1Что такое коэффициент формы шва
 Скачать 130.15 Kb.
|
|
Содержание 1Что такое коэффициент формы шва………………………………………..…..3 2Что такое вольт-амперная характеристика и какие они бывают?....................4 3Практическое задание………………………………………………………...…9 Список использованных источников…………………………………………...13 1Что такое коэффициент формы шва? Коэффициент формы сварного шва - отношение ширины шва к его толщине. Ψф = e / t (1.1) Значение коэффициента формы шва обычно лежит в пределах от 0,72 до 3. Оптимальным считается значение от 1,2 до 2. Коэффициент долей основного металла в металле шва: γо = Fпр / (Fпр + Fн), (1.2) где Fпр – площадь сечения расплавленного основного металла (площадь проплавления). Fн – площадь сечения наплавленного электродного металла (площадь наплавки). Коэффициент γо характеризует долю основного металла, участвующего в формировании сварного шва. Например, при сварке высокоуглеродистой стали низкоуглеродистой электродной проволокой при увеличении γо в шве будет повышаться содержание углерода, что приведет к возрастанию его прочности. 2Что такое вольт-амперная характеристика и какие они бывают? Статическая вольт-амперная характеристика дуги показывает зависимость между установившимися значениями тока и напряжения дуги при постоянной ее длине[2].  Рисунок 2.1-Вид характеристикиПервая область I характеризуется резким падением напряжения Uд на дуге с увеличением тока сварки Iсв. Такая характеристика называется падающей и вызвана тем, что при увеличении тока сварки происходит увеличение площади, а следовательно, и электропроводности столба дуги. Во второй области II характеристики увеличения тока сварки не вызывают изменения напряжения дуги. Характеристика дуги на этом участке называется жесткой. Такое положение характеристики на этом участке происходит за счет увеличения сечения столба дуги, анодного и катодного пятен пропорционально величине сварочного тока. При этом плотность тока и падение напряжения на протяжении всего участка не зависят от изменения тока и остаются почти постоянными [1]. В третьей области III с увеличением сварочного тока возрастает напряжение на дуге Uд. Такая характеристика называется возрастающей. При работе на этой характеристике плотность тока на электроде увеличивается без увеличения катодного пятна, при этом возрастает сопротивление столба дуги и напряжение на дуге увеличивается. Род тока при сварке - постоянный или переменный, полярность на постоянном токе может быть прямой (минус от источника на электроде), или обратной (минус от источника присоединяется к детали). Ток обратной полярности применяют при сварке тонкого металла легкоплавких сплавов, легированных, специальных и высокоуглеродистых сталей, чувствительных к перегреву, при полуавтоматической сварке арматуры и металлоконструкций легированной проволокой сплошного сечения, при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием. При сварке на переменном токе полярность электродов и условия существования дуги периодически изменяются в соответствии с частотой тока. В каждом полупериоде ток и напряжение меняют полярности при переходе синусоиды через нулевое значение. Дуга при этом угасает, температура активных пятен и дугового промежутка снижается. Повторное зажигание дуги в новом полупериоде происходит при повышенном напряжении - пике зажигания, которое выше напряжения на дуге. Для повышения устойчивости дуги переменного тока добавляют в покрытия электродов и сварочные флюсы такие материалы, как мел, мрамор, полевой шпат и др., содержащие калий, натрий, кальций и другие элементы. Газы, вводимые в зону горения дуги для защиты расплавленного металла, оказывают влияние на зажигание дуги переменного тока. При сварке с инертными газами (гелий, аргон) зажигание дуги затруднено, но возбужденная дуга горит устойчиво. При сварке вольфрамовым электродом в среде аргона происходит испарение частиц металла с поверхности сварочной ванны и ближайших холодных зон, вместе с которыми удаляются и окисные пленки, что улучшает условия сварки и качество шва. Углекислый газ при сварке на переменном токе действует отрицательно, поэтому сварка в углекислом газе применяется преимущественно на постоянном токе обратной полярности. Источники питания сварочной дуги имеют также свои вольт-амперные характеристики, которые могут быть падающими, жесткими и возрастающими.
