1. Определить диаметр электродного стержня.
Диаметр электродного стержня выбирают по табл. 2 в зависимости от толщины свариваемых заготовок, учитывая существующие диаметры стальной сварочной проволоки.
2. Рассчитать силу сварочного тока.
Силу сварочного тока можно определить по эмпирической формуле:
I СВ = f × d Э,
где f – опытный коэффициент, равный 40…60 А/мм, зависящий от пространственного положения шва и типа электрода (наибольшее его значение принимают для электродов с углеродистым и низколегированным стержнем, наименьшее – для электродов из высоколегированной проволоки).
Таблица 2
Зависимость между диаметром электрода и толщиной
свариваемого металла при ручной сварке покрытыми электродами
| Толщина листов S, мм | 0,5-1,0 | 1,1-2,0 | 2,1-5,0 | 5,1-10 | 10,1-15,0 | 15,1-20,0 | Свыше 20 |
| Диаметр электрода d Э, мм | 1,0-1,6 | 1,6-2,5 | 2,5-4,0 | 4,0-5,0 | 5,0-6,0 | 5,0-8,0 | 5,0-10,0 |
3. Определить массу наплавленного металла.
Массу наплавленного металла М Н определяют по эскизу сварного соединения, который выполняется в соответствии с индивидуальным заданием и справочной таблицей 3. При выполнении эскизов следует учесть, что величина " n " в угловом соединении У4 составляет от S /2 до S. Минимальные значения катетов k швов типа У4, Н2, Т3 выбираются из табл. 4.
По эскизу сварного соединения рассчитывают площадь поперечного сечения наплавленного металла шва F Н как сумму площадей элементарных геометрических фигур, составляющих сечение шва.
Например, для сварного соединения, приведенного на рис. 2, величина F Н будет представлять сумму площадей валика 1, прямоугольника 2 и двух треугольников 3:
F Н = F ВАЛ + F ПРЯМ + F D.
F ВАЛ = 0,67 × b × c,
F ПРЯМ = a × S,
F D =  (S - 1,5)2 × tg27°,
|
где b – ширина валика шва, мм;
c – усиление валика шва, мм.
То есть F Н = 0,67 × b × c + a × S + 2 × (S - 1,5)2 × tg27°.
Рис. 2. Эскиз стыкового сварного соединения С17
При определении площади поперечного сечения наплавленного металла соединений У4, Т3 и Н2 допускается не учитывать выпуклость шва, т.е. принять в сечении треугольник (FD = k 2/2).
Таблица 3
Конструктивные элементы швов сварных соединений
по ГОСТ 5264-80
| Усл. обозн. сварного соедин. | Конструктивные элементы | Толщина сварив. листов S, мм | Зазор а, мм | Ширина налива b, мм | Усиле-ние с, мм | |
| Подготовлен. кромок сварн. соединений | Сварного шва | |||||
С2
| 1,0…1,5 Cв. 1,5…3,0 Cв. 3,0…4,0 | 0…0,5 0…2,0 1,5…3,0 | 0,5…1,5 0,5…2,5 1,0….3,0 | |||
С17
| 3…5 Cв. 5…8 Cв. 8…11 Cв. 11…14 | 0…3,0 | 6…10 10…14 17…21 14…18 | 0…2,0 | ||
| Св. 14…17 Св. 17…20 Св. 20…24 Св. 24…28 Св. 28…32 Св. 32…36 Св. 36…40 | 0…3,0 | 19…25 23…29 27…33 31…37 35…41 39…45 44…50 | 0…2,5 | |||
| Св.40…44 Св.44…48 Св.48…52 Св.52…56 Св.56…60 | 0…3,0 | 48…56 50…58 52…60 56…64 61…69 | 0…2,5 |
Продолжение таблицы 3
У4
| 1,0..1,5 Cв. 1,5…3,0 Cв. 3,0…30 | 0…0,5 0…1,0 0…2,0 | – | – | ||
Т3
| 2…3 Cв. 3…15 Cв. 15…40 | 0…1,0 0…2,0 0…3,0 | – | – | ||
Н2
| 2…5 Cв. 5…10 Cв. 10…29 Cв. 29…60 | 0…1,0 0…1,5 0…2,0 0…2,0 | Величина нахлеста b, мм | |||
| 3…20 8…40 12…100 30…240 |
Таблица 4
Минимальный катет углового шва k
| Предел текучести металла, МПа | Минимальный катет шва при толщине свариваемых заготовок, мм | |||||||
| 1…4 | Св 4 до 5 | Св 5 до 10 | Св 10 до 15 | Св 15 до 22 | Св 22 до 32 | Св 32 до 40 | Св 40 до 80 | |
| До 400 Свыше 400 |
Примечания: 1. Минимальное значение катета не должно превышать 1,2×S.
2. Предел текучести металла смотрите в табл. 5.
Затем определяют объем наплавленного металла V Н по формуле
V Н = F Н × L, где L – длина сварного шва, мм.
И лишь после этого рассчитывают массу наплавленного металла, учитывая размерность величин:
M Н = V Н × r,
где r – плотность наплавленного металла, г/см3 (для стали можно принять r = 7,8 г/см3).
4. Расход электродов Q Э приближенно можно подсчитать по формуле:
Q Э = a Р × M Н ,
где a Р – коэффициент потерь металла на угар, разбрызгивание, огарки и т.д. (принимают равным 1,6…1,8).
5. Определить основное время на сварку по формуле:
,
где a Н – коэффициент наплавки, г/А×ч, зависящий от способа сварки и марки электрода.
Величину a Н для ручной дуговой сварки выбирают по таблице 5 в зависимости от марки электрода.
Таблица 5
Некоторые характеристики электродов
| Марка электрода | Коэффициент наплавки a Н, г/А×ч | Предел текучести sТ, МПа | Род тока, полярность |
| УОНИ-13/45 АНО-3 МР-3 ВСЦ-3 Э-138/45Н ЛКЗ-70 ЦЛ-20 ЦЛ-26М ЦЛ-30 | 8,5 8,5 7,8 9,5…13,0 8,5 9,5 10,3 10,5 10,4 | Постоян. обратн. полярн. Постоян. и переменный Перем. и пост. обрат. полярности Постоян. прям. и обрат. полярности Постоян. обратн. полярн. Постоян. обратн. полярн. Постоян. обратн. полярн. Постоян. обратн. полярн. Постоян. обратн. полярн. |
6. Подсчитать количество электроэнергии, идущей на сварку:
Q ЭЭ = U Д × I СВ × t СВ,
где U Д – напряжение дуги, обычно составляющее 25…28 В.