Проектирование подкрановой конструкции

При сварке в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях используется проволока 1,2 мм, при автоматической и полуавтоматической сварке в нижнем положении — проволока 1,2—3,0 мм.

Сварка малоуглеродистых и низколегированных  сталей в инертном газе применяется  редко, так как эти стали хорошо свариваются под флюсом и в  углекислом газе.

Высокие технологические свойства при сварке сталей обеспечиваются при  добавке к аргону до 1—5 % кислорода. Кислород способствует увеличению плотности металла шва, улучшению сплавления, уменьшению подрезов и увеличению производительности процесса сварки.

Для сварки низкоуглеродистых и  низколегированных сталей может  также применяться аргон с добавкой 10—20 % углекислого газа. Углекислый газ способствует устранению пористости в швах и улучшению формирования шва.

 

2.5 ВЫБОР СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Выбор сварочных материалов для сварки в защитных газах

Углекислый газ при сварке малоуглеродистой и низколегированной стали способствует устранению пористости в сварных швах. Добавка СО2 к аргону повышает стабильность дуги и улучшает формирование шва при сварке тонколистовой стали.

Для стали Ст3сп можно использовать разнообразные марки проволок соответствующие ГОСТ 2246-70: Св08-ГС,Св-12ГС, Св-08Г2С, Св-08ГСМТ. Механические свойства приведены в таблице 2.3.

 

Таблица 2.3 Свойства металла шва от разновидности применяемой проволоки

Марки проволоки	Свойства металла шва
	σ в, МПа	δ,%	KCU, кДж/см2
			20°С	-20°С
Св-08ГС	540	24	100	60
Св-12ГС	-	-	-	-
Св-08Г2С	510	22	120	50
Св08-ГСМТ	690	23	86	-

 

Исходя из технико-экономических  показателей выбираю проволоку  Св-08ГС. Химический состав приведен в таблице 2.4.Применяю аргон высший сорт (содержание аргона не менее 99,992), соответствующий ГОСТ 10157-79. сварочный углекислый газ должен соответствовать ГОСТ 8050-76, с содержанием водяных паров не более 0,184.

Таблица 2.4  Химический состав проволоки  Св-08ГС

Марка проволоки	Содержание,%
	C	Mn	Si	Cr	Ni	S, не более	P, не более
Св-08ГС	≤0,10	1,40-1,70	0,6-0,85	0,20	≤0,25	0,025	0,030

 

Выбор сварочных материалов для  автоматической сварки под слоем флюса

Флюс сварочный плавленый АН-348-А  по ГОСТ 9087-81. Данный флюс применим для  автоматической и механизированной электродуговой сварки и наплавки стали, а также для электрошлаковой сварки. Химический состав флюса АН-348-А по ГОСТ 9087-81.

 

Таблица 2.5. Химический состав флюса АН-348-А по ГОСТ 9087-81.

марка флюса	SiO2	MnO	CaO	MgO	Al2O3	CaF2	Fe2O3	S	P
АН-348-А	41-44	34-38	6,5	5-7,5	4,5	4-4,5	2,0	0,15	0,12

 

Строение зерна флюса стекловидное. Цвет зерна всех оттенков от желтого  до коричневого. Размер зерна от 0,35 до 3,0 мм. Флюс АН-348-А относится к  группе высококремнистых высокомарганцовистых оксидных флюсов. При сварке под флюсом интенсивно протекают кремне и марганце восстановительные процессы. Содержание кислорода в металле шва в виде оксидных мелкодисперсных включений составляет 0,06%. Особенно сильно взаимодействие между флюсом и металлом при сварке проволокой малых диаметров. Концентрация серы и фосфора в металле швов в среднем составляет 0,04% каждого. В основу классификации флюсов по химическому составу положено содержание в них окислов и солей металлов. Различают окислительные флюсы, содержащие в основном окислы MnO и SiO₂. Для получения необходимых свойств флюса в него вводят и другие составляющие, например плавиковый шпат, а также прочие окислы CaO,  MgO, Al₂O₃, которые в сварочных условиях практически не реагируют с металлом. Чем больше содержится во флюсе MnO и SiO₂, тем сильнее флюс может легировать металл кремнием и марганцем, но одновременно тем сильнее окисляет металл.

2Si+O₂=2SiO

2SiO=SiO₂+Si

Интенсивность протекания кремне- и  марганце-восстановительных процессов  в зоне плавления на границе раздела  фаз шлак – металл не только оказывает значительное влияние на металлургию процесса и связанные с ней переход элементов в металл шва, растворение газов и механические свойства наплавленного металла, но и определяет комплекс сварочно-технологических свойств флюса, таких как отделимость шлаковой корки с поверхности шва, стабильность горения дуги и т д.

