Calculul modului de sudare în hangar. Manual: Orientări pentru desfășurarea orelor practice la disciplina „Tehnologia sudării prin topire electrică” N

Parametrii modului de sudare includ puterea curentului de sudare, tensiunea, viteza de mișcare a electrodului de-a lungul cusăturii (viteza de sudare), tipul de curent, polaritatea etc.

Diametrul electrodului este selectat în funcție de grosimea metalului de sudat, de tipul îmbinării sudate și de poziția sudurii în spațiu.

Atunci când alegeți diametrul electrodului pentru sudare, puteți utiliza următoarele date orientative:

În sudurile cap la cap cu mai multe straturi, primul strat este realizat cu un electrod de 3-4 mm, straturile ulterioare sunt realizate cu electrozi de diametru mai mare.

Sudarea în poziție verticală se realizează folosind electrozi cu un diametru de cel mult 5 mm. Cusăturile de tavan sunt realizate cu electrozi de până la 4 mm în diametru.

La suprafața unei suprafețe uzate, grosimea stratului uzat plus 1–1,5 mm pentru tratarea suprafeței după suprafață trebuie compensată.

Rezistența curentului de sudare, A, calculate prin formula

Unde La– coeficient egal cu 25–60 A/mm; d e– diametrul electrodului, mm.

Coeficient La in functie de diametrul electrodului d e luate egale cu următorul tabel:

d e, mm	1-2	3-4	5-6
La, A/mm	25-30	30-45	45-60

Rezistența curentului de sudare calculată conform acestei formule trebuie corectată ținând cont de grosimea elementelor de sudat, de tipul conexiunii și de poziția cusăturii în spațiu.

Dacă grosimea metalului S ≥ 3d e, apoi valoarea eu SW ar trebui crescut cu 10-15%. Dacă S ≤ 1,5d e, atunci curentul de sudare este redus cu 10–15%. Atunci când sudați suduri de filet și suprafațare, valoarea curentului trebuie crescută cu 10-15%. La sudarea în poziție verticală sau deasupra capului, valoarea curentului de sudare trebuie redusă cu 10-15%.

Pentru majoritatea mărcilor de electrozi utilizați la sudarea oțelurilor structurale carbon și aliate, tensiunea arcului U D = 22 ÷ 28 V.

Calculul vitezei de sudare, m/h , este produs conform formulei

(6.2)

Unde α H- coeficient de suprafață, g/Ah (preluat din caracteristicile electrodului selectat conform Tabelului 9 din Anexă); F SHV- aria secțiunii transversale a sudurii în sudură cu o singură trecere (sau un strat al cordonului cu o sudură multistrat), cm 2; ρ - densitatea metalului electrodului, g / cm 3 (pentru oțel ρ \u003d 7,8 g / cm 3).

Greutatea metalului depus, g, pentru sudarea manuală cu arc se calculează prin formula

(6.3)

Unde l– lungimea cusăturii, cm; ρ - densitatea metalului depus (pentru oțel ρ \u003d 7,8 g / cm 3).

Calculul masei metalului depus, g, cu arc manual placare dură produs conform formulei

(6.4)

Unde F NA- aria suprafeței depuse, cm 2; h H- inaltimea necesara a stratului depus, cm.

Timp de ardere a arcului, h , (timpul de bază) este determinat de formulă

(6.5)

Timp total de sudare (suprafață), h , este determinată aproximativ de formulă

Unde la– timpul de ardere a arcului (timp de bază), h; k P- coeficientul de utilizare al statiei de sudura, care este acceptat pentru sudarea manuala 0,5 ÷ 0,55.

Consum de electrozi, kg , pentru sudarea manuală cu arc ( suprapuneri) este determinată de formula

Unde k E- coeficient ținând cont de consumul de electrozi la 1 kg de metal depus (Tabelul 9 din Anexă).

Consum de energie electrică, kWh , este determinat de formula

(6.8)

Unul dintre cele mai populare tipuri de sudare. Cu ajutorul unui dispozitiv semi-automat, puteți găti chiar și metale diferite, ca să nu mai vorbim de lucrul cu aliaje complexe, precum aluminiul sau cuprul. Din acest motiv, industriile de orice scară au întotdeauna nevoie de sudori care vor avea abilitățile de sudare semi-automată.

Cu toate acestea, pe lângă tehnologie, maestrul trebuie să știe și să-l calculeze pe cel optim, în special viteza acestuia. În acest articol, vom descrie pe scurt cum se calculează nu numai viteza de sudare, ci și tensiunea curentului sau arcului, în funcție de grosimea metalului și de alți indicatori. Veți învăța câteva formule utile, iar pentru începători, am compilat un mic tabel cu sugestii.

Modul de sudare este un set de parametri prin setare pe care le putem realiza sudarea. Mai simplu spus, este un set de setări pe care le aplicăm într-o situație dată. Ne-am dedicat subiectului alegerii modului de sudare atunci când lucrați cu un dispozitiv semiautomat. Asigurați-vă că o citiți. Și vom vorbi despre elementele de bază, și în special despre viteza de sudare.

Principalii parametri ai modului de sudare pe care trebuie să-i poți calcula sunt curentul de sudare, tensiunea arcului și viteza de sudare. În acest caz, viteza de sudare nu poate fi calculată fără a se cunoaște puterea curentului și tensiunea arcului de sudare. Deci, în acest articol, vă vom învăța cum să definiți toți cei trei parametri.

De ce sunt acești parametri atât de importanți? Este simplu: calitatea cusăturii finite, dimensiunile sale și alte caracteristici depind direct de ele. Dacă alegeți corect acești parametri, vă puteți simplifica semnificativ munca. Și cusăturile se vor dovedi nu numai de înaltă calitate, ci și durabile.

