Подсчет массы сварной конструкции

Методические указания

по дипломному проектированию (технологический проект)

для учащихся по специальности 2-36 01 06

«Оборудование и технология сварочного производства

 (по направлениям)»

 

 

Гомель 2020

 

УТВЕРЖДЕНО на заседании цикловой комиссии протокол № ___ от «___» ____ 2020 г.

                                                                  председатель ЦК_________ Ячменева Е. Л

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Общие положения, состав и содержание дипломного проекта

Введение

1.Технологический раздел

1.1. Описание сварной конструкции, ее назначение

1.2. Технические условия на изготовление сварной конструкции

1.3. Подсчет массы сварной конструкции

1.4. Определение параметров сварных швов, соединяющих элементы сварной конструкции

1.5. Определение типа производства

1.6. Определение свариваемости материала сварной конструкции

1.7. Выбор и обоснование методов сборки и сварки

1.8. Выбор сварочных материалов

1.9. Расчет режимов сварки

1.10. Выбор сварочного оборудования, технологической оснастки, инструмента

1.11. Определение технических норм времени на сборку и сварку

1.12. Расчет количества оборудования и его загрузки

1.13. Расчет количества работающих

1.14. Методы борьбы со сварочными деформациями

1.15. Выбор методов контроля качества

1.16. Разработка планировки участка сварки узла

2. Экономический раздел

3. Охрана труда

Заключение

Список использованных источников                                              

Стандарты

ПРИЛОЖЕНИЕ А Узел сварной конструкции

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Чертеж приспособления для сборки сварки узла

ПРИЛОЖЕНИЕ В Планировка участка сборки и сварки сварной конструкции

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Спецификация

 

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ, СОСТАВ И СОДЕРЖАНИЕ

ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

 

       Дипломный проект – это комплексная самостоятельная творческая работа, выполняемая на завершающем этапе обучения, в ходе которой учащийся решает конкретные профессиональные задачи, соответствующие уровню образования присваиваемой квалификации, на основе которой Государственная квалификационная комиссия принимает решение о присвоении учащемуся квалификации специалиста.

Законченный дипломный проект состоит из пояснительной записки объемом 50-70 страниц рукописного. Графическая часть выполняется на 4 листах чертежной бумаги.

Тематика дипломных проектов должна отражать конкретные задачи, стоящие перед отечественными машиностроительными предприятиями. Она должна предусматривать проектирование технологического процесса сборки и сварки заданной сварной конструкции при определенном объеме выпуска ее в год. Технологический процесс должен отвечать современному уровню соответствующей отрасли промышленности.

При использовании заводских основных, сварочных и вспомогательных материалов новый вариант технологического процесса должен быть более прогрессивным, обеспечивать более высокую производительность труда, снижение технологической себестоимости изготовления сварных конструкций, улучшения их качества.

Тематика дипломных проектов должна быть рассмотрена на заседании цикловой комиссии и утверждена заместителем директора по учебной работе.

Ответственность за принятие решения в дипломном проекте, качество выполнения пояснительной записки, графической части, комплекта документов на технологический процесс, а также за своевременное завершение работы несет автор-учащийся и руководитель.

           

 

Введение

       Во введении кратко приводится:

- краткий анализ достижений в той области, которой посвящена тема дипломного проекта;

-актуальность и новизна темы;

-цель дипломного проекта;

-принципы, положенные в основу проектирования;

-краткое изложение содержания разделов пояснительной записки с обязательным указанием задач, решению которых они посвящены.

    Объем введения не должен превышать трех страниц.

 

      

Технологический раздел

 

1.1 Описание сварной конструкции, ее назначение

           

(Примечание: описать назначение сварной конструкции, условия ее работы, конструкцию, методы заготовки деталей, подлежащих сварке, изучить литературу и указать, отвечает ли данная конструкция требованиям, предъявленным к технологичным сварным конструкциям.)

Порядок описания сварной конструкции следующий:

    В пояснительной записке

1. вычерчиваем

    - эскиз сварной конструкции

    - эскиз расчленения сварной конструкции на отдельные узлы и детали

    - эскиз деталей, из которых состоит сварная конструкция

2. приводим описание

    - назначения и условий эксплуатации сварной конструкции;

    - предусмотренные чертежом способы соединения между собой всех деталей и сборочных узлов в целое изделие.