 

2.6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ СВАРКИ

 

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик (параметров) сварочного процесса, обеспечивающих получение  сварных швов заданных размеров, формы и качества. При сварке такими характеристиками являются: диаметр электрода, сварочный ток, напряжение на дуге, скорость сварки./18/

Расчёт параметров режима сварки ребер жесткости со стенкой  балки.

Расчёт выполняется  для  таврового соединения Т8.

Исходные данные: d=8 мм – толщина стенки,

                                 k=6 мм – катет шва;

Расчет сварочного тока производится по следующей формуле:

,

где i=175 А/мм² – допустимая плотность тока;

      d_п=1.6 мм – диаметр проволоки.

Напряжение изменяется в пределах U=34-39 В и при проектировании процессов ручной дуговой сварки не регламентируется.

Скорость перемещения дуги м/ч:

,

где a_н=8,5 г/Ач – коэффициент наплавки;

      g=7,85 г/см – плотность наплавленного металла.

      F - площадь сечения углового шва

      Площадь сечения  угловых швов может быть определена:

,

где k=6 мм – катет шва.

dп, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч
1.6	401.9	34-39	24.1

 

Расчёт параметров режима сварки опорного ребра со стенкой  балки.

Расчёт выполняется таврового соединения Т3.

Исходные данные: d=30 мм – толщина опорного ребра,

                                 k=9 мм – катет шва;

Расчет сварочного тока производится по следующей формуле:

,

где i=200 А/мм² – допустимая плотность тока;

      d_п = 1.6 мм – диаметр проволоки.

Напряжение при ручной дуговой  сварке изменяется в пределах U=34 – 39 В и при проектировании процессов ручной дуговой сварки не регламентируется.

Скорость перемещения дуги, м/ч:

,

где a_н=8,5 г/Ач – коэффициент наплавки;

      g=7,85 г/см – плотность наплавленного металла.

      F - площадь сечения углового шва

      Площадь сечения  угловых швов может быть определена:

,

где k=9 мм – катет шва.

 

dэл, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч
1.6	401	34-39	9,5

 

Расчёт параметров режима сварки стенки балки с полками.

Расчёт выполняется для сварки таврового соединения Т8.

Основными параметрами режима автоматической сварки под флюсом являются сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения  дуги, диаметр и скорость подачи сварочной проволоки.

 

Исходные данные: d=36 мм – толщина полки,

                                 k=8 мм – катет шва;

Расчет сварочного тока при автоматической сварке производится по следующей формуле:

,

где d=5 мм, для k=8 мм

 

 Напряжение на дуге.

 Скорость перемещения дуги, м/ч:

’

где a_н=15 г/Ач – коэффициент наплавки;

      g=7,85 г/см – плотность наплавленного металла.

      F - площадь сечения углового шва

      Площадь поперечного сечения угловых швов может быть определена:

,

где k=8 мм – катет шва.

 Скорость подачи сварочной  проволоки, м/ч:

dэл, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч	Vп.пр., м/ч
4	602	33-35	36	91

 

 

Расчёт параметров режима сварки опорного ребра с верхней  полкой балки

Расчёт выполняется  для углового соединения У5

Исходные данные: d=36 мм – толщина полки,

                                 k=6 мм – катет шва;

 

dп, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч
1.6	401	34-39	24

 

 

Расчёт параметров режима сварки опорного ребра с нижней полкой балки

Расчёт выполняется  для таврового соединения Т1

Исходные данные: d=30 мм – толщина полки,

                                 k=6 мм – катет шва;

 

dэл, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч
1.6	401	34-39	24

 

Расчёт параметров режима сварки тормозного листа с швеллером

Расчёт выполняется  для нахлёсточного соединения Н1

Исходные данные: d=8 мм – толщина тормозного листа,

                                 k=5 мм – катет шва;

 

dэл, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч
1.6	401	34-39	34

 

 

 

Расчёт параметров режима сварки тормозной конструкции с  подкрановой балкой

Расчёт выполняется  для нахлёсточного соединения Н1

Исходные данные: d=8 мм – толщина тормозного листа,

                                 k=5 мм – катет шва;

 

dэл, мм	I, A	U, B	Vсв, м/ч
1.6	401	34-39	34

 

 

Расчёт параметров режима сварки кранового упора с подкрановой  балкой

Расчёт выполняется для таврового соединения Т3