ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

По направлению 150700 «Машиностроение»

12 3 4

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.

РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ СВАРКИ

Методические указания
к проведению практических занятий

Для студентов дневной и заочной формы обучения

Специальности 150200 «Оборудование и технология сварочного производства»

По направлению 150202 «Машиностроительные технологии и оборудование»

по направлению 150700 «Машиностроение»

Одобрено

редакционно-издательским советом

Саратовского государственного

технического университета

имени Гагарина Ю.А.

Саратов 2014

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
1. Общие положения
2. Расчет режимов ручной дуговой сварки
2.1. Расчет режима сварки швов стыковых соединений
2.2. Расчет режима сварки угловых швов
3. Расчет режимов сварки в среде углекислого газа
3.1. Расчет режима сварки в среде углекислого газа швов стыковых соединений
3.2. Расчет режима сварки в среде углекислого газа угловых швов сварных соединений
4. Расчет режимов механизированной (полуавтоматической) и автоматической сварки под слоем флюса
4.1. Расчет режима сварки швов стыковых соединений
4.2. Расчет режима сварки угловых швов сварных соединений
Приложение А. Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки
Приложение Б. Ориентировочные режимы полуавтоматической (механизирован-ной) и автоматической сварки в среде углекислого газа
Приложение В. Ориентировочные режимы механизированной (полуавтоматичес-кой) и автоматической сварки под слоем флюса
5. Список используемой литературы

Введение

Методические указания по проведению практических занятий адресовано студентам очной и заочной формы обучения специальности 150200 и 150700 Профессиональное обучение (машиностроение и технологическое оборудование), специализация Оборудование и технология сварочного производства и предназначено для выполнения практических занятий раздела «Расчет параметров режимов сварки» контрольной работы.

В данном пособии приводятся расчеты режимов:

- ручной дуговой покрытыми электродами;

- механизированной и автоматической в среде углекислого газа;

- автоматической и полуавтоматической под флюсом.

1. Общие положения

1. При описании раздела «Расчет режимов сварки» следует:

а) дать определение режима, принятого для изготовления сварной конструкции вида сварки;

б) перечислить основные и дополнительные параметры режима выбранного вида сварки;

в) для примера привести расчет режима сварки стыкового или углового шва сварной конструкции, для чего сделать эскиз этого соединения в соответствии с типом соединения по ГОСТу на выбранный вид сварки.

2. Основные типы соединений, выполняемых ручной дуговой сваркой регламентированы ГОСТ 5264-80 – «Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Основные типы и конструктивные элементы и размеры».

3. Основные типы соединений, выполняемых под флюсом, регламентированы ГОСТ 8713-79 – «Сварка под флюсом. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

4. Основные типы соединений, выполняемых в среде защитных газов также регламентированы ГОСТ 14771-76 – «Дуговая сварка в защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктивные элементы и размеры».

5. Результаты расчетов режимов сварки следует занести в таблицу.

2. Расчет режимов ручной дуговой сварки

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

При ручной дуговой сварке основными параметрами режима являются

1. Диаметр электрода, d_эл, мм.

2. Сила сварочного тока, I_св, А.

3. Напряжение на дуге, U_д, В.

4. Скорость сварки, V_св, м/ч.

Дополнительными параметрами режима являются:

5. Род тока.

6. Полярность тока (при постоянном токе).

2.1. Расчет режима сварки швов стыковых соединений

Швы стыковых соединений могут выполняться с разделкой и без разделки кромок по ГОСТ 5264-80.

Диаметр электрода (d_эл) при сварке швов стыковых соединений выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей.

При выборе диаметра электрода при сварке стыковых швов в нижнем положении следует руководствоваться данными таблицы 1.

Рекомендуемые диаметры электродов при сварке стыковых швов в нижнем положении, мм

Вариант	Толщина свариваемых деталей, мм	Рекомендуемый диаметр электрода, мм
	1,5	1,6
	2,0	2,0
	3,0	3,0
	4 - 5	3,0 – 4,0
	6 - 8	4,0
	9 - 12	4,0 – 5,0
	13 - 15	5,0
	16 - 20	5,0 – 6,0
	21 - 24	6,0 – 10,0

При сварке многослойных швов на металле толщиной 10…12 мм и более первый слой должен свариваться электродами на 1 мм меньше, чем указано в таблице 1, но не более 5 мм (чаще всего 4 мм), так как применение электродов больших диаметров не позволяет проникнуть в глубину разделки для провара корня шва.

При определении числа проходов следует учитывать, что сечение первого прохода не должно превышать 30-35 мм² и может быть определено по формуле:

F_п = (6÷8) · d_эл, мм²,

(1)

последующих проходов по формуле:

F_с = (8÷12) · d_эл, мм² ,

(2)

где F_п – площадь поперечного сечения первого прохода, мм²;

F_с – площадь поперечного сечения последующих проходов, мм²;

d_эл – диаметр электрода, мм.

