 |
Выбор и обоснование методов сборки и сварки
|
|
|
|
В строительных стальных конструкциях сварные двутавровые балки - основной элемент подкрановых балок, колонн и других подобных конструкций промышленных зданий и различных инженерных сооружений. Сборку и сварку балок выполняют заранее - до общей сборки конструкции.
Последовательность сборки и сварки составных двутавровых балок: стыковка вертикальных и горизонтальных листов; автоматическая сварка стыков; правка листов; сборка двутаврового сечения; сварка поясных швов; правка грибовидности горизонтальных листов; фрезерование торцов балки.
Сборка балок ведется по разметке на плитах и стеллажах, на универсальном сборочном оборудовании и на комплексно механизированных поточных линиях. В условиях мелкосерийного производства выполняется сборка по разметке: вначале - подготовка листов (раскладываются два горизонтальных листа - полки, вертикальный - стенка; на полках размечается линия размещения стенки), затем - формирование сечения в горизонтальном или вертикальном положении.
Наиболее целесообразно использование механизированных способов сварки.
Одним из таких способов является полуавтоматическая сварка в углекислом газе, которая в настоящее время занимает значительное место в народном хозяйстве благодаря своим технологическим и экономическим преимуществам.
Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса сварки, возможность полуавтоматической и автоматической сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях, что позволяет механизировать сварку в различных пространственных положениях, в том числе сварку неповоротных стыков труб.
Небольшой объём шлаков, участвующих в процессе сварки в СО2 позволяет в ряде случаев получить швы высокого качества
|
|
|
Экономический эффект от применения сварки в углекислом газе существенно зависит от толщины свариваемого металла, типа соединения, расположения шва в пространстве, диаметра электродной проволоки и режимов сварки.
Себестоимость 1 кг наплавленного металла при сварке в углекислом газе всегда ниже, чем при газовой и ручной дуговой сварке.
При сварке в углекислом газе проволокой диаметром 0,8-1,5 мм изделий из стали, толщиной до 40 мм во всех положениях выработка на средних режимах на автоматах в 2-5 раз выше, а на полуавтоматах - в 1,8-3 раза выше, чем при ручной дуговой сварке.
Режимы сварки
Режимом сварки называется совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, форм, качества. При всех дуговых способах сварки такими характеристиками являются следующие параметры: диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва (скорость сварки), род тока и полярность. При механизированных способах сварки добавляется ещё один параметр - скорость подачи сварочной проволоки.
1.6.1 Исходя из выбранного способа сварки, необходимо выбрать и обосновать параметры режима.
С учетом максимальной производительности процесса сварки при условии получения требуемых геометрических размеров поперечного сечения шва, мы выбираем полуавтоматическую сварку в углекислом газе, плавящимся электродом, регламентируемую ГОСТ 14771-76.
Материал сварочной проволоки выбираем Св-08гс. Для толщины металла
10 мм выбираем диаметр сварочной проволоки 2 мм. Рекомендуемые пределы тока 250 – 270 А, вылет электрода 8 – 15 мм.
Таблица 3 – Режимы сварки
| Катет сварного шва, мм | Диаметр проволоки, d, мм | Сварочный ток, Iсв, А | Напряжение дуги, Uд, В | Скорость подачи проволоки, Vпод, м/ч | Скорость сварки, Vсв, м/ч | Вылет электрода, Iэ, мм | Расход газа, дм/мм |
| 250-270 | 26-28 | 422-456 | 16,5-17,8 | 8-15 | 8-16 |
|
|
|
Для стыковых соединений площадь поперечного сечения шва определяется по формуле Аш, мм2
Аш = 0,75eg + sb, (2)
где е - ширина шва, мм;
g - усиление шва, мм;
s - толщина шва, мм;
b - зазор, мм.
Аш = 7,3мм2
Сила сварочного тока I, А, определяется по глубине провара, из формулы
I = (80...100)h=195 А (3)
Глубиной провара задаются конструктивно, исходя из толщины металла.
Для однопроходного стыкового шва глубина провара h, мм, выбирается из условия
h = (0,7...0,8)S, (4)
где S - толщина свариваемого металла, мм
h = (0,7...0,8) 
13=10,4 мм
Для двухсторонней сварки глубина провара h, мм, выбирается из условия и должна составлять не менее 60% толщины свариваемых деталей.
(5)
Диаметр сварочной проволоки d, мм, принимается в зависимости oт толщины свариваемого металла в пределах 2...6 мм, а затем уточняется расчетом
, (6)
где I - сварочный ток, А;
i - плотность тока, А/мм2
Плотность тока в зависимости от диаметра проволоки указана в таблице 4.
Таблица 4
| Диаметр проволоки, мм | |||||
| Плотность тока, А/мм2 | 65-200 | 45-90 | 35-260 | 30-50 | 25-45 |
Напряжение на дуге U, В принимается в пределах 32-40 В.
Скорость сварки Vсв, м/ч, определяется по формуле
, (7)
где 
- коэффициент наплавки, г/Ач;
Аш - площадь сечения, мм2;
γ - удельная плотность наплавленного металла, г/cм3.
При сварке постоянным током обратной полярности коэффициент наплавки ,рассчитывается по эмпирической формуле
=11,8 ± 0,4 г/Ач (8)
=11,8 ± 0,4= 11,4-12,2 г/Ач
Скорость подачи проволоки Vпод, м/ч, определяем по формуле
, (9)
где Аш - площадь сечения шва, мм2;
Аэ - площадь сечения электродной проволоки, мм2;
Vсв - скорость сварки, м/ч.
1.6.2 Расчёт режимов автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом угловых швов.
Устанавливаем количество проходов на основании того, что за один проход автоматом можно наплавить не более 100 мм2 площади шва.
При сварке электродной проволокой диаметром 4-5 мм минимальный катет составляет 5-6 мм. Сварочную проволоку диаметром более 5 мм применять не следует, т.к. она не обеспечивает провара корня шва.
|
|
|
Для принятого диаметра проволоки подбираем плотность тока по данным, приведённым в таблице 4, и определяем силу сварочного тока I, А, по формуле
, (10)
где d -диаметр сварочной проволоки, мм;
i - плотность тока, А/мм2.
1.6.3 Выбор режима сварки в углекислом газе, а также в смеси газов производится в зависимости от толщины и свойств свариваемого металла, типа сварного соединения и положения сварного шва в пространстве на основании обобщённых опытных данных [11]
|
|
|
