6 Методика и порядок проведения расчетов
1 Выбрать форму разделки кромок свариваемых деталей по ГОСТ – 5264–80 в зависимости от типа шва (согласно заданию).
2 Определить площадь сечения сварочного шва.
Для этого вычерчивают (строго соблюдая масштаб), форму раздели кромок сварного шва на миллиметровой бумаге; выделяют сечение шва и разделяют ее на геометрические фигуры; вычисляют площадь каждой фигуры путем подсчета клеточек или по формулам геометрических фигур. Затем площадь геометрических фигур складывают и определяют общую площадь сечения сварного шва по формуле:
Fc.ш. = F1 + F2 + … Fn , мм2 , (1)
где Fc.ш. – площадь сечения сварного шва, мм2 ;
F1 + F2, …+ Fn площади геометрических фигур, (на которые разделены общая площадь сварного шва) мм2..
3 Выбрать марку присадочной проволоки в соответствии с химсоставом и механическими свойствами свариваемого материала (в основном ориентируясь по легирующим элементам) по таблице 1.
Таблица 1 - Проволока для сварки сталей
С т а л ь |
М а р к а п р о в о л о к и |
Низкоуглеродистая |
Св–08, Св–08А, Св–08ГА, Св–10ГА, Св–10Г2 |
Легированная |
Св–08ГС – Св–12ГС, Св–08Г2С, Св–10ГН, Св–08ГСМТ, Св–15СТЮЦА, Св–20ГСТЮА, Св–18ХГС, Св-10НМА, Св–08МХ, Св–08ХМ, Св–18ХМА, Св–08ХНМ, Св–08ХМФА, Св–10ХМФТ, Св–08ГСМФА, Св–14Х2МА, Св–13МФТ, Св–08ХН2А, Св–08ХЗГ2СМ, Св–08ХМНФБА, Св–10ХН2МТ, Св18ХГГ |
4 Определить диаметр присадочной проволоки в зависимости от толщины свариваемых деталей по формуле:
d = 0,5·S + 1 для левого способа,
( 2)
d = 0,5·S + 2 для правого способа,
где d – диаметр присадочной проволоки, мм;
S – толщина свариваемого материала, мм.
5 Выбрать номер горелки. Его выбирают в зависимости от толщины и теплопроводности свариваемого металла, а тепловую мощность горелки и регулировку ее на расход газов для заданных условий сварки рассчитывают интерполяцией табличных данных (таблице 2).
Таблица 2 - Характеристика горелок
Горелки |
Распределение по номерам наконечника |
|||||||||||
ГС-1 безинжекторная микро мощная |
000 |
00 |
0 |
|||||||||
Толщина свариваемого металла, мм Давление кислорода, МПа Давление ацетилена, МПа Расход кислорода л/ч Расход ацетилена л/ч |
0,05-0,10
0,01-0,1 0,01-0,1 6-11 5-10 |
0,10-0,25
0,01-0,1 0,01-0,1 11-28 10-25 |
0,25-0,60
0,01-0,1 0,01-0,1 28-65 25-60 |
|||||||||
ГС-2 «Звездочка» малой мощности, инжекторная |
0 |
1 |
2 |
3 |
||||||||
Толщина свариваемого металла, мм Давление кислорода, МПа Давление ацетилена, МПа Расход кислорода л/ч Расход ацетилена л/ч |
0,2-0,7
0,05-0,4 0,001 27-80 25-80 |
0,5-1,5
0,05-0,4 0,001 55-135 50-125 |
1,0-2,5
0,15-0,4 0,001 130-260 120-240 |
2,5-4,0 0,2 0,4 0,001 250-440 230-400 |
||||||||
ГС-3 «Звездочка», Москва инжекторная, средней мощности |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6
|
7
|
|||||
Толщина свариваемого металла, мм Давление кислорода, МПа Давление ацетилена, МПа Расход кислорода л/ч Расход ацетилена л/ч |
0,5-1,5
0,1-0,4 0,001 55-135 50-125 |
1-2,5
0,15-0,4 0,001 130-260 120-240 |
2,5-4,0
0,2-0,4 0,001 250-440 230-400 |
4-7
0,2-0,4 0,001 430- 750 400-700 |
7-11
0,2-0,4 0,001 740- 1200 660-1100 |
11-18 0,2-0,4 0,001 1150-1950 1050-1750 |
17-30
0,2-0,4 0,001 1900- 3100 1700-2800 |
|||||
ГС-4 инжекторная большой мощности |
8 |
9 |
||||||||||
Толщина свариваемого металла, мм Давление кислорода, МПа Давление ацетилена, МПа Расход кислорода л/ч Расход ацетилена л/ч |
30-50
0,2-0,4 0,035 3100-5000 2800-4500 |
50-100
0,2-0,4 0,035 5000-8000 4500-7000 |
||||||||||
6 Определить количество накладываемых валиков в сварном шве по формуле:
, шт., (3)
где n – количество накладываемых валиков или число проходов, шт. ;
Fс.ш.– площадь сечения сварочного шва, см² ;
F1 – площадь сечения первого валика, см² ;
F1 = (6-8) · d1 (мм²),
где d1 – диаметр прутка присадочной проволоки для первого валика меньше основного и составляет d1 = 3-6 мм.
