Расчет норм расхода сварочной проволоки. Влияние тока, напряжения, расхода газа и скорости процесса на сварку

Cтраница 1

Коэффициент наплавки зависит от присадочного материала, материала электродов и состава их покрытия, рода и полярности тока. Для различных условий коэффициент наплавки находят опытным путем.  

Коэффициент наплавки ан представляет собой количество металла в граммах, наплавляемого за 1 ч горения дуги, отнесенное к силе тока в 1 а.  

Коэффициент наплавки получается больше, а глубина проплав-ления и доля основного металла меньше.  

Коэффициент наплавки при газовой сварке зависит от свариваемого металла и мощности горелки.  

Коэффициент наплавки увеличивается до 14 - 16 г / а-ч при однодуговой сварке и до 25 - 27 г / а-ч при сварке трехфазной дугой. Проплавляющая способность дуги резко возрастает с увеличением тока, что дает возможность сваривать металл толщиной до 16 мм без скашивания кромок, обязательного при ручной сварке.  

Коэффициент наплавки ан - это масса металла в граммах, наплавленного за 1 ч горения дуги, отнесенная к силе тока в 1 А.  

Коэффициент наплавки - масса металла в граммах, наплавленная за один час горения дуги, отнесенная к одному амперу сварочного тока.  

Коэффициент наплавки характеризует производительность сварки.  

Коэффициент наплавки ан характеризует производительность процесса сварки и наплавки.  

Коэффициент наплавки зависит от рода и полярности тока, вида покрытия и состава проволоки, а также от пространственного положения, в котором присходит сварка.  

Коэффициент наплавки обычно меньше коэффициента расплавления на 3 - 5 г / (А - ч), так как часть расплавленного электродного металла теряется на окисление, испарение и разбрызгивание.  

Коэффициент наплавки ан характеризует производительность процесса сварки и наплавки. Чем больше величина ан, тем больше произво дительность сварки.  

Коэффициент наплавки ан зависит от состава электродного стержня и покрытия, рода и полярности сварочного тока. Коэффициент наплавки ан является удельной производительностью сварочного процесса, он служит важной характеристикой электродов.  

При сварочных работах одним из основных показателей, который учитывается при разработке технологического процесса, является коэффициент наплавки электродов. Это величина расплавленного металла электрода , которая пошла непосредственно на формирования шва, без потерь, в зависимости от пропущенного через дугу тока за единицу времени . Фактически, это величина производительности , или эффективности сварных работ. Она позволяет сварщику определить потребное количество электродов, для обеспечения непрерывности работ.

Как правило, потери металла возрастают прямо пропорционально в зависимости от плотности тока и длины электрической дуги. В большинстве случаев, коэффициент наплавки электродов на 7-15% меньше, чем коэффициент расплавления электродов . Но иногда эти величины практически равны. А в частных случаях, например при наличии порошка железа в покрытии электрода, коэффициент наплавки может быть даже больше второго.

В целом в каждом отдельном случае сварочных работ слишком много факторов, и табличные данные всегда дают лишь приблизительные данные. А для определения боле точных показателей, всегда лучше определять конкретные коэффициенты экспериментальным путем.

Электроды, применяемые в ручной дуговой сварке - это стержни, длина которых может достигать 450 мм. Изготавливаются электроды из сварочной проволоки, а сверху на них наносится специальное покрытие, которое выполняет следующие задачи:

• увеличивает образование ионов
• защищает электрод от воздействия окружающей среды
• создает специальные условия в сварочной ванне.

Одной из основных характеристик этого сварочного материала является коэффициент расплавления и коэффициент наплавки электродов.

Что такое коэффициент расплавления электродов?

Во время проведения сварочных работ методом ручной дуговой сварки электрод расплавляется - именно это и помогает в образовании сварного шва. У каждого типа электродов имеется свой коэффициент расплавления, который высчитывается в зависимости от того, какая масса расплавленного электрода приходится на один ампер силы тока за промежуток времени горения дуги, равный одному рабочему часу.

