К числу параметров влияющих на процесс сварки и формирование сварочного шва при полуавтоматической сварки относят:
- род и полярность сварочного тока;
- диаметр сварочной проволоки;
- сила сварочного тока;
- расход защитного газа;
- скорость подачи сварочной проволоки;
- скорость сварки;
Род и полярность тока
Полуавтоматическая сварка ведется на постоянном токе обратной полярности. Прямую полярность не смотря на большую скорость расплавления металла не используют. Это связано с менее стабильным горением дуги и более интенсивным разбрызгиванием. В редких случаях используют переменные источники питания.
Рис. 1. Интенсивное разбрызгивание металла на прямой полярности
Диаметр сварочной проволоки
Для механизированной сварки производят проволоки диаметром от 0,5 до 3 мм. Необходимую толщину сварочной проволоки выбирают в зависимости от толщины сварных деталей и пространственного положения шва в пространстве. Сварка проволокой малого диаметра отличается более устойчивым горением дуги и большой глубиной проплавления металла. Разбрызгивания металла менее интенсивные. Повышается коэффициент наплавленного металла. С увеличением диаметра сварочной проволоки необходимо повышать силу сварочного тока и соответственно наоборот.
Сила сварочного тока
От силы сварочного тока при полуавтоматической сварке во многом зависит производительность процесса. Устанавливается ток в зависимости от используемого диаметра электродной проволоки и толщины конструкции. Чем больше значение силы тока, тем больше глубина проплавления шва.
Сила тока при механизированных методах сварки связана со скоростью подачи проволоки и регулируется изменением скорости подачи.
Напряжение на дуге
При выборе напряжения на дуге руководствуются установленной силой тока. Регулировать напряжение дуги можно изменяя напряжение холостого хода источника питания.
При сварке на высоком напряжении дуги возможно ухудшение газовой защиты и как следствие образование пор. Увеличение напряжения приводит к увеличению разбрызгивания и росту ширины шва. Глубина шва уменьшается, поэтому для механизированной сварки необходимо выбирать не высокие показатели напряжения на дуге.
Расход защитного газа
Расход газа во многом зависит от диаметра сварочной проволоки и тока. При сварке на открытых монтажных площадках или сквозняках необходимо увеличить расход защитного газа. Для улучшения газовой защиты также снижают скорость сварки или приближают сопло горелки к поверхности металла.
Для удержания защитного газа вблизи зоны сварки можно использовать защитные экраны.
Рис. 3. Защитные экраны
Скорость подачи сварочной проволоки
Скорость подачи проволоки регулируется вместе с током. Если при сварке наблюдаются короткие замыкания необходимо понизить скорость подачи, а при возникающих обрывах дуги скорость подачи повышают. Правильно выбранная скорость подачи проволоки отличается стабильным процессом горения дуги.
Скорость сварки
При полуавтоматической сварке скорость перемещения горелки устанавливает сварщик. Необходимо выбирать такую скорость при которой получается качественное формирование сварного шва. Толстостенные конструкции принято сваривать на высокой скорости формируя узкие швы. На высокой скорости сварки необходимо следить чтобы конец проволоки и металла шва не окислялся через выход из зоны защиты газа. На низкой скорости сварки ширина шва повышается из-за разрастания сварной ванны. Повышается способность образования пор.
Вылет и выпуск электродной проволоки
Вылет - расстояние между концом проволоки и токоподводящим наконечником.
Выпуск - расстояние между концом проволоки и соплом горелки.
Рис. 4. Вылет и выпуск электрода
Слишком высокий вылет ухудшает формирование шва и устойчивость горения сварочной дуги, интенсивнее разбрызгивается металл. При малом вылете возможно подгорание сопла и токоподводящего наконечника горелки.
При большом выпуске конца проволоки возможен выход из газовой защиты. Маленький выпуск затрудняет визуальное наблюдение за процессом сварки. Более сложно выполнять угловые швы.
Правильно выбранные режимы сварки отличаются стабильным процессом сварки и легким зажиганием дуги.
Рассчитаем режим полуавтоматической сварки в среде защитных газов для стыкового соединения. Тип разделки С12 по ГОСТ 14771-76.
