4.2. Расчет режимов для автоматической сварки под слоем флюса

Режимы сварки определяются на основе существующих методик расчета режимов автоматической сварки. Основными параметрами, определяющими режим автоматической сварки для толщины стенки сосуда S=10мм (рис.7) являются:

- сила сварочного тока;

- напряжение дуги;

- диаметр сварочной проволоки;

- скорость сварки;

- плотность тока;

- род тока;

- полярность [11].

Рисунок 7. Схема стыкового сварного

соединения ГОСТ 8713-79-С7-АФш S=5мм

1. Устанавливаем требуемую глубину провара Н = 5 мм, необходимую для проплавления металла за два прохода (Рис.7) [5].

2. Рассчитываем силу сварного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления.

, (1)

где Н – необходимая глубина провара, мм.

Kh – коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки.

Коэффициент Kh выбираем из таблицы в зависимости от диаметра проволоки и защитной среды.

Kh = 1,75.

Тогда .

3. Рассчитываем диаметр электродной проволоки.

, (2)

где j – допускаемая плотность тока (j = 160 А/мм²),

(мм),

Принимаем диаметр проволоки 2 мм.

4. Для определения скорости сварки для стыковых соединений можно воспользоваться следующей формулой.

, (3)

где А – выбирается в зависимости от диаметра электродной проволоки,

А = (5÷8)10³ А·м/ч,

,

5. Для принятого диаметра электродной проволоки и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение на дуге.

, (4)

.

Род тока и полярность назначаем на основе справочных данных [8].

Основные параметры этого режима имеют следующие значения:

• сила сварочного тока 280А;

• напряжение дуги 25 В;

• диаметр сварочной проволоки 2 мм;

• скорость сварки 21 м/ч;

• род тока – постоянный;

• полярность – обратная.

5. Проектирование компоновки установак и сборочно – сварочных приспособлений

5.1 Сварочное оборудование для сварки продольных и кольцевых швов

Для сварки кольцевых и продольных швов применяем автоматическую сварку под слоем флюса. Для этого выбираем сварочный автомат. А-1406

Автомат А-1406 предназначен для дуговой автоматизированной сварки и наплавки изделий в среде защитных газов или под флюсом электродной проволокой.

Автомат состоит из механизма подачи с мундштуком, который через подвеску и суппорт крепится к механизму вертикального перемещения. Головка крепится на станке, обеспечивающем движение и перемещение головки относительно изделия. Поднимается и опускается головка вместе с катушкой для электродной проволоки электроприводом. Механизм подачи с мундштуком перемещается в поперечном направлении суппортом с помощью электродвигателя. В мундштуке головки предусмотрен подвод газа и воды для охлаждения. Сварка ведется на постоянном токе. Технические характеристики рассмотрены в таблице 8.

Таблица 8. Технические данные автомата А-1406

Напряжение питающей сети, В	220 или 380
Номинальный сварочный ток при ПВ= 60%, А	500
Диаметр электродной проволоки, мм Порошковой проволоки.	1.2-2 2,0-3,0
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	7-37
Вертикальный ход головки, мм	250
Скорость вертикального перемещения, м/мин	0,5
Расход воды для охлаждения, л/мин	10
Корректировка электрода поперек шва, мм	±50
Габаритные размеры автомата, мм	280х700х1295
Вес, кг	515

В качестве источника питания автомата, в комплекте поставки предлагается выпрямитель ВДУ 506. Выпрямитель данного типа, предназначен для однопостовой ручной дуговой сварки штучными электродами, для сварки в среде защитных газов и под флюсом, сварки открытой дугой и порошковой проволокой на автоматах с зависимой и независимой от напряжения дуги скоростью подачи электродной проволоки. Обеспечивают плавное дистанционное регулирование выходного тока и напряжения, стабилизацию установленного режима сварки и выходных параметров при изменениях напряжения сети как при падающих, так и при жестких внешних характеристиках. Предусмотрено принудительное, воздушное охлаждение. Технические характеристики рассмотрены в

таблице 9.

Таблица 9. Технические данные выпрямителя ВДУ-506.

Климатическое исполнение и категория размещения	У3
Нижнее значение температуры окружающего воздуха, 0С	-40
Номинальный сварочный ток, А	500
Режим работы, ПВ,%	60
Пределы регулирования сварочного тока, А:
При работе с жесткими характеристиками	60-500
При работе с падающими характеристиками	50-500
Напряжение холостого хода, В	85
Номинальное напряжение питающей сети, В	220, 380
Первичная мощность, кВ. А	40
Степень защиты	IP 22
К. п. д., %	82
Габариты, мм.	620х830х1083
Масса, кг, не более	310

Также ВДУ-506 применяем качестве источника питания для полуавтоматической сварки в среде СО_2,. Выбираем полуавтомат марки ПДО-517, как наиболее подходящий по своим техническим характеристикам к выпрямителю ВДУ-506. Сварочный полуавтомат типа ПДО-517 предназначен для дуговой сварки плавящейся проволокой в среде защитных газов изделий из малоуглеродистых, легированных сталей швами, расположенными в различных пространственных положениях. Показатели обоснования выбора: простота обслуживания, возможность регулирования скорости подачи сварочной проволоки и напряжения сварки с помощью пульта дистанционного управления, 6 м.

Подающий механизм полузакрытого типа. Внутри установлен двух роликовый редукторный привод кассета для сварочной проволоки, тормозное устройство, плата управления и электромагнитный клапан. На лицевой панели механизма имеются резисторы регулировки величины сварочного напряжения и скорости подачи сварочной проволоки. Технические характеристики рассмотрены в таблице 10.

