положительными и негативными особенностями. Во время сваривания углом вперед электрод ведется под углом от 30 ° до 60 °. При соблюдении этого положения стоит быть готовым к тому, что расплавленная обмазка будет сверху образовывать покрытие из шлака.

При положении вперед электрод движется после сварочной ванночки, он ее защищает от проникновения вредных газовых смесей. Определенное количество шлака, попадающее впереди соединения, будет откладываться с двух сторон стыка. Если будет выделяться много шлака, то наклон уменьшается.

При удерживании электрода углом назад сварочная зона видна хуже, зато намного лучше прослеживается состояние кромок. Также наблюдается небольшая глубина провара.

Обратите внимание! Для тонких металлов рекомендуется удерживать электродом под наклоном вперед, это положение считается наиболее подходящим. А вот углом назад можно сваривать металлические изделия с любой толщиной.

Таблицы

Чтобы правильно выбрать и установить режимы полуавтоматической сварки в углекислом газе стоит внимательно рассмотреть все важные параметры технологии. Особенно это относится к новичкам, потому что опытные мастера способны с ходу определить правильные режимы сварки в углекислом газе. А вот для начинающих были разработаны специальные таблицы с содержанием основных критериев полуавтоматических сварных работ.

Ниже имеется таблица настройки полуавтомата для сварки. Ее стоит применять для стыкового шва в нижнем пространственном положении и для сварочной технологии изделий низколегированного и низкоуглеродистого металла. Важное условие сварки - использование защитного газа и тока с обратной полярностью.

Таблица режимов сварки полуавтоматом с параметрами, которые подходят для поворотно-стыковых швов. Во время сварочного процесса рекомендуется использовать различные защитные газовые смеси.

Сварочная таблица для полуавтомата с параметрами, которые подходят для образования нахлесточного соединения. Во время сварки применяется защитный газ и ток с обратной полярностью.

Ниже в таблице имеются рекомендуемые настройки, которые стоит использовать при проведении сваривания изделий из углеродистой стали в вертикальном положении в пространстве. Во время технологии используется ток с обратной полярностью, смеси из защитных газов.

Таблица сварочных токов и других важных параметров для полуавтомата с подходящими режимами сварочного процесса с использование углекислого газа методом «точка». Ее рекомендуется использовать при работе с углеродистыми сталями.

Главные особенности полуавтоматической сварки

Важно знать не только режимы газовой сварки и их правильный выбор, но и основные особенности проведения сваривания изделий из нержавеющей стали при помощи полуавтоматического оборудования. От этого будет зависеть итоговый результат и прочность соединений.

Среди главных особенностей полуавтоматического сваривания элементов из нержавейки можно выделить:

При проведении сварки рекомендуется использовать ток с обратной полярностью.
Электроды должны удерживаться с соблюдением угла наклона. Если не будут выполняться основные правила, к примеру, если электрод будет больше отклоняться вперед, то соединение будет широким, а глубина проваривания небольшой. Этот способ наклона стоит использовать для тонких металлов.
Самый большой вылет проволоки должен быть не больше 12 мм.
Давление углекислоты при сварке нержавейки полуавтоматом должно быть такое же, как и при сваривании других металлов. Рабочий расход должен быть не больше 12 м3 в минуту, но не меньше 6 м3 в минуту. Если не будут соблюдаться данные условия, то качество шва сильно ухудшится.
При сварке обязательно нужно использовать осушитель. В качестве него применяется медный купорос, который предварительно прогревается при 200 градусов на протяжении 20 минут.
Чтобы защититься от брызг раскаленного расплавленного металла рекомендуется использовать водные растворы с содержанием мела.
Если вы хотите получить отличное соединение при сварке электродом стоит водить плавно, без колебаний.
При сваривании от края обрабатываемого изделия стоит отступать не меньше 5 см.

Плюсы и минусы

Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов имеет положительные и негативные качества. Среди плюсов стоит выделить:

технология обладает высокой производительностью;
она позволяет получить отличное сварное соединение. Правильная регулировка сварочного полуавтомата обеспечивает рациональный ввод легирующих элементов и раскислителей через проволоку;
не требуется применять флюсы и покрытия. Это значит, что нет необходимости очищать сварную зону от шлака;
высокая эффективность;
подходит для работы с разными сталями и металлами.