Mai jos este un tabel cu vitezele de sudare recomandate și multe altele. Un astfel de tabel va fi util pentru începători, dar meșterii experimentați trebuie să calculeze ei înșiși toți indicatorii sau pur și simplu să-i cunoască pe de rost. Deci, utilizați acest tabel în stadiul inițial, în timp, începeți să calculați singuri toți indicatorii.

Calculul vitezei de sudare

Înainte de a calcula viteza de sudare atunci când lucrăm cu un dispozitiv semi-automat, trebuie să calculăm puterea curentului de sudare și a tensiunii arcului. Ca exemplu, să luăm oțelul, pe care îl vom suda cu un T, cusătură unilaterală fără margini sau teșituri.

Pentru a determina puterea curentă, avem nevoie de o formulă. Vă rugăm să rețineți că puterea curentului trebuie determinată în funcție de diametrul electrodului, trebuie să cunoașteți și densitatea curentului. Utilizați formula de mai jos pentru a calcula curentul de sudare:

Aici de2 este diametrul electrodului, în cazul nostru 1,6 mm. Și j este densitatea de curent, în cazul nostru este de 175 A/mm2.

Acum, cunoscând puterea curentului și diametrul electrodului, putem calcula tensiunea de sudare. Utilizați formula de mai jos:

Și în final, ajungem la calculul vitezei optime de sudare. Formula de mai jos:

, (44)

unde Vw – viteza de sudare, m/h;

α n – coeficientul de depunere, g/Ah;

Iw - curent de sudare, A;

Fn - aria secțiunii transversale, mm²;

γ este densitatea metalului depus, g/cm³;

0,9 este un coeficient care ia în considerare pierderile datorate deșeurilor și stropirii.

Coeficientul de suprafață, g/Ah este determinat de formula, g/Ah

α n \u003d α r (1 - ψ / 100), (45)

unde ψ este pierderea metalului electrodului din cauza oxidării, evaporării și stropirii, % (ψ = 7-15%, de obicei se ia ψ = 10%). Pierderile metalului electrodului cresc cu creșterea tensiunii arcului.

Tensiunea arcului este luată în intervalul 16-34V. Valorile mai mari corespund unui curent mai mare. Tensiunea poate fi determinată din grafic (vezi figura 11).

Figura 11

Tensiunea arcului este preselectată și poate fi setată la setarea, de exemplu, a tensiunii în circuit deschis a sursei de curent. Parametrii modului de sudare într-un mediu cu dioxid de carbon includ consumul specific de gaz - q g, care depinde de poziția cusăturii în spațiu, viteza de sudare, tipul îmbinării și grosimea metalului care se sudează. Parametrii modului de sudare sunt rezumați în tabelul 15

Tabelul 15

2.8 Proiectarea dispozitivelor de montaj și sudare, selectarea și justificarea alegerii echipamentelor

Selectarea și proiectarea dispozitivelor de asamblare și sudură se efectuează în conformitate cu metode preselectate de asamblare și unități de sudură și, în general, un proiect dat. Această etapă de proiectare a procesului tehnologic este una dintre cele principale. Prin urmare, atunci când se dezvoltă un proces tehnic pentru lucrările de asamblare și sudare pe un proiect dat, este necesar să se stabilească o compoziție rațională calitativă și cantitativă a sculelor și echipamentelor de proces necesare.

Selectați și justificați alegerea echipamentelor mecanice de asamblare și sudare, ținând cont de capacitatea de încărcare a acestuia, dimensiunile generale ale structurilor sudate fabricate, fiabilitatea și ușurința în utilizare, siguranța și alți parametri tehnici.

Descrieți pe scurt dispozitivul și scopul unităților echipamentelor, principiul funcționării acestuia, dați caracteristicile tehnice ale echipamentului sub formă de tabele sau sub forma unei note explicative, sau în cel de-al doilea desen al proiectului de curs.

Studentul poate sugera modernizarea echipamentului selectat. Nu utilizați echipamente învechite. Când proiectați, pe cel de-al doilea desen al proiectului de curs, efectuați un dispozitiv pentru asamblarea și sudarea unui produs dat, iar în nota explicativă, efectuați o schiță de layout a echipamentului în două proiecții ale unuia dintre locurile de muncă ale tehnologiei de proces proiectate și viceversa. .

MIG/MAG - Metal inert / gaz activ- sudare cu arc cu un electrod metalic consumabil (sârmă) în mediu de gaz inert/activ cu alimentare automată a sârmei de umplere. Această sudare semi-automată protejată cu gaz este cea mai versatilă și utilizată metodă de sudare din industrie.

Principii de proces, caracteristici arcului

Proprietățile tehnologice ale arcului depind în mod semnificativ de proprietățile fizice și chimice ale gazelor de protecție, ale electrozilor și ale metalelor de sudură, parametrii de sudare și alte condiții. Acest lucru duce la o varietate de metode de sudare în gaze de protecție. Luați în considerare clasificarea procesului de sudare în gaze de protecție cu un electrod consumabil în funcție de cele mai semnificative caracteristici.

