Решение задач по машиностроению (сварка)

4. Назначить параметры режима двухсторонней механизированной сварки под слоем флюса, обеспечивающего сплошной провар пластин, представленных на рисунке. Сварка выполняется за один проход с каждой стороны. Марка стали свариваемых пластин сталь Зкп. Сборка пластан без зазора. Толщина пластин S = 25 мм. Форма разделки: угол а = 50°, глубина разделки h1= h2= 8 мм, высота усиления С = 2 мм.


Решение
1. Выбирается диаметр электродной проволоки dэ:
dэ=1,6 мм
2. Определяется сварочный ток Iсв по формуле:
,

где π=3,14 – постоянная;
jэ – плотность тока в электроде, А/мм2, должны соответствовать плотности тока в зависимости от диаметра электрода:
jэ=200 А/мм2 – для dэ=1,6 мм.
 
Получаем,
А

Полученное значение тока превышает критическое, следовательно, струйный перенос металла обеспечен.
3. Рассчитывается оптимальное напряжение на дуге Uд по формуле:

В

4. Определяется скорость сварки Vсв по формуле:
,

где А – постоянная величина, Ам/ч. Для получения швов оптимальной формы, обладающих высокой технологической прочностью коэффициент принимает следующие значения:
А=(5-8)×103 Ам/ч – для dэ=1,6 мм [15, с. 5, таблица 3].

Получаем,
м/ч

5. Площадь поперечного сечения Fн определяется на основании выражения:
,

где γ=7,8 г/см3 – плотность стали;
αн – коэффициент наплавки, г/Ач, определяется в зависимости от режима сварки по экспериментальным данным [15, с. 10, рисунок 2]:
αн=14,5 г/Ач
Рассчитаем площадь поперечного сечения:
мм2

6. Количество проходов выбирается из условий заполнения разделки в зависимости от разности между общей площадью поперечного сечения наплавленного металла Fно и площадью первого прохода Fн, при этом необходимо учитывать, что максимальное сечение одного прохода обычно не превышает 80 мм2 при механизированной сварке в среде защитных газов.
Рассчитаем общую площадь Fно:
,

где S=25 мм – толщина свариваемых деталей;
с – величина притупления, согласно чертежу изделия (лист 1) с=2 мм;
α – угол разделки кромок, α=50º (см. лист 1);
q – высота усиления;
е – ширина валика.
По ГОСТ 14771-76 данные конструктивные элементы должны иметь следующие значения:
q=24 мм, е=2 мм