1.2. Технические условия на изготовление сварной конструкции

(Примечание: оценить сложность конструкции, точность выполнения размеров, назначить технические требования для сварной конструкции.)

Технические условия изготовления сварной конструкции предусматривают технические условия на основные материалы, сварочные материалы, а также требования, предъявляемые к заготовкам под сборку и сварку, к сварке и к контролю качества сварки.

В качестве основных материалов, применяемых для изготовления ответственных сварных конструкций (поднадзорных ГОСПРОМАТОМНАДЗОРу), работающих при динамических нагрузках должны применяться легированные стали по ГОСТ 19281-89 или углеродистые обыкновенного качества не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94. Для неответственных сварных конструкций должны применяться стали не ниже марки Ст3пс по ГОСТ 380-94.

 Соответствие всех сварочных материалов требованиям стандартов должно подтверждаться сертификатом заводов-поставщиков, а при отсутствии сертификата – данными испытаний лабораторий завода.

При ручной дуговой сварке должны применяться электроды не ниже типа Э42А по ГОСТ 9467-75 со стержнем из проволоки Св-08 по ГОСТ 2246-70.

При сварке в углекислом газе должна применяться проволока не ниже Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70.

Сварочная проволока не должна иметь ржавчины, масла и других загрязнений.

    Требования к заготовкам под сварку предусматривают, чтобы свариваемые детали из листового, фасонного, сортового и другого проката должны быть выправлены перед сборкой под сварку.

    После вальцовки или гибки детали не должны иметь трещин и заусенцев, надрывов, волнистости и других дефектов.

    Кромки деталей, обрезанных на ножницах, не должны иметь трещин и заусенцев. Обрезная кромка должна быть перпендикулярной к поверхности детали. Допускаемый уклон в случаях, не оговоренных на чертежах, должен быть 1:10, но не более 2 мм.

    Необходимость механической обработки кромок деталей должна указываться вчертежах и технологических процессах.

    Вмятины после правки и криволинейность свариваемых кромок не должны выходить за пределы установленных допусков на зазоры между свариваемыми деталями.     Предельные отклонения угловых размеров, если они не оговорены в чертежах, должны соответствовать десятой степени точности ГОСТ 8908-81.

    Детали, поступающие на сварку, должны быть приняты ОТК.

    Сборка свариваемых деталей должна обеспечивать наличие установленного зазора в пределах допуска по всей длине соединения. Кромки и поверхности деталей в местах расположения сварных швов на ширину 25-30 мм должны быть очищены от ржавчины, масла и других загрязнений непосредственно перед сборкой под сварку.

Детали, предназначенные для контактной сварки, в местах соединения должны быть с обеих сторон очищены от окалины, масла, ржавчины и других загрязнений.

Детали с трещинами и надрывами, образовавшимися. при изготовлении, к сборке под сварку не допускаются.

    Указанные требования обеспечиваются технологической оснасткой и соответствующими допусками на собираемые детали.

    При сборке не допускается силовая подгонка, вызывающая дополнительные напряжения в металле.

    Допускаемое смещение свариваемых кромок относительно друг друга и величина допустимых зазоров должны быть не более величин, устанавливаемых на основныетипы, конструктивныё элементы и размеры сварных соединений по ГОСТ 14771-76, ГОСТ 23518-79, ГОСТ 5264-80, ГОСТ 11534-75, ГОСТ 14776-79, ГОСТ 15878-79, ГОСТ 8713-79, ГОСТ 11533-75.

    Местные повышенные зазоры должны быть устранены перед сборкой под сварку. Разрешается заваривать зазоры наплавкой кромок детали, но не более 5% длины шва. Заполнять увеличенные зазоры кусками металла и другими материалами запрещается.

