Расчет технологических параметров режима сварки в защитных газах

Расчет параметров режимов производят в следующем порядке: 1.Определяют геометрические параметры сварного шва. На миллиметровой бумаге в натуральную величину или в определенном масштабе вычерчивают сварное соединение, для выполнения которого рассчитываются режимы сварки. На чертеж наносят контуры сечения шва и свариваемых кромок в соответствии с действующими ГОСТами, заводскими или отраслевыми стандартами, ТУ. По чертежу определяют геометрические параметры шва: его ширину е, глубину проплавления h_p, высоту усиления g, высоту шва Н в мм и площадь наплавленного металла Fн в мм2. 2. Определяют диаметр электродной проволоки. Ориентировочно диаметр электродной проволоки может быть выбран по таблице 6.4. в зависимости от толщины свариваемого металла

 

Таблица 6.4 -Зависимость диаметра электродной проволоки от толщины свариваемого металла

Показатель	Толщина свариваемого металла, мм
0,6-1,0	1,2-2,0	3,0-4,0	5,0-8,0	9,0-12,0	13,0-18,0
Диаметр электродной проволоки, мм	0,5-0,8	0,8-1,0	1,0-1,2	1,4-1,6	2,0-2,0	2,5-3,0

Диаметр электродной проволоки для автоматической сварки может быть в интервале 0,7-3,0мм и выше, а для полуавтоматической – в интервале от 0,8-2,0мм. 3.Определяют величину сварочного тока Величину сварочного тока выбирают исходя из необходимой глубины проплавления: Iсв = (80...100) hp,, А, где hp расчетная глубина проплавления, мм.

При односторонней сварке в один проход принимают h _р = δ, где δ – тол-щина свариваемого металла. При двусторонней однопроходной сварке симметричным швом h _р=(0,6...0,7)δ для гарантированного перекрытия швов. При выборе диаметра сварочной проволоки для сварки в углекислом газе следует обращать внимание на наличие диапазонов сварочного тока, в которых сварку выполнять не рекомендуется. Эти диапазоны (таблица 6.5) характерны повышенным разбрызгиванием (до 25 %) из-за смешанного переноса электродного металла.

 

Таблица 6.5- Допускаемые диапазоны сварочного тока при сварке стыковых швов в углекислом газе

 

Диаметр электрода, мм	1,2	1,6	2,0	3,0
Сварочный ток, А	100-220	180-320	200-450	300-500
Сварочный ток, А	350-500	400-700	500-750	550-800

 

j =	4 I св
π d э2

 

5. Рассчитывают напряжение сварки.

Напряжение на дуге зависит в основном от сварочного тока, а также от диаметра вылета электродной проволоки, пространственного положения шва и определяется либо на основе эмпирической формулы (1), либо таблично (Табл.6.6), либо по графикам (Рисунок 6.3). Напряжение принимают в интервале 16-34В. Большие значения соответствуют большей величине тока.

U_с =14+0,05 I_св

Таблица 6.6 -Зависимость Uс от силы сварочного тока

Сила сварочного тока, А	50-60	90-100	150-160	220-240	280-300	360-380	430-450
Напряжение дуги,В	17-18	19-20	21-22	25-27	28-30	30-32	32-34

Рисунок 6.3 Графики зависимости напряжения на дуге Uс от сварочного тока Iсв

6. Устанавливается скорость сварки

 

V _св=А/ I _св,м/ч, где коэффициент А (А·м/ч) выбирают в зависимости от диаметра электродной проволоки из таблицы 6.7.

 

 

Таблица 6.7- Зависимость коэффициента А от диаметра электрода

d э,мм	А, А·м/ч		d э,мм	А, А·м/ч
1,2	(2...5)103		4,0	(16...20)103
1,6	(5...8)103		5,0	(20...25)I03
2,0	(8...12)103		6,0	(25...30)103
3,0	(12...16)103

 

Или

где Vсв – скорость сварки, м/ч; αн – коэффициент наплавки, г/Ач; Iсв – сварочный ток, А; Fн – площадь поперечного сечения, мм²; γ – плотность наплавленного металла, г/см³;0,9 – коэффициент, учитывающий потери на угар и разбрызгивание.

Коэффициент наплавки, г/Ач определяется по формуле, г/Ач

α_н = α_р (1 – ψ / 100),

где ψ – потеря электродного металла вследствие окисления, испарения и разбрызгивания, % (ψ = 7-15%, принимают обычно ψ = 10%). αр – коэффициент расплавления электродной проволоки, г/Ач;

Коэффициент расплавления определяется по формуле, г/Ач

αр = [8,3 + 0,22 Icв / dэ] 3,6•10-1

7.Устанавливается диаметр вылета электрода– lэ.

Вылет электрода определяется по формуле

lэ = 10 * dэ,

При сварке в СО2: при dэ меньше 2 мм lэ = 15...20 мм,

при dэ больше 2 мм lэ = 20...25 мм.

8. Определение скорости подачи электродной проволоки Скорость подачи электродной проволоки определяют по формуле

,

где Vп.п – скорость подачи проволоки, мм/ч; Iсв – сварочный ток, А; dэ – диаметр электродной проволоки, мм; γ – плотность металла электродной проволоки г/см³ (γ=7,8г/мм³).

9. Определяют расход углекислого газа при сварке в СО₂

Расход углекислого газа определяется по таблице 6.8

 

Таблица 6.8-Зависимость расхода углекислого газа от силы сварочного тока

Сила сварочного тока, А	50-60	90-100	150-160	220-240	280-300	360-380	430-450
Расход СО2 л/мин	8-10	8-10	9-10	15-16	15-16	18-20	18-20

 

Выбор источников питания

При выборе источников питания учитывают:

· род тока;

· внешнюю характеристику источника питания;

· сопоставление сварочных выпрямителей и преобразователей;

· номинальную мощность источника по току;

· возможность и целесообразность использования многопостового питания.

Известно, что с точки зрения экономики предпочтительны источники переменного тока, в связи с этим применение источников постоянного тока возможно только при достаточном технико- экономическом обосновании.

Выбор внешней характеристики источника питания производят исходя из формы статической вольт-амперной характеристики дуги или шлаковой ванны. Определяющими моментами здесь является стабильность процесса при изменениях длины дугового промежутка.

Среди известных источников принятого рода и внешней характеристики следует выбрать источник, номинальный ток которого соответствует току по рассчитанному режиму. Правильным считается выбор с минимальным превышением номинального тока над расчетным.