Сварка

 

Число проходов при выполнении тавровых и угловых  швов определяется исходя из площади  наплавляемого металла за один проход:

F₁ = 30 … 40 мм².

F₁ = 32 мм²

      (13)

Рисунок 2.  Основные размеры углового шва.

7. Автоматическая сварка под слоем флюса.

При сварке под флюсом (рисунок 2)сварочная дуга горит под слоем сыпучего вещества. Высота слоя флюса на основном металле 20 – 80 мм. Электродная проволока из бухты попадает в зону сварки через флюс с помощью специального подающего механизма сварочного автомата. Процесс сварки под флюсом начинают с возбуждения дуги. Для этой цели применяют несколько способов. В зоне горения сварочной дуги под действием высокой температуры выделяется большое количество газов и паров, которые образуют своеобразный газовый пузырь, оболочкой которого служит тонкий слой расплавленного флюса.

 

 

 

Рисунок 3. Схема сварки под флюсом

 

 

 

• Производительность сварки под слоем флюса в 5 – 20 раз выше по сравнению с ручной. Это достигают за счет увеличения плотности тока, увеличения скорости сварки и повышения коэффициента использования сварочной дуги, повышения коэффициента наплавки и уменьшения количества присадочного металла
• Высокое качество сварного шва достигают защитой расплавленного металла флюсом от воздействия кислорода и азота воздуха, легированием металла шва и лучшим его формированием.
• Экономию сварочных материалов получают за счет уменьшения расхода электродной проволоки на угар, разбрызгивание и сварку, отсутствует покрытие на сварочной проволоке. По сравнению с ручной дуговой сваркой экономия электроэнергии при автоматической сварке достигает 30 – 40%.
• Эксплуатационные преимущества заключаются в полной автоматизации процесса сварки. Кроме того, автоматическая сварка под слоем флюса значительно улучшает условия труда сварщика, повышает культуру производства.

У данного способа сварки есть и ряд недостатков, таких как: трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов; трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия; неблагоприятное воздействие на оператора; отсутствие возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.

Исходные  данные для расчетов.

Дано: Сталь 4 ГОСТ 380 – 88;

 толщина листа S = 11 мм

 

 

 

 

Описание  свойств стали.

Данная сталь углеродистая обыкновенного качества, относится к первой группе сталей – хорошо сваривающиеся. Сварка может быть выполнена по обычной технологии, т.е. без подогрева до сварки и в процессе сварки и без последующей термообработки.

 

8.  Расчет режимов автоматической сварки под флюсом.

Для характеристики формы шва используют два коэффициента:

- коэффициент формы проплавления

К_ПР =1,0…3,0

- коэффициент формы валика

b =7…12

В ходе расчетов режимов сварки определяют глубину и ширину шва, подбирают  сварочные материалы, определяют силу тока и число проходов. Автоматическая сварка под флюсом рекомендуется  при толщине свариваемых листов от 5 до 50 мм. Тип шва определяется в зависимости от толщины металла и определяется по таблице 5.

 

Таблица 5- Максимальная толщина металла (в мм) свариваемого в один слой.

Тип шва	Характеристики подготовки кромок	Способ сварки
		В защитных газах	Под флюсом
			Полуавтомати- ческая	Автомати- ческая
Односторон- ний	С зазором(0 – 3) С разделом кромок(0 - 3)	6 9	8 12	14 28
Двусторон- ний	С зазором(0 – 3) С разделом кромок(0 - 3)	9 16	12 20	20 50

      (1)

где К_h – коэффициент пропорциональности, зависящий от условия проведения сварки, берется из таблицы.

Глубину проплавления при односторонней сварки принимают 0.7 … 0.8; при двусторонней сварке по формуле:

 мм        (2)

                                            

Диаметр электродной  проволоки предварительно выбирается в зависимости от толщины свариваемого изделия.

 

Таблица 6 –  Величина диаметра проволоки в зависимости  от толщины свариваемого изделия.

Толщена изделия S, мм	2…4	5…8	Свыше 8
Диаметр электродной проволоки  dЭ, мм	3	4	5

Выбираем  диаметр электродной проволоки  равный 5мм.

