Порядок, последовательность и направление

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ»

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является исследование метода получения заготовок сваркой и разработка технологического процесса ручной электродуговой сварки.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Изучение типов сварных соединений.

2. Изучение методики расчета сечений сварных швов.

3. Изучение основных операций технологического процесса получения отливок.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разработка технологического процесса сварки включает в себя:

- выбор типа сварного соединения;

- определение оптимального режима сварки;

- определение порядка наложения сварных швов;

- выбор сварочного оборудования.

 

Сварные соединения

 

В промышленности используют достаточно много типов сварных соединении: стыковые; угловые; тавровые; нахлесточные.

В табл. 4.1 приведены некоторые типы стыковых сварных соединений, а в табл. 4.2 – угловых.

В настоящей работе рассматриваются односторонние – У4, У6 и двухсторонние – У5, У7 угловые сварные соединения без разделки кромок и с разделкой одной кромки (см. табл. 4.2).

Тип сварного соединения приведен в варианте задания (табл. 4.10).

 

Площадь поперечного сечения основного наружного шва определяют по формуле

, мм², (4.1)

где К _у – коэффициент увеличения. Коэффициент увеличения выбирают по табл. 4.3 в зависимости от величины катета A.

 

Таблица 4.1 – Стыковые сварные соединения при ручной дуговой сварке (ГОСТ 5264-80)

Форма подготовленных кромок	Характер сварного шва	Форма поперечного сечения	Толщина свариваемых деталей, мм	Условное обозначение соединения
подготовлен- ных кромок	сварного соединения
с отбортовкой кромок	Одно- сторонний			1…4	С1
Без скоса кромок			С2
Со скосом одной кромки			3…60	С8
С двумя симметричными скосами кромок	Двух- сторонний			8…120	С25

 

Таблица 4.2 – Угловые сварные соединения при ручной дуговой сварке (ГОСТ 5264-80)

Форма подготовлен- ных кромок	Характер сварного шва	Форма поперечного сечения	Толщина свариваемых деталей, мм	Условное обозначение соединения
подготов- ленных кромок	сварного соединения
Без скоса кромок	Одно- сторонний			1…30	У4
Двух- сторонний		2…30	У5
Со скосом одной кромки	Одно- сторонний			3…60	У6
Двух- сторонний		У7

 

Коэффициент увеличения учитывает наличие зазора между свариваемыми деталями и выпуклость (полноту) шва.

Площадь поперечного сечения внутреннего подварочного шва определяют по формуле:

, мм². (4.2)

К_у выбирают по табл. 4.3 в зависимости от величины катета С.

 

Таблица 4.3 – Коэффициент увеличения К_у

Катет шва А или С, мм	2,5…3	3,5…4	4,5…5	5,5…6
Коэффициент увеличения Ку	1,5	1,45	1,4	1,35

 

Общая площадь поперечного сечения сварного соединения

мм² (4.3)

Толщину свариваемых заготовок А (толщина стенок заготовки) и величину катета подварочного шва С выбирают в соответствии с вариантом задания (см. табл. 4.10).

 

Порядок, последовательность и направление

Наложения швов

 

Швы длиной до 250 мм можно варить напроход (рис. 4.1). Сварка напроход от середины к краям рекомендуется при длине шва 250…500 мм. При большей длине шва рекомендуется обратноступенчатая сварка. Шов выполняют короткими отрезками 1…4.

 

Напроход От середины к краям

 

Начало Конец 1 2

 

Обратноступенчатая

 

1 2 3 4

 

Рисунок 4.1 – Последовательность и направление наложения швов

Для уменьшения короблений свариваемой заготовки необходимы определенный порядок и последовательность наложения сварных швов. На рис. 4.2 приведен эскиз заготовки с размерами, соответствующими примеру оформления расчета. Порядок наложения швов аналогичен во всех вариантах задания. Последовательность может быть разной.

В вариантах с двухсторонними сварными соединениями У5 и У7 листы сначала прихватывают короткими внутренними подварочными швами, расположенными на расстоянии до 250 мм один от другого. Затем проваривают внутренний подварочный шов полностью. Подварочными швами соединяют все элементы заготовки. После этого заготовку переворачивают и выполняют основные наружные швы. В вариантах с односторонними сварными соединениями У4 и У6 внутренние швы не выполняют. Листы прихватывают снаружи. За­тем полностью проваривают наружные швы.

