1 Напівавтоматичне зварювання (наплавлення) у вуглекислому газі дротом суцільного перетину.

Завдання: Напівавтоматичне зварювання (наплавлення) у вуглекислому газі дротом суцільного перетину.

Виготовлення опорного кільця буксового вузла візка КВЗ-5: зварювання диска кутовим швом Б по всьому периметру; катет шва 5 мм.

Марка сталі: Ст3

Тимчсасовий опір: _в - 50кгс/мм²

1. Накреслити ескіз і вказати на ньому місця зварювання або наплавлення

2. перелічити основні операції технологічного процесу зварювання або наплавлення;

3. вибрати параметри режиму дугового зварювання (наплавлення) та зварювальні матеріали;

4. вибрати основне зварювальне устаткування і навести його технічну характеристику;

5. визначити для деталі:

   1. а) повний час зварювання (наплавлення), год;

   2. б) витрату присадочних матеріалів, кг;

   3. в) витрату електроенергії, кВт^.год;

6. призначити метод контролю якості зварювання (наплавлення) без опису його сутності.

Розв'язання завдання

При зварюванні у вуглекислому газі застосовують наступні види підготовки крайок елементів, що зварюються:

1. при товщині листів 1 2 мм — І-образну (без скосу крайок), зазор у стику 0 1 мм, зварювання однобічне, рис. 1,а[ 1 ].;

2. при товщині листів 3 12 мм — І-образну, зазор у стику 0 1,5 мм, зварювання двостороння, рис. 1,в[ 1 ].;

3. при товщині листів 14 24 мм — V-образна, під кутом 40±5°, притуплення крайок 2 3 мм, зазор у стику 0 5 мм; зварювання многопрохідне з підварюваням кореню шва, рис. 1,г[ 1 ].

Діаметр електродного дроту вибирається в залежності від товщини елементів які зварюються, типу зварного з'єднання і положення шва в просторі За таблицею 2 [ 1 ] визначаємо діаметр електроду

d_е =_________ мм

Розрахунок зварювального струму при зварюванні дротом суцільного перетину виробляється по формулі:

I_зв=

_(1.1)

де а — щільність струму в електродному дроті, А/мм² (при зварюванні в СО₂ а = 110 130 А/мм²);

d_е — діаметр електродного дроту, мм.

Iзв________________ А,

Процес зварювання у вуглекислому газі на постійному струмі прямої полярності відрізняється меншою глибиною проплавлення основного металу, але при цьому помітно знижується стійкість дуги і зростає схильність наплавленого металу до утворення пор. Тому наплавлення у вуглекислому газі переважно вести на зворотній полярності.

Напруга дуги і витрата вуглекислого газу вибираються в залежності від сили зварювального струму з таблиці 5 [ 1 ]:

Сила зварювального струму, Iзв=_________ А

Напруга дуги, U_д=______ В

Витрата CО₂, CО₂ =_________ л/хв

Швидкість подачі електродного дроту v_пр, м/год, розраховується по формулі:

v_пр= (1.2)

де _р — коефіцієнт розплавлювання дроту, г/(А^.год);

I_зв, — зварювальний струм, А;

d_е, — діаметр електродного дроту, мм;

-— щільність металу дроту, г/см³.

Для зварювання у вуглекислому газі значення _р може бути розраховане по формулі:

_р = 3,0 + 0,08 (I_зв/d_е) (1.3)

_р=_____________ г/(А^.год);

v_пр=_{_______________________} м/год.

Швидкість напівавтоматичного зварювання або швидкість переміщення електрода при укладанні окремого шару (валика) багатошарового шва, см/с, визначається по формулі (6) [1]:

При цьому

_н = _р(1 - ) (1.4)

де  — коефіцієнт утрат металу на чад і розбризкування. При зварюванні в СО₂  = 0,10 0,15.

При наплавленні швидкість переміщення дуги при укладанні окремого валика можна розрахувати по формулі (6) [1]:, якщо прийняти площу поперечного перетину валика F_н(с) = 0,3 0,7 см².

Маса наплавленого металу розраховується по формулі

G_н=F_нL (1.5)

де F_н — площа наплавлення (поперечний перетин оброблення шва, включаючи його посилення), см²;

L — довжина шва, см;

 — щільність металу, для сталі =7,8 г/см³.

G_н=______________________ г

Час горіння дуги, год., розраховується по формулі

t = G_н / _н^. І_зв (1.6)

t= ___________год

Приблизно повний час зварювання Т, год. , можна визначити по формулі:

T = t / К_п (1.7)

де t — час горіння дуги, год;

К_п — коефіцієнт використання зварювальної поста, який можна прийняти

T =___________ год

Витрата електродного дроту суцільного перетину (Q_пр., кг, можна розрахувати по формулі

Q_пр = G_н (1 + ). (1.8)

Витрата електроенергії

Витрата електроенергії А, кВт×год на 1 кг наплавленого металу розраховується по формулі:

А = t + ₀ (Т – t) (1.9)

де U_д напруга дуги, В (при зварюванні електродами прийняти 22 28 В);

I_зв — зварювальний струм. А;

 — КПД джерела струму;

₀ — потужність, що витрачається джерелом струму при роботі на холостого ходу, кВт;

t і T — відповідно час горіння дуги і повний час зварювання, год.

Дані для визначення значень і _o визначаемо з табл. 4 [ 1 ].

Рід струму: перемінний; = 0,8; _о = 0,2 кВт.

А=__________________ кВт×год

Вибір основного зварювального устаткування, до якого відносяться джерела струму, що живлять дугу, зробемо після визначення параметрів режиму зварювання у додатку 1 [ 1 ].

При струмі I_зв = 500 А вибирємо трансформатор ТДМ-503.

Метод контролю:

Опорне кільце буксового вузла візка КВЗ-5 (зварювання диска) працює у складних умовах, витримуючи ударні і знакозмінні навантаження. Обраний метод контролю __________ повинен забезпечувати можливість виявлення прихованих дефектів (тріщин, непроварів і ін.) досить небезпечних з погляду концентрації напруг.