Разработка технологического процесса сварки

Разработка технологического процесса сварки включает в себя:

― выбор типа сварного соединения;

― определение оптимального режима сварки и оборудования;

― определение порядка наложения сварных швов.

Основным этапом разработки технологического процесса сварки является выбор типа сварного соединения (односторонний или двухсторонний сварной шов, стыковой или угловой шов) и выбор формы раздела кромок под сварку.

Выбор режима сварки предполагает определение совокупности характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварного шва заданного размера, формы и качества. При сварке открытой дугой такими характеристиками являются:

― марка и диаметр электрода;

― напряжение дуги;

― сила сварочного тока;

― род тока;

― время сварки.

Определив род тока, напряжение дуги и силу сварочного тока можно выбрать необходимое оборудование. (Примечание: В данной работе не предполагается выбор рода тока и типа оборудования).

Важным этапом разработки технологии сварки заданной конструкции является определение порядка наложения швов. Правильный выбор технологии позволяет уменьшить коробление конструкции или появление опасных внутренних напряжений. (Однако эта часть разработки технологии также не входит в задачу данной работы).

Порядок выполнения работы

Выбор режима сварки это один из основных этапов подготовки технологического процесса, который определяет качество и производительность сварки. При ручной дуговой сварке основными параметрами режима сварки являются: напряжение дуги в вольтах (U), диаметр электрода в миллиметрах (d), сварочный ток в амперах (I), и скорость сварки в метрах в час (V).

Определение режима сварки начинают с выбора типа и марки электрода и его диаметра. Марку электрода выбирают в зависимости от химического состава свариваемых материалов. Это углеродистые стали, низколегированные и высоколегированные стали. В задании указан вид свариваемого материала, в соответствии с ним из табл. 1 выбирают тип и марку электрода. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла. Эмпирически установлено, что диаметр электрода должен быть примерно равен толщине свариваемого металлаА.

Сварочный ток в зависимости от диаметра электрода определяют по эмпирической формуле:

(1)

где j ‑ коэффициент, равный 50 А/мм;

‑ диаметр электрода, мм.

Напряжение дуги для наиболее широко применяемых электродов в среднем составляет 25...28 В.

Для определения скорости сварки предварительно вычисляют площадь поперечного сечения сварного шва и находят из таблиц значение коэффициента наплавки.

Площадь поперечного сечения сварного шва определяется в зависимости от типа сварного соединения. Различают одностороннее стыковое соединение без скоса кромок, со скосом одной кромки, одностороннее угловое соединение без скоса кромок, со скосом одной кромки, а также двухстороннее стыковое и угловое соединение. При этом технология сварки предусматривает наложение основного наружного шва, а в случае необходимости, внутреннего подварочного шва. Поперечные сечения сварных швов для заданных толщин металла определены в ГОСТ 5264-80. Схематическое изображение некоторых сварного соединения дано на рис 2.

Для углового соединения с наложением основного наружного шва площадь поперечного сечения определяют по формуле

, мм² (2)

а б

в г

д ж

Рис. 3. Схема стыковых (а - C2, б - C8) и
угловых (в - У4, г - У5, д - У6,ж - У7) соединений:
1- основной шов, 2- подварочный шов.

Для стыкового соединения с наложением основного наружного шва площадь поперечного сечения определяют по формуле

, мм² (2 а)

Здесь - коэффициент увеличения площади, учитывающий наличие зазора между частями и выпуклость шва ( = 1,4).

Коэффициент наплавки (кг/А ч), зависит от выбора электрода величина его указана в табл. 1. Из группы электродов, обеспечивающих заданные физико-механические свойства сварного шва, необходимо выбирать те, которые дают более высокий коэффициент наплавки и, следовательно, большую производительность процесса.

Скорость сварки в (м/ч) определяют из выражения:

, (3)

где - сила сварочного тока, А;
- коэффициент наплавки, кг/А ч;
r - плотность металла, (для стали r =7800 кг/м³)
S - площадь поперечного сечения сварного шва.

Основное технологическое время в часах, определяется, как

, (4)

где V - скорость сварки в (м/ч),
L - длина сварных швов на изделии, м.

Расход электродов. Зная площадь наплавленного металла, плотность и длину сварных швов, определяют его полную массу

, (5)

где - масса наплавленного металла, г;
S - площадь наплавленного шва, мм²;
L - длина сварных швов на изделии, мм;
r - плотность металла, кг/м³.

Расход электродов с учетом потерь приближенно принимают равным = 1,6...1,8 от массы наплавленного металла.

(6)

Определить количество электродов необходимое на заданную длину сворного шва можно по формуле:

, (7)

где - длинна электрода, мм;( длину электродов принимаем равной 300 мм)

Результаты расчетов представляют в следующем виде

дуговая сварка сварка стальных листов (указать марку стали )

указать вид сварки (угловая, стыковая)

толщиной ____мм (указать толщину).

Напряжение дуги в вольтах (U),

Сварочный ток в амперах (I),

Скорость сварки в метрах в час (V)

Основное технологическое время сварки в часах (T)

Тип электрода (указать),диаметр электрода в миллиметрах (d), расход электродов в килограммах.