Сварка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Угловое соединение со скосом кромок.

 

S = 10мм , е = 14мм, q = 1,5мм, b = 2мм, h = 2, а = 45°, сварочный шов односторонний.

1) Площадь поперечного  сечения наплавленного металла:

2) Объем наплавленного металла при длине шва L= 100мм:

 

V_H =F_m•L

 

V_H =36•100 = 3575 мм³

3) Масса наплавленного  металла:

Q_M =3575•0,0075 = 26,8125 ≈ 27 г

 

Для повышения  работоспособности сварных конструкций, уменьшения внутренних напряжений и  деформаций большое значение имеет порядок заполнения швов. Под порядком заполнения швов понимается как порядок заполнения разделки шва по поперечному сечению, так и последовательность сварки по длине шва.

По протяженности  все швы условно можно разделить  на три группы: короткие - до 300мм, средние 300-1000мм, длинные - свыше 1000мм. Короткие швы выполняют на проход от начала шва до его конца. Швы средней длины варят от середины к концам или обратно ступенчатым методом. Швы большой длины выполняют двумя способами: от середины к краям (одноступенчатым способом) и вразброс. При обратноступенчатом методе: весь шов разбивается на небольшие участки длиной по 150-200мм, на каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина участков обычно равна от 100 до 350мм. В зависимости от количества проходов (слоев), необходимых для выполнения проектного сечения шва, различают однопроходной (однослойный) и многопроходной (многослойный) швы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Тавровое соединение со скосом кромок.

S = 10мм, е = 14мм, q = 2мм, b = 2мм, h = 2, а = 45°, сварочный шов односторонний.

 

Площадь поперечного сечения наплавленного металла:

Объем наплавленного металла при длине шва L=100мм:

 

V_H =F_m*L

 

V_H =42•100 = 4200 мм³

 

Масса наплавленного металла:

 

Q_M =4200•0,0075 = 31,5 ≈ 32 г

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Определение количества проходов для каждого из соединений

При сварке площадь поперечного сечения металла наплавляемого за один проход, при котором обеспечиваются оптимальные условия формирования шва должна составлять:

• для первого прохода F₁ = (6... 8)d₃ = 6 • 4 = 24
• для последующих проходов F_n = (8... 12) • d_Э = 10 •4 = 40

 

 

Стык:

Угол:

 

Тавр:

 

 

 

 

9. Определение скорости сварки для различных соединений.

Скорость сварки определяется по формуле [1]:

 

 

k_н - коэффициент наплавки

 

Y=0,0075

 

kH=8г/А ч

 

I_СВ =64А

 

 

       Стык:

        

       Угол:

  

 

         Тавр:

 

 

 

 

 

 

 

10. Автоматическая сварка под слоем флюса

Сварка под флюсом - это дуговая сварка, при которой дуга горит под слоем сварочного флюса, обеспечивающего защиту сварочной ванны от контакта с воздухом.

Сварка под флюсом является одним из основных способов выполнения сварочных работ в промышленности и строительстве. Она существенно изменила технологию изготовления сварных изделий.

По степени механизации процесса различают автоматическую и механизированную сварку под флюсом.

Для получения качественных сварных швов взамен электродных покрытий применяют гранулированное вещество, называемое флюсом.

Автоматическая сварка под флюсом производится при помощи автоматической установки (сварочная головка или сварочный трактор). Эта установка подает электродную проволоку и флюс в зону сварки, перемещает дугу вдоль свариваемого шва и поддерживает ее горение.

