Основные показатели сварочной дуги

Полную тепловую мощность Q (Дж/с) дуги мож­но определить, пользуясь выражением

С? = -^м^св^д> (2.4)

где Км — коэффициент мощности (для постоянного тока /С— 1; для переменного тока /С=0,8…0,95); /св —сила тока в цепи, А; £/д — напряжение дуги, В.

Выделяющаяся тепловая энергия расходуется на нагрев и плавление электродного и основного металлов, а также элект­родного покрытия или флюса, часть энергии рассеивается в окру­жающую среду (табл. 2.1).

Эффективной тепловой мощное тью g (Дж/с) дуги называется количество теплоты, сообщенное заготовке ду­гой и расходуемое на нагрев и плавление электродного и приса­дочного металлов в единицу времени:

§ = Км /св Л» (5-2)

где г) — эффективный КПД процесса нагрева металла дугой, ко­торый в зависимости от вида сварки имеет следующие значения: сварка угольными электродами и электродами с тонким покры­тием— 0,5…0,65; сварка электродами с толстым покрытием — 0,7…0,85; сварка неплавящимися электродами в защитных га­зах — 0,5…0,6; сварка под флюсом — 0,8…0,95; электрошлаковая сварка под флюсом — 0,7…0,85.

Погонной энер’ией Рт (Лжс) :варки называется количество теплоты, сообщенное дутой заготовке ча единице дли­ны шва:

g Км /сз ^ д П

£п = — = 7 (2-6)

УСВ tCB

где 0св — скорость сварки (см далее).

2.1. Тепловой баланс сварки плавлением

Показатели

Распределение тепловой энергии (%) при сварке

покрытым

электро­

дом

под фл юсом

электро-

шлаковой

Эффективная тепловая мощ­ность, в том числе:

75

81

84

переносимая с каплями рас­плавленного металла

25

27

поглощаемая основным ме­таллом

50

54

58

расходуемая на плавление электрода Потери:

26

в окружающую среду

20

1

на разбрызгивание

5

1

18

на плавление флюса

на нагрев ползунов

15

Количество расплавленного Ср (г) или наплавленного GH

(г) в единицу времени электродного металла определяют, поль­зуясь приведенными ниже уравнениями.

Gp = «р /св tСв* (2.7)

где ар — коэффициент расплавления, г/(А-ч); fCB — время горе­ния дуги, ч. Коэффициентом расплавления называ­ется величина, соответствующая массе (г) электродного металла, расплавленного сварочным током силой 1 А за 1ч горения дупи.

При плавлении часть электродного металла теряется на раз­брызгивание, испарение и окисление, поэтому масса наплавлен­ного металла меньше, чем расплавленного. Для оценки количест­ва наплавленного металла вводится коэффициент наплав­ки ап [г/(А-ч)]. на значение которого оказывают влияние роди полярность тока, марка покрытия, состав электродной проволоки, а также пространственное положение, в котором выполняется сварка:

^h^Gh/Zcb^i (2.8

где GH — количество металла, (г), наплавленного за время tcЕ током силой /Сг т. е.

Сн = зн /св7св — (—9)

В зависимости от вида сварки коэффициент наплавки aR

имеет следующие значения, г/(А-ч): ручная дуговая сварка по­крытыми электродами — 8… 12; автоматическая сварка под флю — сом 12… 16; электрошлаковая сварка — 18…22.

Количество наплавленного металла можно также определить, пользуясь выражением

GH = Syl, (2.10)

где 5 — площадь сечения шва, см2; у — плотность наплавленного металла, г/см3; I — длина шва, см.

Производительность G дуговой сварки определяется количеством (г) металла, наплавленного за 1 ч:

G = /св. (2.11)

Если сила тока превышает оптимальное значение, происхо­дит перегрев электрода, что, в свою очередь, резко ухудшает ка­чество сварных швов. Оптимальную силу тока для ручной дуго­

вой сварки можно определить по следующей приближенной фор» муле:

/св« (20 + 6d)d, (2.12)

где d — диаметр электрода, мм.

Коэффициент потерь lF (%), соответствующий ко­

личеству металла, теряемого на угар, испарение, разбрызгивание и др., зависит от состава проволоки, типа покрытия, режима сварки и т. д.; при увеличении плотности тока он возрастает. Числовое значение коэффициента потерь определяют, пользуясь выражением

«п —

¥ = —^—— —- 100. (2.13)

СХр

В зависимости от вида сварки коэффициент потерь 4*“ имеет сле­дующие значения (%): сварка электродами с тонким покрыти­ем— 10…20; сварка электродами с толстым покрытием — 5…10; автоматическая сварка — I…5.

Значения коэффициентов сср, ап и VP для ручной дуговой сварки покрытыми электродами приведены в табл. 2.2.

Скоростью сварки называется отношение длины I шва к времени /св горения дуги, т. е.

vcb ~ Utсв• (2-14)

Выражения для определения I и tCB можно вывести из фор­мул (2.10) и (2.9). Подставив их в уравнение ^2.14), получим,

что

б’сз = /(-в ^V-5) (2.15)

Пример Определить производительность И екорс*” ру-‘НСи дуговой

сварки при выполнении стыкового шва электродами ’ 4 мм марки

УОНИ-13/45; площадь поперечного сечения шва составляет 0,3 см2.

1. По формуле (2.12) определяем оптимальную силу тока: /св»(20 — +6’4) >4=176 А. Принимаем /св -180 А.

2.2 Значения коэффициентов расплавления, наплавки и потерь

Марка электрода

Род тока

ар, г/(А. ч)

аа, г/(А. ч)

УОНИ-13/45

Постоян­

8…9

10…15

УОНИ-13/55

ный

9. .

.10

8,5…9,5

3…10

ОЗС-4

10.. .15

МР-3

8..

.9

СЛ

оо

12…15

АНО-1

Пере­

10…11

14…17

АНО-4

менный

8,5.

.9,5

оо

со

сл

10…15

АНО-5

9..

.10

10,5. ..11,5

АНО-6

8…9

10…15

2. По табл. 2.2 для электродов марки УОНИ-13/45 коэффициент

наплавки должен составлять 8…9 г/(А-ч). Принимаем ан=8,5 г/(А-ч).

3. По формуле (2.11) определяем производительность сварки: С =

= 8,5-180=1530 г/(А • ч).

4. По формуле (2.15) определяем скорость сварки: t»CB = (180-8,5)/

/(7,85 • 0,3) =649,7=6,5 м/ч.

Вы можете оставить комментарий, или ссылку на Ваш сайт.

Оставить комментарий

plazmorez.com