 

Таблица 7 –  Выбор коэффициента пропорциональности

Марка флюса или защитный газ	Диаметр электродной проволоки  dЭ, мм	Коэффициент пропорциональности Кh ,
		Переменный  ток	Постоянный ток
			Прямой полярности	Обратной полярности
ОСУ-45	2 3 4 5 6	1,3 1,15 1,05 0,95 0,9	1,15 0,95 0,85 0,75 -	1,45 1,3 1,15 1,10 -
АН-348А	2 3 4 5 6	1,25 1,1 1,0 0,95 0,9	1,15 0,95 0,9 0,85 -	1,4 1,25 1,1 1,05 -

Диаметр электродной  проволоки уточняется по допустимой плотности тока j и силе свариваемого тока I. Величина допустимой плотности тока j выбирается в зависимости от диаметра электродной проволоки по таблице 8.

Таблица 8 –  Величина допустимой плотности тока

Диаметр проволки dЭ	2	3	4	5	6
Плотность тока j	65…200	45…60	35…50	30…50	25…45

 

Уточненные  значения d_э определяется по формуле:

 мм     (3)

Число проходов определяется исходя из максимального  сечения однопроходного шва, который  не должен быть больше 100мм². Скорость подачи электродной проволоки V_под определяется по графикам.

Скорость  сварки V_св определяется по сечению наплавляемого металла F_Н, площади сечения электродной проволоки F_Э и скорости подачи проволоки в зону горения дуги V_под.

     (4)

 

Площадь сечения  наплавляемого металла F_Н определяется по формуле:

 

     (5)

F_н=0,75×11×3=24,75мм²

 

 

 

 

 

Скорость  подачи проволоки в зону горения  дуги.

Скорость  сварки должна быть в пределах от 20 … 60

Напряжение  дуги зависит от силы сварочного тока, диаметра проволоки, марки флюса.

 

Таблица 9 –  Определение напряжения дуги

Сила  тока, А	Напряжение (В) при диаметре электрода
	2мм, флюс АН-348А	5мм, флюс АН-348А, ОСУ-45
180 – 300 300 –  400 500 –  600 600 –  700 700 –  800 850 –  1000 1000 - 2000	32 – 34 32  - 34 36 –  40 - - - -	- - - 38 –  40 40 –  42 40 –  43 40 - 44

 

 

Расчет флюса  определяется расчетным путем по следующей зависимости:

      (6)

где Q – расход флюса при заданной длине сварного шва, кг;

L – длина сварного шва, м;

g_Ф – удельный расход флюса, .

Удельный  расход флюса при U < 40В определяется по зависимости :

, U < 40B      (7)

где  U – напряжение дуги, В;

V_C – скорость сварки, .

Если U < 40В, то

         (8)

Q = 0,6×2 = 1,2кг

9. Техника безопасности и противопожарная безопасность при сварке.

Сварочные работы должны производиться в электросварочных цехах или на специально оборудованных  площадках.

Сварочный пост находящийся как в помещении, так и на открытом воздухе, должен быть огражден щитами либо ширмами  для защиты окружающих от вредного действия электрической дуги.

При сварке изделий массой более 20 кг., должны быть установлены подъемно - транспортные механизмы.

 

 

В электросварочном цехе должен быть предусмотрен проход, обеспечивающий удобство и безопасность производства сварочных работ и  метра.

Сварочный цех  должен иметь отопление и температура  в помещение должна быть не ниже +16°С.

В сварочном  цехе должна быть вентиляционная система.

В сварочном  цехе должна быть система общего или  комбинированного освещения.

Сварочные работы должны выполняться в специальной  одежде и обуви, в рукавицах, берете. Для защиты глаз и лица применяются  щитки или маски, газорезчики  и вспомогательные рабочие - очками. Корпус маски должен быть изготовлен из несгораемого материала, а прорезь  для глаз защищена светофильтром (стеклом) различной плотности.

Корпус трансформатора, рабочий стол, и все металлические  нетоковедущие части устройства, должны быть заземлены.

Провода и  кабели сварочного аппарата должны быть хорошо заизолированы и защищены от механических повреждений и высокой  температуры.

Рукоятка  электродержателя должна быть из токонепроводящего и огнестойкого материала.

Исправлять  электрическую цепь может только электрик и при выключенном рубильнике.

После окончания  работы или при временной отлучке  с рабочего места сварщик обязан отключить оборудование от сети.

 

 

 

 

 

Список литературы

 

1. Лащинский А.А. «Конструирование сварных химических аппаратов» справочник, Ленинград, Машиностроение, 1981г, 382с.
2. Акулов А.И. «Технология и оборудование сварки плавлением», Москва, Машиностроение, 1987г., 430с.
3. Багрянский К.В. «Теория сварочных процессов», Киев, Высшая школа, 1976г., 423с.