Но имеются некоторые минусы:

аппаратура обладает сложным устройством, для ее настройки требуется иметь навыки и знания;
требуется защита при работе на открытых площадках;
дополнительные затраты на защиту для глаз.

Проведение полуавтоматической сварочной технологии требует соблюдения важных режимов, от которых зависит качество и прочность соединения. Каждый сварщик должен знать диаметр проволоки, силу тока, полярность, виды защитных газов, а также какое давление углекислого газа должно применяться при сварке полуавтоматом. Для облегчения задачи были разработаны специальные таблицы с точными параметрами сварки полуавтоматом.

Интересное видео

Выбор параметров режима

Сварку обычно выполняют на постоянном токе обратной полярности. Иногда возможна сварка на переменном токе. При прямой полярности скорость расплавления в 1,4-1,6 раз выше, чем при обратной, однако дуга горит менее стабильно, с интенсивным разбрызгиванием.

Диаметр электродной проволоки

Выбирают в пределах 0,5-3,0 мм в зависимости от толщины свариваемого материала и положения шва в пространстве. Чем меньше диаметр проволоки, тем устойчивее горение дуги, больше глубина проплавления и коэффициент наплавки, меньше разбрызгивание.

Больший диаметр проволоки требует увеличения сварочного тока.

Сварочный ток

Устанавливают в зависимости от диаметра электрода и толщины свариваемого металла. Сила тока определяет глубину проплавления и производительность процесса в целом. Ток регулируют скоростью подачи сварочной проволоки.

Напряжение на дуге

С ростом напряжения на дуге глубина проплавления уменьшается, а ширина шва и разбрызгивание увеличиваются. Ухудшается газовая защита, образуются поры. Напряжение на дуге устанавливают в зависимости от выбранного сварочного тока и регулируют положением вольт-амперной характеристики, изменяя напряжение холостого хода источника питания.

Скорость подачи электродной проволоки

Связана со сварочным током. Устанавливают с таким расчетом, чтобы процесс сварки происходил стабильно, без коротких замыканий и обрывов дуги

Скорость сварки

Устанавливают в зависимости от толщины свариваемого металла с учетом качественного формирования шва. Металл большой толщины лучше сваривать узкими швами на высокой скорости.

Медленная сварка способствует разрастанию сварочной ванны и повышает вероятность образования пор в металле шва.

При чрезмерной скорости сварки могут окислиться конец проволоки и металл шва.

Расход защитного газа

Определяют в зависимости от диаметра проволоки и силы сварочног о тока. Для улучшения газовой защиты увеличивают расход газа, снижают скорость сварки, приближают сопло к поверхности металла или используют защитные экраны.

Вылет электрода

Расстояние от точки токоподвода до горна сварочной проволоки. С увеличением вылета ухудшаются устойчивость горения дуги и формирование шва, интенсивнее разбрызгивается металл. Малый вылет затрудняет процесс сварки, вызывает подгорани газового сопла и токоподводяшего наконечника.

Выпуск электрода

Расстояние от сопла горелки до торца сварочной проволоки. С увеличением выпуска ухудшается газовая зашита зоны сварки. При малом выпуске усложняется техника сварки, особенно угловых и тавровых соединений.

Вылет и выпуск зависят от диаметра электродной проволоки:

Диаметр проволоки, мм

Вылет электрода, мм

Выпуск электрода, мм

Расход газа, л/мин

Оптимальная совокупность параметров режима делает процесс стабильным на трех стадиях:

1 - при зажигании дуги и установлении рабочего режима сварки;
2 - в широком диапазоне рабочих режимов;
3 - в период окончания сварки.

Процесс сварки считается стабильным, если электрические и тепловые характеристики его не изменяются во времени или изменяются по определенной программе. В связи с этим механизированную сварку в защитных газах ведут стационарной дугой, импульсно-дуговым способом, с синергетической системой управления.

Сварка стационарной дугой

Случайные колебания скорости подачи электродной проволоки и длины дуги могут нарушить стабильность процесса, привести к коротким замыканиям. обрыву дуги. Во избежание этого необходимо изменять скорость плавления электрода, т.е. соответствующим образом варьировать силу сварочного тока.

вольт-амперная характеристика дуги (ВАХ дуги) в защитных газах при плавящемся электроде имеет возрастающий характер.