Sudarea semiautomată cu electrozi consumabili se realizează în gaze inerte Ag și He (MIG) și amestecurile acestora Ag + He, în gaz activ CO2 (MAG), precum și în amestecuri de Ag + O2 inert și activ, Ag + CO2, Ag + CO + O2 și gaze active CO2 + O2. Sârme solide din oțeluri nealiate și aliate și metale neferoase (Ni, Cu, Mg, Al, Ti, Mo), precum și fire de pulbere nesolidă și fire activate, sunt utilizate ca fire de electrozi. Sudarea cu un electrod consumabil se realizează în principal cu curent continuu, dar se folosește și sudarea cu curent pulsat. Se mai folosesc și alte metode de sudare: la distanță normală și extinsă, cu formare liberă și forțată a unei cusături, fără oscilații și cu oscilații ale firului de electrod, în atmosferă și sub apă, în șanțuri cu fante înguste standard și non-standard etc. . Principiul sudării cu arc cu electrod metalic consumabil în gaz de protecție este prezentat în Fig. unu.

Orez. 1. Schema sudurii semiautomate

Principalele tipuri, elemente structurale și dimensiunile îmbinărilor sudate din oțel, precum și aliajele pe baze de fier-nichel și nichel, realizate prin sudare cu arc ecranat cu gaz, sunt specificate în GOST 14771.

În funcție de nivelul de mecanizare și automatizare a procesului, sudarea se distinge:

• mecanizat, în care mișcările arzătorului sunt efectuate manual, iar alimentarea sârmei este mecanizată;
• automatizată, în care toate mișcările arzătorului și ale alimentării sârmei sunt mecanizate, iar procesul de sudare este controlat de operatorul-sudor;
• automată (robotică), în care procesul de sudare este controlat fără participarea directă a operatorului-sudor.

echipament de sudură

Echipamentul de sudare include o sursă de curent de sudare și un aparat de sudură. Componentele echipamentelor de sudare și funcțiile acestora sunt determinate de nivelul de mecanizare și automatizare a procesului, de parametrii modului de sudare, de necesitatea instalării și ajustării lor în modul de configurare și sudare.

Principalii parametri ai sudării automate cu arc cu electrozi consumabili în CO2, Ar, He și amestecuri de gaze (MAG, MIG) sunt:

1. Curentul de sudare Ic (~40..600 A);
2. Tensiune de sudare Uc (~16...40 V);
3. Viteza de sudare Vc (~4...20 mm/s), (-14,4...72 m/h);
4. Diametrul firului electrodului Dpr (~0,8...2,5 mm);
5. Lungimea firului electrodului stick-out Lv (~ 8...25 mm);
6. Viteza de avans a firului electrodului Vp (~35...250 mm/s);
7. Consum de gaz de protecție Qg (~3...60 l/min).

Principiul sudării cu arc în gazele de protecție determină principalele funcții ale echipamentului:

• alimentarea arcului de energie electrică și reglarea acesteia (Ic, Uc);
• deplasarea pistoletului cu viteza de sudare (Vc) si reglarea acesteia;
• alimentarea cu fir electrod (Vp) a zonei de sudare și reglarea vitezei acesteia;
• alimentarea cu gaz de protecție (Qg) a zonei de sudare și reglarea consumului acesteia;
• instalarea prelungirii firului de electrod (Lв) și mișcările corective ale arzătorului;
• excitarea arcului și umplerea craterului;
• urmărire automată de-a lungul liniei de sudare etc.

La pornirea mașinii de sudură, circuitul de control trebuie să asigure următoarea secvență de pornire a pieselor și mecanismelor echipamentului:

1. Alimentare cu gaz de protecție (Qg), pre-purjare a sistemului de alimentare cu gaz;
2. Porniți sursa de alimentare cu arc (U);
3. Alimentarea firului de electrod (Vp);
4. Excitarea arcului (Ic, Uc);
5. Mișcarea mașinii cu viteza de sudare (Vc):

Q G U V P lcUc Vc

La sfârșitul sudării, secvența de oprire a mecanismelor ar trebui să asigure umplerea craterului și protecția cusăturii de răcire:

Vc Vn lc Uc U Q G

Sudarea în gaze de protecție cu un electrod consumabil se efectuează atât în ​​camera de producție la locuri de muncă special echipate (stație de sudare, instalație, mașină-uneltă, RTK), cât și în afara acesteia (șantier, traseu conductei etc.). Stațiile de sudare au ventilație locală și sunt protejate de scuturi sau ecrane pentru a-i proteja pe ceilalți de radiațiile arcului electric și stropii de metal al electrodului. După scop, echipamentele de sudare sunt împărțite în universale, speciale și specializate. Să luăm în considerare pe scurt principiile amenajării echipamentelor de sudare universale de uz general, care sunt produse în serie. Instalarea pentru sudarea cu arc mecanizat protejat cu gaz include de obicei:

• mecanism de alimentare a firului cu electrod;
• lanterna de sudura;
• pachet de cablu;
• unitate de control încorporată în sursă sau un dulap de control separat;
• sistem de alimentare cu gaz de protecție (butelie, încălzitor de gaz pentru CO2), reductor de gaz, mixer de gaz, furtunuri de gaz, electrovalvă);
• cabluri pentru circuite de control;
• cabluri de sudura cu cleme;
• sistem de racire cu apa (optional);
• dispozitiv de asamblare și înclinare a ansamblului sudat (echipament mecanic).

Un set de instalații pentru sudarea cu arc mecanizat, care se numește în mod tradițional mașină de sudură semi-automată, este prezentat în Fig.2.

Fig.2. Schema de instalare pentru sudarea cu arc mecanizat în CO2

Dispozitivele semi-automate de sudare sunt utilizate pe scară largă, au diverse scopuri și modele. Proiectarea principală a dispozitivelor semi-automate este conform metodei de protecție a zonei arcului:

• pentru sudare în gaze active (MAG);
• pentru sudarea în gaze inerte (MIG);
• pentru sudare in gaze inerte si active (MIG/MAG);
• pentru sudarea cu sârmă de electrod cu miez de flux sau autoecranat (FCAW).

