Определение мощности при дуговой сварке

Пример решения

Определите мощность при дуговой сварке, если плотность металла шва j = 7,8 г/см³, длинна сварочной ванны L = 10 см, количество жидкого металла в сварочной ванне G_в = 100 г, температура плавления металла Т_пл = 1800⁰ К, среднее время пребывания металла в жидком состоянии t_ср = 20 с, теплопроводность λ = 100 Дж/см∙с∙К, площадь поперечного сечения металла шва F_об = 0,1 см.

Решение:

1. Определим количество металла переплавленного дугой:

g = G_в/ t_ср = 100/20 = 5 г/с;

2. Найдем скорость сварки:

V = g/ F_об∙ j = 5/0,1∙7,8 = 6,4 см/с;

3. Определение времени сварки:

t_max = L/V = 5/0,1∙7,8 = 6,4 см/с;

4. Мощность дуги:

q = t_max∙(2∙π∙λ∙V∙Т_пл) = 1,56∙(2∙3,14∙100∙6,4∙1800) = 20835 кВт.

Ответ: мощность дуги q = 20835 кВт.

Задачи для решения

1. Определить время горения дуги при электрической дуговой сварке, если известно, что коэффициент плавления α_п = 10 г/ч, удельная масса наплавленного металла (стали) 7,85 г/см³, скорость сварки υ = 7,5 м/ч и количество расплавленного металла за единицу времени 1800 г/ч. Сварка осуществляется способом, показанным на рисунке.

2. Найти эффективный КПД процесса нагрева металла сварочной дугой, если известно, что сечение электрода S = 20 мм², сопротивление дуги R_д = 5 Ом, эффективная тепловая мощность q_и  = 20 ккал/сек. Табличный коэффициент κ = 5.

3. Определить снижение напряжения, для расчета дуги плавильного плазматрона, горящей в среде аргона при атмосферном давлении. Ток I = 1000 А, сумма приэлектродных падений напряжений U_эл = 10 В, средняя температура газа, окружающего дугу в печном пространстве t = 1500 К. Радиус дуги в цилиндрической части r₀ = 0,02 м, длина дуги l = 0,3 м.

4.Определить напряжение дуги при сварке меди и скорость сварки под флюсом расщепленным электродом, если диаметр электрода 2,2 м.

5.Определить скорость электродуговой сварки, если известно: коэффициент плавления α_п = 10 г/ч, удельная масса наплавляемого металла (стали) γ = 7,85 г/см³, количество расплавленного металла за единицу времени G = 1800 г/ч, время сварки τ = 1 ч.

6.Найти ориентировочное значение напряжения на дуге Uд, если известно, что сварка латуни толщиной 1,2 см. и длинной электродов 2 м.

7.Определить скорость электрической дуговой сварки u. Если удельная масса наплавленного металла, стали,, количество расплавляемого за единицу времени металла G = 10 г, коэффициент наплавки для электрона с различными покрытиями , коэффициент плавления , время  горения дуги , площадь поперечного сечения F =1см².

8.Определить глубину проплавления сварочной ванны при дуговой сварке, если известно, чтокоэффициент, зависящий от рода тока K_I = 0,5, толщина стали  S = 12 мм.

9.Определить скорость автоматической сварки и глубину проплава основного металла, если сечение электрода S = 12,56 мм², к = 120, δ = 10 мм.

10.Определить количество расплавляемого за единицу времени металла  и скорость сварки , если известно время горения дуги  ч, площадь поперечного сечения сварочного шва  см² , удельная масса наплавленного металла  г/см³, коэффициент плавления  г/ч, коэффициент наплавки  г/(А*ч), эмпирический коэффициент , давление дуги  Па.

11. Определить полную мощность сварочного трансформатора Р_полн, если известно: Р_к = 35 МВА, к = 0,8 – коэффициент, cosφ = 0,85, η_эл = 0,9 – коэффициент полезного действия электрода, К = 2 – коэффициент, учитывающий поверхностный эффект, ρ = 10 Ом∙мм²/м – удельное сопротивление электрода при температуре 500⁰ С.

12 . При дуговой сварке металла образуется шов, вследствие присадочного и проплавленного основного материала. Определить коэффициент расплавления α_р, коэффициент потерь ψ, коэффициент наплавки α_н, определить свариваемый ток I, если известно: масса расплавленного электродного металла G_р = 500 г, время горения дуги t = 0,5 часа, диаметр электрода d = 4мм, температурный коэффициент К = 40, G_н = 200 г.

13. Определить производительность дуговой сварки h_н, если известно: α_н = 2,5 г/А∙ч – коэффициент наплавки, t = 0,5 часа – время горения дуги, m = 7 – коэффициент растворимости, n = 3 – коэффициент, характеризующий полезные затраты энергии, d = 6 мм – диаметр электрода, напряжение дуги U_д = 20 В, q_н = 375 кал – энергия наплавки.