2 Определение режима сварки

Определение режима сварки производится по экспериментально-расчетной методике с использованием эмпирических соотношений, полученных обработкой опытных данных. Параметрами режима автоматической сварки под флюсом являются сварочный ток, напряжение дуги, скорость сварки и скорость подачи сварочной проволоки. Основной параметр – сварочный ток – в случае сварки по стыку с зазором без раздела кромок определяется исходя их условия полного провара свариваемого сечения на величину H.

 Расчет сварочного тока, А, производится по формуле

,

Где d_э – диаметр электродной проволоки, мм;

а – плотность тока, А/мм².

При сварке для более глубокого проплавления рекомендуется использовать высокие значения плотности тока в электродной проволоке (а ≥40 ÷ 50 А/мм² ), а при наплавке для снижения глубины проплавления принимается а≤ 30 ÷ 40 А/мм². Диаметр электродной проволоки желательно выбирать таким, чтобы он обеспечил максимальную производительность сварки (наплавки) при требуемой глубине проплавления. Зависимость силы сварочного тока и его плотности на глубину проплавления приведена в таблице 2.

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч, рассчитывается по формуле

,

где d_пр – диаметр проволоки, мм; 

 ρ – плотность металла электродной проволоки, г/см³ (для стали ρ =7,8 г/см³);

α_p - коэффициент расплавления проволоки сплошного сечения при сварке под флюсом, определяется по формулам:

для переменного тока  ,

для постоянного тока прямой полярности  ,

для постоянного тока обратной полярности  α_р= 10 ÷ 12 г/А·ч

Таблица 2 – Влияние силы сварочного тока и его плотности на глубину проплавления при автоматической сварке под флюсом

Диаметр электродной проволоки,мм	Сила и плотность сварочного тока	Глубина проплавления, мм
		3	4	5	6	8	10
1	Сила сварочного тока, А	200	300	350	400	500	600
	Плотность тока, А/мм2	65	104	127	143	157	200
2	Сила сварочного тока, А	300	350	400	500	625	750
	Плотность тока, А/мм2	43	50	57	71	89	107
3	Сила сварочного тока, А	375	425	500	550	675	800
	Плотность тока, А/мм2	29	36	40	44	53	64
4	Сила сварочного тока, А	450	500	550	600	725	825
	Плотность тока, А/мм2	23	26	28	31	37	42

Зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока при использовании флюса АН-348А следующая:

Сила сварочного тока, А	180-300	300-400	500-600	600-700	700-850	850-1000
Напряжение дуги, В	32-34	34-36	36-40	38-40	40-42	41-43

Скорость сварки, м/ч, рассчитывается по формуле

,

где α_Н - коэффициент наплавки, г/А ч; 

α_Н  =  α_Р·(1-Ψ),

где Ψ - коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание, Ψ =0,02 ÷  0,03.

Масса наплавленного металла, г, определяется по формуле G_H=V_H∙ρ ,

где V_H - объем наплавленного металла, см³.

Объем наплавленного металла, см³,  определяется из выражения

V_H=F_H∙h,

где F_H – площадь наплавленной поверхности, см²; 

h – высота наплавленного слоя, см (с учетом припуска на обработку 2…3 мм).

Расход сварочной проволоки, г, определяется по формуле

G_пр=G_H∙(1+ψ),

где  Ψ  – коэффициент потерь на угар и разбрызгивание.

Расход флюса, г/пог.м,  определяется по формуле

,

где U_д – напряжение дуги, В

Время горения дуги, ч,  определяется по формуле

,

Полное время сварки, ч, определяется по формуле

,

где k_П – коэффициент использования сварочного поста, k_П = 0,6 ÷ 0,7.

Расход электроэнергии, кВт· ч, определяется по формуле

,

где U_Д– напряжение дуги, В; 

η– КПД источника питания: при постоянном токе 0,6÷0,7 , при переменном  0,8÷ 0,9; 

W₀– мощность источника питания, работающего на холостом ходе,

кВт·ч (на постоянном токе 2,0÷ 3,0 кВт, на переменном –  0,2÷ 0,4 кВт).

 Толщина слоя флюса в зависимости от силы сварочного тока приведена в таблице:

Сварочный ток, А	200-400	400-800	800-1200
Толщина слоя флюса, мм	25-35	35-45	45-60

Технические характеристики аппаратов для автоматической сварки и наплавки под флюсом приведены в таблице П2, таблице П3  приложения.

Результаты расчета режима автоматической сварки под флюсом свести в таблицу 6

Таблица 6 Расчет параметров автоматической сварки под флюсом

№ п/п	Наименование параметра	Расчетная формула	Численное значение
1	Материал заготовки (группа стали, обозначение)
2	Толщина заготовки а, мм
3	Сварочный ток, А
4	Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
5	Скорость сварки, м/ч
6	Масса наплавленного металла, г
7	Объем наплавленного металла, см3
8	Расход сварочной проволоки, г
9	Расход флюса, г/пог.м
10	Время горения дуги, ч
11	Полное время сварки, ч
12	Расход электроэнергии, кВт· ч