В определенный момент стабильного процесса сварки скорость подачи электродной проволоки V_п1 равна скорости плавления V_пл1. При этом параметры по току и напряжению определялись рабочей точкой А₁ с длиной дуги l_д1. Допустим, что в связи со сбоями в механизме подачи проволоки скорость подачи уменьшилась. Тогда возникает относительная скорость плавления ΔV_пл = V_пл1 - V_п2, которая приводит к перемещению рабочей точки в новое положение - А₂. Оно характеризуется уменьшением сварочною тока (Δl), что приводит к уменьшению первоначальной скорости плавления. Процесс сварки вернулся в точку А₁ с длиной дуги l_д1. Этот процесс носит название -саморегулирование по длине дуги. Оно становится интенсивнее при более жесткой волыамперной характеристике источника питания.

При сварке от источника с жесткой характеристикой сварщик корректирует режим по току, регулируя скорость подачи проволоки. Однако при этом изменяются длина дуги и напряжение на ней. Для поддержания нужной длины дуги при настройке режима следует корректировать вольт-амперную характеристику ИП, переходя с одной (I) на другую (II).

Стабильность дуги, особенно в потолочном положении, а также размеры шва и его качество зависят от вида переноса электродного металла через дуговой промежуток. Таких видов переноса существует три.

1. Крупнокапельный перенос с короткими замыканиями дуги. Образуются капли размером в 1,5 раза превышающие диаметр электродной проволоки. Процесс сопровождается короткими замыканиями с естественным импульсно-дуговым процессом, обусловленным параметрами режима. Напряжение на дуге периодически снижается до 0 и в момент отрыва капли увеличивается до рабочего значения. Ток в момент короткого замыкания возрастает, что приводит к отрыву капли электродного металла.

Процесс протекает с разбрызгиванием металла, что ухудшает внешний вид сварного соединения, приводит к непроварам, чрезмерной выпуклости шва.

2. Среднекапельный перенос без коротких замыканий.

Дуга горит непрерывно, а электродный металл переносится через дугу каплями, диаметр которых близок к диаметру проволоки.

Сварка идет с периодическим изменением напряжения на дуге и сварочного тока.

Импульсно-дуговой процесс зависит от параметров режима сварки и также сопровождается разбрызгиванием, снижается качество шва.

3. Струйный перенос.

Дуга горит непрерывно, оплавленный конец электрода вытянут конусом, с которого в сварочную ванну стекают капли размером менее 2/3 диаметра электрода. Масса капли невелика, поэтому электродный металл легко переносится в ванну при сварке во всех пространственных положениях.

Разбрызгивание при струйном переносе незначительно. Производительность высока. Получить струйный перенос можно в аргоне. В углекислом газе такой перенос достигается при высокой плотности сварочного тока или при проволоках, активированных редкоземельными элементами

Управляемый перенос электродного металла с требуемыми размерами капель успешно достигается при импульсно-дуговом процессе, когда периодически измененяют напряжение на дуге и ток сварки.

Импульсно-дуговая сварка

Импульсно-дуговая (нестационарной дугой) сварка способом MIG/MAG возможна при низком сварочном токе во всех пространственных положениях шва при минимальном разбрызгивании и качественном формировании шва.

Существуют два основных вида переноса электродного металла:

с непрерывным горением дуги - "длинной дугой";
с короткими замыканиями дугового промежутка - "короткой дугой"

Особенность импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом состоит в том, что процессом переноса электродного металла можно управлять. При сварке "длинной дугой" возможны две разновидности переноса:

один импульс - одна капля;
один импульс - несколько капель.

Перенос "короткой дугой" характерен для сварки в углекислом газе. Нестабильность и усиленное разбрызгивание электродного металла определяются свойствами источника питания и зависят от характера изменения мгновенной мощности как в период горения дуги, так и при коротком замыкании.

При импульсно-дуговой сварке способом MIG/MAG эффективно синергетическое управление процессом.

Синергетическое управление

Инверторные источники питания позволяют ускорить изменения параметров по току до 1000 А/мс. Высокое быстродействие источника способствует оптимальному выбору токов импульса и паузы, времени импульса и паузы, частоты импульса в зависимости от скорости подачи проволоки Это обеспечивает стабильный перенос капли электродного металла за один импульс.

В современных полуавтоматах внедрены микропроцессорные технологии управления импульсными процессами сварки в зависимости от марки стали, диаметра проволоки, вида защитного газа. Такие системы называются синергетическими.