Există trei sisteme principale de alimentare cu sârmă: împingere, împingere-împingere și tragere. Cel mai comun este sistemul de alimentare de tip push, care limitează lungimea arzătorului la 5 m, dar este simplu și ușor. Alte sisteme vă permit să măriți lungimea furtunurilor până la 10-20 m și să utilizați sârmă subțire cu un diametru mai mic de 1 mm, dar mecanismul de alimentare din arzător crește masa acestuia. Ajustarea vitezei de avans a sârmei este adesea folosită fără probleme, dar este posibilă trepte fără probleme și trepte. În cazul sârmei cu miez, două perechi de role de alimentare sunt utilizate pentru a preveni aplatizarea. În funcție de raza zonei de lucru, mașinile semiautomate sunt cu o singură carcasă (mecanismul de alimentare este instalat în interiorul corpului sursei de putere de sudură, raza de acțiune a sudorului este determinată de lungimea pistoletului de sudură), mobile ( mecanismul de alimentare poate fi deplasat fata de sursa pana la 15 m) si portabil (tip special sau "carcasa" cu lungimea cablului -pachet pana la 40-50 m).

Vârful colectorului este o piesă de uzură înlocuibilă. Stabilitatea procesului de sudare depinde de fiabilitatea contactului din acesta. Piesele de schimb includ vârful colectorului și duza, care se încălzesc de la radiația arcului și stropii.

Instalațiile pentru sudarea automată cu arc cu un electrod consumabil în gaze de protecție CO2, Ar, He și amestecuri (MIG/MAG) în scopuri generale includ de obicei:

• sursa de curent continuu sau pulsat;
• aparat de sudura (tractor, cap suspendat sau autopropulsat) cu mecanisme de alimentare cu sarma electrod, deplasarea aparatului de sudura la viteza de sudare si ridicarea si coborarea pistoletului;
• bobina sau caseta cu sarma de sudura;
• un arzător cu mecanism de înclinare și mișcări corective ale acestuia de-a lungul înălțimii și de-a lungul cusăturii;
• panou de control pe aparatul de sudura;
• unitate de control încorporată în aparatul de sudură sau amplasată separat în dulapul de comandă;
• sistem de alimentare cu gaz de protecție;
• sistem de racire cu apa.

Consumabile de sudura

Sudarea MIG/MAG folosește gaze de protecție și fire de electrozi. Tabelul 1 prezintă tipurile de gaze conform clasificării Institutului Internațional de Sudare.

Tabelul 1. Tipuri de gaze de protecție.

grup	Compoziția amestecului, %					Chim. activitate
	Oxidanți		gaze inerte		Restauratori
	CO2	O2	Ar	El	H2
I1	-	-	100	-	-	Neutru
	-	-	-	100	-
	-	-	27-75	Odihnă	-
	-	-	85 - 95	-	Odihnă	Restabili.
	-	-	-	-	100
M1	-	1 - 3	Odihnă	-	-	Acrişor
	2 - 4	-	Odihnă	-	-
M2	15 - 30	-	Odihnă	-	-	acid mediu
	5 - 15	1 - 4	Odihnă	-	-
	-	4 - 8	Odihnă	-	-
M3	30 - 40	-	Odihnă	-	-	puternic acid
	-	9 - 12	Odihnă	-	-
	5 - 20	4 - 6	-	-	-
DIN	100	-	-	-	-
	80	20	-	-	-

După cum se poate observa din tabel, se folosesc gaze pure inerte și active, amestecuri de gaze în diferite combinații: inert + inert, inert + activ și activ + activ. Hidrogenul nu este utilizat la sudarea cu electrozi consumabili din cauza stropilor mari. Dioxidul de carbon (CO2) activ este reglementat conform GOST 8050-85, oxigenul gazos conform GOST 5583-78.

Metoda utilizată pentru calcularea consumului de gaz de protecție Hg în litri sau metri cubi la 1 m de sudură se determină în principal pentru producția la scară mică, după următoarea formulă:

Hg \u003d (Îmbrățișare x T + Ndg)

unde Hg este debitul specific al gazului protector dat în tabelul 3, m3/s (l/min); T este timpul principal de sudare al trecerii a n-a, s (min); Ndg - consum suplimentar de gaz de protecție pentru efectuarea operațiunilor pregătitoare și finale în timpul sudării trecerii a n-a.

Tabel 2. Consum specific de gaz de protecție.

Diametrul firului, mm	Curent de sudare, A	Consumul de gaz
		m 3 / s 10 4	l/min
0,8	60 - 120	1,33 - 1,50	8 - 9
1,0	60 - 160	1,33 - 1,50	8 - 9
1,2	100 - 250	1,50 - 2,00	9 - 12
1,6	240 - 260	2,30 - 2,50	14 - 15
1,6	260 - 380	2,50 - 3,00	15 - 18
2,0	240 - 280	2,50 - 3,00	15 - 18
2,0	280 - 450	3,00 - 3,33	18 - 20

GOST 2246-70 prevede fabricarea a 75 de grade de fire de sudură, inclusiv cele pentru sudarea în gaze de protecție. Gazele oxidante medii și puternice din grupele M2 și M3 (Ar + CO2, Ag + O2, Ag + CO2 + O) și C (CO, CO2 + O2) sunt utilizate în combinație cu fire care conțin dezoxidanți Mn, Si, Al, Ti etc. (de exemplu, SV-08G2S, SV-08GSMT, SV-08KhG2S). Este recomandabil să se ofere recomandări mai precise cu privire la alegerea firelor de electrozi atunci când se studiază sudarea unor grupuri specifice de materiale structurale.