Таблица 10. Технические характеристики ПДО-517

Напряжения питающего сети, В	220/380
Номинальный сварочный ток, А.	500
Пределы регулирования тока, А	60-500
Мощность привода, Вт	60
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	40-950
Диаметр электродной проволоки, мм	До 3,0
Масса, не более, кг	17
Габаритные размеры, мм.	192х375х350

Полуавтомат имеет следующие технические решения:

- управления газовым клапаном, подающим механизмом и сварочным источником от кнопки на горелке.

- плавную регулировку и стабилизацию скорости подачи сварочной проволоки.

- работа в двух режимах «длинные и короткие швы».

- плавно ступенчатое регулирование напряжения.

- подключение горелки производится через евроразъём.

- зубчатое зацепление подающего и прижимного роликов.

Для сварки кольцевых швов монжуса используем горизонтальный вращатель модели М31050 (рис. 8).

Вращатель предназначен для поворота изделий вокруг горизонтальной оси при автоматической электродуговой сварке под флюсом, в среде защитных газов, при наплавочных работах, а также для поворота и установки изделий в удобное положение. Вращатель состоит из устанавливаемой неподвижно передней стойки с приводом вращения, задней стойки, установленной на рельсовый путь, роликоопоры, и электрошкафа управления расположенного с рабочей стороны вращателя. Вращение крестовины передней стойки осуществляется от электродвигателя постоянного тока через червячный редуктор. Задняя стойка, состоящая из бабки с выдвижной пинолю, устанавливается на тележке, передвигаемой по рельсовому пути вручную. Пиноль задней бабки имеет механизм выдвижения с ручным приводом. Тележка снабжена двумя захватами для крепления к рельсовому пути. На горизонтальном вращателе сваривают цилиндрические, корпусные, рамные и балочные конструкции, изделие присоединяется к крестовинам с Т – образными пазами при помощи крепежных приспособлений; при необходимости используется роликовая опора. Предусмотрена установка изделий в центрах. Электроаппаратура управления размещена в отдельном шкафу. Управление кнопочное с переносного пульта.

Рисунок 8. Вращатель горизонтальный модель М31050

Техническая характеристика вращателя М31050

Момент на оси вращения, Н*м, 1000

Грузоподъемность, кг. 1000

Размеры свариваемых изделий при наличии роликоопоры,мм (LхD)

4000 х 1350

Диаметр свариваемых круговых швов, мм. 100 – 1350

Высота центров, мм 1000

Допускаемый момент центра тяжести изделий относительно

Опорной поверхности крестовины при использовании одной стойки, Н*м.

1600

Угол поворота крестовины, град. 360

Частота вращения крестовины, об/мин 0,05-2,5

Регулировка частоты вращения крестовины: плавная бесступенчатая

Ход пиноли задней стойки , мм. 170

Сварочный ток, А. не более. 1500

Ток питающей сети :

Род переменный трехфазный

Частота, Гц 50

Напряжение, В 380/220

Род тока привода крестовины: постоянный от собственного преобразователя

Электродвигатель привода вращения крестовины:

Тип П – 12

Мощность, кВт. 1,0

Частота вращения ,об/мин. 3000

Габарит (без электрошкафа), мм 6062х1250х1625

Масса (без электрошкафа), кг. 1979

Масса электрошкафа, кг. 75

Для сборки-сварки штуцера с донышком для установки в удобное положение при сварке предлагаю применить сварочный манипулятор. Модели М11050 (рис.9).

Предназначен для установки изделий в положение, удобное для сборки и вращения со сварочной скоростью при автоматической электродуговой сварке круговых швов под слоем флюса, в защитной среде инертных газов, а также при наплавочных работах.

Может быть использован для поворота изделий на маршевой скорости и установки их в положение, удобное для полуавтоматической и ручной электродуговой сварки.

Станина манипулятора сварная. В подшипниках скольжения к станине крепятся стол с механизмом вращения планшайбы и зубчатый сектор механизма наклона.

Привод наклона планшайбы установлен на стойке станины. Приводы вращения и наклона планшайбы имеют унифицированные червячно-цилиндрические редукторы.

Изделие крепится на планшайбе с Т-образными пазами при помощи крепежных приспособлений.

Полный шпиндель позволяет устанавливать приспособление с центральным креплением изделия или применять пневматическое зажимное устройство.

Электрооборудование смонтировано в отдельно стоящем шкафу. Управление кнопочное с переносного пульта.

Рисунок 9. Сварочный манипулятор модели М11050.

Техническая характеристика.

Наибольший крутящий момент на оси вращения, Н*м 1000

Наибольшая грузоподъемность, кг 500

Наибольший момент центра тяжести изделия

относительно опорной плоскости планшайбы, Н*м 1600

Наибольшие размеры свариваемых изделий, мм 900 х 1500

Диаметр свариваемых круговых швов, мм 250-1300

Регулировка частоты вращения шпинделя, об/мин: плавная бесступенчатая

Угол наклона планшайбы, град. 135

Угол поворота планшайбы, град. 360

Скорость наклона планшайбы, об /мин 1

Сварочный ток, А, не более 1000

Ток питающей сети :

Род переменный трехфазный

Частота, Гц 50

Напряжение, В 380/220

Ток привода планшайбы:: постоянный от собственного преобразователя

Ток привода наклона планшайбы:

Род переменный трехфазный

Напряжение, В 380

Напряжение управление, В. 36

Электродвигатель привода планшайбы:

Тип П – 12

Мощность, кВт. 1,0

Частота вращения ,об/мин. 3000

Электродвигатель привода наклона планшайбы:

Тип 4АХ71В4У3

Мощность, кВт. 1,0

Частота вращения ,об/мин. 1400

Тип тахогенератора привода вращения ТМГ-30

Габарит, мм 1260х1310х950

Масса (без электрошкафа), кг. 735

Масса электрошкафа, кг. 117