Принципиальная схема автоматической сварки под флюсом выглядит так: электродная проволока подается в зону сварки. Кромки свариваемого изделия в зоне сварки покрываются слоем флюса, подаваемого из бункера. Толщина слоя флюса составляет 30-50мм. Сварочный ток подводится от источника тока к электроду через токоподводящие мундштук, находящийся на небольшом расстоянии от конца электродной проволоки, благодаря чему при автоматической сварке можно применять большие сварочные токи. Дуга возбуждается между свариваемым изделием и электродной проволокой. При горении дуги образуется ванна расплавленного металла, закрытая сверху расплавленным шлаком и оставшимся нерасплавленным флюсом. Не расплавившийся флюс отсасывается шлангом обратно в бункер. Пары и газы, образующиеся в зоне дуги, создают вокруг нее замкнутую газовую полость. Некоторое избыточное давление, возникающее при термическом расширении газов, оттесняет жидкий металл в сторону, противоположную направлению сварки. У основания дуги (в кратере) сохраняется лишь тонкий слой металла. В таких условиях обеспечивается глубокий провар основного металла. Так как дуга горит в газовой полости, закрытой расплавленным шлаком, то значительно уменьшаются потери теплоты и металла на угар и разбрызгивание.

По мере перемещения дуги вдоль разделки шва наплавленный металл остывает и образует сварной шов. Жидкий шлак, имея более низкую температуру плавления, чем металл, затвердевает несколько позже, замедляя охлаждение металла шва. Продолжительное пребывание металла шва в расплавленном состоянии и медленное остывание способствуют выходу на поверхность всех неметаллических включений и газов, получению чистого, плотного и однородного по химическому составу металла шва.

 

Автоматическую сварку под флюсом отличают следующие преимущества:

Высокая производительность, превышающая ручную сварку в 5-10раз. Она обеспечивается применением больших токов ввиду малых значений вылета h-электродной проволоки без опасения значительного ее перегрева в вылете и отслаивании обмазки как в покрытом электроде, более концентрированным и полным использованием теплоты в закрытой зоне дуги, снижением трудоемкости за счет автоматизации процесса сварки;

Высокое качество шва вследствие защиты металла сварочной  ванны расплавленным шлаком от кислорода  и азота, воздуха, легирования металла  шва, увеличение плотности металла  при медленном охлаждении под  слоем застывшего шлака, экономия электродного металла при значительном снижении потерь на угар, разбрызгивание металла и огарки. При автоматической сварке эти потери достигают 20-30 %,в то время как при автоматической сварке под флюсом они превышают 2-5 %; экономия электроэнергии за счет более плотного использования теплоты дуги по сравнению с ручной сваркой. Затраты электроэнергии при автоматической сварке уменьшается на 30-40 %.

Кроме того, при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной: дуга закрыта слоем флюса, выделение вредных газов и пыли значительно снижено, поэтому нет необходимости в защите зрения и лица сварщика от воздействия излучений дуги, а для вытяжки газов достаточно естественной вытяжной вентиляции.

Автоматическая сварка имеет и недостатки - это, прежде всего ограниченная

 

 

Сварочным флюсом называют неметаллический материал, расплав которого необходим для сварки и улучшения качества шва.

Взаимодействуя в процессе сварки с жидким металлом, расплавленный флюс в значительной степени определяет состав металла, а, следовательно, и его механические свойства. По способу изготовления флюсы делятся на плавленые и не плавленые. Плавленые флюсы являются основными при автоматической сварке металла

сварки АФ (МФ)- Расчет стыкового соединения без скоса кромок Характер сварного шва - односторонний, способ автоматическая на весу, S = S_l = 10 мм, b=0, е=18 мм, q = 2 мм, флюс Ан-348А, марка электронной проволоки с которой рекомендуется применять флюс СВ-0,8, СВ-0,8А, d_э = 4 мм.

Стыковая сварка односторонняя применяется при малоответственных сварных швах или в случаях, когда конструкция изделия не позволяет производить двустороннюю сварку шва. Значительный объем расплавленного металла, большая глубина проплавления и некоторый перегрев ванны могут привести к вытеканию металла в зазоры и нарушению процесса формирования шва. Чтобы избежать этого, следует закрыть обратную сторону шва стальной или медной подкладкой, флюсовой подушкой или проварить шов с обратной стороны.

 

Расчет режима проводим в следующей последовательности: 1) Влияние химического состава основного металла из углеродистых и низкоуглеродистых сталей на сопротивляемость образованию трещин, выражается эквивалентом углерода С_э. СЭВом рекомендована эмпирическая формула для приближенной оценки свариваемости стали.