Размеры соответствуют

примеру оформления отчета

 

 

Рисунок 4.2 – Эскиз металлической заготовки с размерами: порядок наложения швов указан большими цифрами; последовательность – маленькими цифрами; направление сварки – стрелочкой.

ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ И ОФОРМЛЕНИЯ РАБОТЫ

 

4.4.1 Задание (см. табл. 4.10 - Варианты заданий)

№ варианта	Размеры ванны, мм	Толщина стенок А, мм	Катет шва С, мм	Материал заготовок
Группа сталей	Обозначение
b	l	h	Тип соединения
					У5	4,7	Качественные низкоуглеродистые конструкционные стали	Сталь 10
Работа в цехе (см. табл. 4.8)

Выбор сварочного аппарата

Для сварки стали 10 можно использовать как переменный, так и постоянный ток. В табл. 4.5 рекомендован переменный ток, а варианте задания (табл. 4.10) сварочный трансформатор как источник переменного тока. Поэтому в соответствии с табл. 4.6 выбран сварочный трансформатор ТД-300 У2, имеющий следующие технические характеристики:

Пределы регулирования сварочного тока 70…365 А.

Напряжение питающей сети 380 В.

Рабочее напряжение 32 В.

Напряжение холостого хода 80 В.

Мощность 19,4 кВт.

Размеры 692х710х620 мм.

Масса 137 кг.

 

Продолжительность сварки

Основное технологическое время: Т _осн = G _н/(К _н∙ I _св) = 411/(8,5∙180) = 0,269 ч.

Время выполнения сварочных работ: Т _св = Т _осн/ К _исп = 0,269/0,8 = 0,336 ч.

Скорость сварки

Скорость сварки при формировании основного шва

V _св^осн= (К _н ∙I_св)/(γ ∙ S _осн) = (8,5∙180)/(7,8∙17,5) = 11,21 м/ч.

Скорость сварки при формировании внутреннего шва

V _св^вн = (К _н∙ I _св)/(γ ∙ S _вн) = (8,5∙180)/(7,8∙15,46) = 12,69 м/ч.

 

4.4.14 Производительность сварки: G = К _н ∙I _св = 8,5∙180 = 1530 г/ч.

 

Расход электроэнергии

Q = (U _д ∙I _св ∙Т _осн)/1000 = (32∙180∙0,269)/1000 = 1,549 кВт∙ч.

 

Таблица 4.9 – Результаты расчета

№	Название	Обозначение	Численное значение
	Длина сварных швов	L осн	1600 мм
L вн	1600 мм
	Длина сварных соединений	L	1600мм
	Площадь поперечного сечения сварных швов	S осн	17,5 мм^2
S вн	15,45 мм^2
	Площадь поперечного сечения сварного соединения	S	32,96 мм^2
	Диаметр электрода	d эл	4 мм
	Сила сварочного тока	I св	180А
	Масса наплавленного металла	G н осн	218 г
G н вн	193 г
G н	411 г
	Расход электродов	G эл	658 г
	Основное технологическое время	Т осн	0,269 ч
Время выполнения сварочных работ	Т св	0,336 ч
	Скорость сварки	V св осн	11,21 м/ч
V св вн	12,69 м/ч
	Производительность	G	1530 г/ч
	Расход электроэнергии	Q	1,549 кВт^.ч

№ вари-анта	Размеры ванны, мм	Толщина стенок А, мм	Катет шва С, мм	Материал заготовок
b	l	h	Тип соединения	Группа сталей	Обозна- чение
Работа в цехе (см. табл.4.8)
2В 4П					У5 У7 У5 У7	2,5 2,6 3,5 3,6	Конструк- ционные низкоугле- родистые стали обыкно-венного качества	Ст 2 Ст 4 Ст 1 Ст 3
6В 8П					У5 У7 У5 У7	4,5 4,6 5,5 5,6	Ст 2 Ст 4 Ст 1 Ст 3
10В 12П					У5 У7 У5 У7	2,7 2,8 3,7 3,8	Качест- венные низкоуг- леродис-тые конструк- ционные стали	Сталь 10 Сталь 20 Сталь 15 Сталь 25
14В 16П					У5 У7 У5 У4	4,7 4,8 5,7 -	Сталь 10 Сталь 20 Сталь 15 Сталь 25
Монтажные работы (см. табл.4.8)
17П 18В 19П 20В					У6 У4 У6 У4	Низколеги- рованные конструкци- онные стали	12ГС 15ХСНД 15ГФ 12Х1МФ
21П 22В 23П 24В					У6 У4 У6 У4	14Г2 15Х1М1Ф 14ХГС 10ХСНД
25П 26В 27П					У6 У4 У6	Легирован-ные жаропрочные стали	08Х12Н8К5М2Т 10Х17Н13М2Т 08Х12Н7К7М4