    Сборка под сварку должна обеспечивать линейные размеры готовой сборочной единицы в пределах допусков, указанных в таблице 1.2.1

 

 

Таблица 1.2.1- Предельные отклонения сварных сборочных единиц

 

Номинальные размеры, мм	Предельные отклонения, мм
До 30 Свыше 30 до 120 Свыше 120 до 500 Свыше 500 до 1000 Свыше 1000 до 3000 Свыше 3000	+1,0 +1,5 +2,0 +3,0 +4,0 +5,0

 

    Сечение прихваток допускается размером до половины сечения сварного шва. Прихватки должны ставиться в местах расположения сварных швов. Наложенные прихватки должны быть очищены от шлака.

    Прихватка элементов сварных конструкций при сборке должна выполняться с использованием тех же присадочных материалов и требований, что и при выполнении сварных швов.

    Размеры прихваток должны быть указаны вкартах технологического процесса.

    Сборкапод сварку должна быть принята ОТК. При транспортировке и кантовке собранных под сварку металлоконструкций должны быть приняты меры, обеспечивающие сохранение геометрических форм и размеров, заданных при сборке.

    К сварке ответственных сборочных единиц должны допускаться только аттестованные сварщики, имеющие удостоверение, устанавливающее их квалификацию и характер работы, к которой они допущены.

    Сварочное оборудование должно быть обеспечено вольтметрами, амперметрами и манометрами, за исключением тех случаев, когда установка приборов не предусмотрена. Состояние оборудования должно проверяться сварщиком и наладчиком ежедневно.

Профилактический осмотр сварочного оборудования отделом главного механика и энергетика должен осуществляться не реже одного раза в месяц.

    Изготовление стальных сварных конструкции должно производиться в соответствии с чертежами и разработанным на их основе техпроцессом сборки и сварки.

    Технологический процесс сварки должен предусматривать такой порядок наложения швов, при котором внутренние напряжения и деформации в сварном соединении будут наименьшими. Он должен обеспечивать максимальную возможность сварки в нижнем положении.

    Выполнять сварочные работы методами, не указанными в технологическом процессе и настоящем стандарте, без согласования с главным специалистом по сварке запрещается, Отступление от указанных в картах техпроцесса режимов сварки, последовательности сварочных операций не допускается.

    Поверхности деталей в местах расположения сварных швов должны быть проверены перед сваркой. Свариваемые кромки должны быть сухими. Следы коррозии, грязи, масла и другие загрязнения не допускаются.

    Зажигать дугу на основном металле, вне границ шва, и выводить кратер на основной металл запрещается.

    Отклонение размеров поперечного сечения сварных швов, указанных в чертежах, при сварке в углекислом газе, должны быть в соответствии с ГОСТ 14771-76.

По наружному виду сварной шов должен иметь равномерную поверхность без наплывов и натеков с плавным переходом к основному металлу.

По окончании сварочных работ, до предъявления изделия ОТК, сварные швы и прилегающие к ним поверхности должны быть очищены от шлаков, наплывов, брызг металла, окалины и проверены сварщиком.

    При контактной точечной сварке глубина вдавливания электрода восновной металл сварочной точки не должна превышать 20% от толщины тонкой детали, но не более 0,4 мм.

    Увеличение диаметра контактной поверхности электрода в процессе сварки не должно превышать 10% от установленного техпроцессом размера.

    При сборке под точечную сварку зазор между соприкасающимися поверхностями в местах расположения точек не должен превышать 0.5...0,8 мм.

    При сварке штампованных деталей зазор не должен превышать 0,2...0,3 мм.

    При контактной точечной сварке деталей разной толщины режим сварки следует устанавливать в соответствии с толщиной более тонкой детали.

    После сборки деталей под сварку необходимо проверять зазоры между деталями. Величина зазоров должна соответствовать ГОСТ 14771-76.

Размеры сварного шва должны соответствовать чертежу сварной конструкции по ГОСТу 14776-79.

    В процессе сборки и сварки ответственных сварных конструкций должен осуществляться пооперационный контроль на всех этапах их изготовления. Процент контроля параметров оговаривается технологическим процессом.

    Перед сваркой следует проверить правильность сборки, размеры и качество прихваток, соблюдение геометрических размеров изделия, а также чистоту поверхности свариваемых кромок, отсутствие коррозии, заусенцев, вмятин, других дефектов.