Рисунок – Разделка кромок C12
Подварка корня шва (шов А):
где s – толщина металла, мм; Задаемся током =120 А
1) Сварочный ток определим по формуле (2.15):
где a - плотность тока в электродной проволоке, А/мм 2 (При сварке в СО 2 а=110…130 А/мм 2 ;)
d э – диаметр электродной проволоки, мм.
Принимаем I св = 130…140 А.
Принимаем U д = 26 В.
Исходя из этого определим скорость сварки по формуле:
то есть входит в предел скоростей 15…37 м/ч для механизированной сварки. Принимаем V св = 22 м/ч, (0,6 см/с).
4) Рассчитаем погонную энергию принимая значения эффективного к.п.д. нагрева изделия дугой при сварке в смеси СО 2 ŋ и= 0,80.
где k = 0,79 (коэффициент, зависящий от рода и полярности тока)
8) При сварке в смеси СО 2 вылет электрода l выбирают в пределах 10-20 мм
9) Определяем коэффициент наплавки α н
α н τ
= 
10) Скорость подачи электродной проволоки определим из условия:
(2.39)
Определяем высоту валика. При сварке в углекислом газе в диапазоне режимов, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва, коэффициент полноты валика изменяется в узких пределах и практически равен µ В =0,73.
12) Высота валика равна (мм):
С=Н+ =3 + 1,28 = 4,28 мм (2.28)
Ψ
в
= 
(2.29)
Ψ в должен находиться в пределах 7 ÷ 10
Заполнение разделки шов Б (9 проходов):
где s – толщина металла, мм; Задаемся током = 190А
1) сварочный ток определим по формуле (2):
Принимаем U д = 28 В.
3) Как известно из практики, шов формируется удовлетворительно тогда, когда произведение силы тока (А) на скорость сварки (м/час) при автоматической сварке электродной проволокой диаметром 1,2 мм находится в пределах 2000…5000.
Исходя из этого определим скорость сварки по формуле (7):
Принимаем V св = 19 м/ч, (0,52 см/с).
4) Рассчитаем погонную энергию, принимая значения эффективного к.п.д. нагрева изделия дугой ŋ и= 0,80
5) Определяем коэффициент формы провара по формуле:
где k = 0,79 (коэффициент, зависящий от рода и полярности тока)
6) Определяем глубину провара Н (см) при сварке в защитном газе:
7) Определяем ширину шва е (мм):
8) При сварке в смеси CO 2 вылет электрода l выбирают в пределах 10-20 мм.
9) Определяем коэффициент наплавки α н:
α н τ =
α р τ =
10) скорость подачи электродной проволоки определим из условия:
(2.39)
где α н – коэффициент наплавки;
γ – удельный вес металла для стали γ=7,8 г/см 3 .
11) F н – площадь металла, наплавленного за данный проход (см 2);
Определяем высоту валика. При сварке в смеси газов в диапазоне режимов, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва, коэффициент полноты валика изменяется в узких пределах и практически равен µ В =0,73. Тогда:
12) высота валика равна (мм):
13) Определяем общую высоту шва С (мм):
С=Н+ = 5.3 + 1,31 = 6,61 мм (2.43)
14) Определяем коэффициент формы усиления:
Ψ
в
= 
(2.44)
Для хорошо сформированных швов Ψ в должен находиться в пределах 7…10. Малые значения Ψ в имеют место при узких высоких швах, такие швы не имеют плавного сопряжения с основным металлом и обладают неудовлетворительной работоспособностью при переменных нагрузках. Большие значения Ψ в соответствуют широким и низким усилениям, такие швы нежелательны по тем же причинам, что и швы с чрезмерно большим значением Ψ в, а также в связи с возможным уменьшением сечения шва по сравнению с сечением основного металла из-за колебаний уровня жидкой ванны.
Определим усредненный химический состав металла шва при сварке стали 09Г2С проволокой Filarс PZ6114S.
Рисунок 11– Схема к расчету площадей проплавленного и наплавленного металла
где |х| ш, |х| ом, |х| э – концентрация рассматриваемого элемента в металле шва, основном и электродном металле;
γ о – доля участия основного металла в формировании шва, определяется по формуле.