F2 – площадь сечения второго и всех последующих валиков, см²;
F2 = (8–10) · d (мм²), где d диаметр основной присадочной проволоки, определенный по формуле 2.
7 Выбрать направление перемещения горелки и присадочного прутка. Оно может быть правое и левое. Рекомендуется применять перемещение горелки влево при сварке тонкого металла толщиной не более 6 мм, и перемещение горелки вправо при толщине металла свыше 6 мм (рисунок 2).
Поменять слово
а) левое направление горелки и прутка, б) правое направление горелки и прутка
Рисунок 2 - Схема направления перемещения горелки и присадочного прутка
8 Выбрать траекторию движения горелки и присадочного прутка в зависи-мости от площади сечения сварного шва, количество проходов, и необходимости большей или меньшей степени прогревания одной из деталей по рисунку 3.
Рисунок 3 – Траектория движения горелки и присадочного прутка
9 Определить угол наклона горелки к свариваемым деталям, который зависит от толщины металла и выбирается по таблице 3.
Таблица 3 - Угол наклона горелки
Толщина металла S, мм |
до1 |
1–3 |
3–5 |
5–7 |
7–10 |
10–12 |
12–15 |
свыше 15 |
Угол наклона горелки, град. |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
Нормирование процесса газосварки
10 Определить массу наплавленного металла по формуле:
Gн = Fс.ш. • L • ρ, г, ( 4)
где Gн – масса наплавленного металла, г ;
Fс.ш. – площадь сечения сварного шва, см² ;
L – длина шва, см ;
ρ – плотность металла, г/см³ (для стали ρ = 7,83 г/см3).
11 Определить норму расхода присадочной проволоки на всю сварку с учетом разбрызгивания, угара и отходов по формуле:
Gпр = (1,2 – 1,3)·Gн , кг, (5)
где Gпр – расход присадочной проволоки на сварку, кг ;
Gн – масса наплавленного металла, кг.
12 Определить машинное время сварки по формуле:
,
ч, (6)
где t0 – машинное время сварки, ч ;
Gн – масса наплавленного металла, кг ;
Kн – коэффициент наплавки, г/мин. ( в основном зависит от марки сварива-емого металла и номера наконечника горелки и может быть выбран по таблице 4.
Таблица 4 - Величина коэффициента наплавки
№ наконечника горелки |
КН , г/мин |
|||
Сталь |
Чугун |
Латунь |
Медь |
|
1 2 3 4 5 6 7 |
4 – 6 6 – 7 7 – 10 13 – 14 15 – 16 17 – 18 18 – 21 |
– 3,5 6 9 12 13 15 |
– 6 10 16 20,5 23,5 27 |
2 6 12 20 26,5 30 37 |
13 Определить скорость сварки по формуле:
,
м/ч (7)
где Vсв – скорость сварки, м/ч ;
L – длина шва, м ;
t0 – время горения дуги, ч.
14 Рассчитать скорость перемещения горелки с присадочным прутком (материалом) в каждом проходе по формуле:
,
м/ч , (8)
где Vд – скорость перемещения дуги, м/ч ;
n – число проходов, шт.
15 Определить расход ацетилена на сварку по формуле:
Vац = Mг • t0 , л, (9)
где Vац – объём ацетилена, л ;
Mг – тепловая мощность горелки, л/ч.
t0 - машинное время сварки, ч.