    В процессе сварки должны контролироваться последовательность операций, установленная техпроцессом, отдельные швы и режим сварки.

    После окончания сварки контроль качества сварных соединений должен осуществляться внешним осмотром и измерениями.

    Угловые швы допускаются выпуклые и вогнутые, но во всех случаях катетом шва следует считать катет вписанного в сечение шва равнобедренного треугольника.

    Осмотр может производиться без применения лупы или с применением её с увеличением до 10 раз.

    Контроль размеров сварных швов, точек и выявленных дефектов должен производиться измерительным инструментом с ценой деления 0,1 или специальными шаблонами.

    Исправление дефектного участка сварного шва более двух раз не допускается.

Внешний осмотр и обмер сварных соединений должен производиться согласно ГОСТ 3242-79.

 

               

Выбор сварочных материалов

(Примечание: необходимо определиться с применяемыми сварочными материалами, исходя из назначенного способа сварщик. Дать обоснование целесообразности применения.).

При сварке низкоуглеродистых сталей для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны применим смесь углекислого газа с аргоном (до 80% СО₂) (или углекислый газ). Добавки аргона в углекислый газ изменяют технологические свойства свар­ной дуги, глубину проплавления и форму шва, а также позволяет регулировать концентрацию легирующих элементов в металле шва.

При сварке сталей по узкому зазору с целью стабилизации процесса сварки целесообразно применение двойных смесей (78% СО₂+22% Аr).

Применение такой смеси имеет ряд преимуществ:

- потери электродного металла, достигающие при сварке в СО₂ 80-100 кг на тонну наплавленного металла, могут быть снижены до 20-40 кг при сварке в сме­си Аr+ СО₂. При этом достигается существенная экономия трудозатрат и времени на очистку деталей сварочного оборудования, шва и зоны, прилегающей к нему от брызг электродного металла;

- по качеству формирования сварного шва сварка в смеси Аr+ СО₂ занимает промежуточное положение между сваркой в углекислом газе и сваркой под флюсом, которая обеспечивает плавный переход от шва к основному металлу и отличное формирование поверхности шва;

- высокое содержание атомарного углерода в газовой фазе дуги при сварке в СО₂ в соответствии с принципом равновесия, способствует его сохранению в ме­талле шва при одновременном интенсивном окислении кремния и марганца. Это понижает технологическую прочность сварных соединений. Снижение содержа­ния углерода в газовой фазе дуги при сварке в смесях на основе аргона способст­вует повышению технологической прочности;

- применение при сварке смесей инертных газов с активными увеличивает пластические свойства металла сварного шва, резко повышает энергоемкость разрушения при отрицательных температурах;

- для обеспечения внедрения сварки в Аr+ СО₂ без увеличения затрат необходим конструктивно-технологический анализ сварных конструкций с целью со­кращения протяженности швов, уменьшения площади их сечения за счет сниже­ния катета связующих угловых швов и выбора оптимального типа стыковых.

В качестве защитного газа принимаем углекислый газ в виде жидкой свароч­ной двуокиси углерода по ГОСТ 8050-85 и жидкий аргон по ГОСТ 10157-79.

Равнопрочность соединения достигается за счет подбора соответствующих электродной проволоки и газа. Легирование металла шва за счет проволоки мар­ганцем и кремнием позволяет получить металл шва с требуемыми механически­ми свойствами. Эти раскислители связывают кислород, растворенный в металле. Использованием указанных материалов достигается высокая стойкость металла швов против образования пор и кристаллизационных трещин.

Так как сварка металла толщиной δ > 1 мм выполняется с использованием присадочной проволоки малого диаметра (1,2 мм), то будем применять свароч­ную проволоку Св-08Г2С диаметром 1,2 мм. Проволока должна поставляться в герметичных упаковках покрытая лубрикантом и должна быть принята техниче­ским контролем предприятия – изготовителя, иметь сертификат качества. Изготовитель должен гарантировать соответствие поставляемой проволоки требованиям ГОСТ 2246-70. В таблице 1.8.1 приведён химический состав проволоки Св-08Г2С.