Даже начинающие сварщики знают, что во время сварочных работ используются разные комплектующие, такие как проволока или . И если для работы сварочного аппарата необходим лишь доступ к электричеству и можно работать бесконечно, то комплектующие имеют свойство заканчиваться. Чтобы материалы не заканчивались в самый неподходящий момент их количество можно предварительно рассчитать. Это особенно полезно при ремонте, поскольку можно рассчитать себестоимость сварочных работ и назвать заказчику точную цену.
В этой статье мы подробно объясним, как произвести расчет проволоки, приведем пример расчета и расскажем обо всех особенностях.
Прежде чем производить расчет расхода сварочной проволоки ознакомьтесь со всеми особенностями присадочного материала, используемого в работе. Прежде всего, проволока может иметь разный коэффициент наплавки, что существенно влияет на итоговые цифры в расчете.
Если вы используете проволоку для сварки автоматическим или сварочным оборудованием, то расчет расхода сварочных комплектующих просто необходим. При сварке это необязательно, но и лишним тоже не будет. Поскольку при таких видах сварки рекомендуется не прерывать сварочный шов, а этого можно добиться только после точного расчета количества проволоки. Лучше знать заранее расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом, чем впоследствии исправлять ошибки.
Существует такое понятие, как норма расхода материала. При этом в норму входит не только количество проволоки, но и ее перерасход на случай ошибок сварщика или непредвиденных обстоятельств. При расчете учитываются все этапы сварки: от подготовительных до заключительных. Это можно сравнить со строительной сметой. Зная необходимое количество, скажем, кирпича, вы заранее знаете, какой высоты и толщины получатся стены. Давайте подробнее поговорим о нормах расхода сварочных материалов.
Нормы расхода
При или при аргонодуговой сварке существуют свои нормы расхода проволоки, которые прописаны в нормативных документах. Они взяты не из «воздуха», а рассчитаны исходя из имеющегося опыта, накопленного у профессиональных сварщиков. Каждый тип сварки и тип проволоки имеет свои физические и химические свойства, которые нужно учитывать при расчете, поэтому нельзя назвать точные цифры расхода материала для всех сварок сразу. Тем не менее, есть приблизительные общие значения, которые вы можете видеть на таблице ниже. Таблица ознакомительная, не принимайте эти цифры всерьез, проводите расчеты самостоятельно.
Чаще всего рассчитывают расход сварочной проволоки на 1 метр . Это очень удобно, поскольку можно легко и быстро произвести последующие расчеты на увеличение или уменьшение количества материала для шва. В интернете можно легко найти калькулятор расхода сварочных материалов, который упростит расчеты. Но мы рекомендуем научиться самому рассчитывать количество проволоки.
Как рассчитать расход
Расход сварочных материалов при сварке или расход проволоки при сварке на один метр шва производится по следующей формуле:
N = G*К
Где «N» - это искомый параметр или, говоря другими словами, норма расхода проволоки на 1 метр, которую нам нужно рассчитать. «G» - это масса наплавки на готовом сварочном , опять же длинной в один метр. А «К» – это коэффициент поправки, который зависит от массы наплавленного материала к расходу металла, который потребовался для сварки. Чтобы выяснить значение G (масса наплавки на сварном соединении) нам потребуется эта формула:
G = F*y*L
Буква «F» обозначает площадь поперечного сечения шва в квадратных метрах. Буква «у» - это плотность металла, из которого изготовлена проволока.
Обратите внимание! Значение «у» крайне важно, поскольку каждая марка проволоки может существенно отличаться по весу из-за металла, используемого для ее изготовления.
Значение «L» автоматически замещается цифрой 1, поскольку мы рассчитываем именно 1 метр. Если вам необходимо рассчитать более или менее метра, то используйте другую цифру. С помощью этих формул можно рассчитать расход проволоки при нижнем сваривании. Для других способов сварки нужно итоговую цифру «N» умножить на значение «К» , отличное от 1.
Значение «К» изменяется в соответствии с положением:
- При нижнем положении «К» равен цифре 1
- При полувертикальном - 1.05
- При вертикальном - 1.1
- При полотолочном - 1.2
Если вы варите металл с помощью полуавтомата, учитывайте , используемый в работе, характеристики вашего сварочного аппарата, диаметр проволоки и особенности деталей.
