Таблица 6

Расчёт параметров режима частично механизированной сварки в углекислом газе проволокой сплошного сечения

При сварке в углекислом газе применяют следующие виды подготовки кромок свариваемых элементов:

при толщине листов 1…2 мм – I-образную (без скоса кромок), зазор в стыке 0…1 мм, сварка односторонняя (рис. 1,а);

при толщине листов 3…12 мм – I-образную, зазор в стыке 0…15мм, сварка двухсторонняя (рис. 1,в);

при толщине листов 14…24 мм – V-образная, под углом 40±5°, притупление кромок 2…3 мм, зазор в стыке 0…1,5 мм, сварка многопроходная с подваркой корня шва (рис. 1,г).

Рис.1. Размеры и форма подготовки кромок и сварного шва:

а – I-образный(без скоса кромок односторонний стыковой шов;

б – то же, с металлической (остающейся) подкладкой (1);

в – I- образной (без скоса кромок двухсторонний стыковой шов);
г – V-образный стыковой шов с подваркойкорняшва (2);

д – V-образный многопроходный стыковой шов (цифры указывают номер прохода – слоя);

е – Х-образный двухсторонний стыковой шов;

ж – угловой шов(без скоса кромки вертикального элемента); з – расположение валиков
при наплавке (наплавленный металл заштрихован, пунктиром показана первоначальная
разделка кромок соединяемых элементов)

Выбор диаметра электродной проволоки осуществляется, как и при выборе диаметра электрода при ручной дуговой сварке:

Толщина листов, мм	1–2	3–6	6–24 и более
Диаметр электродной проволоки dэ, мм	0,8– 1,0	1,2–1,6	2,0.

Сварка в углекислом газе выполняется легированной проволокой сплошного сечения (обычно это кремнемарганцовистая: Св–0,8ГС, Св– 10Г2С и др).

Расчёт сварочного тока А при сварке проволокой сплошного сечения производится по формуле

, (12)

где а – плотность тока в электродной проволоке, А/мм2 (при сварке в СО2 а = 110…130 А/мм2); dэ – диаметр электродной проволоки, мм.

Автоматизированные способы сварки позволяют использовать значительно большие плотности тока по сравнению с ручной сваркой. Это объясняется меньшей длиной вылета электрода.

Процесс сварки в углекислом газе на постоянном токе прямой полярности отличается меньшей глубиной проплавления основного металла, но при этом снижается устойчивость дуги и возрастает склонность наплавленного металла к образованию пор.

Поэтому наплавку в углекислом газе предпочтительно вести на обратной полярности.

Напряжение дуги и расход углекислого газа выбирают в зависимости от сварочного тока.

Таблица 5

Сила сварочного тока, А	50…60	90…100	150…160	220…240	280…300	360…380	430…450
Напряжение дуги, В	17…18	19 – 20	21 – 22	25…27	28…30	30…32	32…34
Расход СО2, л/мин	8…10	8…10	9…10	15…16	15…16	18…20	18…20

При сварке на токах 200…250 А длина дуги находиться в пределах 1,5…4,0 мм. С повышением скорости сварки расход СО2 увеличивается для улучшения защиты сварочной ванны. Вылет электродной проволоки составляет 8…15мм (уменьшается с повышением силы сварочного тока).

Скорость подачи электродной проволоки Vпр, м/ч, выбирается по справочным материалам или рассчитывается по формуле

, (13)

где aр – коэффициент расплавления проволоки, г/(А×ч); Jсв. – сварочный ток, А; dэ – диаметр электродной проволоки, мм;
r – плотность металлов проволоки, г/см3.

Для сварки в углекислом газе значение aр может быть рассчитано по формуле

. (14)

Скорость полуавтоматической сварки или скорость перемещения электрода при укладке отдельного слоя (валика) многослойного шва, см/с определяется по формуле (6). При этом

, (15)

где Y – коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание. При сварке в СО2 Y = 0,10…0,15.

При наплавке скорость перемещения дуги при укладке отдельного валика можно рассчитать по формуле (6), если принять площадь поперечного сечения валика Fн (с) = 0,3…0,7 см2.

Масса наплавленного металла, время горения дуги и время сварки (см. формулы (7)–(10)); при этом Kп = 0,6…0,7.

Расход электродной проволоки сплошного сечения Qпр, кг рассчитывается по формуле

Qпр = Gн × (1+Y). (16)

Расход электроэнергии А, кВт×ч на сварку заданной детали можно найти, установив по справочным материалам расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла. Более точно его можно рассчитать по формуле

, (17)

где u_д – напряжение дуги, В (при сварке покрытыми электродами принять 22…28 В); J_св.– сварочный ток, А; h – КПД источника тока; w₀ – мощность, расходуемая источником тока при работе на холостом ходу, кВт; t и T – время горения дуги и полное время сварки, ч.

Данные для определения значений h и w₀ приведены в табл. 6.

Таблица 6

Род тока	h	w₀, кВт
Переменный Постоянный	0,8 – 0,9 0,6 – 0,7	0,2 – 0,4 2,0 – 3,0