 

Таблица 1.8.1 – Химический состав проволоки Св-08Г2С, %

 

Марка проволоки	С не более	Si	Mn	Cr	Ni	S	P
Св-08Г2С	0,1	0,7-0,95	1,8-2,1	0,2	0,25	0,025	0,03

 

В качестве защитного газа будем использовать смесь 78% СО₂. +22% Аr. Угле­кислый газ повышает давление в дуге, что не позволяет капле расти до критиче­ских размеров. Аргон способствует струйному переносу металла в дуге, умень­шает разбрызгивание металла, улучшает формирование шва.

Сварка в углекислом газе

В последнее время в сварочном производстве получила широкое распространение полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа, при которой:

а). зона нагрева узкая, в связи с чем свариваемые детали не подвергаются значительным тепловым деформациям и получают незначительное тепловое воздействие на соседние детали;

б). не требуется тепловой изоляции околосварочной зоны;

в). улучшаются механические характеристики сварных швов (прочность, ударная вязкость и т.д.) при соединении деталей;

г). качественный шов получается даже при сварке недостаточно тщательно очищенных и подогнанных друг к другу поверхностей свариваемых деталей, а также при сварке листов различной толщины.

При этом виде сварки в зону дуги подают углекислый газ, выполняющий роль защитного газа, струя которого обтекая электрическую дугу в зоне сварки, предохраняет металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.

Углекислый газ (СО2) является наиболее дешевым и приемлемым защитным газом, хотя газовые смеси, состоящие из аргона и СО2 позволяют получить сварочный шов более высокого качества по сравнению со сваркой в среде с СО2.

Поскольку углекислый газ не является абсолютно нейтральным газом, то с целью уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих присадок (марганца - Г, кремния - С) типа Св-08ГС-0 или Св-08Г2С-0. Таким образом достигают равнопрочности сварного шва и основного металла. Омеднение сварочной проволоки (индекс 0) гарантирует ее сохранность от коррозионного повреждения при хранении, обеспечивает надежный электрический контакт в токоподающем механизме аппарата, дает надежную дугу. При этом получается беспористый шов с хорошими механическими свойствами. Диаметр проволоки 0,8 мм выбран как оптимальный для сварки основных толщин металлов и нагрузок на сварочные полуавтоматы.

Распространенное мнение о возможности выполнения качественной сварки с применением порошковой проволоки без СО2 ошибочно, лучшее качество шва получается при этом виде сварки в среде СО2, а сварка без СО2 применяется в основном при его дефицитности, с наличием присущих ей недостатков при производстве сварочных работ без защитного газа.

Полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа исключительно эффективна при сварке тонколистовых углеродистых сталей, где газовая сварка и электродуговая сварка широкого применения не находят, так как получить качественный сварной шов при соединении стальных листов толщиной менее 1,0 мм не представляется возможным.

При проведении сварочных работ при ремонте кузовов легковых и пассажирских автомобилей, кабин грузовых автомобилей и тракторов, с толщиной свариваемых листов стали 0,7-1,0 мм, преимущества полуавтоматической сварки в среде углекислого газа по сравнению с газовой сваркой заключаются в том, что:

а) процесс подачи плавящегося электрода механизируется;

б) в 5 раз возрастает скорость сварки тонколистовой стали;

в) увеличивается скорость проведения сварочных работ на стали с толщиной стенки более 1,0мм, благодаря быстрому плавлению электрода; г). в 4 раза снижается зона термического влияния на свариваемые детали;

д) шов получается качественнее по внешнему виду и механическим свойствам;

е) карбид кальция и кислород заменяются более дешевым углекислым газом, снижается расход материалов;

ж) деформация металла сведется к минимуму и поэтому упрощается обработка сварочного шва;

з) снижаются вредные выделения газов при сварке.

 

       1.9 Расчет режимов сварки

           

       При полуавтоматической сварке в СО₂ и СО₂ + Ar

       Сведения о стандартных типах соединений, швов и форм подготовки кромок для дуговой сварки в защитных газах приведены в ГОСТ 14771-76.