Благодаря предварительному программированию импульсных режимов во время сварки регулируются только два параметра: сварочный ток и длина дуги. Синергетическое оборудование легко перестраивает режимы сварки в зависимости от марки свариваемой стали, диаметра электродной проволоки и вида защитною газа.

В синергетической системе оборудования фирмы "Кемппи" запрограммированы оптимальные параметры режима сварки для различных комбинаций материала: углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминиевые сплавы; диаметров электродной проволоки сплошного сечения: 1,0; 1,2; 1,6 мм; времени заварки кратера.

Для каждого диаметра проволоки имеется широкий диапазон токовых значений режима, который позволяет сваривать материалы разной толщины и во всех пространственных положениях. Синергетические системы повышают производительность на 20% по сравнению с обычной сваркой MIG/MAG.

На качество получаемого при сварке шва оказывают влияние многие факторы. Одним из них является скорость сварки. Эта характеристика представляет собой скорость, с которой электрод перемещается вдоль свариваемого шва. Ее влияние сказывается в тех режимах, при которых применяются электроды, то есть при ручной сварке и полуавтоматической.

При выборе слишком большой скорости металл не успеет нагреться до нужной температуры и появится непровар. Это чревато хрупкостью шва и его недолговечностью. При слишком маленькой скорости сильное плавление металла приведет к образованию наплывов. Поэтому важно выбирать оптимальное значение.

Как осуществляется расчет скорости сварки

Скорость сварки находится в прямой зависимости от размера тока, поэтому вначале следует разобраться с ним. Расчет сварочного тока производится с помощью формул.

Существуют формулы, по которым скорость сварки рассчитывается в зависимости от значения силы тока. Она в свою очередь может быть рассчитана по формуле сварочного тока. Грамотно применив формулу расчета сварочного тока, можно найти его значение и выбрать оптимальную величину скорости сварки, которая зависит от различных характеристик.

Так, например, зная параметры наплавляемого металла и значение тока, можно применить такую формулу:

αн - это коэффициент наплавки;
γ - плотность металла электрода в г/см3;
Fн - площадь металла в см 2 .

Коэффициент наплавки αн зависит от характеристик электрода. Под площадью металла понимается площадь поперечного сечения свариваемого шва при условии однопроходного варианта или одного слоя, если осуществляется многослойное покрытие.

Для расчета этой характеристики необязательно применять формулу скорости сварки. Помочь могут нормативные документы, в которых содержатся рекомендации по выбору для каждого типа металла. При задаче как рассчитать скорость сварки можно ориентироваться не только на формулы, но и на указанные в них значения.

Влияние величины скорости на конфигурацию шва

С увеличением величины скорости сварки происходит уменьшение ширины шва. Глубина провара сначала имеет тенденцию увеличиваться, а потом начинается ее снижение.

Компенсация осуществляется увеличением значения силы тока. При высоком значении скорости сварки возможно образование подрезов свариваемого шва, причем с обеих сторон. Это объясняется прогревом, недостаточным для получения качественного шва.

При большой толщине металла имеет смысл сваривать его неширокими швами, обеспечив при этом высокую скорость. Медленная сварка может способствовать появлению в металле дефектов в виде пор.

Ручная сварка

Скорость ручной дуговой сварки выбирает сам сварщик, поэтому многое зависит от его квалификации. На его выбор влияют:

свойства основного металла;
характеристики используемого электрода;
положение шва в пространстве.

Требование, которое предъявляется к результату выбора, - он должен гарантировать небольшое возвышение расплавленного металла, находящегося в сварочной ванне, над кромками основного. Также должен быть обеспечен плавный переход жидкого металла к основному без возникновения дефектов в виде наплывов и подрезов. Когда происходит сваривание высоколегированных сталей, то с целью недопущения перегрева сварку осуществляют с большой скоростью.

Этот параметр находится в зависимости от покрытия применяемых электродов. При использовании электродов, имеющих рутиловое покрытие, выбирается скорость сварки, находящаяся в диапазоне 6-12 м/ч, при электродах с целлюлозным покрытием - 14-22 м/ч.

Из таблицы скорости сварки при ручной дуговой сварке можно найти величину этого параметра в зависимости от толщины металлического материала.

