Автоматическая сварка под слоем флюса
Сварку под слоем флюса производят голой электродной проволокой, которую подают в зону горения дуги специальным механизмом, называемым головкой автомата. Токопровод к проволоке осуществляется через скользящий контакт при прохождении проволоки через мундштук, изготовляемый из меди.
Малый вылет электрода, отсутствие покрытия, большая скорость подачи электродной проволоки позволяют значительно увеличить силу сварочного тока по сравнению с ручной дуговой сваркой электродами тех же диаметров, что приводит к ускорению процесса плавления сварочной проволоки, увеличению глубины проплавления основного металла, как следствие, значительному повышению производительности. Коэффициент наплавки достигает от 14 до 16 г/Ач, а в некоторых случаях даже 30 г/Ач.
Достаточно толстый слой флюса (до 60 мм), засыпаемого в зону сварки, расплавляется только на 30 %, делает дугу невидимой (закрытой) и обеспечивает хорошую защиту расплавленного металла от окружающего воздуха.
Вследствие увеличения эффективности тепловой мощности дуги может быть расширен диапазон толщин, свариваемых без скоса кромок. На качество и работоспособность сварного соединения влияет отношение ширины однопроходного шва к глубине провара. Коэффициент формы провара может изменяться в пределах от 0,5 до 4. Оптимальное его значение равно 1,5.
Отношение ширины шва к его выпуклости при хорошо сформированных швах недолжно выходить за пределы 10. Основными параметрами режима автоматической сварки под слоем флюса является сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения дуги и скорость подачи сварочной проволоки.
Произведем расчет режимов сварки под слоем флюса.
Принимаем диаметр сварочной проволоки dэл=5 мм.
Величина сварочного тока Iсв, А
где i – допустимая плотность тока, i = 40 A/мм.
Глубина провара при стыковой сварке находится в прямой зависимости от сварочного тока
h = k1Iсв, (7.8)
где k1 – коэффициент пропорциональности, зависящий от рода тока и полярности диаметра электрода, а также марки флюса, k1=1,15мм/100А.
h = (1,15/100)·785= 9 мм.
Напряжение на дуге принимаем для стыковых соединений в пределах от 32 до 40 В. Большему току и диаметру электрода соответствует большее напряжение на дуге.
Зная сварочный ток и напряжение на дуге, определяем коэффициент формы провара по графикам зависимости от сварочного тока и напряжения на дуге для сварки на переменном токе под флюсом ОСЦ-45.
Принимаем коэффициент формы провара ψпр=2,4 [2,c.189].
Зная глубину провара и коэффициент формы провара, определяем ширину шва
e= ψпр · h=2,4 · 9=22 мм (7.9)
Высоту выпуклости q, мм
q = e/ ψпр = 22/6 = 3,6 мм, (7.10)
q = 22/6 = 3,6 мм,
где ψпр – коэффициент формы выпуклости, ψпр = 6.
Определяем площадь сечения наплавленного металла в зависимости от формы сечения наплавленного металла по формуле
Fн = 0,75 · e · q + b · S + h2 · tgα/2, (7.11)
Для V – образной разделки кромок e= 25,2 мм, а=60°.
Fн = 0,75 · 22 · 3,6 + 2,1 · 32 + 92 · tg(60/2) = 173 мм2.
Скорость перемещения дуги(м/ч)
где αн – коэффициент наплавки, г/Ач.
При сварке постоянным током прямой полярности и переменным током коэффициент наплавки α, г/Ач вычисляется по формуле
αн = A +B·Iсв/d, (7.13)
где А и В – коэффициенты, равные А = 7, В = 0,04.
αн = 7+ 0,04·785/5 = 13,3 г/Ач
По формуле (7.12)
Действительный коэффициент наплавки при данном вылете можно определить по формуле
αн.ч = αн + ∆αн = 13,3 + 3,2 = 16,5 г/Ач, (7.14)
где ∆αн – увеличение коэффициента наплавки за счет предварительного нагрева вылета электрода; определяется по графику [2, с.191].
Принимаем ∆αн = 3,2 г/Ач.
Скорость подачи сварочной проволоки определяется по формуле
Полученные расчетным путем значения режимов автоматической сварки под слоем флюса сведем в таблицу 7.3
Таблица 7.3 – Режимы автоматической сварки под слоем флюса
| dэл, мм | Iсв, А | Vнд | Vп.пр | e, мм | q, мм | ψ | h, мм |
| 0,1 | 68,1 | 3,6 | 2,4 |
Автоматическую сварку под слоем флюса применили для первого участка из стали 20 со вторым из стали 17Г1С, используя сварочную проволоку Св-08ГА под флюсом АН-348А, шов по ГОСТ 8713-79-С21.