Мощность сварочного пламени (тепловая мощность горелки) т.е. расход горючего газа в зависимости от толщины свариваемых деталей (пластин) и теплофизических свойств металла определяется по формуле:
Мr = А• s , л/ч, (10)
где А – коэффициент, учитывающий теплофизические свойства металла изделия, л/мм-ч (принимают равным для стали -100-150, для чугуна – 80-100, для меди – 200-250, для алюминия -75-100);
s – толщина свариваемых пластин, мм.
16 Определить норму расхода карбида кальция CaC2, (необходимого для получения ацетилена) по формуле:
,
кг, (11)
где Gкк – масса карбида кальция, кг ;
Vац – расход ацетилена, л ;
А – выход ацетилена из 1 кг карбида кальция, л/кг ;
А = 240 – 280 л/кг в зависимости от фракции CaC2 .
17 Определить норму расхода кислорода (необходимого на сварку) по формуле:
Vкс = ( 1,10 ׃ 1,25 ) · Vац, л (12)
где Vкс – объём кислорода, л ;
Vац – расход ацетилена, л.
18 Выбрать ацетиленовый генератор с учетом тепловой мощности горелки по таблице 5 (при этом производительность ацетиленового генератора должна превышать тепловую мощность газовой горелки на 15 – 25%).
Таблица 5 -Технические характеристики ацетиленовых генераторов
Марка генератора
|
Принцип действия
|
Произво- дитель-ность, м³/ч |
Рабочее давление ацетилена, МПа |
Единовре-менная загрузка карбида кальция, кг |
Масса незаряжен-ного генератора, кг |
ГВД–0,8 МГВ–0,8 АСМ-1-66 |
Контактный вытеснение |
0,8 |
Менее 0,3 |
2 |
19, 5 19 |
ГВН–1,25 |
|
1,25 |
0,0025-0,003 |
4 |
42 |
АНВ–1–66 |
Комбини-рованный “вода на карбид и вытеснение |
2,0 |
0,0028–0,005 |
7 |
62 |
АНД–1–61 |
2,0 |
0,0028–0,005 |
7 |
62 |
|
ГВР–1,25М ГВР–1,25; МЧ |
1,25
|
0,015–0,02 0,008–0,02 |
4 |
54 |
|
ГВР-3 |
|
3 |
0,015–0,03 |
8 |
110 |
МГ–65
ГПР–65 ГРК–10 |
“Вода на карбид “ “Карбид на воду“ |
2
35 10 |
0,001
0,09 –0,12 0,07 |
3
150 25 |
65
750 52 |
19 Разработать технологическую карту процесса газовой сварки сварного соединения (таблица 7) .
КАРТА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ГАЗОВОЙ СВАРКИ
ГОСТ 3.1406 – 88 Форма II |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
№ цеха |
№ операц. |
Газовая сварка |
|
|||||||||||||||||||||||||
1 . Схема сварного шва |
Поз. |
Обозначение детали |
Марка материала |
Толщ. мм |
Масса кг |
Кол. шт. |
||||||||||||||||||||||||
1 |
Пластина |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
2 |
Пластина |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
3 |
Св. шов |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
№ |
Наименование и содержание операции |
Оборудо-вание (код, наимено-вание) |
Приспо-собление и инстру-мент |
Катет шва |
№ мундштука |
Газ |
Присад. матер |
Флюс |
Код профессии |
Разряд работы |
Единица нормиров |
Объём производ. партии |
Т0, ч |
|||||||||||||||||
Давлен. |
Расход |
Код, марка,наимен. |
Расход, кг |
Сечение или диам. |
Код, марка |
Расход |
||||||||||||||||||||||||
Длина шва, м |
C2H2, МПа |
O2, МПа |
C2H2, л |
O2, л |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Разработал: |
Принял: |
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
Контрольные вопросы
1 Дать определение производственного процесса
2 Дать определение технологического процесса. 3 Дать определение технологической операции.
4 Назначение технологической карты.
5 Каким документом регламентируется технологический процесс.
Содержание отчета
В отчете необходимо указать тему работы и ее цель, оборудование рабочего места. Привести индивидуальное задание и его решение со всеми расчетными формулами, а также разработанную технологическую карту процесса газовой сварки заданной детали. Сделать выводы по выполненной работе