Материал: Технология изготовления сварных конструкций

Для автоматической сварки под слоем флюса стали 09Г2С-12 применяем сварочную проволоку марки Св- 08ГА по ГОСТ 2246- 70*, так как состав легирующих элементов в ней приблизительно равен основному металлу в сочетании с флюсом марки АН - 348А.

Таблица 5 - Химический состав проволоки марки Св- 08ГА в процентах

Для защиты сварочной ванны при автоматической сварке выбираем сварочный флюс марки АН 348А.

Стекловидный плавленый флюс с темно-коричневой окраской зерен, состоит в основном из оксидов металлов и может содержать до 10% фтористых соединений, предназначен для сварки углеродистых и легированных сталей. Сварочно-технологические свойства: устойчивость горения дуги хорошая; формирование шва удовлетворительное; склонность металла шва к образованию пор и трещин низкая.

Таблица 6 - Химический состав флюса АН - 348А в процентах

Для прихваток предлагается применять согласно СНиП ΙI-23-81*, таблица 55 электроды типа Э-42А, марки УОНИ 13/45 по ГОСТ 9467 - 75*, так как эти электроды предназначены для сварки малоуглеродистой, среднеуглеродистой и низколегированной сталей. Пригодны для сварки во всех пространственных положениях на постоянном токе обратной полярности. Хорошее формирование шва, валик шва выпуклый с крупночешуйчатой поверхностью, отделимость шлаковой корки удовлетворительное.

Таблица 7 - Химический состав наплавленного металла и механические свойства шва электрода УОНИ 13/45 в процентах

.6 Расчет и выбор режимов сварки

Расчет режимов для автоматической сварки под флюсом

а) Расчет режимов сварки металла толщиной S=25 мм

Расчет режима сварки первого слоя

Выбираем диаметр электрода

dэл= 4 мм

Находим силу тока

                                            (1)

где g- рекомендуемая плотность тока = 50

Принимаем Iсв= 750 А

Определяем скорость сварки

                                        (2)

Задаемся величиной напряжения дуги для стыковых швов Uд = 32¸40В, и по монограмме находим коэффициент провара yпр

Uд = 38В, yпр = 2,1

Определяем эффективную тепловую мощность дуги

Qэф = 0,24·Iсв·Uд·h                                                                      (3)

где h - КПД сварочной дуги для сварки под флюсом, равен 0,7¸0,85

Qэф = 0,24·750·38·0,8 = 5472 кал/с

Определяем глубину проплавления

                           (4)

Определяем коэффициент наплавки металла при постоянном токе обратной полярности

l н=11,6±0,4                                                                                  (5)

l н=11,6+0,4=12 г/А·ч

Находим площадь наплавленного металла

                                                                                       (6)

где j- плотность наплавленного металла, для всех сталей равна 7,8 г/см3

Найдем ширину шва

е= yпр · h¢                                                                                      (7)

е=2,1∙8,3= 17,43 мм

Определяем высоту валика шва

                                                            (8)

Общая высота шва равна

H= q +h                                                                                          (9)

H=2,75+8,3=11,1 мм

Определяем высоту заполнения разделки без зазора в стыке

                                                                  (10)

Определяем глубину проплавления притупления кромок

                                                                          (11)

Расчет последующих режимов

Определяем общую площадь разделки

                                                                       (12)

                                                        (13)

Найдем ширину шва

                                                   (14)

Определяем площадь валика

                                                            (15)

где ψв - коэффициент формы валика шва равен (7÷10)

Найдем общую площадь наплавленного металла

Fн=Fр+Fв                                                                                      (16)

Fн=58+25,1=83,1 мм²

Определяем площадь всех последующих слоев

                                                                 (17)

Назначаем режим сварки последующих проходов, для чего выбираем диаметр электрода и подсчитываем силу тока, скорость сварки

Принимаем dэл= 4мм

                                                                          (18)

где g- рекомендуемая плотность тока g = 50

Принимаем Iсв= 900 А

                                         (19)

Определяем площадь наплавки каждого последующего прохода

                                                        (20)

где j- плотность наплавленного металла, для всех сталей равна 7,8 г/см3

Определяем число последующих проходов

                                                    (21)

