Расчет и выбор режима сварки

На формирование шва оказывают влияние такие параметры как сила сварочного тока – чем выше сварочный ток при неизменном напряжении, тем больше количество расплавляемого в единицу времени электродного металла; напряжение дуги – при повышении её при неизменном токе увеличивается ширина шва, а глубина проплавления уменьшается; следующий параметр это скорость сварки – изменение скорости сварки при неизменном токе и напряжении оказывает влияние на глубину и ширину проплавления и на площадь сечения шва вследствие изменения положения столба дуги. Также имеются дополнительные параметры, которые изменяют форму шва – это диаметр используемого электрода, расход газа.

Режимы продольного шва корпуса фильтра приведены в таблице 9.

 

Таблица 9 – Режимы сварки

Наименование шва	Диаметр электрода, мм	Ток (Iсв), А	Напряжение (Uд), В	Скорость сварки(Vсв), м/ч	Расход газа, л/час
Стыковой шов	1,6	240	31	18	750

 

Сварку производить в условиях, исключающих неблагоприятное воздействие окружающей среды (ветер, сквозняки, дождь, снег и т. д.).

 

Расчет силовых элементов приспособления

Проверка приспособления на прочность.

Усилия зажатия Р_заж, Н/м, приходящее на 1 м шва должно быть в определенных интервалах

Р _min ≤ P _заж ≤ P_{ma х},                                                 (1)

где P_min – минимальное значение усилия зажатия, Н/м;

Р _{ma х} – максимальное значение усилия зажатия, Н/м.

Максимальное усилие зажатия находится из условия отсутствия смятия на контактируемой поверхности, определяется по формуле,

Р _{ma х} = (n × A × [σ] _см) / I,                                           (2)

где n – число прижимов с одной стороны шва, n = 6;

А – площадь контактирования прижима с изделием,0,05 м²;

  I – длинна шва, I =3,52 м;

[ σ ]_см – допустимое напряжения смятия на данном металле, МПа.

[ σ ]_см = 2 × σ _т,                                                       (3)

где σ _т – предел текучести данного металла, σ _т = 310 Мпа.

[ σ ]_см = 2×310 = 620 Мпа

Р _{ma х} = (6×0,05×620) / 3,52 = 52,84 Н/м.

Минимальное усилие зажатия находится из условия предотвращения поперечных деформаций при сварке и определяется по формуле,

Р _min =(µ × q _эф / S × V _св) × 10‾ ⁴,                                    (4)

где µ – коэффициент поперечной деформаций, для стали = 0,33;

q _эф – эффективная мощность сварочного источника питания, ВА;

S – толщина свариваемого металла, 0,08 м;

V _св – скорость сварки, 18 м/ч.

q _эф = U _д × I _св × η_и,                                                      (5)                                          

где U _д – напряжение дуги, 31 В;

I _св – сила сварочного тока, 240 А;

η_и – коэффициент полезного действия источника 0,65.

q _эф = 31×240×0,65 = 4836 ВА.

Р _min = (0,33×4836/ 0,08×18)×10‾ ⁴ = 0,11 Н/м.

Усилия зажатия на 1 м шва определяется по формуе

Р_заж = n × Р₁ / 1,                                                   (6)                                        

где n – число прижимов, 12;

Р₁ – усилие создаваемое одним прижимом с учетом кинематики механизма, давление воздуха масла и т.д., Н.

Определение усилия зажатия пневматическим прижимом. Усилие зажатия пневматическим прижимом определяется по формуле,

Р₁ = Р_в × А × h,                                                      (7)                                             

где Р_в – давление воздуха в сети, Р_в = 0,5 Мпа;

А – площадь поршня со стороны штока или со стороны противоположной штоку, 0,05 м²;

h – коэффициент полезного действия, ƞ = 0,8

Р₁ = 0,5 × 0,05 × 0,8 = 0,02 Н.

Р_заж = 12 × 0,02 /1 = 0,24 Н/м.

 

Расчет режима работы источника питания

При выборе оборудования необходимо произвести проверку на возможность его эксплуатации при сварке конкретного шва без перегрева по условию:

I_св ≤ I_доп,                                                       (8)

где I _св – сварочный ток, А;

I _доп – допустимый ток при требуемом режиме работы, А.

,                                            (9)

где I _ном – номинальный ток сварки источника питания, А;

РР_ном – номинальный режим работы источника питания, %;

РР_тр – требуемый режим работы источника питания по режиму сварки, %.

PP _{т p} = (t _н._{т p} / t_u) × 100%,                                               (10)

где t _н.тр. – время цикла сварки одного шва, мин;

t _u – время цикла источника питания, мин.

РР_тр = 2,7 / 10 × 100% = 27%;

I _доп = 500 √60 / 27% = 1044 А.

По формуле I_св ≤ I_доп, получаем:

240 < 1044.

При I _св < I _доп, такие источники могут работать под нагрузкой неограниченное время.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ходе выполнения курсового проекта были рассмотрены технические требования, описано само изделие, приведена характеристика и дана оценка свариваемости основного металла стали 09Г2С. Корпус фильтра, в данном проекте, целесообразно изготавливать из хорошо свариваемой стали этой марки. Рассчитаны режимы сварки. По результатам расчета выбрано оборудование, как основное, так и вспомогательное. Выбрано такое оборудование, которое позволило существенно снизить трудоемкость изготовления изделия, повысить качество сварных швов, улучшить условия труда.

В технологической части проекта рассмотрен и составлен технологический процесс. Технологический процесс предполагает не только само наличие механизмов и оборудования, но и рациональную их компоновку с тем, чтобы осуществление технологического процесса велось с наименьшими потерями времени и средств.

Графическая часть курсового проекта представлена как само изделие на формате А3, стенд для сварки продольного шва, на формате А3 и технологический процесс изготовления изделия на формате А3.