Основные геометрические параметры сварного шва

Рис. 3.1. Стыковой шов:

S – толщина свариваемого металла; е – ширина шва; q – усиление шва;

h – глубина провара; t – толщина шва (t = q+ h); b – зазор

Рис. 3.2. Угловой шов: К – катет углового шва; р – расчётная высота углового шва; а – толщина углового шва; q – усиление шва

Коэффициент формы шва К_П = е/t. Оптимальный К_П = 1,2…2 (бывает в пределах 0,5…4).

Коэффициент усиления шва К_У = e/q. К_У не должно превышать 7…10.

Коэффициент долей основного металла в металле шва:

где F₀ – площадь сечения расплавленного основного металла; F_Э – площадь сечения наплавленного электродного металла.

Производительность процесса сварки оценивают по количеству наплавленного и расплавленного металла. Производительность наплавки определяется из уравнения:

где G_Н – производительность наплавки, г; I_СВ – сила сварочного тока, А; t₀ –время сварки, ч; α_н – коэффициент наплавки, г/А∙ч.

Коэффициентом наплавки называется количество наплавленного электродного металла в граммах в течение одного часа, приходящегося на один ампер сварочного тока:

.

Производительность расплавления электродной проволоки определяется по формуле:

где G_Р – производительность расплавления, г; α_р – коэффициент расплавления, г/А∙ч.

Коэффициентом расплавления называется количество расплавленного электродного металла в граммах в течение одного часа, приходящегося на один ампер сварочного тока:

.

Часть расплавленного электродного металла не участвует в образовании сварного шва, а идёт на покрытие потерь на угар, разбрызгивание, испарение и др. Коэффициент, характеризующий эти потери, выражается в процентах и определяется по формуле:

или ,

где Ψ – коэффициент потерь электродного металла.

Техника выполнения сварных швов

Зажигание дуги. Существуют два способа зажигания дуги: прямым отрывом и отрывом по кривой (второй напоминает движе­ние при зажигании спички). Оба способа используются в равной мере, но первый чаще при сварке в узких и неудобных местах.

Длина дуги. Расстояние от активного пятна на расплавлен­ной поверхности электрода до активного пятна дуги на поверхно­сти сварочной ванны называется длиной дуги. Длина дуги зависит от марки и диаметра электрода, пространственного положения сварки, разделки свариваемых кромок и т.п. и задается вручную сварщиком. Нормальной считают длину дуги, равную 0,5...1,1 диаметра стержня электрода. Лучшее качество сварки обеспечи­вает короткая дуга. Увеличение длины дуги снижает устойчивость её горения, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода, вызывает образова­ние шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздейст­вие окружающей атмосферы на расплавленный металл.

Движение электрода. В процессе сварки электрод переме­щают не менее чем в двух направлениях: во-первых, по мере оп­лавления он подаётся вдоль своей оси в дугу, поддерживая посто­янную длину дуги, во-вторых, перемещается в направлении на­плавки или сварки для образования шва. В этом случае образует­ся узкий валик, ширина которого равна 0,8…1,5 диаметра электро­да. Узкий валик обычно накладывают при проварке корня шва, сварке тонких листов и т.п. Однако чаще всего применяют швы шириной 1,5…4,0 диаметра электрода. Для получения валика такой ширины необходимо производить поперечные колебания электродом.

Положение электрода. Направление сварки может быть слева направо, справа налево, от себя и к себе. Независимо от направления сварки положение электрода должно быть опреде­ленным: электрод должен быть наклонён к оси шва так, чтобы металл свариваемого изделия проплавлялся на наибольшую глубину. Обычно сварку выполняют вертикально расположенным электро­дом при его наклоне относительно шва углом вперёд или назад.

Концовка шва. В конце шва нельзя сразу обрывать дугу и ос­тавлять на поверхности металла кратер. Кратер может вызвать появление трещины в шве вследствие повышенного содержания в нём серы, фосфора и других примесей. При сварке низкоуглероди­стой стали кратер заполняют электродным металлом (прекращают перемещение электрода и медленно удлиняют дугу до обрыва) или выводят его в сторону основного металла. При сварке стали, склонной к закалке, вывод кратера в сторону основного металла не допустим ввиду возможности образования трещин.

Марку электрода выбирают по справочнику, в зависимости от материала свариваемых изделий. Некоторые наиболее распространённые марки электродов приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

Электроды и их значения

Марка элек-трода	Тип элек-трода	Род тока, полярность	Пок-рытие	Назначение
АНО-1	Э-42	Постоянный, переменный	Рути-ловое	Для сварки малоуглеро­дистых и некоторых низ­колегированных сталей
АНО-4	Э-46	Переменный, постоянный обратной полярности	Рути-ловое	Для сварки углероди­стых и низколегирован­ных сталей

Продолжение таблицы 3.1

Марка элек-трода	Тип элек-трода	Род тока, полярность	Пок-рытие	Назначение
ТМУ-21У	Э-50А	Постоянный обратной полярности	Основ-­ ное	Для сварки углероди­стых и низколегирован­ных сталей энергетиче­ского оборудо-вания теп­ловых и атомных элек­тростанций, а также оборудования для пере­работки нефти и газа
МР-3	Э-46	Постоянный, переменный	Рути-ловое	Для сварки ответствен­ных конструкций из ма­лоугле-родистых и низколегиро-ванных сталей, работаю-щих при стати­ческих и динамических нагрузках
УОНИ- 13/45	Э-42А	Постоянный обратной полярности	Основ­ное	Для сварки особо ответ­ственных конструкций из малоуглеродистых и низ-колегированных ста­лей, работающих при отрица-тельных темпе­ратурах под давлением
УОНИ- 13/55	Э-50А	Постоян­ный обрат­ной поляр­ности	Основ­ное	Для сварки ответствен­ных конструкций повы­шенной прочности из среднеугле-родистых и низколегиро-ванных ста­лей
ТМЛ-3У	Э-09Х1МФ	Постоян­ный обрат­ной поляр­ности	Основ­ное	Для сварки легирован­ных теплоустойчивых сталей, работающих при темпера-турах до 570°С
ОЗЛ-8	Э-07Х20Н9	Постоян­ный обрат­ной поляр­ности	Основ­ное	Для сварки коррозионно- стойких хромоникелевых сталей
ОЗЛ-9А	Э-28Х24Н16Г6	Постоян­ный обрат­ной поляр­ности	Рути-лово- основ-ное	Для сварки жаростойких сталей, работающих в окислительных средах при температуре до 1050°С

Окончание таблицы 3.1

Марка элек-трода	Тип элек-трода	Род тока, полярность	Пок-рытие	Назначение
ЦЛ-11	Э-08Х20Н9Г2Б	Постоян­ный обрат­ной поляр­ности	Основ­ное	Для сварки ответствен­ного оборудования из коррози-онностойких хромо-нике-левых ста­лей, когда к металлу шва предъявляют-ся жё­сткие требования по стойкости к межкристал-литной коррозии