Таблица 4.10 – Варианты заданий

 

Примечание: буква П в номере варианта – использовать сварочный преобразователь, В – выпрямитель, отсутствие буквы – трансформатор.

 

 

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 4

«РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ»

 

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целью работы является исследование метода получения заготовок сваркой и разработка технологического процесса ручной электродуговой сварки.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Изучение типов сварных соединений.

2. Изучение методики расчета сечений сварных швов.

3. Изучение основных операций технологического процесса получения отливок.

 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Разработка технологического процесса сварки включает в себя:

- выбор типа сварного соединения;

- определение оптимального режима сварки;

- определение порядка наложения сварных швов;

- выбор сварочного оборудования.

 

Сварные соединения

 

В промышленности используют достаточно много типов сварных соединении: стыковые; угловые; тавровые; нахлесточные.

В табл. 4.1 приведены некоторые типы стыковых сварных соединений, а в табл. 4.2 – угловых.

В настоящей работе рассматриваются односторонние – У4, У6 и двухсторонние – У5, У7 угловые сварные соединения без разделки кромок и с разделкой одной кромки (см. табл. 4.2).

Тип сварного соединения приведен в варианте задания (табл. 4.10).

 

Площадь поперечного сечения основного наружного шва определяют по формуле

, мм², (4.1)

где К _у – коэффициент увеличения. Коэффициент увеличения выбирают по табл. 4.3 в зависимости от величины катета A.

 

Таблица 4.1 – Стыковые сварные соединения при ручной дуговой сварке (ГОСТ 5264-80)

Форма подготовленных кромок	Характер сварного шва	Форма поперечного сечения	Толщина свариваемых деталей, мм	Условное обозначение соединения
подготовлен- ных кромок	сварного соединения
с отбортовкой кромок	Одно- сторонний			1…4	С1
Без скоса кромок			С2
Со скосом одной кромки			3…60	С8
С двумя симметричными скосами кромок	Двух- сторонний			8…120	С25

 

Таблица 4.2 – Угловые сварные соединения при ручной дуговой сварке (ГОСТ 5264-80)

Форма подготовлен- ных кромок	Характер сварного шва	Форма поперечного сечения	Толщина свариваемых деталей, мм	Условное обозначение соединения
подготов- ленных кромок	сварного соединения
Без скоса кромок	Одно- сторонний			1…30	У4
Двух- сторонний		2…30	У5
Со скосом одной кромки	Одно- сторонний			3…60	У6
Двух- сторонний		У7

 

Коэффициент увеличения учитывает наличие зазора между свариваемыми деталями и выпуклость (полноту) шва.

Площадь поперечного сечения внутреннего подварочного шва определяют по формуле:

, мм². (4.2)

К_у выбирают по табл. 4.3 в зависимости от величины катета С.

 

Таблица 4.3 – Коэффициент увеличения К_у

Катет шва А или С, мм	2,5…3	3,5…4	4,5…5	5,5…6
Коэффициент увеличения Ку	1,5	1,45	1,4	1,35

 

Общая площадь поперечного сечения сварного соединения

мм² (4.3)

Толщину свариваемых заготовок А (толщина стенок заготовки) и величину катета подварочного шва С выбирают в соответствии с вариантом задания (см. табл. 4.10).

 

Порядок, последовательность и направление

Наложения швов

 

Швы длиной до 250 мм можно варить напроход (рис. 4.1). Сварка напроход от середины к краям рекомендуется при длине шва 250…500 мм. При большей длине шва рекомендуется обратноступенчатая сварка. Шов выполняют короткими отрезками 1…4.