Для определения числа проходов и массы наплавленного металла требуется знать площадь сечения швов.

Площадь сечения стыкового шва (F_н)с V–образной разделкой и с подваркой корня шва (Рис.1) определяется как сумма геометрических фигур:

F_н = F₁ + F₂ + F₃ + 2·F₄ , мм²,

(3)

Рис.1. Геометрические элементы площади сечения стыкового шва: S – толщина металла, мм; h – глубина проплавления, мм; c – величина притупления, мм; e – ширина шва, мм; e₁ – ширина подварки корня шва, мм; в – величина зазора, мм; g – высота усиления шва, мм;

g₁ – высота усиления подварки корня шва, мм; α – угол разделки кромок, º

Площадь сечения одностороннего стыкового шва выполненного без зазора можно определить по формуле:

F₁ = 0,75 · е · g , мм² ,	(4)

F₃ = 0,75 · е₁ · g₁ , мм² ,	(5)

где е – ширина шва, мм;

е₁ – ширина подварки корня шва, мм;

g – высота усиления шва, мм;

g₁ – высота усиления подварки корня шва, мм;

а при наличии зазора в соединении по формуле:

F₂ = S · b, мм²,	(6)

F₁+F₂ = 0,75 · е · g + S · b, мм²,	(7)

где S – толщина свариваемого металла, мм;

b – величина зазора в стыке, мм.

Площадь прямоугольных треугольников F₄ определяют по формуле:

F₄ = h · x/2, мм² ,

(8)

где h – глубина проплавления, мм;

h = (S - c), мм,	(9)

x = h · tg α/2;	(10)

При X–образной разделке площадь наплавленного металла подсчитывают отдельно для каждой стороны разделки.

Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла (F_н), а также площадь поперечного сечения первого (F_п) и каждого из последующих проходов шва (F_с), находят общее число проходов «n» по формуле:

n = (F_н - F_п/F_с) + 1.

(11)

Полученное число округляют до ближайшего целого.

Расчет сварочного тока (I_св) при ручной дуговой сварке производится по диаметру электрода и допускаемой плотности тока по формуле:

I_св = F_эл · j = (π · d_эл² / 4) · j , А,

(12)

где j – допустимая плотность тока, А/мм²; (табл. 2)

F_эл– площадь поперечного сечения электрода, мм²;

d_эл – диаметр электрода, мм.

Сварочный ток определяется для сварки первого прохода и последующих проходов только при сварке многопроходных швов.

Допустимая плотность тока зависит от диаметра электрода и вида покрытия, чем больше диаметр электрода, тем меньше допустимая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения (табл. 2).

Таблица 2

Допустимая плотность тока в электроде при ручной дуговой сварке

Вариант	Вид покрытия	Диаметр стержня электрода, мм
				6 и более
1, 3, 5, 7, 9	Основное	15,0-20,0	13,0-18,5	10,0-14,5	9,0-12,5	8,5-12,0
2, 4,6, 8	Кислое, рутиловое	14,0-20,0	13,5-19,0	11,5-15,0	10,0-13,5	9,5-12,5

Напряжение на дуге (U_д) при ручной дуговой сварке изменяется в пределах 20÷36 В и при проектировании технологических процессов ручной дуговой сварки не регламентируется, поэтому напряжение на дуге следует принять конкретное.

Скорость перемещения дуги (скорость сварки) (V_св) следует определять по формуле:

V_св = (L_н · I_св / γ · F_н) · 100, м/ч,

(13)

где L_н – коэффициент наплавки, г/ А·ч; (табл. 3)

γ – плотность наплавленного металла, (7810 кг/м³ – для стали 45);

I_св – сила сварочного тока, А;

F_н – площадь поперечного сечения наплавленного металла, м².

Значения коэффициентов наплавки для различных марок электродов приведены в таблицу 3.

Таблица 3

Коэффициенты наплавки для различных марок электродов

Вариант	Марка электрода	Ток и полярность	Напряжение на дуге, В	Коэффициент наплавки, г/А·ч
1, 5, 9	УОНИИ 13/45	Постоянный прямой полярности	20 – 25	8,0
2, 6	УОНИИ 13/55	22 – 26	7,0 – 8,0
3, 7	ЦМ - 7	27 – 30	10,0
4, 8	АНО – 4С	Переменный	32 – 34	8,0 – 8,3

Скорость перемещения дуги (скорость сварки) определяют для первого прохода и последующих проходов только при сварке многопроходных швов.

Результаты расчета режима сварки стыкового шва следует занести в таблицу 4.

Таблица 4

Режимы стыкового шва при ручной дуговой сварке

Сварка	Режимы сварки
d_эл, мм	I_св, А	U_д, В	V_св, м/ч
Первого прохода
Последующих проходов

12 3 4