Выбираем форму и конструктивные элементы подготовки кромок под сварку, размеры сварных швов.
Рисунок 6 – Конструктивное исполнение сварной кромки и сварного шва по ГОСТ 8713 – 79
Задаемся необходимой глубиной проплавления H, мм:
При односторонней сварке:
(1)
где S – толщина свариваемого металла, мм;
Определяем силу сварочного тока, обеспечивающую заданную глубину проплавления:
(2)
где – коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от условий проведения сварки. В данном случае сварка ведется на переменном токе, флюс АН-348 А, диаметр сварочной проволоки 5 мм, .
Определяем оптимальное значение напряжения на дуге:
(3)
где = 5 мм;
Определяем скорость сварки по формуле:
(4)
где А = 22,5 – коэффициент, зависящий от диаметра проволоки.
Определяем погонную энергию сварки по формуле:
(5)
где = 0,85 – эффективный кпд дуги (при сварке под флюсом);
= 0,78 - скорость сварки, см/с;
Определяем площадь наплавки:
(6)
где = 15,6 – коэффициент наплавки;
= 7,8 – удельная плотность металла, г/см3;
= 2812,5 см/ч.
Определяем скорость подачи электродной проволоки:
(7)
где = 28,125 м/час;
– площадь поперечного сечения электрода, мм2.
(8)
Определяем мгновенную скорость охлаждения зоны термического влияния при температуре наименьшей устойчивости аустенита. Для однопроходной сварки листов встык со сквозным проплавлением:
(9)
где =0,1 – коэффициент теплопроводности, кал/см ∙°С;
– объемная теплоемкость, кал/см3∙°С;
= 550°С – температура наименьшей устойчивости аустенита, °С;
= 20°С – температура изделия перед сваркой, °С;
– толщина металла, см.
(10)
Определяем глубину провара, при сварке под флюсом низкоуглеродистых и низколегированных сталей:
(11)
где
Коэффициент форм провара определяется по формуле:
(12)
где – коэффициент, величина которого зависит от рода токаи полярности. При сварке переменным током во всем диапазоне плотность тока =1.
Определяем ширину шва
(13)
2.3.2 Расчет режимов электрошлаковой сварки
Выбираем форму и конструктивные элементы подготовки кромок под сварку, размеры сварных швов.
Рисунок 7 – Конструктивное исполнение сварной кромки и сварного шва по ГОСТ 15164–78
Сварочный ток выбираем в зависимости от отношения толщины свариваемого металла к количеству электродов:
(14)
где S = 200 мм – толщина свариваемых деталей;
A = 240 и В = 3,5 – коэффициенты;
nэ = 2 – число проволочных электродов.
Напряжение сварочной ванны определяем по формуле
(15)
Скорость сварки определяем по формуле
(16)
где fэ – площадь поперечного сечения электродной проволоки, мм2;
а = 30 мм – величина зазора;
q = 10 мм – ширина проплавления;
= 400 м/ч – скорость подачи электродов.
(17)
При dэ = 3мм площадь поперечного сечения электродной проволоки равна