При проведении сварочных работ следует учитывать, что не вся масса расплавленного электрода переносится в сварной шов, так как в данном случае присутствуют, кроме того, такие явления, как разбрызгивание расплавленного металла, его испарение, а также угар, вызываемый горением сварочной дуги. При этом уровень потерь металла электрода при сварке зависит от нескольких факторов:

• от состава проволоки, используемой для изготовления электрода
• от типа покрытия, применяемого при изготовлении электрода
• от режима сварки
• от типа сварного соединения.

Надо учитывать, кроме того, что потери металла электрода будут тем больше, чем выше плотность тока и длина сварной дуги.

Что такое коэффициент наплавки электрода?

Коэффициент наплавки электродов зависит от того, какого рода ток используется при проведении сварки (постоянный или переменный), какова его полярность (прямая или обратная). Также большое значение при определении коэффициента наплавки имеет то, какая именно проволока использовалась при изготовлении электрода и каков тип его покрытия. Кроме того, коэффициент наплавки зависит и от того, в каком пространственном положении выполняются сварочные работы.

Для определения коэффициента наплавки применяется следующая формула:

Gн - масса наплавленного металла за определенный промежуток времени (t), измеряется в граммах

I - сварочный ток, измеряется в амперах.

По своим значениям коэффициент наплавки, как правило, меньше, чем коэффициент расплавления из-за потерь металла в процессе сварки. Если коэффициент расплавления электродов, в зависимости от их типов, может составлять от 7 до 22 г/А-ч, то коэффициент наплавки при этом на 1-3 г/А-ч меньше. Но у некоторых типов электродов коэффициент наплавки может быть абсолютно равным коэффициенту расплавления, а если в составе покрытия электрода имеется порошок железа, то в этом случае коэффициент наплавки будет даже выше, чем коэффициент расплавления.

Вообще, номинальный коэффициент потерь во многом зависит от типа самого электрода и может колебаться от 3 до 30 процентов. А коэффициенты расплавления и наплавки для всех типов электродов определяется каждый раз экспериментальным образом.

Знание этих величин очень важно и для самого сварщика, который на их основе, определяет, сколько времени ему потребуется для образования качественного сварного соединения, и для сметчика, который с помощью этих коэффициентов определяет, сколько электродов потребуется при проведении сварочных работ.

Зависимость положения при сварке от толщины покрытия электрода и от коэффициента наплавки.

Толщина покрытия электрода может быть средней, большой и повышенной.

• Если для сварки применяется электрод со средней толщиной покрытия, коэффициент наплавки которой составляет 8-9 г/А-ч, то сварку такими электродами можно производить абсолютно в любом пространственном положении.
• Электроды с покрытием большой толщины отличаются высокой производительностью - коэффициент наплавки у них составляет до 12г/А-ч. Они также могут, по большому счету, применяться в любом пространственном положении, но наибольшую эффективность они покажут при сварке в нижнем положении, а шов при этом должен иметь достаточно большую протяженность.
• Электроды с покрытием повышенной толщины относятся к классу высокопроизводительных - в них коэффициент наплавки достигает 18 г/ А-ч. Такой тип электродов может применяться исключительно при сварке в нижнем положении, а сварные швы при этом должны иметь большую протяженность - в этом случае использование электрода будет отличаться максимальной эффективностью.

Итак, знание коэффициента наплавки электрода довольно важно при проведении сварочных работ. Именно от коэффициента наплавки зависит и качество подготовки к проведению сварочных работ - а именно, подготовка нужного количества электродов, что обеспечивает непрерывность работ, и качество выполнения самого сварного соединения, так как на основе знания коэффициента наплавки сварщик может определить, в каком положении ему лучше всего производить работы и сколько времени для этого потребуется.

Коэффициент расплавления. При сварке металла шов образуется вследствие расплавления присадочного и проплавления основного металла. Расплавление присадочного металла характеризуется коэффициентом расплавления α р =σ р /(I.t), где σ р - масса расплавленного за время t электродного металла, г; t - время горения дуги, ч; I - сварочный ток, А.

Коэффициент расплавления зависит от состава проволоки и покрытия электрода, массы покрытия, а также рода и полярности тока.

Коэффициент потерь. Коэффициент характеризует потери металла электрода на разбрызгивание, испарение и окисление:

ψ=(σ р -σ н)/(I.t), где σ н - масса наплавленного металла, г; σ р - масса расплавленного металла, г.

Коэффициент потерь зависит не только от состава проволоки и ее покрытия, но также от режима сварки и типа сварного соединения. Коэффициент потерь возрастает при увеличении плотности тока и длины дуги. Он несколько меньше при выполнении сварных тавровых соединений и соединений с разделкой кромок, чем при наплавке.

Коэффициент наплавки. Для оценки процесса наплавки вводят понятие коэффициента наплавки α н =σ н /(I.t), где σ н - масса наплавленного за время t металла, г (с учетом потерь); I - сварочный ток, А.

Коэффициент наплавки зависит от рода и полярности тока, типа покрытия и состава проволоки, а также от пространственного положения, в котором выполняют сварку.

Зависимость величины сварочного тока от диаметра электрода. При ручной дуговой сварке сварочный ток и диаметр электрода связаны следующей зависимостью: I=kd, где I - величина сварочного тока, А; К - коэффициент, зависящий от марки электрода; d - диаметр электрода, мм.

Приведенная формула применима для электродов, имеющих диаметр 3-6 мм.

Зависимость между диаметром и величиной сварочного тока выражают также следующей опытной формулой: I=(m+nd)d, где m=20, n=6 (для ручной сварки стальными электродами).

Производительность процесса дуговой сварки. Производительность сварки определения количеством наплавленного металла σ н =α н I.t, где α н - коэффициент наплавки, г/ (А.ч); I - сварочный ток, A; t - время, ч.

Чем больше ток, тем выше производительность. Однако при значительном увеличении сварочного тока электрод может быстро нагреваться теплотой Джоуля - Ленца, что резко понизит качество сварного шва, так как металл шва и зона сплавления основного металла будут перегреты. Необходимо отметить, что перегрев электрода увеличивает разбрызгивание металла.

Вопросы для самопроверки

1. Что называется электрической дугой?

2. Назовите основные участки электрической дуги.

3. В результате каких явлений происходит ионизация воздушного промежутка между электродом и изделием?

4. Как определить коэффициенты расплавления, наплавки и потерь?

5. Что называется погонной энергией?

Перед проведением сварочных работ необходимо рассчитать коэффициент наплавки электродов. Данным термином обозначается важная величина, характеризующая продуктивность процесса сварки. КН позволяет определить, какое количество электрода идет на формирование шва, без учета связанных с этим процессом потерь материала.

Электроды для сварки

Электроды (стержни, применяемые в процессе сварки) изготавливаются с применением специальной проволоки. На нее наносится особое покрытие. Оно должно:

• формировать подходящие условия в сварочной ванне;
• предохранять стержни от негативного влияния, которое производится на них воздействием окружающей среды;
• увеличивать число ионов, необходимых для проведения сварки.

Наличие покрытия обязательно. Для зоны сварной ванны характерны очень высокие температуры. Вследствие контактов с кислородом металл может окислиться. Из-за этого будет наблюдаться повышенный расход сварного материала. Окисление также повлияет на качество будущего шва вследствие наличия в нем большого количества вкраплений неметаллического характера. Наличие покрытия позволяет избежать подобных результатов. Коэффициент наплавки , к примеру, составляет 10 г/А-ч, именно благодаря толщине покрытия.

Коэффициенты наплавки/расплавления – важные величины, характеризующие производительность стержней в конкретных условиях. КН позволяет рассчитать потери материала при проведении работ, КР дает возможность оценить эффективность работы стержней. Использование данных характеристик позволяет рассчитать производительность сварочных работ. осуществляется с учетом данных параметров.

Коэффициент наплавки

Значение КН в большинстве случаев ниже коэффициента расплавления. Причина – потери металла в процессе проведения сварочных работ. Иногда КН ровняется КР, если покрытие электрода содержит в себе железный порошок. Наличие последнего может привести к превалированию коэффициента наплавки над КР. На КН влияет:

• используемый ток;
• тип проволоки, использованной для производства стержня;
• пространственное положение, в котором происходит выполнение сварки.

Выделяют три типа покрытия сварочных стержней:

• повышенное. КН таких стержней – от пятнадцати до шестнадцати г/А-ч. Используются исключительно для варки в нижнем положении, для получения длинных соединительных швов;
• среднее. КН – от восьми до девяти г/А-ч. Коэффициент наплавки электродов Э46, к примеру, позволяет отнести их к данному виду изделий. Проводить сварку допустимо с любого положения;
• большое. КН – до двенадцати г/А-ч. Рекомендовано использовать нижнее положение, однако допустимы и другие варианты.

Для определения КН необходимо массу металла, наплавленного на шов за определенный промежуток времени, поделить на ток, используемый для сварки (измеряется в амперах). Масса указывается в граммах. Значение коэффициента указывается в граммах на ампер-час. К примеру, коэффициент наплавки электродов УОНИ 13 55 – 9,5 г/А-ч.

Знание КН важно для предварительной подготовки необходимого для проведения процедуры количества электродов. Это позволяет обеспечить непрерывную сварку, увеличивая производительность труда. От КН зависит качество будущего шва. Зная этот параметр, сварщик имеет возможность применить оптимальное положение для проведения сварочной работы. Регулирует коэффициент наплавки электродов ГОСТ 9466-75.

Коэффициент расплавки

Приспособление для сварки в процессе ее проведения расплавляется. Благодаря этому возможно образование швов. Каждое изделие расплавляется в зависимости от ряда параметров. На этот процесс влияет:

• состав проволоки, из которой изготовлено изделие;
• тип покрытия, наносимого на нее;
• режим сварки;
• тип соединения.

Не весь материал изделия идет на образование шва. Значительная его часть не переносится в шов. Это связано с:

• разбрызгиванием расплавленного металла;
• испарением металла;
• угаром, возникающим из-за горения сварочной дуги.

«Обратите внимание!

Данный показатель рассчитывается за следующей формулой – Мрм/(Ст*Вр).»

В данной формуле: Мрм – масса металла, расплавленного за определенный промежуток времени (в граммах); Ст – сварочный ток (в амперах); Вр – промежуток времени, в течение которого происходило горение дуги (в часах).

Существуют специальные таблицы, в которых указываются описанные выше параметры для каждого изделия. Подобная таблица будет приведена ниже. Однако специалисты редко прибегают к их использованию. В большинстве случаев КР и КН устанавливаются экспериментально, путем предварительной апробации изделий.

Конкретные показатели

Показатели КР и КН, как уже было указано ранее, различны для каждого изделия и зависят от многих параметров. Так, коэффициент наплавки электродов МР-3, отличается от такового у УОНИ 13/55. Производитель стержней, используемых для сварки, указывает данные параметры. Ознакомиться со значениями для отдельных изделий можно с помощью следующей таблицы:

Каждое изделие, представленное в данной таблице, предназначено для сварки разных видов металла в разных положениях. При выборе стержней необходимо ориентироваться на материал и условия, в которых они будут применяться.

Таким образом, важными эксплуатационными показателями изделий, предназначенных для создания сварных швов, являются коэффициенты, обозначающие наплавку и расплавку изделий. Данные параметры определяют эффективность использования сварочных изделий и влияют на общую продуктивность работы специалиста.

Каждое изделие имеет свои КР и КН. В значительной мере они зависят от толщины покрытия, наносимого на проволоку в процессе производства стержней. К примеру, коэффициент наплавки электродов ок 46 составляет 8,5 г/А-ч из-за средней толщины покрытия проволоки. Большинство мастеров определяют их экспериментальным путем. Во избежание подобного можно воспользоваться данными таблицы, приведенной выше.