       Основными параметрами режима сварки в среде СО₂ и СО₂ + Ar являются:

- Диаметр электродной проволоки, d_эл, мм.

- Сила сварочного тока, I_св, А.

- Напряжение на дуге, U_д, В.

- Скорость сварки, V_св, м/ч.

- Расход защитного газа, G_со2

       Дополнительными параметрами режима являются:

- Род тока,

- Полярность при постоянном токе.

       Диаметр электродной проволоки (d_эл) выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей. При выборе диаметра электродной проволоки при сварке швов в нижнем положении следует руководствоваться данными таблицы 1.9.1.,1.9.2

 

       Таблица 1.9.1– Выбор диаметра электродной проволоки для сварки швов стыковых соединений

 

Толщина металла, мм	Форма подготовки кромок	Диаметр электродной проволоки, мм
1	2	4
0,8-1,0	Встык, без разделки кромок	0,8

 

           Продолжение таблицы 1.9.1

1	2	3
1,5-2,0 2,5-3,0	Встык, без разделки кромок	1,0 1,2
3,5-4,0		1,2
4,5-6,0		1,6
7,0-8,0		1,6
9,0-10,0		1,6
11,0-12,0		1,6
13,0-14,0 15,0-16,0	V – образная односторонняя	1,6 1,6
17,0-18,0 19,0-20,0 21,0-22,0 23,0-24,0 25,0-28,0	V – образная двусторонняя	2,0 2,0 2,0 3,0 3,0

           

       Таблица 1.9.2 – Выбор диаметра электродной проволоки для сварки угловых швов

 

Толщина металла, мм	Форма подготовки кромок	Диаметр электрод. проволоки, мм
0,8-1,0 1,5-2,0 3,0-4,0	Угловое без разделки кромок	0,5-1,0 0,8-1,2 1,2
4,0-5,0		1,2
5,0-6,0 7,0-8,0 9,0-10,0 11,0-13,0		1,6 1,6 1,6 1,6
14,0-16,0		2,0
17,0-20,		2,0
21,0-28,0		2,0

 

       Сварочный ток

I_св = h_р *100 / K_п , А,                                                      (1.9.1.)

 

       где

  hр – расчетная глубина проплавления, мм

 

h_р =  , мм,                                           (1.9.2.)

           

где h – глубина проплавления, мм (из таблицы 1.9.3)

   n – количество проходов (из таблицы 1.4.2)

 

       Таблица 1.9.3- Зависимость глубины проплавления от вида сварного шва  

 

Вид шва	Стыковой односторонний	Стыковой двусторонний	Стыковой на подкладке	Угловой
h	S	0.5*S	S+1	0.6*Кш

   

       где

       S – толщина свариваемого металла, мм

       Кш – катет шва, мм

    

      Таблица 1.9.4- Минимальный катет углового шва

 

Минимальный катет углового шва для толщины более толстого из свариваемых элементов
от 3 до 4	св. 4 до 5	св. 5 до 10	св. 10 до 16	св. 16 до 22	св. 22 до 32	св. 32 до 40	св. 40 до 80
3	3	4	5	6	7	8	9

 

       Кп - коэффициент пропорциональности (таблица1.9.5)

  

        Таблица 1.9.5-K_П –коэффициент пропорциональности

 

d пров	1,2	1,6	2,0	3,0	4,0
KП	1,75	1,55	1,45	1,35	1,2

 

Напряжение на дуге

 

U = 20 + , В                                         (1.9.3.)

Скорость сварки

 

V_св =   , м/час                                         (1.9.4.)

       где

  α_н –коэффициент наплавки, г/А*час (таблица 1.9.6)

      

Таблица 1.9.6- Коэффициент наплавки 

 

Катет, толщина металла мм	2	3	4	5	6
Коэффициент наплавки, αн  г/а*ч	11,5	12,2	14,5	15,8	17,1

  

ρ– плотность металла, принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 7,85 г/см3;

F_р – расчетная площадь поперечного сечения наплавленного металла. см²  

F_р = ,                                              (1.9.5.)