Сварка полуавтоматом

Аппарат для сварки полуавтоматическим методом представляет собой устройство, в котором роль электрода выполняет проволока, подающаяся на место сварки автоматическим способом. При сварке полуавтоматом необходимо выставлять две скорости. Обе устанавливает сварщик. Первая из них - это скорость, с которой подается проволока. Правильный выбор обеспечит стабильное горение сварочной дуги.

Вторая - скорость сварки зависит от скорости, с которой перемещается горелка. Толстостенные соединения сваривают на высокой скорости с формированием узких швов. При высокой скорости необходимо следить, чтобы при выходе из зоны защиты газом не происходило окисления конца проволоки и поверхности металла. Так же, как и при ручной дуговой сварке, силу тока и скорость подачи электрода, в данном случае проволоки, сварщик должен выставить сам, руководствуясь своим опытом и квалификацией. Отталкиваться приходится в частности от типа сплавляемых металлов.

С помощью сварочного полуавтомата можно соединить две металлические детали быстро и качественно. Таким аппаратом имеется возможность сваривать металлы различной ширины. По сравнению с ручной сваркой полуавтомат имеет значительные преимущества.

Перед началом процесса необходимо рассчитать основные характеристики - ток, напряжение дуги и скорость сварки. Последний параметр можно рассчитать, зная выбранные силу тока и напряжение, поскольку скорость сварки полуавтоматом находится в зависимости от них.

Ток и напряжение, в свою очередь, выбирают в соответствии с толщиной металла. Получается, что скорость сварки полуавтоматом находится в зависимости от толщины металла.

Сначала по формуле рассчитывается сила тока. Ее вычисляют в зависимости от диаметра электрода и плотности тока. Зная вычисленную силу тока и диаметр электрода по формуле можно определить значение напряжения сварочной дуги. После этого можно выбрать оптимальную скорость сварки.

Преимущества правильного выбора

Правильно выбранные параметры обеспечат получение качественного соединения металлов, которое может прослужить долгие годы. Применение готовых формул облегчает выбор параметров. Но это не освобождает от изучения ГОСТов и других нормативных материалов.

6.2. Расчет режимов сварки (наплавки) в углекислом газе проволокой сплошного сечения

В основу выбора диаметра электродной проволоки при сварке и наплавке в углекислом газе положены те же принципы, что и при выборе диаметра электрода при ручной дуговой сварке:

Расчет сварочного тока, А, при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле:

где а – плотность тока в электродной проволоке, А/мм 2 (при сварке в СО₂ а=110 ÷ 130 А/мм 2 ; d_Э – диаметр электродной проволоки, мм.

Механизированные способы сварки позволяют применять значительно большие плотности тока по сравнению с ручной сваркой. Это объясняется меньшей длиной вылета электрода.

Напряжение дуги и расход углекислого газа выбираются в зависимости от силы сварочного тока по табл. 6.1.

Зависимость напряжения и расхода углекислого газа от силы сварочного тока

При сварочном токе 200 ÷ 250 А длина дуги должна быть в пределах 1,5 ÷ 4,0 мм. Вылет электродной проволоки составляет 8 ÷ 15 мм (уменьшается с повышением сварочного тока).

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, расчитывается по формуле:

где α_Р – коэффициент расплавления проволоки, г/А ч ; ρ – плотность металла электродной проволоки, г/см 3 (для стали ρ =7,8 г/см 3 ).

Значение α_Р рассчитывается по формуле:

Скорость сварки (наплавки), 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. При сварке в СО₂ Ψ = 0,1- 0.15;F_B - площадь поперечного сечения одного валика, см 2 . При наплавке в СО₂ принимается равным 0,3 - 0,7 см 2 .

Масса наплавленного металла, г, сварке рассчитывается по следующим формулам:

при наплавочных работах:

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

Время горения дуги, ч, определяется по формуле:

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

где k_П – коэффициент использования сварочного поста, ( k_П= 0,6 ÷ 0,57).

Расход электродной проволоки, г, рассчитывается по формуле:

где G_H – масса наплавленного металла, г; Ψ – коэффициент потерь, (Ψ = 0,1 - 0,15).

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, кВт. На постоянном токе Wо = 2,0÷ 3,0 кВт, на переменном – Wо= 0,2÷ 0,4 кВт.

Справочные сведения по оборудованию для сварки в СО₂ приведены в табл. 4,5,7 приложения.

Читайте также: