Разработка технологии ручной дуговой сварки материала 09Г2СД, покрытыми электродами марки АНО-4

1. Разработка технологии ручной дуговой сварки покрытыми электродами

1.1 Подготовка исходных данных

         Тип соединения С7

Рисунок 1 – Конструктивные элементы соединения

Данные для расчета:

S =S₁ =24 мм; b =1 мм;с =1 мм; g =2,0 мм; l =22 мм; L_Ш =3 мм.

Материал -09Г2СД.

По [1, табл. П.1] устанавливают гарантийные механические свойства стали:

- временное сопротивление σ_в =44-50 кгс/мм²;

- предел текучести σ_Т =27-35 кгс/мм² не менее;

- относительное удлинение δ_s =21 % не менее.

         1.2 Выбор электродов

         Учитывая прочность основного металла и ответственность изделия по [1, табл. П.2] выбираю тип покрытия (ГОСТ 9466-75) и электрода (ГОСТ 9467-75). Для магистральных трубопроводов предпочтительны целлюлозные покрытия; электрод марки АНО-4.

         1.3 Определение расчетного типа шва и способа выполнения

Расчетный тип данного шва – стыковой.

Учитывая толщину, свойства свариваемого металла, условий сварки, данный шов выполняется за шесть проходов. Шов двухсторонний.

1.4 Определение параметров сварки

Диаметр электрода определяется по формуле:

 (мм). Принимаю d_Э =3 мм.

         По [1, табл. П.2] для данной марки электрода определяю род тока постоянный, полярность обратная.

         Расчетный сварочный ток определяю по формуле:

I_св =(20 + k∙d_э)d_э =(20 +2,5∙3)3 =82,5 (А).

где к –коэффициент, определяется в соответствии [1, табл. П.3] в зависимости от типа покрытия и положения шва в пространстве.

         С учетом рекомендаций I_св≈50d_Э, окончательно принимаю расчетный сварочный ток равным I_св =50∙3 =150 (А).

         По [1, табл. П.2] для данной марки электрода напряжение дуги равняется U_д =22-28 В.

         Расчет общей площади поперечного сечения наплавленного металла как сумму площадей элементарных геометрических фигур.

Рисунок 2 – Схема для расчета площади сечения наплавленного мталла.

F_но=F_H1+4F_Н2+2F_Н3=b∙S+4(1/2∙а∙b∙sin25)+2∙0,75l∙g=0,1∙2,4+4(1/2∙1,27∙1,15∙0,42)+2∙0,75∙2,2∙0,2=3,4 (см²).

Приблизительно скорость сварки можно рассчитать по формуле:

где α_н –коэффициент наплавки (α_н =8,9 г/см³ по [1, табл. П.2]);

ρ_m – плотность металла.

(м/ч).

         Скорость сваривания при ручной сварке контролируется косвенно и выбирается по оптимальным условиям формирования шва.

         1.5 Выбор источника питания

         По условиям сварки, выбранному типу электрода, роду и величине сварного тока по [1, табл. П.2, П.2] выбирают в качестве источника питания сварочный выпрямитель однопостовый передвижной ВСС-120-4.

1.6 Расчетное определение технико-экономических показателей сварки.

         Расход покрытых электродов и электроэнергии, основное время сварки являются основными технико-экономическими показателями ручной сварки.

         Общий расход электродов при сварке шва длинны L_Ш определяется по формуле:

М_Э =С_п∙К_Р∙F_нс∙L_Ш∙ρ_m

где С_п –коэффициент, учитывающий положение шва (при сварке шва в нижнем положении С_п =1,0);

К_Р –коэффициент расхода электродов (по [1, табл. П.2] К_Р =1,7).

М_Э =1∙1,7∙3,4∙300∙7,8∙10^-3 =13,5 (кг).

         Основное время сварки:

(ч).

         Общий расход электроэнергии на длину шва:

Где W_C, W_x –затраты энергии во время процесса сварки и холостой работы источника питания при выполнении вспомагательных операций соответственно;

        η –КПД источника питания (η =0,58 по [1, табл. П.4]);

         α_Н­ –коэффициент наплавки (α_н =8,9 г/см³ по [1, табл. П.2]);

         Р_Х –мощность холостого хода (Р_Х =0,4 кВт по [1, табл. П.6]);

         Т₀ –основное время сварки;

         К_Х –коэффициент холостой работы (К_Х =0,4 по [1, табл. П.7]).

  (Вт∙ч) =40,162 (кВт∙ч).

         2. Какое оборудование и какие газы применяются для газовой сварки.

Литература

1. Методические указания к лабораторной работе «Разработка технологии ручной дуговой сварки покрытыми электродами» по курсу «Технология конструкционных материалов» для студентов машиностроительных специальностей всех форм обучения.

2. М. Е. Дриц, М. А. Москалев - Технология конструкционных материалов и материаловедение: учебник для машиностроительных вузов – М.: Высш. шк., 1985. – 433 с., ил.