       где

F_ш –общая площадь поперечного сечения шва, см² (из таблицы1.4.2)

n – количество проходов (из таблицы 1.4.2)

   Расход сварочных материалов при полуавтоматической сварке в СО₂ и СО₂ + Ar

Расход электродной проволоки

G_{э. пр} = 1,1 * М,кг                                               (1.9.6.)

       где

       М – масса наплавленного металла

М = Fш * ρ * L * 10^-3 , кг

       где

     Fш – площадь поперечного сечения наплавленного металла см² (таблица 1.4.2)

     ρ – плотность металла, принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 7,85 г/см3;

       L – длина шва определенного вида шва, см (таблица 1.4.2)

       Расход углекислого газа    

G_со2 =1,5* G_{э. пр,,} кг                                              (1.9.7.)

       Результаты расчета сводят в таблицу 1.9.7.

 

Таблица 1.9.7- Режимы сварки при полуавтоматической сварке в СО₂ и СО₂ + Ar

 

п/п	Условное обозначение сварного соединения	Диаметр электрода dэ	Сварочный ток Iсв	Напряжение на дуге U	Скорость сварки Vсв	Расход электродной проволоки Gэ. пр	Расход углекислого газа Gсо2

           

Расчет расхода электроэнергии

           

       Если известна масса наплавленного металла G_{э. пр}, то расход электроэнергии W, кВт·ч, можно вычислить из удельного расхода электроэнергии по формуле:

                                                 W = a_э ·  G_{э. пр}  кВт*ч                                     (1.9.8.)

       где a_э - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВт·ч/кг.

       Для укрупнённых расчётов величину a_э можно принимать равной:

- при сварке на переменном токе, кВт·ч/кг                                                  3...4;

- при многопостовой сварке на постоянном токе, кВт·ч/кт                      6...8;

- при автоматической и полуавтоматической сварке на постоянном токе, кВт·ч/кг 5...8.

           

  При ручной дуговой сварке

 

       Сведения о стандартных типах соединений, швов и форм подготовки кромок для РДС приведены в ГОСТ 5264 – 80

 

Параметры режима ручной дуговой сварки составляют:

- Диаметр покрытых электродов d_эл;

- Сварочный ток Ic;

- Напряжение на сварочной дуге Uc;

- Количество проходов n;

- Скорость сварки Vc;

           

       Диаметр электрода (d_эл) выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей.

При выборе диаметра электрода при сварке швов в нижнем положении следует руководствоваться данными таблицы 1.9.1, 1.9.2

 

       Таблица 1.9.1 - Рекомендуемые диаметры электродов при сварке стыковых швов в нижнем положении, мм

 

Толщина свариваемых деталей	1,5	2,0	3,0	4 - 5	6 - 8	9 - 12	13 - 15	16 - 20	21 - 24
Рекомендуемый диаметр электрода	1,6	2,0	3,0	3 - 4	4,0	4 - 5	5,0	5 - 6	6 – 10

 

       Таблица 1.9.2- Рекомендации по выбору диаметра электрода при сварке угловых швов, мм

 

Катет шва, К, мм	2	3	4	5	6-8	9-12	12-20
Рекомендуемый диаметр электрода, dэл, мм	1,6-2	2,5-3	3-4	4,0	4-5	5,0	5,0

 

Примечание: толщину свариваемых деталей и катет шва необходимо выбирать с учетом количества проходов сварного шва. Толщину свариваемых деталей и катет шва необходимо разделить на количество проходов

 

       Сварочный ток

I_св = , А                                                (1.9.1.)

       где:

      d_эл – диаметр электрода, мм

       J – плотность тока А/мм² (таблица 1.9.3

 

       Таблица 1.9.3- Зависимость плотности тока от диаметра электрода и вида покрытия электрода

 

dэ	3	4	5	6
J-рутиловое покрытие электродов	14 - 20	11.5 - 16	10 – 13.5	9.5 – 12.5
J - основное покрытие электродов	13 - 18.5	10 – 14.5	9 – 12.5	8.5 - 12

           

       Напряжение на дуге

U_с = 20+0.04 * I_св ,  В                                                     (1.9.2.)