Благодаря этим простым расчетам вы сможете легко узнать количество проволоки, необходимой для сварки деталей при аргонодуговой сварке или любом другом виде сварочных работ. Учитывайте все особенности вида сварки и используемой проволоки, чтобы расчеты получились точными.
Пример расчета
Чтобы лучше понять принцип расчета, приведем пример. Итак, какой будет расход присадочной проволоки при сварке , если в качестве свариваемого металла будет использоваться обычная сталь? Начнем с расчета веса наплавки, нам пригодится формула G = F*y*L .
G=0,0000055 (м2) * 7850 (кг/м3) * 1 (метр) = 0,043 кг
После этого можно приступать к вычислению основного значения по формуле N=G*К
N = 0,043 * 1 = 0,043 кг
Учитывайте, что сварка производится в нижнем положении. Это значит, то коэффициент поправки равен единице, а итоговое значение не меняется.
Вместо заключения
Теперь вы знаете, как произвести расчет и узнать расход сварочной проволоки при сварке полуавтоматом или при любом другом виде сварки. Не думайте, что этот навык вам не пригодится. Напротив, он открывает для вас новые возможности. Делитесь этим материалом в социальных сетях, чтобы помочь другим начинающим сварщикам. Желаем удачи в работе!
Один из самых востребованных типов сварки. С помощью полуавтомата можно варить даже разнородные металлы, не говоря уже о работе со сложными сплавами, вроде алюминия или меди. По этой причине на производствах любого масштаба всегда нужны сварщики, которые будут владеть навыками сварки полуавтоматом.
Однако, помимо технологии мастер также должен знать, как рассчитать оптимальный , в частности ее скорость. В этой статье мы кратко расскажем, как рассчитать не только скорость сварки, но и силу тока или напряжение дуги в зависимости от толщины металла и прочих показателей. Вы узнаете несколько полезных формул, а для новичков мы составили небольшую таблицу-подсказку.
Режим сварки - это совокупность параметров, настроив которые мы можем выполнить сварку. Проще говоря, это набор настроек, которые мы применяем в той или иной ситуации. Мы посвятили теме выбора режима сварки при работе с полуавтоматом. Обязательно прочтите ее. А мы расскажем об основах, и в частности о скорости сварки.
Основные параметры режима сварки, которые нужно уметь рассчитывать - это сварочный ток, напряжение дуги и скорость сварки. При этом скорость сварки невозможно рассчитать, не зная силу тока и напряжение сварочной дуги. Так что в рамках этой статьи мы научим вас определять все три параметра.
Почем эти параметры так важны? Все просто: от них напрямую зависит качество готового шва, его размеры и прочие характеристики. Если вы правильно подберете эти параметры, сможете существенно упростить свою работу. А швы получатся не только качественным, но и долговечными.
Ниже представлена таблица с рекомендуемыми показателями скорости сварки и не только. Такая таблица будет полезна для новичков, но опытные мастера должны сами рассчитывать все показатели или просто знать их наизусть. Так что пользуйтесь данной таблицей на начальном этапе, со временем начинайте сами рассчитывать все показатели.
Расчет скорости сварки
Прежде чем рассчитать скорость сварки при работе с полуавтоматом нам нужно посчитать силу сварочного тока и напряжение дуги. В качестве примера возьмем сталь, которую будем варить тавровым, односторонним швом без кромок или скосов.
Чтобы определить силу тока нам понадобится формула. Обращаем ваше внимание, что сила тока должна определяться в зависимости от того, какой диаметр у электрода, также нужно знать плотность тока. Чтобы произвести расчет сварочного тока воспользуйтесь формулой ниже:
Здесь dэ2 - это диаметр электрода, в нашем случае 1.6 миллиметра. А j - это плотность тока, в нашем случае она равна 175 А/мм2.
Теперь, зная силу тока и диаметр электрода мы можем посчитать напряжение сварочной . Воспользуйтесь формулой ниже:
И наконец подходим к расчету оптимальной скорости сварки. Ниже формулы:
