Методические рекомендации к проведению лабораторной работы по теме Расчет и проверка режимов для полуавтоматической сварки в углекислом газе

Лабораторная работа № 23
Расчет и проверка режимов для полуавтоматической сварки в углекислом газе (СО2).
ПМ.01 Подготовка и осуществление технологических процессов изготовления сварных конструкций
МДК 01.01. Технология сварочных работ
Цель работы: освоить методику выбора режима сварки сталей в среде углекислого газа.
Материалы:
1. Сварочная проволока Св-08Г2С, Св-08 (d = 1,2…2,0 мм).
2. Пластины из низкоуглеродистой стали(100x100x10 мм).
3. Углекислота сварочная.
Оборудование, приспособления, инструмент
1.Пост для механизированной сварки в среде С02.
Краткие сведения из теории.
В основу выбора диаметра электродной проволоки положены те же принципы,
что и при выборе диаметра электрода при ручной дуговой сварке:
Толщина листа, мм1- 2 3-6 6-24 и более
Диаметр электродной проволоки э d , мм 0,8-1,0
1,2-1,6 2,0
1. Расчет сварочного тока, А, при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле:
Iсв = πdэ2 j св4 (1)где j – плотность тока в электродной проволоке, А/мм2 (при сварке в CO 2 j=110 ÷130 А/мм2;
d э – диаметр электродной проволоки, мм.
Механизированные способы сварки позволяют применять значительно большие плотности тока по сравнению с ручной сваркой. Это объясняется меньшей длиной вылета электрода.
Напряжение дуги и расход углекислого газа выбираются в зависимости от силы сварочного тока по табл. 1.
Таблица 1
Зависимость напряжения и расхода углекислого газа от силы сварочного тока.
Сила сварочного тока, А 50÷60 90÷100 150÷160 220÷240 280÷300 360÷ 380 430 ÷450
Напряжение дуги, В 17-28 19-20 21-22 25-27 28-30 30-32 32-34
Расход СО2, л/мин 8-10 8-10 9-10 15-16 15-16 18-20 18-20
При сварочном токе 200 ÷ 250 А длина дуги должна быть в пределах 1,5 ÷ 4,0 мм.
Вылет электродной проволоки составляет 8 ÷ 15 мм (уменьшается с повышением сварочного тока).
2. Скорость подачи электродной проволоки, м/мин, рассчитывается по формуле:
Vпп =4αр Iсв 6000 πdэ2γ (2)
где αр – коэффициент расплавления проволоки, г/Ачγ – плотность металла электродной проволоки, г/ см3 (плотность стали 7,8 г/см3)
Значение αр рассчитывается по формуле:
ар=3,0+ 0,08 Iсв dэ (3)
3. Скорость сварки (наплавки), м/мин, рассчитывается по формуле:
Vсв = αн Iсв 6000 F св γ (4)где αн – коэффициент наплавки, г/А ч, он рассчитывается по формуле:
αн =αр ⋅ (1−ψ),
где ψ – коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание. При сварке в СО 2 ψ =0,1 – 0,15;
F шв – площадь поперечного сечения шва при однопроходной сварке (или одного слоя валика при многослойном шве), см2;
γ– плотность металла электрода, г/ см3.
4. Масса наплавленного металла, г, при сварке рассчитывается по следующей формуле:
G = Fшв ⋅ l ⋅γ, (5)
где l – длина шва, см.
5. Время горения дуги, мин, (основное время) определяется по формуле:
t0 = G н Iсв αн (6)
6. Полное время сварки (наплавки), мин, приближенно определяется по формуле:
T=t0k п (7)
где kп – коэффициент использования сварочного поста, (kп = 0,6 ÷ 0,57).
7. Расход электродной проволоки, г, рассчитывается по формуле:
G пр = Gн (1+ψ ), (8)
где Gн – масса наплавленного металла, г; ψ – коэффициент потерь, (ψ = 0,1 -0,15).
Порядок выполнения работы.
Задание: в соответствии со своим вариантом найдите:
Диаметр электродной проволоки
Сварочный ток.
Напряжение дуги.
Расход СО2.
Скорость подачи электродной проволоки.
Скорость сварки (наплавки).
Массу наплавленного металла.
Время горения дуги.
Полное время сварки (наплавки).
Расход электродной проволоки.
Выполнить сварку при заданном режиме и оценить качество выполненного шва.
Исходные данные вариантов:
№ Тип сварного соединения Толщина св.
металла (б), мм Длина сварного
шва, см Чертеж, вид разделки
кромок Формула
1 Стыковой С15 12 187 С К-образной разделкой
кромок
Fн1=0,0028· б ,см
Fн2=0,0026· б ,см
Fн=Fн1+Fн2
б- толщина св.металла,
мм
2 Стыковой С8 6 316 С односторонней разделкой
кромок
Fн=0,01· б , см
б - толщина св.металл
мм
3 Стыковой С23 27 107 С U-образной разделкой
кромок
Fн=0,012· б ,см
б-толщина
свар.металла, мм
4 Стыковой С2 2,5 458 Без разделки кромок
Fн=0,013 ·б ,см
б-толщина св.металла,
мм
5 Стыковой С25 11 254 С Х-образной разделкой кро-
мок
Fн1=0,003· б , см
Fн2=0,0028· б ,см
Fн=Fн1+Fн2
б- толщина св.металла
, мм
6 Стыковой С7 5 312 Двухсторонний без разделки
кромок
Fн1=0,0034· б ,см
Fн2=0,0032· б ,см
Fн=Fн1+Fн2
б- толщина св.металла,
мм
7 Стыковой С23 28 108 С U-образной разделкой
кромок
Fн=0,012· б ,см
б-толщина
свар.металла, мм
8 Стыковой С2 3 459 Без разделки кромок
Fн=0,013 ·б ,см
б-толщина св.металла,
мм
9 Стыковой С25 13 321 С Х-образной разделкой кро-
мок
Fн1=0,003· б , см
Fн2=0,0028· б ,см
Fн=Fн1+Fн2
б- толщина св.металла
, мм
10 Стыковой С7 4,5 358 Двухсторонний без разделки
кромок
Fн1=0,0034· б ,см
Fн2=0,0032· б ,см
Fн=Fн1+Fн2
б- толщина св.металла,
мм
11 Стыковой С15 10 87 С К-образной разделкой
кромок
Fн1=0,0028· б ,см
Fн2=0,0026· б ,см
Fн=Fн1+Fн2
б- толщина св.металла,
мм
12 Стыковой С2 3 58 Без разделки кромок
Fн=0,013 ·б ,см
б-толщина св.металла,
мм
13 Стыковой С2 4 158 Без разделки кромок
Fн=0,013 ·б ,см
б-толщина св.металла,
мм
14 Стыковой С8 8 216 С односторонней разделкой
кромок
Fн=0,01· б , см
б - толщина св.металла,
мм
Содержание отчета.
1. Цель работы.
2.Примеры расчётов (п. 1-10).
3. Таблица результатов расчётов.
Диаметр электродной проволоки
Сварочный ток. Напряжение дуги. Расход СО2. Скорость подачи электродной проволоки. Скорость сварки (наплавки). Масса наплавленного металла. Время горения дуги. Полное время сварки (наплавки Расход электродной проволоки.
3. Сравнить расчетные данные силы сварочного тока, скорости сварки, расхода газа с принятыми в соответствии с ГОСТ 14771-76, результаты занести в Таблицу.
Сила сварочного тока, А Скорость сварки, м /ч Расход газа, л/мин
Получены расчетным путем Принятые параметры 4. Выводы и объяснения полученных результатов.
1. Классификация способов сварки в защитных газах.
2. Способ получения и свойства гелия.
3. Способ получения и свойства аргона.
4. Способ получения и свойства СО2.
5. Способы хранения вышеперечисленных газов для сварки (в каком состоянии, под каким давлением).
6. Какое количество СО2 образуется при испарении 1 кг жидкой углекислоты.
7. Комбинации смесей газов, применяемых при сварке.