  Скорость сварки

V_св =   , м/час                                             (1.9.3.)

       где α_н –коэффициент наплавки г/А*час

 

       Таблица 1.9.4-Зависимость коэффициента наплавки от толщины свариваемых деталей 

 

Катет, толщина свариваемых деталей, мм	2	3	4	5	6
Коэффициент наплавки, αн  г/а*ч	11,5	12,2	14,5	15,8	17,1

 

ρ– плотность металла, принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 7,85 г/см3;

F_р – расчетная площадь поперечного сечения наплавленного металла. см²  

F_р = ,                                                              (1.9.4.)

       где

       F_ш –общая площадь поперечного сечения шва, см² (таблица 1.4.2)

       n – количество проходов (таблица 1.4.2)

       Нормативный расход электродов определяется по формуле:

 

Н = М * Кр                                                          (1.9.5.)

 

     где Кр – коэффициент расхода электродов данной марки.           

       Этот коэффициент учитывает потери при сварке на угар и разбрызгивание, длину огарка не более 50мм. Значение Кр для некоторых наиболее часто применяемых электродов длиной 350 и 450 мм приведены в таблице ниже.

 

Таблица 1.9.5 Коэффициент расхода покрытых электродов

 

Коэффициент расхода электродов, Кр	Группа марок электродов
1,5	І	АНО-1, АНГ-1К, ОЗС-17Н, АНО-19М, ДСК-50, АНП-6П, НИАТ-3М
1,6	ІІ	ОЗС-23, ВН-48, УП-1/45, АНО-5, АНО-13, АНО-19, АНО-20, ОЗС-6, АНО-10, АНО-11, АНО-30, АНО-ТМ, ВСО-50СК, ОЗС-18, ОЗС-25, УОНИ-13/55У, АНО-ТМ60, ВСФ-65, АНО-ТМ70, АНП-2, УОНИ-13/65, УОНИ-13/85
1,7	ІІІ	АНО-4, АНО-6, АНО-6У, АНО-21, АНО-24, АНО-29М, АНО-32, МР-3, ОЗС-4, ОЗС-12, ОЗС-21, СМ-11, УОНИ-13/45, УОНИ-13/45, УОНИ-13/45СМ, АНО-27, АНО-25, УОНИ-13/55, УОНИ-13/55СМ, ИТС-4С, ОЗС-24
1,8	ІV	ВСЦ-4, К-5А

 

М – масса наплавленного металла определяется для всех видов шва кг:

 

М = F_ш * ρ * L * 10^-3 Кг                                     (1.9.6.)

       где

     F_ш – площадь поперечного сечения шва см²  (таблица 1.4.2 )

     ρ – плотность металла, принятая для углеродистых и низколегированных сталей равной 7,85 г/см3;

       L – длина шва определенного вида шва, см (таблица 1.4.2 )

Результаты расчета сводят в таблицу 1.9.2.6.

 

       Таблица 1.9.6.-Режимы сварки при ручной дуговой сварке

 

п/п	Условное обозначение сварного соединения	Диаметр электрода dэ	Сварочный ток Iсв	Напряжение на дуге U	Скорость сварки Vсв	Расход электродов Н

 

          Расчет расхода электроэнергии

           

       Если известна масса наплавленного металла G_{э. пр}, то расход электроэнергии W, кВт·ч, можно вычислить из удельного расхода электроэнергии по формуле:

                                                 W = a_э ·  G_{э. пр}  кВт*ч                                     (1.9.7.)

       где a_э - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВт·ч/кг.

       Для укрупнённых расчётов величину a_э можно принимать равной:

- при сварке на переменном токе, кВт·ч/кг                                                  3...4;

- при многопостовой сварке на постоянном токе, кВт·ч/кт                      6...8;

- при автоматической и полуавтоматической сварке на постоянном токе, кВт·ч/кг 5...8.

 

При сварке под флюсом

       Конструктивные элементы подготовки кромок и виды сварных соединений (стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные) для автоматической и механизированной сварки под слоем флюса регламентированы ГОСТ 8713-79.