 

 

 

Где δ для приближенной оценки свариваемости стали.

СЭ=0,15+0,5+0,3+0,3+0,3+0,3+0,4+0,5+0,0024*10=2,7524

 

2) Глубину проплавления при односторонней сварке принимают 0,7-0,85 толщины свариваемых листов [2]:

hПР=(0.7-0.8)*S

hПР=0,7*10=7

 

3. Для стыковых автоматных швов оптимальный коэффициент формы усиления принимают [2]:

     hУС=0,3

4. Определяем величину силы сварочного тока, необходимого для получения заданной глубины проплавления металла: h_ПР = к*1_св

к = 1,2 мм/100А - коэффициент пропорциональности, зависящий от d_Э и марки флюса, от рода тока и полярности; наплавка, стык без разделки кромок, ток переменный.

 

 

 

 

 

 

5) Скорость подачи электрода Р_э = 1,8м/мин.

Скорость подачи электродной проволоки находим:

 

 

 

F_э - площадь электрода, d_э - диаметр электрода = 4мм

5. Площадь наплавленного металла (Fн):

 

 

7) Скорость подачи электродной проволоки (V_под):

 

 

8. По скорости подачи электродной проволоки и сечению наплавленного металла и электродной 
   проволоки определяют скорость сварки (Уев):

 

 

 

 

 

 

 

 

9) Напряжение на дуге зависит от силы сварочного тока, диаметра электродной проволоки, марки флюса и других параметров и может быть выбрано по справочнику: 40В. ширина проплавления при прямой полярности 15мм. ширина проплавления при обратной полярности 18мм, (причем «+» - электрод, а «-» - изделие); определим действительную площадь провара :

 

 

ηПР- коэффициент проплавления (0,1 - 0,3), для нашего случая ηПР = 0,3

 

 

Полученное значение площади провара сравниваем с площадью провара в справочнике. Ошибка не должна превышать ±10%. Т.к. зазор между деталями b = 0, то и наше полученное значение приближенно =0, (т.е. FПР≈FПР)\ Если FПР значительно отличается от

FПР то необходимо пересчитать выбранные значения напряжения дуги и скорости сварки.

 

 

ГОСТ 8713-79, характер сварного шва - односторонний, Ст. 3, способ сварки АФф, S = 10 мм, С = 2 мм, е = 18 мм, q = 1,5 мм, b = 2 мм, h = 5 мм, tg25° = 0,4663 Площадь наплавки (F_н):

F _н = 18 • 1,5 = 27 мм², отсюда находим скорость сварки:

 

0.105*3600=378/ч

Действительная площадь провара

 

 

Объем наплавленного металла определяем о формуле:

 

V=27*100=2700 мм³

 

Масса наплавленного металла определяем по формуле:

 

Qм=2700*0,0075=20,25гр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скорость сварки оказывает существенное влияние на образование так называемой зоны наплавления. В связи с этим желательно проверить ее значение по величине коэффициента формы провара ц/ = 1,8. Используя влияние коэффициента формы провара на критическое содержание углерода в металле, при сварке углеродистых сталей проверяем по графику:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Техника безопасности

 

1) При ручной дуговой сварке:

При выполнении сборочных и сварочных работ существуют следующие основные опасности для здоровья рабочих:

 

а) Поражение электрическим током:

Травма возникает при замыкании электрической цепи сварочного аппарата через тело человека. Причинами являются: недостаточная электрическая изоляция аппаратов и питающих проводов, плохое состояние специальной одежды и обуви сварщика, сырость и теснота помещений и другие факторы.

В условиях сварочного производства электротравмы происходят при движении электрического тока по одному из трёх путей: рука - туловище - рука, рука - туловище - нога, обе руки - туловище - обе ноги.

При движении тока по третьему пути сопротивление цепи наибольшее, следовательно, степень травматизма наименьшая. Наиболее сильное действие тока будет при движении его по первому пути.

Смертельным следует считать величину тока ОДА.