Рисунок 2.2-Виды характеристик Для стабильного горения дуги необходимо, чтобы было равенство между напряжениями и токами дуги (Uд, Iд) и источника питания (Uп, Iп). Источники питания с падающей и жесткой характеристиками применяют при ручной дуговой сварке, с возрастающей характеристикой - при полуавтоматической сварке, с жесткой и возрастающей - при автоматической сварке под флюсом и для наплавки. Устойчивое горение сварочной дуги возможно только в том случае, когда источник питания сварочной дуги поддерживает постоянным необходимое напряжение при протекании тока по сварочной цепи. Работу сварочной цепи и дуги нужно рассматривать при наложении статической вольт-амперной характеристики (ВАХ) сварочной дуги на статическую вольт-амперную характеристику источника питания (называемую также внешней характеристикой источника питания) . Ручная электросварка обычно сопровождается значительными колебаниями длины дуги. При этом дуга должна гореть устойчиво, а ток дуги не должен сильно изменяться. Также часто требуется увеличить длину дуги, поэтому дуга должна иметь достаточный запас эластичности при удлинении, т. е. не обрываться. Статическая характеристика сварочной дуги при ручной сварке обычно является жесткой, и отклонение тока при изменении длины дуги зависит только от типа внешней характеристики источника питания. При прочих равных условиях эластичность дуги тем выше, а отклонение тока дуги тем меньше, чем больше наклон внешней характеристики источника питания. Поэтому для ручной электросварки применяются источники питания с падающими внешними характеристиками. Это дает возможность сварщику удлинять дугу, не опасаясь ее обрыва, или уменьшать длину дуги без чрезмерного увеличения тока. Также обеспечиваются высокая устойчивость горения дуги и ее эластичность, стабильный режим сварки, надежное первоначальное и повторное зажигание дуги благодаря повышенному напряжению холостого хода, ограниченный ток короткого замыкания. Ограничение этого тока имеет большое значение, так как при ручной дуговой сварке происходит переход капли расплавленного металла электрода на изделие, и при этом возможно короткое замыкание. При больших значениях тока короткого замыкания происходят прожоги металла, прилипание электрода, осыпание покрытия электрода и разбрызгивание расплавленного металла. Обычно значение тока короткого замыкания больше тока дуги в 1,2-1,5 раз. Основными данными технических характеристик источников питания сварочной дуги являются напряжение холостого хода, номинальный сварочный ток, пределы регулирования сварочного тока. Напряжение холостого хода источника сварочного тока - напряжение на его зажимах при отсутствии дуги, номинальный сварочный ток - допустимый по условиям нагрева источника питания ток при номинальном напряжении на дуге. В процессе сварки непрерывно меняются значения тока и напряжения на дуге в зависимости от способа первоначального возбуждения дуги и при горении дуги - характера переноса электродного металла в сварочную ванну. При сварке капли расплавленного металла замыкают дуговой промежуток, периодически изменяя силу тока и длину дуги, происходит переход от холостого хода к короткому замыканию, затем к горению дуги с образованием капли расплавленного металла, которая вновь замыкает дуговой промежуток. При этом ток возрастает до величины тока короткого замыкания, что приводит к сжатию и перегоранию мостика между каплей и электродом. Напряжение возрастает, дуга вновь возбуждается, и процесс периодически повторяется. Изменения тока и напряжения на дуге происходят в доли секунды, поэтому источник питания сварочной дуги должен обладать высокими динамическими свойствами, т. е. быстро реагировать на все изменения в дуге. 3 Практическое задание Таблица 3.1-Исходные данные
 Рисунок 3.1-Эскиз шва Влияние типа шва и формы подготовки кромок на величину учитываем коэффициентом  через расчетную глубину проплавления :Влияние положения шва учитываем коэффициентом  . Если положение нижнее или «лодочка», принимаем = I, в остальных положениях (вертикальном, горизонтальном и потолочном) - = 0,5.  (3.1)Принимаем dэ = 5 мм Сварочный ток рассчитываем по формуле  , А (3.2) Ic = 20∙0.8∙51.4 =153 А Принимаем I=200 А Рассчитываем UC для электродов: Основного типа  ,В (3.3) Uс = 12+0.36∙200/5= 26.4 В Принимаем U=27В Для прихватки принимаем n =1. Общую площадь сечения шва FНО определяем по чертежу, а сечение корневого FНК и заполняющих FНЗ проходов можно рассчитывать приближенно по формулам F=Sb  (3.4)F=16х2  Скорость сварки VC получаем из известного выражения коэффициента наплавки:  = 8,3∙200/ 7,8∙80.5= 2.6 м/ч (3.4)где  – коэффициент наплавки, г/А· ч (принимают из характеристики выбранного электрода);  н=8,3 г/А х ч.,FШВ – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного слоя валика при многослойном шве), см2;  – плотность металла электрода, г/см3 (для стали =7,8 г/см3).Таблица 3.2-Режимы сварки
Определим не полное штучное время Тнш=(То+Твш)К,мин (3.5) где То-основное время горения дуги Твш-вспомогательное время зависящее от длины сварного шва, мин К-коэффициент к оперативному времени учитывающий время на обслуживания рабочего времени, на отдых и личные потребности Основное время горения дуги расчитывается по формуле  (3.6)где F-общая площадь поперечного сечения шва γ-плотность металла I-сила сварочного тока, А α-коэффициент наплавки электродов К1-коэффициент учитывающий диаметр, марку электрода и свариваемый метал К1=8.51/α х I1 (3.7) Где I1-сила тока при сварке электродом диаметром более 4 мм К1=8.51/8.5 х 200=0.005 То=80.5х7.8х60х0.005/8.5х200=0.78 мм Твш=(tвш+tвш1+tвш2)n+tвш 3, (3.8) где tвш-зачистка сварного шва от шлака tвш1-перемещение электросваршика, в процессе сварки tвш2-смена электродов tвш3-осмотр и промер сварочного шва Твш=(0.41+0.36+0.4)х2+0.51=2.85 мин Тнш(0.78+2.85)х1.02=3.7 мин Тогда Тшт=(Тнш х К1хК3+Твш1хК4) Lх К2хК5+Тви К5=(3.7х1.1х1.3+2.85х1.2)х1х1.3х1.02+0.4х1.02=11.78мин Норма времени на изделие Нвр=Тшт(1+4/100=12.25 мин Список использованных источников Думов С.И. «Технология сварки плавлением» учебник для машиностроительных техникумов 3-е издание «Машиностроение» 1987г. Малышев Б.Д. Анупов А.И. «Сварка и резка в промышленном строительстве»: 3-е изд «Строниздат» 1981г. (1том) Прох Л.И. и др. Справочник по сварочному оборудованию 2-е изд перераб и дол И «Техника» 1982 Степанов В.В. Справочник сварщика 4-е изд. Перераб и дол М: «Машиностроение» 1982 г. |
