Лабораторная работа 1 определение технологических коэффициентов

ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ СТАЛИ

Цель работы:

1) определить значения коэффициентов расплавления _р, наплавления _н, потери на угар и разбрызгивания ψ при сварке электродами заданной марки;

2) построить график изменения _р, _н и ψ в зависимости от силы сварочного тока и определить оптимальное значение сварочного тока.

Необходимые материалы и оборудование: электроды ОММ-5, К-2-55 или УОНИ-13/45 (выдаются преподавателем); пластины из низкоуглеродистой стали размером 200  80  10 мм; сварочный трансформатор ТС-300, весы лабораторные, секундомер.

1.1. Краткие сведения из теории

На практике значение сварочного тока ориентировочно определяется по формуле:

, (1)

где I_св – сварочный ток, А;

k – коэффициент, для углеродистых сталей k = 35 – 50 А/мм;

d_эл – диаметр электрода, мм.

Таким образом, значение сварочного тока может выбираться в широких пределах расчетного интервала варьирования (например, при d_эл = 4 мм I_св = 140 – 200 А).

Сварка при меньших значениях тока имеет более низкую производительность процесса вследствие снижения интенсивности расплавления электрода и увеличения потерь на разбрызгивание расплава в результате нестабильного (прерывистого) горения дуги и крупнокапельного переноса электродного металла в сварочной дуге.

С увеличением сварочного тока до определенного (оптимального) значения производительность процесса возрастает за счет стабильного горения дуги, мелкокапельного переноса электродного металла и увеличения скорости плавления электрода. Сварка при значениях тока выше оптимального часто приводит к снижению производительности процесса, так как увеличиваются потери на окисление и испарение электродного металла вследствие повышения температуры в зоне горения дуги.

Интенсивность расплавления электродного металла характеризуется коэффициентом расплавления _р, г/Ач, – масса расплавленного металла в единицу времени, отнесенная к единице сварочного тока для данного режима сварки.

Производительность процесса сварки характеризуется коэффициентом наплавления _н, г/Ач, – масса наплавленного металла в единицу времени, отнесенная к единице сварочного тока для данного режима сварки.

потери электродного металла на разбрызгивание, испарение и окисление характеризуются коэффициентом потерь электродного металла ψ.

Проблема определения оптимального значения сварочного тока, при котором достигаются максимальная производительность и минимальные потери электродного металла, решается экспериментальным путем.

1.2. Порядок выполнения работы

1) Ознакомиться со схемой включения в сварочную цепь измерительных приборов (рис. 1).

Рис. 1. Схема включения измерительных приборов в сварочную цепь

2) произвести настройку режима работы сварочного агрегата в зависимости от выбранного диаметра электродов.

3) Определить массу контрольной пластины (если пластина ранее подвергалась наплавке, нужно тщательно удалить с нее шлаковые корки) и массу электрода без обмазки. Данные занести в табл. 1.

4) произвести контрольную наплавку на контрольной пластине, расплавив за один опыт не менее ¾ длины электрода. В процессе наплавки замерить среднюю силу сварочного тока и время горения дуги.

5) после наплавки определить массу наплавленного на пластину металла и массу расплавленного металла электрода, для чего необходимо

а) зачистить наплавленный валик от шлака и брызг до металлического блеска и взвесить. Разница в массе пластины до наплавки и после дает массу наплавленного металла G_н;

б) удалить с огарка электрода обмазку, зачистить его до металлического блеска и взвесить. Разница в массе электрода даст массу расплавленного металла электрода G_р. Данные занести в табл. 1.

Таблица 1

Исходные данные для расчета технологических коэффициентов

Режим сварки Iсв, А	масса пластины, г		Масса наплавленного электродного металла Gн ,г	Масса прутка электрода, г		Масса расплавленного электродного металла Gр, г	Время наплавки t, с
	до наплавки	после наплавки		до наплавки	после наплавки

6) вычислить коэффициент расплавления по формуле:

. (2)

7) Вычислить коэффициент наплавления по формуле:

. (3)

8) Вычислить потери на угар и разбрызгивание по формуле:

%. (4)

9) Исследовать влияние силы сварочного тока на коэффициенты расплавления, наплавления и на потери на угар и разбрызгивание, определить оптимальное его значение, для чего необходимо

а) повторить два цикла опытов при силе сварочного тока большей и меньшей на 25 – 30 % от рассчитанного по формуле (1) значения и приведенной выше методике;

б) полученные расчетные данные занести в табл. 2 и построить графики зависимости коэффициентов _р,_ниψот силы сварочного тока.

Таблица 2