Firele cu miez sunt utilizate pentru sudarea fără protecție și cu protecție suplimentară a zonei de sudare cu dioxid de carbon (sârme autoecrate și protejate cu gaz). În funcție de tipul de miez, firele cu miez de flux pot fi împărțite în:

• autoprotectoare: rutil-organic, carbonat-fluorit, fluorit;
• gaz-protector: rutil, rutil-fluorit.

Utilizarea firelor cu miez de flux în loc de fire solide face posibilă aliarea cusăturii pe o gamă largă și creșterea rezistenței acesteia la pori și fisuri fierbinți, pentru a asigura proprietățile mecanice dorite. În plus, prezența zgurii reduce stropii și îmbunătățește forma cusăturii.

Tipuri de electrozi de transfer de metal și aplicațiile acestora

În sudarea cu electrozi consumabili cu arc deschis, transferul metalului electrodului este un proces complex. Mulți factori afectează transferul: compoziția și proprietățile gazului de protecție, compoziția și proprietățile metalului electrodului, tipul de curent și polaritatea, parametrii modului de sudare, caracteristica curent-tensiune a sursei de curent și dinamica acesteia. proprietăți etc.

Se pot distinge următoarele tipuri de transfer de metal cu electrozi:

• fără scurtcircuite cu arc și cu scurtcircuite;
• picătură mare, medie, mică și jet;
• fără stropire și cu stropire.

Condițiile cele mai favorabile pentru transferul metalului electrodului sunt observate la sudarea în gaze monoatomice inerte argon și heliu. Există două tipuri de transfer în argon: cu picătură mare, fără scurtcircuite, cu stropi mici la curent subcritic și cu jet la un curent mai mare decât critic. Tipul de transfer afectează forma penetrării. 3:

Orez. 3. Forma de penetrare a metalului.

a) mai puțin critică;

b) mai critic.

Se recomandă sudarea prin pulverizare pe metal de grosime medie. În heliu, transferul picăturilor se observă cu scurtcircuite (scurtcircuite) ale arcului (curenți și tensiune mici) și fără scurtcircuite. la curent și tensiune ridicate cu stropi mici de picături. Sudarea în heliu are o convexitate mai mică decât în ​​argon, deoarece argonul crește tensiunea superficială în oțeluri. Utilizarea unui amestec de Ar + He vă permite să utilizați avantajele ambelor gaze. La sudarea în CO2 are loc transferul picăturilor mici cu scurtcircuit. și stropire mici, picături mari cu scurtcircuit. si fara scurtcircuit cu multă stropire. La curenți mari, când arcul se scufundă în metalul de bază, transferul devine picături mici, stropii sunt reduse, dar granulul are o umflătură excesivă.

Tipuri de transfer de metal în sudarea MIG/MAG

În sudarea MIG/MAG, transferul de metal are loc în principal sub două forme. În prima formă, picătura atinge suprafața bazinului de sudură chiar înainte de separarea de capătul electrodului, formând un scurtcircuit, motiv pentru care acest tip de transfer se numește transfer cu scurtcircuite. În a doua formă, picătura se separă de capătul electrodului fără a atinge suprafața bazinului de sudură și, prin urmare, acest tip de transfer se numește transfer fără scurtcircuite. Ultima formă de transfer de metal este împărțită în 6 tipuri separate, în funcție de caracteristicile formării și separării picăturilor de metal ale electrodului de la capătul electrodului. Astfel, conform clasificării propuse de Institutul Internațional de Sudare, există 7 tipuri principale de transfer de metal, ilustrate în Fig. 4 (condițiile pentru aceste suduri sunt date în Tabelul 3)

Orez. 4. Tipuri de transfer de metal în sudarea MIG/MAG

Condiții pentru experimentele de sudare pentru a ilustra diferitele tipuri de transfer de metal prezentate în Fig. 4 (alimentare electronică).

Tabel 3. Tipuri de transfer de metal în sudarea MIG/MAG.

La transferul metalului cu scurtcircuite, capătul electrodului cu o picătură de metal topit al electrodului atinge periodic suprafața bazinului de sudură, provocând scurtcircuite și stingerea arcului. De obicei, transferul de metal în scurtcircuit are loc în condiții de sudare scăzute, adică, curent de sudare scăzut și tensiune scăzută a arcului (un arc scurt asigură că picătura atinge suprafața piscinei înainte de a se separa de capătul electrodului). Acest tip de transfer de metal are loc atât în ​​sudarea MIG, cât și în MAG. La începutul defecțiunii, tensiunea arcului scade brusc (la nivelul tensiunii de defect) și rămâne scăzută până la terminarea defecțiunii, în timp ce curentul de defect crește rapid. Încălzirea punții de metal lichid dintre capătul electrodului și bazinul de sudură (cauzată de curentul de scurtcircuit mare care trece) contribuie la ruperea acestuia.

Transfer de metal în sudarea cu arc pulsat

Caracteristica principală a procesului de sudare cu arc pulsat este posibilitatea de a obține un transfer cu picături mici de metal al electrodului la o valoare medie a curentului de sudare (Im) sub cea critică, care în condiții normale determină granița dintre căderea mare și cea mică. picătură de transfer de metal. În această metodă de control al transferului de metal, curentul este forțat să se schimbe între două niveluri, numite curent de bază (Ib) și curent de impuls (Ii) Fig. 5. Nivelul curentului de bază este selectat din condiția de suficiență pentru a asigura menținerea arcului cu un efect ușor asupra topirii electrodului. O funcție a curentului de impuls care depășește curentul critic este forma de undă a curentului prezentată în Figura 5 (o picătură pe tip de impuls).

Orez. 5. Sudare cu arc cu impulsuri

Pentru indicatoare practice s-a luat sârmă de electrod de oțel SV08G2S cu diametrul de 1,2 mm; gaz de protecție Ag+5%02; curent de impuls Ii = 270 A; timp puls ti = 5,5 ms; curent de bază Ib = 70 A; timp de pauză tp = 10 ms; viteza de avans a firului în timpul impulsului Vpi = 3,5 m/min; viteza de avans a firului în timpul pauzei Vpp = 28 cm/min; proeminența electrodului - 18 mm.

Topirea capătului electrodului, formarea unei picături de o anumită mărime și separarea acestei picături de capătul electrodului are loc sub acțiunea unei forțe electromagnetice (efectul de ciupire). În timpul unui impuls de curent, de la una la mai multe picături pot fi formate și transferate în bazinul de sudură. Rata de repetiție a impulsurilor de curent, amplitudinea și durata acestora (ti) determină energia arcului eliberat și, în consecință, viteza de topire a electrodului. Suma duratelor pulsului tu și pauză (tp) determină perioada de ondulare curentă, iar valoarea sa reciprocă dă frecvența de ondulare. Transferul metalului electrodului în sudarea cu arc pulsat este caracterizat de următorii parametri:

• numărul de picături formate și trecute în bazinul de sudură sub acțiunea unui impuls de curent;
• dimensiunea picăturii;
• timpul de la începutul impulsului curent până la defalcarea primei picături;
• momentul în care picătura se separă de electrod (în faza de puls sau în faza de pauză).

Orez. 6. Transferul unei picături de metal electrod.

Datorită faptului că formarea și detașarea unei picături este controlată de amplitudinea și durata curentului de impuls (Ii și tu), curentul de sudură de bază (Ib) poate fi redus semnificativ sub nivelul curentului critic, care se realizează fie prin simpla creștere a timpului de bază (tb), adică o scădere a frecvenței pulsului sau o scădere a curentului de bază (Ib). De exemplu, cu sârmă cu electrozi cu emisii scăzute de carbon cu un diametru de 1 mm la sudarea într-o atmosferă de ecranare pe bază de argon, transferul controlat de metal cu picături mici poate fi menținut la un curent de sudare mai mic de 50 A, deși curentul critic pentru acestea este de aproximativ 180 ... 190 A. Datorită puterii reduse a arcului și vitezei de topire a electrodului, bazinul de sudură este mic și ușor de controlat. Astfel, devine posibil să se realizeze transferul de picături fine dorit al electrodului de metal, atât la sudarea tablei subțiri, cât și la sudarea metalului gros în toate pozițiile spațiale.

Un alt avantaj al modului pulsat este posibilitatea de a utiliza fire de diametru mare pentru ratele de depunere tipice pentru firele de diametru mic, ceea ce reduce costul pe unitate de greutate a metalului depus. În același timp, eficiența suprafeței crește și datorită reducerii pierderilor datorate stropirii metalului electrodului.

Dezavantajele acestui proces includ posibila lipsă de penetrare din cauza aportului scăzut de căldură în bazinul de sudură. În plus, cerințe crescute pentru calificarea sudorilor, precum și utilizarea unor echipamente de sudare mult mai complexe și mai costisitoare, combinate cu o flexibilitate (versatilitate) mai scăzută a procesului.

Caracteristici ale sudării în mediu cu dioxid de carbon

Dioxidul de carbon este un gaz activ. La temperaturi ridicate, se disociază (se descompune) cu formarea de oxigen liber:

2SO 2 2CO + O 2

Oxigenul molecular sub acțiunea temperaturii ridicate a arcului de sudare se disociază în oxigen atomic conform formulei:

O 2 2O

Oxigenul atomic, fiind foarte activ, reacţionează cu fierul şi impurităţile din oţel, conform următoarelor ecuaţii:

Si + 2O = SiO2.

Pentru a suprima reacția de oxidare a carbonului și a fierului în timpul sudării în dioxid de carbon, în bazinul de sudură se introduc dezoxidanți (mangan și siliciu), care inhibă reacțiile de oxidare și reduc oxizii la niveluri:

FeO + Mn = MnO + Fe,

2FeO + Si = SiO2 + 2Fe etc.

Oxizii de siliciu și mangan rezultați trec în zgură. Pe baza acestui fapt, la sudarea oțelurilor cu conținut scăzut de carbon și cu conținut scăzut de carbon în dioxid de carbon, este necesar să se utilizeze fire de siliciu-mangan, iar pentru sudarea oțelurilor aliate, fire speciale.

Tabel 4. Sârme de sudare pentru sudarea oțelurilor moale și aliate.

Pregătirea metalului pentru sudare este după cum urmează. Pentru a se asigura că nu există pori în metalul depus, marginile îmbinărilor sudate trebuie curățate de rugină, murdărie, ulei și umiditate până la o lățime de până la 30 mm pe ambele părți ale golului. In functie de gradul de contaminare, marginile pot fi curatate prin stergere cu o carpa, curatare cu perie de otel, sablare, precum si degresare urmata de decapare. Trebuie remarcat faptul că scara nu are aproape niciun efect asupra calității sudurii, astfel încât piesele după tăierea cu gaze pot fi sudate imediat după curățarea zgurii. Tăiați marginile pentru sudare în același mod ca în sudarea semi-automată sub un strat de flux.

Alegerea modurilor de sudare în mediul cu dioxid de carbon

Parametrii modului de sudare în dioxid de carbon includ: tipul de curent și polaritatea, diametrul firului de electrod, puterea curentului de sudare, tensiunea arcului, viteza de alimentare a firului, scoaterea electrodului, consumul de dioxid de carbon, înclinarea electrodului față de cusătură și viteza de sudare.

La sudarea în dioxid de carbon, se utilizează de obicei curent continuu cu polaritate inversă, deoarece sudarea cu curent de polaritate directă duce la arderea instabilă a arcului. Curentul alternativ poate fi folosit doar cu un oscilator, dar în majoritatea cazurilor se recomandă utilizarea curentului continuu.

Diametrul firului electrodului trebuie selectat în funcție de grosimea metalului de sudat.

Curentul de sudare este setat în funcție de diametrul selectat al firului de electrod.

Principalele moduri de sudare semiautomată sunt prezentate în Tabelul 5.

Tabelul 5. Principalele moduri de sudare.

Grosimea metalului, mm	Diametrul firului de sudura, mm	curent de sudare, DAR	Tensiunea de sudare, V	Viteza de avans a firului, m/h	Consumul de gaz de protecție, l/min	Plecarea unui electrod, mm
1,5	0,8 – 1,0	95 – 125	19 – 20	150 – 220	6 – 7	6 – 10
1,5	1,2	130 – 150	20 – 21	150 – 200	6 – 7	10 – 13
2,0	1,2	130 – 170	21 – 22	150 – 250	6 – 7	10 – 13
3,0	1,2	200 – 300	22 – 25	380 – 490	8 – 11	10 – 13
4,0 – 5,0	1,2 – 1,6	200 – 300	25 – 30	490 – 680	11 – 16	10 – 20
6.0 - 8.0 și mai mult	1,2 – 1,6	200 – 300	25 – 30	490 – 680	11 – 16	10 – 20

Odată cu creșterea puterii curentului de sudare, crește adâncimea de penetrare și crește productivitatea procesului de sudare.

Tensiunea arcului depinde de lungimea arcului. Cu cât arcul este mai lung, cu atât este mai mare tensiunea pe el. Odată cu creșterea tensiunii pe arc, lățimea cusăturii crește și adâncimea de penetrare a acesteia scade. Tensiunea arcului este setată în funcție de puterea curentului de sudare selectată.

Viteza de avans a firului de electrod este selectată astfel încât să asigure arderea stabilă a arcului la tensiunea selectată pe acesta. Plecarea electrodului este lungimea segmentului electrodului dintre capătul său și ieșirea sa din muștiuc. Contopirea are o mare influență asupra stabilității procesului de sudare și a calității sudurii. Odată cu creșterea supraîncărcării, stabilitatea arderii arcului și formării sudurii se deteriorează, iar stropirea crește. Atunci când sudați cu o conexiune foarte scurtă, este dificil de observat procesul de sudare și vârful de contact arde adesea. Se recomandă selectarea proeminenței în funcție de diametrul firului electrodului.

În plus față de scoaterea electrodului, este necesar să se mențină o anumită distanță de la duza arzătorului la produs (Tabelul 6), deoarece, odată cu creșterea acestei distanțe, oxigenul și azotul din aer pot intra în metalul depus și se pot forma. porii din sudură. Valoarea distanței de la duza arzătorului la produs trebuie menținută în valorile date.

Consumul de dioxid de carbon este determinat în funcție de puterea curentului, viteza de sudare, tipul de conexiune și extensia electrodului. În medie, gazul este consumat de la 5 la 20 l / min. Înclinarea electrodului față de sudare are o mare influență asupra adâncimii de penetrare și a calității sudurii. In functie de unghiul de inclinare, sudarea se poate face cu un unghi spre spate si un unghi spre fata.

Când sudați la un unghi înapoi în 5 - 10 °, vizibilitatea zonei de sudură se îmbunătățește, adâncimea de penetrare crește, iar metalul depus este mai dens. Când sudați la un unghi înainte, este mai dificil să observați formarea cusăturii, dar este mai bine să observați marginile sudate și să ghidați electrodul cu precizie în goluri. În acest caz, lățimea rolei crește, iar adâncimea de penetrare scade. Această metodă este recomandată pentru sudarea metalelor subțiri, unde există riscul de ardere. Viteza de sudare este setată de către sudor însuși, în funcție de grosimea metalului și de aria de secțiune transversală necesară a sudurii. Dacă viteza de sudare este prea mare, capătul electrodului poate ieși de sub zona de protecție a gazelor și se poate oxida în aer.

Modurile de sudare sunt selectate după atribuirea unei metode de sudare, selectarea pregătirii marginilor, ținând cont de proprietățile materialului sudat. Pe baza unei cantități mari de material experimental și metode de calcul, au fost create tabele de moduri și nomograme care vă permit să setați modul optim care asigură o calitate înaltă a îmbinării sudate.

Principalii parametri ai regimului de sudare manuală cu electrozi acoperiți sunt: ​​tipul de curent și polaritatea acestuia, diametrul electrodului și puterea curentului. Tipul de curent și polaritatea sunt selectate în funcție de compoziția acoperirilor, diametrul electrodului este selectat în funcție de grosimea metalului care se sudează, puterea curentului este legată rigid de diametrul electrodului. În sudarea automată, parametrii principali ai modurilor sunt: ​​tipul curentului și polaritatea, diametrul firului electrodului, puterea curentului, Iw, tensiunea arcului Ud, viteza de sudare Vcv, viteza de avans a firului electrodului Vpod, marca de flux sau gaz.

În cazul sudării într-un mediu de protecție, debitul de gaz trebuie indicat pentru a proteja zona de sudare. Alegerea tuturor acestor parametri se efectuează în funcție de gradul materialului de sudat, metoda de sudare și tipul îmbinării sudate, folosind tabele și nomograme, sau formule de calcul.

Echipamentul de sudura este selectat din conditia asigurarii modurilor de sudare, metoda de sudare folosita si proprietatile materialului care se sudeaza, iar in cazul sudarii manuale cu electrozi lipiti, in functie de compozitia chimica a invelisului si a modurilor de sudare.

Pentru sudarea trapei a fost aleasă o metodă semi-automată de sudare a sârmei solide. Acest lucru se datorează faptului că, în condițiile de instalare, nu este întotdeauna posibil să se elimine factorul de încălcare a protecției cu gaz împotriva sarcinilor vântului. Diametrul electrodului este selectat în funcție de grosimea metalului de sudat.

Pe baza designului, grosimea bazei produselor care trebuie sudate este de 5 ... 8 mm, prin urmare, luăm ca bază piciorul de 6 mm. Ghidați de datele din tabelul 2, alegem diametrul firului electrodului egal cu 1,6 mm.

Date de selecție pentru diametrul firului de electrod

masa 2

Natura calculului depinde de tipul conexiunii, tipul de tăiere, cantitatea de metal depus.

Vom calcula modurile de sudare ale unei suduri de colț cu o singură trecere cu un picior 6.

Lățimea cusăturii E w depinde de picior, care este specificat pentru diferite grosimi de GOST 14771-76 în raport cu colțul, îmbinările tee.

Esh \u003d 1,41 * k, (1)

unde k este piciorul cusăturii.

În acest calcul, piciorul cusăturii este k = 6 mm

Esh = 1,4 *6 = 8,4 mm (2)

Pentru a obține o sudură de înaltă calitate, creștem valoarea calculată cu 2 ... 3 mm, adică E = 12 mm

Adâncimea de penetrare este calculată din condiție

h pr \u003d (0,85 ... 1) * k - 0,035 * k 2, (3)

unde k este piciorul cusăturii.

Valoarea dintre paranteze este luată egală cu 0,85

h pr \u003d 1 * 6 - 0,035 * 36 mm \u003d 4,74 mm

După diametrul firului de electrod, determinăm valoarea curentului de sudare.

I sv \u003d 200 * d el * (d el - 0,5) + 50, (4)

unde d el este diametrul firului electrodului.

Pentru sudarea acestui produs se va folosi un fir de sudura cu diametrul de 1,6 mm.

I St \u003d 100 * 1,6 * (1,6 - 0,5) + 50 \u003d 226 A.

Tensiunea arcului este calculată prin formula

U g \u003d 20 + 0,05 * I sv * d el -0,5 (5)

unde I sv - valoarea curentului de sudare, A;

d el este diametrul firului electrodului, mm.

U g \u003d 20 + 0,05 * 226 * 1,6 -0,5 \u003d 48,25 V.

Aria secțiunii transversale a metalului depus F n este determinată din raport

F n \u003d 0,5 * k 2 * k y, (6)

unde k este piciorul cusăturii;

k y - coeficient luând în considerare convexitatea cusăturii.

Pentru etapa 6, acest coeficient este 1,45

Înlocuind datele în formula (6) obținem

F n \u003d 0,5 * 36 * 1,45 \u003d 26 mm 2

Viteza de sudare este determinată de formula:

V sv \u003d α n * I sv * / R* F n (7)

Unde R- densitatea metalului sudat (7,8 g/cm3);

α n - coeficientul de suprafață.

Pentru sudarea mecanizată în gaze de protecție, α n este 15 - 18 g / A * h.

Se presupune că coeficientul de depunere este de 15 g/A*h.

V sv \u003d 15 * 226 / 7,8 * 26 \u003d 113 m / h

Viteza de avans a firului electrodului este

V pp \u003d 4 * V sv * F n / * P * d el 2 (8)

unde V sv - viteza de sudare;

F n - aria secțiunii transversale a metalului de sudură depus;

d el este diametrul firului electrodului.

V pp \u003d 4 * 113 * 24 / 3,14 * 1,6 \u003d 552 m / h.

Valoarea consumului de gaz de protecție este luată în conformitate cu tabelul 3

În cazul în cauză, debitul de gaz va fi de 10 l/min.

Dependența tensiunii și a consumului de dioxid de carbon de puterea curentului

Tabelul 3

Tabelul modurilor de sudare în gazele de protecție

Tabelul 4

Este	U d	V Sf	V pp	F	La	E w	h pr
DAR	LA	m/h	m/h	mm 2	Mm	mm	mm
Valori de proiectare
	27.5						4,1
Valori de referinta
120…250	25…28	12…15	250…280	-	4…7	8...12	4…6
Puncte de referință
130…150	25…27	15…20	280…300	18…20		10…12	4…5

Astfel, sudarea se propune a fi realizată prin sudare mecanizată cu sârmă solidă. Sârmă aplicabilă SV08G2S aparține categoriei de cupru. Caracteristicile firului de sudură SV08G2S corespund cu GOST 2246-70. SV08G2S asigură fiabilitatea conexiunilor datorită proprietăților sale ridicate de sudură și tehnologice. Diametrul sârmei de sudare din oțel SV08G2S variază de la 0,8 la 4,0 mm, este furnizat în bobine și pe casete. Sârma SV08G2S este utilizată pentru sudarea oțelurilor cu conținut scăzut de carbon și slab aliate. Sudarea se realizează atât într-un amestec de argon AR și dioxid de carbon CO2 (raportul gazelor de lucru într-un amestec de 80/20), cât și într-un mediu pur cu dioxid de carbon.
În timpul procesului de sudare, sârma de sudură se topește și sudează suprafețele de sudat cu metal fierbinte. Sârmă placată cu cupru pentru sudare este conformă cu GOST 2246-70.

Fig.8 Sârmă de sudare