Расчет режима ручной дуговой многопроходной сварки короткими участками (блоками).

В этом варианте сварка соединения ведется участками до полного заполнения разделки по условию выдержки металла шва и ОШЗ выше температуры мартенситного превращения и переход на различные режимы сварки не возможен, т.е. сварка ведется одним диаметром электрода 4,0 мм.

5.1.1. Режим горения дуги, площади поперечного сечения шва и первого валика, а в этом случае и последующих определены ранее.

Сила сварочного тока I, A;

Напряжение дуги U_g, B;

Площадь поперечного сечения шва F_H, см²;

Площадь поперечного сечения валика F₁=F_n, см².

Количество валиков (слоев) n, вычислить по формуле:

Уточнить площадь сечения валиков по округленному значению n, шт., используя выражение:

Вычислить эффективную мощность горения дуги по формуле:

Определить скорость сварки по зависимости:

Время горения дуги при сварки соединения определяется по формуле:

Время получения сварного соединения с учетом выполнения вспомогательных операций в три раза больше, чем при сварке длинными участками. Это связано с длинной участка, который белее чем в два раза короче длинны валика наплавленного одним электродом, и частотой смены электрода.

τ_об =τ·3, час

Температура выдержки Т_В,⁰С, гарантирующая отсутствие мартенсита в шве и ОШЗ, выше на 50⁰С температуры.

Начало мартенситного превращения M_n, ⁰С определяется по выражению:

Т_В=М_Н+50⁰С

Вычислить длину валика l_В, см, или участка при условии, чтобы температура начала первого валика к моменту выполнения второго была не ниже температуры выдержки Т_В=М_Н+50⁰С, с учетом вспомогательных операций, по формуле:

Где k₃- коэффициент, учитывающий отклонение расчетной схемы от реальных условий. Для стыкового соединения k₃=1,5; k_г-коэффициент горения дуги, т.е. отношение времени горения дуги к продолжительности цикла, принимается k_г=0,75.

Технологически длина валика (участка) не может быть менее 50 мм.

При сварке больших толщин расчетная длина валика может оказаться менее 50 мм. В этом случае необходимо сделать предварительный подогрев Т_n, ⁰С. Температуру подогрева определить по формуле:

После чего длина валика принимается равной 50 мм.

Металл шва и ОШЗ от первого до последнего валика необходимо выдержать не менее строго определенного времени выше температуры мартенситного превращения. Это время распада аустенита при температуре на 50⁰С выше начала мартенситного превращения, которая зависит от марки стали. Время приведено в табл.3.

Для разработки технологии заполнения разделки соединения необходимо знать время пребывания указанных зон выше температуры мартенситного превращения от первого τ_в1, и последнего τ_вn валиков. Термические циклы ОШЗ первого и последнего валиков схематично приведены на рис. 5.

5.2.1. Расчет ведется по относительным величинам и коэффициентам, учитывающим отклонение реального процесса от расчетного. Определить расчетную мощность дуги q_пр, Дж/сек по зависимости

q_пр=q_u·k_г, Дж/сек

5.2.2. Вычислить коэффициент температуру отдачи в 1/сек по формуле:

5.2.3. Вычислить относительную температуру стержня (валика) по формуле:

5.2.4. Определить относительное расчетное расстояние ОШЗ от плоского источника теплоты по выражению:

х- абсолютное расчетное расстояние ОШЗ для стыковых соединений.

Для соединения С8:

х = 0,5(S+0,1)

Для соединения С17:

х = (S-0,1)tg25⁰+0,1

S-толщина детали, см.

Рис. 5 Термические циклы ОШЗ при сварке блоками: а) первого слоя (·) 1; б) последнего слоя (·) 2 с наложением отжигающего валика.

5.2.5. Вычислить относительную продолжительность действия плоского источника, т.е. время полной заварки участка шва длиной l_в, включая перерывы горения дуги, по выражению:

5.2.6. Определить относительную нагрева ОШЗ первого валика вt_в по номограмме рис.6 в зависимости от q₁, ρ₁ и вt_с.

Если указанные на графиках значения q₁ и ρ₁ не совпадают с расчетными, то для получения величины вt_в, соответствующей расчетным значениям q₁ и ρ₁, надо выполнить линейную интерполяцию по данным величинам. На рис. 6 приведена таблица с примером выполнением интерполяции.

5.2.7. Рассчитать длительность пребывания ОШЗ первого валика τ_в1 , сек, выше температуры Т_в по формуле:

5.2.8. Время пребывания ОШЗ последнего валика τ_вn,сек, выше температуры Т_в вычислить по формуле:

Сравнить время распада аустенита при температуре Т_в с временем пребывания ОШЗ при температуре выше Т_в и сделать заключение, следует наплавить дополнительный «отжигающий» валик или не надо. «Отжигающий» валик и его ОШЗ должны находиться на металле шва от последнего валика. Тепловое воздействие его на металл шва и ОШЗ представлены на рис.5.

Привести конечные результаты и технологические рекомендации по варианту сварки короткими участками (блоками). Сварка ведется электродом диаметром d_э = 4,0 мм.

Сила сварочного тока I_g, A;

Напряжение дуги U_g, B;

Скорость сварки V_с м/час;

Время прохода 50 мм шва в секундах;

Длина валика l_в мм;

Количество проходов n, шт;

Температура предварительного подогрева, если это требуется Т_n, ⁰С;

Время получения сварного соединения τ_об, час;

Требования по наплавке дополнительного валика.

Рассмотреть и предложить, в виде эскиза, варианты заполнения разделки по длине шва, т.е. возможность перехода от расчетного варианта сварки блоками к другим более технологичным вариантам заполнения разделки.

Для чего надо рассмотреть соотношения:

времени пребывания первого τ_в1 и последнего τ_n1 выше температуры Т_в с временем горения одного электрода»70±5 сек;

длину валика l_в с длиной валика наплавляемой одним электродом 140±20 мм. Возможны различные комбинации вариантов заполнения разделки.

Рис. 6 Номограммы устанавливающие связь между критериями q и ρ, вt_с и вt_в. Пример определения вt_в по одному из вариантов расчета.

Дата добавления: 2015-07-08