Учная электродуговая сварка

3.1. Расчет режима сварки деталей

В соответствии с вариантом задания на сварку (табл.5) привести эскиз сварки этих деталей с указанием размеров, подобрать силу и напряжение электрической дуги, количество наплавленного металла и расход электродов.

Порядок расчета:

1. Эскиз сварки деталей (один или несколько видов, дающих полное представление о взаимном положении и размерах свариваемых деталей и о сварочном шве) с обязательным указанием размеров.

2. Определение диаметра электрода d_э в зависимости от толщины свариваемого металла детали h:

h, мм	1…2	2…5	5…10	>10
dэ, мм	1,5…2	2,5…4	4…6	4…8

Соответственно нижним границам (меньшим значениям) в диапазоне толщин металла h должны подбираться и меньшие значения d_э.

Диаметры электродов стандартизированы: 0,3; 0,6; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 2,8;3,0;3,2; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм.

Толщину детали находят по номеру свариваемого по заданию профиля (швеллер №10 – 4,5 мм; №14 – 4,9 мм; трубы стальные: 80 мм – 3,5 мм; 32 мм – 2,8 мм).

3. Силу сварочного тока J_с подбираем в зависимости от диаметра электрода по таблицам или эмпирической формуле:

, А.

4. Рассчитываем напряжение горения дуги:

, В

где а – коэффициент, характеризующий падение напряжения на электродах: а = 10…12 – стальные плавящие электроды;

в – коэффициент, характеризующий падение напряжения на 1 мм дуги, в = 2,0…2,5 В/мм.

5. Находим длину дуги в зависимости от диаметра электрода:

, мм.

6. Сечение сварного шва и размеры его катетов устанавливаются при проектировании сварного соединения, в этой работе катеты К₁ и К₂ должны быть не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм включительно и 1,2 толщины более тонкой детали при сварке деталей толщиной более 3 мм.

7. Площадь сварного шва находим по формуле (размеры катетов в см):

, см².

8. Скорость наплавки вычисляем по формуле:

, см/ч.

где = 7…12 г/А*ч – коэффициент наплавки для ручной электродуговой наплавки (принимаем в расчетах среднее значение коэффициента наплавки = 10 г/А*ч );

– удельный вес наплавленного металла, = 7,8 г/см³.

9. Определяем количество наплавленного металла:

г,

где – длина сварного шва в см (рассчитываем исходя из вышеприведенного эскиза сварного соединения).

10. Расход электродов по весу определяется как:

г

где – коэффициент расхода электродов, = 1,4…1,6, учитывающий потери металла в виде брызг и паров и недоиспользования электрода.

11. Количество электродов, необходимое для сварки:

, шт,

где – длина стержня электрода, см,

– диаметр электрода, см.

Суммарная длина необходимых для работы электродов ориентировочно равна длине сварного шва: l_н ≈ l_э n_э

12. Подобрать тип, марку и другие параметры электрода

Для сварки и наплавки конструкционных сталей применяются типы электродов:

– для низколегированных (строительных) сталей – Э34, Э38, Э42А, Э46, Э46А:

– для среднеуглеродистых и низколегированных сталей – Э50, Э50А, Э55;

– для легированных, повышенной прочности сталей – Э60, Э60А, Э70, Э85, Э100, Э125, Э145, Э150 (цифра – временное сопротивление d_в разрыва сварного соединения в кгс/мм²).

3.2. Варианты задания по 3-му разделу (таблица 5)

Таблица 5

Варианты сварки деталей
№	Вид ( длина) соединения	1я деталь	2я деталь
	Нахлесточное (1500мм)	Лист стальной 3х мм	Уголок Б-45*45*3
	Тавровое	Лист стальной 3х мм	Уголок Б-45*45*3
	Нахлесточное (3000мм)	Лист стальной 5 мм	Уголок Б-63*63*6
	Тавровое	Лист стальной 5 мм	Уголок Б-63*63*6
	Угловое	Швеллер №10	Уголок Б-63*63*6
	Тавровое	Швеллер №10	Уголок Б-63*63*6
	Стыковое	Труба стальная, 32 мм	Труба стальная, 32 мм
	Стыковое	Труба стальная, 32 мм	Фланец стальной
	Нахлесточное (1500мм)	Швеллер №14	Лист стальной 5 мм
	Тавровое	Швеллер №14	Уголок Б-90*90*8
	Стыковое	Труба стальная, 80 мм	Труба стальная, 80 мм
	Тавровое	Труба стальная, 80 мм	Труба стальная, 80 мм
	Тавровое	Швеллер №14	Труба стальная, 80 мм
	Угловое	Швеллер №14	Уголок Б-75*50*6
	Тавровое	Швеллер №14	Уголок Б-75*50*6
	Тавровое	Швеллер №12	Уголок Б-45*45*4
	Тавровое	Труба стальная, 32 мм	Труба стальная, 32 мм
	Стыковое	Труба стальная, 32 мм	Фланец стальной
	Нахлесточное (150мм)	Швеллер №14	Лист стальной, 8 мм
	Тавровое	Швеллер №14	Уголок Б-90*90*8
	Стыковое	Труба стальная, 80 мм	Труба стальная, 80 мм
	Тавровое	Швеллер №14	Труба стальная, 80 мм
	Тавровое	Швеллер №14	Лист стальной, 8 мм
	Угловое	Швеллер №14	Уголок Б-75*50*6
	Тавровое	Швеллер №14	Уголок Б-75*50*6
	Угловое	Труба стальная, 80 мм	Швеллер №10
	Угловое	Труба стальная, 32 мм	Швеллер №12
	Угловое	Труба стальная, 80 мм	Швеллер №8
	Угловое	Труба стальная, 32 мм	Швеллер №20
	Угловое	Труба стальная, 80 мм	Швеллер №18
	Стыковое	Пруток Ø12	Пруток Ø12
	Стыковое	Пруток Ø14	Пруток Ø14
	Стыковое	Пруток Ø16	Пруток Ø16
	Стыковое	Пруток Ø18	Пруток Ø18
	Стыковое	Пруток Ø30	Пруток Ø30
	Нахлесточное (200мм)	Лист стальной 15 мм	Уголок Б-90*90*8
	Нахлесточное (450мм)	Лист стальной 3 мм	Уголок Б-90*90*8
	Нахлесточное (50мм)	Лист стальной 20 мм	Уголок Б-75*50*6
	Нахлесточное (350мм)	Лист стальной 6 мм	Уголок Б-90*90*8
	Нахлесточное (450мм)	Лист стальной 4 мм	Уголок Б-75*50*6

Литература

1. Строительные материалы и изделия: Учеб. пособие / П.И. Юхневский, Г.Т. Широкий. – Мн.: УП «Технопринт», 2004. – 476 с.: ил.

2. Строительное материаловедение: Учеб. пособие для строит. спец. вузов / И.А. Рыбьев. – М.: Высш. шк.., 2003. – 701 с.: ил.

3. Ржевская С.В. Материаловедение: Учеб. для вузов. – 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Логос, 2004. – 424 с.

4. Металлы и сварка (лекционный курс): Учебное пособие. / Н.В. Храмцов.- Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2001.- 160 с.

5. Металлы и сварка: Лабораторный практикум. /Н.В. Храмцов, Л.В. Шулаева. - Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2003.- 156 с.

6. Ремонт деталей и сборочных единиц: Учебное пособие / Н.В. Храмцов.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2006.-134 с.

7. Основы материаловедения (лекционный курс на электронном носителе)./ Храмцов Н.В. -Тюмень: ТюмГАСУ, 2008.-205 с.