Или скорость сварки можно определить по формуле

U_св=A/I_св , (5.9)

где А-коэффициент, назначается по табл. 6.

Диаметр электродной проволоки назначается в зависимости от толщины свариваемого металла, согласно табл.5.

Таблица 5

Значение коэффициента А при сварке под флюсом выбирают по табл.6.

Таблица 6

Зная величину сварочного тока и диаметр электродной проволоки, по кривым рис. 4 устанавливают оптимальное напряжение на дуге U_д и определяют

а) d = 2 мм; б) d = 4 мм; в) d = 5 мм; г) d = 6 мм.

коэффициент формы провара при данном режиме сварки или

U_д=20+0,05Iсв/ d_эл^0,5; (5.10)

Погонная энергия сварки

q_n=8,64I_св·U_д·h_и /Vсв (5.11)

где h_и-эффективный к.п.д. процесса сварки под флюсом, принимается 0,9.

Скорость подачи сварочной проволоки

V_nn=4·α_н·I_св/π d_эл² ρ, (5.12)

где α_н – коэффициент наплавки, г/Ач;(приложение 5)

После этого рассчитывают фактическую глубину провара по формуле (5.13) для малоуглеродистой стали при сварке стыкового бесскосного соединения и нулевом зазоре в стыке.

h =0,0156√g/ ψ_прV_св (5.13)

Определив глубину провара h, по формуле , находят ширину шва b.

Теперь необходимо рассчитать коэффициент формы валика

Для этого определяют площадь наплавки F_нпо формуле

F_н= α_н I_св/100pV_св (5.14)

при этом α_н выбирается по рис.5, а p – удельный вес – для низкоуглеродистой стали 7,8 г/см³

Высота валика определяется по формуле

с = (1,35÷1,40) F_н/b (5.15)

После этого находят коэффициент формы валика

Значение коэффициента формы валика ψ_в должно быть в пределах от 7 до 10. Значение ψ_в<6 даст высокие и узкие швы с резким переходом от основного металла к металлу шва. При этом концентрация напряжений в месте перехода от основного металла к шву может вызвать при знакопеременных нагрузках появление усталостных трещин. При ψ_в>12 швы получаются слишком широкие и низкие. В этом случае излишне расплавляется основной металл. Кроме того, вследствие колебаний уровня жидкого металла ванны могут возникать местные уменьшения сечения шва и на отдельных участках сечение шва может оказаться меньше сечения основного металла.

Если в результате расчета оказывается, что ψ_в<7, то необходимо делать разделку, чтобы убрать в нее излишнее количество наплавленного металла.

Одновременно следует иметь в виду, что при разделке глубина провара, определенная по формуле 5.13, изменится. Это следует учитывать при дальнейшем ходе расчета.

Рис. 5. Зависимость коэффициента наплавки α_н от параметров режима сварки.

1 – U_д=32 В; 2 – U_д=36 В; 3 – U_д=40 В; 4 – U_д=44 В.

Как известно, согласно экспериментальным данным С.А. Островской, профиль провара при одном режиме сварки остается практически неизменным независимо от типа шва. То есть - тип шва, зазоры или разделка влияют главным образом на соотношение долей основного и наплавленного металла, а контур провара во всех случаях практически одинаков (рис. 6).

Рис. 5. Влияние типа шва, зазоров и разделки на профиль провара.

Во всех случаях при неизменном режиме общая высота шва остается постоянной как при наплавке, так и при сварке встык без разделки и с разделкой кромок, а также при сварке угловых швов:

Н =h +с =const (5.16)

Поэтому соотношения между основными размерами шва, определенные для сварки в стык без зазора, могут быть пересчитаны, если на этом же режиме сваривается соединение в стык с разделкой кромок или при наличии зазора.

Этот пересчет производится следующим образом. Зная h, b, с и F_н при сварке на данном режиме стыкового шва без зазора и размеры разделки (глубину f и угол разделки α⁰ – см. рис. 17), находят площадь разделки по формуле

F= f²tg a/2

Тогда площадь валика при разделке будет

F_в= F_н – F_р

Зная площадь валика Fв, можно найти высоту валика при разделке согласно формуле

с^/ = (1.35 ÷ 1,4) F/b

Имея в виду, что Н = const [см. формулу (5.16)], можно определить и фактическую глубину провара при разделке:

h^/ = Н - с^/ (5.17)

Если размеры разделки не заданы, а при сварке в стык без разделки ψ_в<7, то производится расчет размеров разделки в следующем порядке:

Задаются желаемой величиной коэффициента формы валика ψ_в' (в пределах 7-10) и, полагая, что ширина шва при разделке остается практически неизменной, определяют площадь валика Fв по формуле

F_в =(1/1,35 ÷ 1/1,4) b с^/ = (0,74 ÷ 0,715) b² с^/ /b = (0,74÷0,715) b²/ψ_в (5.18)

Тогда необходимая площадь и глубина разделки определятся как:

F_р= F_н – F_в (5.19)

f =√ F_р/ tg a/2

где α – угол разделки, который обычно принимают равным 50-60°.

Определив таким образом режим сварки с первой стороны и основные размеры получающейся при этом части шва, в соответствии с формулой (5.3) назначают глубину провара для сварки со второй стороны.

Затем производят расчет режима сварки и основных размеров сечения шва, как было показано выше.

С целью расширения диапазона толщин, свариваемых в стык без скоса кромок, сборку под сварку в некоторых случаях производят с заранее заданным зазором в стыке (рис. 6).

Рис. 6. Сечение шва при сварке стыкового бесскосного соединения

с заранее заданным зазором.

При этом часть наплавленного металла размещается в зазоре, высота валика уменьшается, а глубина провара увеличивается.

При определении глубины провара при сварке стыковых соединений с заранее заданным зазором сначала находят глубину провара, ширину шва, высоту валика и общую высоту шва, которые имели бы место при сварке на этом режиме стыкового соединения без зазора.

Затем определяют высоту валика с' с учетом размещения части наплавленного металла в зазоре (рис. 6).

В этом случае общая площадь наплавленного металла

F_н = Н·а ÷ 0,73 с^/ b - с^/а

Отсюда

с^/= (F_н - Н·а)/ (0,73 b – а) (5.20)

Определив с', в соответствии с формулой (5.21) находят h'.

h^/ = Н - с^/ (5.21)

Расчет режима сварки завершен.

Выполняется эскиз подготовки кромок, эскиз выполненного шва и таблица полученных результатов.

4.3. Расчёт параметров режима сварки угловых швов