Число последующих проходов в шве, равно n+1

+1= 2 прохода

Рисунок 2 - Стыковое соединение S=25 мм

Тип шва С25 Аф ГОСТ 8713-79

б) Расчет режимов сварки металла толщиной S=12 мм

Задаемся глубиной провара с первой стороны

                                            (22)

Определяем силу сварочного тока

                                                                    (23)

Определяем скорость сварки

                                     (24)

Принимаем диаметр электрода 4мм.и проверяем правильность выбора

                                                      (25)

где γ - рекомендуемая плотность тока, для электрода диаметром 4мм γ=55

Диаметр электрода выбран правильно

Задаемся величиной напряжения дуги для стыковых швов Uд = 32¸40В, и по монограмме находим коэффициент провара yпр

Uд = 36В, yпр = 2,1

Определяем эффективную мощность дуги

Qэф = 0,24·Iсв·Uд·h                                                                      (26)

где h-КПД сварочной дуги для сварки под флюсом, равен 0,7¸0,85

Qэф = 0,24·720·36·0,8 = 4976,64 кал/с

Определяем фактическую глубину провара

                       (27)

Найдем ширину шва

е = yпр·h¢                                                                                       (28)

е = 2,1·7,75 = 16,28мм

Определяем коэффициент наплавки металла при постоянном токе обратной полярности

l н=11,6±0,4                                                                                  (29)

l н=11,6+0,4=12 г/А·ч

Находим площадь наплавленного металла

                                                                 (30)

где λ - плотность наплавленного металла, для всех сталей равна 7,8 г/см3

Определяем высоту валика шва

                                                           (31)

Общая высота шва равна

H = q + h¢                                                                                       (32)

H = 2,69 + 7,75 = 10,44 мм

Находим коэффициент формы валика шва, который для стыковых швов равен 7¸10 - условие хорошей формы шва

                                                                         (33)

принимаем зазор а=1мм

Находим действительную высоту валика с учетом зазора

                                                     (34)

Определяем коэффициент формы валика с учетом зазора

                                                                                (35)

Находим действительную глубину провара

h¢=H-q¢                                                                                           (36)

h¢=10,44-1,98=8,46 мм

Подсчитаем перекрой швов

К=2h¢                                                                                                       (37)

K=2·8,46-12=4,92 мм

Рисунок 3 - Стыковое соединение S=12 мм

Тип шва С7 Аф ГОСТ 8713-79

в) Расчет режимов сварки стыковых швов полок S =16 мм

Задаемся глубиной провара с первой стороны

                                                          (38)

Определяем силу сварочного тока

                                                                              (39)

Определяем скорость сварки

                                        (40)

Принимаем диаметр электрода 4мм.и проверяем правильность выбора

                                                                                   (41)

где γ - рекомендуемая плотность тока, для электрода диаметром 4мм. γ=55

Диаметр электрода выбран правильно

Задаемся величиной напряжения дуги для стыковых швов Uд. = 32¸40В, и по монограмме находим коэффициент провара yпр.

Uд = 36В, yпр = 1,7

Определяем эффективную мощность дуги

Qэф = 0,24·Iсв·Uд·h                                                                      (42)

где h-КПД сварочной дуги для сварки под флюсом, равен 0,7¸0,85

Qэф = 0,24·850·36·0,8 = 5875,2 кал/с

Определяем фактическую глубину провара

                                 (43)

Найдем ширину шва

е = yпр·h¢                                                                                       (44)

е = 1,7·11 = 18,7мм

Определяем коэффициент наплавки металла при постоянном токе обратной полярности

a н=11,6±0,4                                                                                  (45)

a н=11,6+0,4=12 г/А·ч

Находим площадь наплавленного металла

                                                                                       (46)

где λ - плотность наплавленного металла, для всех сталей равна 7,8 г/см3

Определяем высоту валика шва

                                                              (47)

Общая высота шва равна

H = q + h¢                                                                                       (48)

H = 3,5 + 11 = 14,5 мм

Находим коэффициент формы валика шва, который для стыковых швов

равен 7¸10 - условие хорошей формы шва

                                                                              (49)

принимаем зазор а=1мм

Находим действительную высоту валика с учетом зазора

                                                                                   (50)