Задание 13

1)

Рассчитать параметры режима механизированной сварки под слоем флюса и размеры стыкового шва, обеспечивающего сплошной провар пластин, представленных на рисунке, за один проход. Подобрать сварочные материалы и приспособления, предотвращающие прожог пластин. Марка стали свариваемых пластин ВСт3. Сборка пластин без зазора. Толщина пластин S=15 мм. Форма разделки: угол =60 . Глубина разделки h=10мм, притупление E=5мм.

Величину сварочного тока Iсв определяем по эмпирической зависимости с учетом числа проходов:

= 1200→1100 A.

Рассчитаем плотность тока j по следующей формуле:

= 39 А/мм2

где = 28,3 – площадь электродной проволоки, мм².

Подставляя значения в формулу (3) получим j = 39 А/мм².

Проведем проверку соответствия диаметра электрода с допускаемой плотностью тока согласно табл.1. при сварке под флюсом и табл.2. при сварке в среде защитных газах. Для выбранного диаметра электродной проволоки dэл = 6 мм плотность тока соответствует качественному формированию шва.

Табл.1. Зависимость диаметра электродной проволоки от плотности тока при сварке под флюсом

Значение напряжения на дуге Uд рассчитываем по формуле:

= 0,76 cм/сек

=42,4 В. = 13255 Дж/см,

= 1,4

где к¹ – некоторый коэффициент, 1/мм.В.

Некоторый коэффициент к¹ зависит от рода, полярности, плотности тока и определяется по табл. 2.

Табл. 2. Определение коэффициента к¹ в зависимости от рода, полярности и плотности тока

Согласно исходным данным сварка производится на постоянном токе обратной полярности при плотностях тока j = 39 А/мм², тогда коэффициент к¹ = 0,743 1/мм^.В.

Подставляя значения в формулу (7) получим Ψ = 1,59.

Далее определяем глубину проплавления Н₁

=15 мм

Определяем ширину шва B₁:

B₁ = H₁ Ψ = 21 мм.

7)

Назначить параметры режима механизированной сварки под слоем флюса таврового соединения пластин в положении "симметричная лодочка", чтобы обеспечить глубину проплавления стенки тавра h _ст = 3мм при катите шва K = 8мм. Толщина пластин S =12мм, зазор p =1мм.

Рис.1 - Схема сварного соединения.

Сталь ВСт3сп:

проволока КС-28 с d _пр =4мм;

флюс ОСЦ-45.

Ток постоянный, обратной полярности, для обеспечения наибольшей глубины проплавления.

Рассчитаем необходимую геометрию шва:

Усиление шва:

где:

K = 8мм - катет шва:

Найду глубину проплавления шва из зависимости:

где:

h _ст = 3мм - глубина проплавления стенки тавра:

Площадь наплавленного металла равна:

где:

K = 8(мм) - катет шва;

p =1(мм) - зазор между деталями;

h _ст = 3(мм) - глубина проплавления стенки тавра:

Ширина шва:

Высота шва:

Для полученных величин геометрии шва произведу подбор режима механизированной сварки.

Рассчитаю сварочный ток:

где:

H₄ = 3,75(мм) - глубина проплавления шва;

K_h = 1,05 - коэффициент пропорциональности, выбираемый по таблице исходя из величины d _пр.

Плотность тока:

где:

I _св = 360(А) - сила сварочного тока;

S = 12,56(мм²) - площадь сечения проволоки:

Напряжение на дуге:

где:

I _св = 360(А) - сила сварочного тока;

d _пр = 4(мм) - диаметр проволоки:

Определяю скорость сварки:

где:

P = 20000(Ам/ч) - коэффициент, принимаемый в зависимости от d _пр.

I _св = 360(А) - сила сварочного тока:

Погонная энергия равна:

где:

I _св = 360(А) - сила сварочного тока;

U _д = 29(В) - напряжение на дуге;

η _и = 0,9 - КПД для сварки под флюсом;

V _св = 1,52(см/с) - скорость сварки:

Расчетная глубина проплавления:

где:

А = 0,0156(см³/кал) - коэффициент;

q _п = 1483(кал/см) - погонная энергия;

ψ _пр = 1,7 - коэффициент проплавления:

здесь:

I _св = 360(А) - сила сварочного тока;

d _пр = 4(мм) - диаметр проволоки;

U _д = 40(В) - напряжение на дуге;

k' = 0,8 - коэффициент: