Suvirinimo režimų skaičiavimas

Turinys

1. Užduotis …………………………2

2. Maitinimo šaltinio parinkimas ………………….3

3. Rankinio elektrolankinio suvirinimo režimai………………5

4. Automatinio elektrolankinio suvirinimo po fliusu režimai………….7

5. Gautų suvirinimo režimų palyginimas ……………….9

6. Literatūra …………………………101. Užduotis

Apskaičiuoti: rankinio elektrolankinio suvirinimo glaistytais elektrodais ir automatinio elektrolankinio suvirinimo po fliusu režimus. Parinkti maitinimo šaltinį. Gautus rezultatus palyginti.

Suvirinto sujungimo tipas : У4.

Suvirinamas metalas : Plienas Cm3.

Suvirinamų lakštų storis : S = 4 mm.

Siūlės ilgis : L = 100 mm.2. Maitinimo šaltinio parinkimas

Kadangi mes plokšteles virinsime rankiniu ir automatiniu būdu, todėl tikslingiau yra pasirinkti universalų maitinimo šaltinį tinkantį abiem suvirinimo būdams. Todėl pasirenkame universalų suvirinimo lygintuvą BДУ-504. PPav. 2.1 pateikiama supaprastinta lygintuvo elektrinė schema.

2.1 pav. Principinė suvirinimo lygintuvo BДУ-504 elektrinė schema.

Šio suvirinimo lygintuvo išorinės charakteristikos gali būti kietos ir krintančios (pav.2.2).

Suvirinimo srovė, esant krintančiai išorinei charakteristikai (ICH) ir įtampa esant kietai ICH tolygiai reguliuojama pultu. Lygintuvas sudarytas iš tarnsformatoriaus T1 (2.1 pav), turinčio dvi antrines apvijas T1-I ir T1-II, sujungtas į dvi atvirkščias žvaigždes per lyginantįjį reaktorių. Priklausomai nuo suvirinimo režimo pirminė apvija gali būti jungiama žvaigžde arba trikampiu. Sujungus pirmines apvijas trikampiu gaunamos krintančios ICH ir ppirmas diapazonas kietų ICH. Sujungus pirmines apvija žvaigžde gaunamas antras kietų ICH diapazonas.Transformatorius perjungiamas jungikliu esančiu galinėje panelėje.

Lyginantis blokas susideda iš šešių tristorių V1-V6, kurių kartu sujungti katodai sudaro gnybtą <<+>>. Gnybtas <<->> – vidurinis lyginančio reaktoriaus (L ) ttaškas. Linijinis droselis L išlygina kintamosios srovės pulsavimą ir sumažina metalo ištaškymą virinant. Droselis turi du išėjimus. Pirmas 1 atitinka didelę indukciją, krintančias ICH ir pirmą diapozoną kietų ICH; antras išėjimas 2 atitinka antrą kietų ICH diapozoną.

Techninės suvirinimo lygintuvo BДУ-504 charakteristikos:

Vardinė suvirinimo srovė, kai AT = 60 % 500 A.

Reguliavimo ribos:

suvirinimo srovės 70 – 500 A.

darbinės įtampos 18 – 50 V.

Tinklo įtampa 220 arba 380 V.

Tuščios eigos įtampa 80 V.

Vardinė naudojama galia 40 kW.

Naudingumo koeficientas 82 %.

Gabaritai mm.

Masė 380 kg.

2.2 pav. Lygintuvo BДУ-504 išorinės charakteristikos

a – krintančios, b – kietos; ištisinės linijos – pirmas diapazonas; brūkšninės – antras diapazonas.

Krintančią išorinę lanko maitinimo šaltinio charakteristiką naudojame virindami rankiniu būdu, kadangi dėl įvairių priežasčių kintant lanko ilgiui (dėl suvirintojo kaltės, suvirinamų gaminių paviršiaus nelygumų ir t.t.), suvirinimo srovė kkinta nežymiai ir suvirinimo režimas atitinka reikalingąjį. Kietąją išorinę charakteristiką naudojame automatiniam suvirinimui, kai elektrodinė viela paduodama pastoviu greičiu. Čia, lanko įtampai pakitus nedaug, labai stipriai pakinta suvirinimo srovė. Jei lankas sutrumpėja, t.y. jo įtampa nukrinta, suvirinimo srovė labai sustiprėja, ir vielos lydymosi greitis padidėja. Bet ji paduodama pastoviu greičiu, todėl lanko ilgis ir įtampa atsistato. Kai lankas ilgėja, jo įtampa didėja, suvirinimo srovė smarkiai silpnėja. Sumažėja vielos lydymosi greitis, ir lanko įtampa bei ilgis atsistato. Tai vadinama savaiminio reguliavimosi pprocesu.3. Rankinio elektrolankinio suvirinimo režimai

Suvirinimo režimą sudaro visuma pagrindinių suvirinimo proceso charakteristikų, užtikrinančių reikiamų matmenų, formos ir kokybės suvirinto sujungimo gavimą. Rankinio elektrolankinio suvirinimo atveju tai būtų elektrodo skersmuo, suvirinimo srovės stiprumas, lanko įtampa, srovės rūšis ir poliškumas, suvirinimo greitis ir kt.

Sandūriniams sujungimams elektrodo skersmenį parenkame priklausomai nuo lakštų storio ir siūlių skaičiaus. Kai lakštų storis s = 4 mm ,o suvirinto sujungimo tipas У4 , elektrodo skersmenį priimame mm.

Elektrodo tipas parenkamas pagal suvirinamos medžiagos stiprumą, t.y. siūlės stiprumas neturi būti mažesnis už virinamo metalo stiprumą. Kadangi plienas Cm3 turi MPa stiprumą, parenkame Э46 tipo elektrodus, nes galime gauti MPa stiprumo siūlę.

Elektrodo markė parenkama priklausomai nuo suvirinamo gaminio medžiagos, konstrukcijos atsakingumo, turimo lanko maitinimo šaltinio. Pasirenkame OЗС-6 markės elektrodus, kadangi jais galima virinti nuolatine ir kintama srove ir tinka visiems mažaangliams plienams.

Randame suvirinto sujungimo plotą:

Suvirinto sujungimo , pavaizduoto pav.3.1,prilydyto metalo skerspjūvio plotas :

.

3.1 pav. Prilydyto metalo skerspjūvio forma.

Po vieno praėjimo prilydyto metalo skersplotis siūlėje

, todėl užtenka vieno praėjimo.

Nustatome reikalingą elektrodų svorį.

g ;

čia : koeficientas ( ) įvertina elektrodo glaisto storį, elektrodo metalo likutį, elektrodo metalo nudegimą bei ištaškymą.

Sandauga yra prilydyto metalo svoris, kur L – suvirinto sujungimo ilgis, L = 10 cm;

– metalo tankis g/ (plienams ).

g ;

Lankas dega stabiliai, jeigu jo ilgis ;

mm.

Lanko įtampa ;

, V ;

čia : – koeficientas, charakterizuojantis lanko įtampos kritimą katodo ir anodo srityse. Suvirinant lydžiu elektrodu ;

– koeficientas, charakterizuojantis įtampos kritimą lanko stulpe : =5 V/mm.

V.

Suvirinimo srovės stiprumas :

A.

čia : k – koeficientas, priklausantis nuo elektrodo skersmens. Kai mm, tada k = 25-30.

Suvirinimo greitis:

, m/h;

čia : – prilydymo koeficientas, skirtingas skirtingų markių elektrodams, g/Ah. OЗС-6 markės elektrodams g/Ah.

F – siūlės vieno sluoksnio (praėjimo) skerspjūvio plotas, .

m/h.

Gaminio suvirinimo laikas :

h.

Suvirinimo proceso sunaudotos elektros energijos kiekis ( be tuščios šaltinio eigos );

kWh.

čia – lanko maitinimo šaltinio naudingumo koeficientas .4. Automatinio elektrolankinio suvirinimo po fliusu režimai

Suvirinimo automatas automatiškai tiekia suvirinimo vielą, fliusą, užtikrina stabilų suvirinimo greitį. Automatinis suvirinimas po fliusu yra 5-20 kartų našesnis už rankinį suvirinimą.

Pagrindiniai mechanizuoto suvirinimo po fliusu režimo parametrai yra šie : suvirinimo srovė, srovės tankis elektrode, lanko įtampa, suvirinimo greitis, fliuso cheminė sudėtis ir granuliacija, srovės rūšis ir poliškumas. Suvirinto sujungimo kokybė labai priklauso nuo įvirinimo formos ir rumbelės formos koeficientų didumo.

Nustatome reikalingą įvirinimo gylį h. Kadangi virinama iš vienos pusės

Apskaičiuojame reikalingą srovę, šiam įvirinimo gyliui :

čia : – proporcingumo koeficientas, priklausantis nuo suvirinimo sąlygų. Kai fliusas OOCЦ-45, o srovė tiesioginio poliškumo ir elektrodinės vielos skersmuo mm , tada mm/100A.

Parenkame apytikslį suvirinimo greitį :

m/h ;

čia : Z – koeficientas, užtikrinantis palankiausią suvirinimo vonios formą ir aukščiausią technologinį siūlės metalo stiprumą. Kai mm , tada Z = (8-12) .

m/h.

Randame optimalią lanko įtampą .

V.

Kai mm, tada .

Apskaičiuojame suvirinimo tiesinę energiją:

J/cm.

čia : – lanko n.v.k., automatiniam suvirinimui po fliusu ;

– suvirinimo greitis cm/s.

J/cm.

Apskaičiuojame įvirinimo formos koeficientą:

;

čia : K’– koeficientas, priklausantis nuo srovės rūšies ir poliariškumo. Kai srovės tankis j =111 , o srovė nuolatinė ir tiesioginio poliškumo, tada K’= 1,1.

;

Nustatome ir ir apskaičiuojame realų įvirinimo gylį. Mažaanglių ir mažai legiruotų plienų, suvirinamų po fliusu mažaangline elektrodine viela:

cm.

Realus siūlės plotis : mm.

Rumbelės aukštis, kai optimalus siūlės rumbės koeficientas :

mm.

Prilydyto elektrodinio metalo kiekis skaičiuojamas atsižvelgiant į tarpą tarp detalių:

.

Prilydymo koeficientas , kai suvirinama nuolatine tiesioginio poliškumo srove :

g/Ah.

čia : koeficientai C ir D priklausantys nuo fliuso sudėties, srovės rūšies ir poliariškumo. Tada C = 2,3;

D = 0,065.

Elektrodinės vielos patiekimo greitis :

m/h.

čia: , g/Ah ; , A ; , cm ; , .

Patikslinamas suvirinimo greitis:

m/h .

čia: , g/Ah ; , A ; , ; , .

Technologinis suvirinimo

laikas:

h.

Reikalingas elektrodinės vielos kiekis :

g.

čia : , cm/h ; , cm ; , ; , h.5. Gautų suvirinimo režimų palyginimas

Kaip ankščiau minėjome, automatinis suvirinimas yra kelis kartus našesnis už rankinį suvirinimą, ką akivaizdžiai įrodo duomenys lentelėje 5.1.

5.1 lentelė. Suvirinimo režimų palyginimas

Suvirinimo režimai Suvirinimo būdas

Rankinis elektrolankinis glaistytais elektrodais Automatinis elektrolankinis po fliuso sluoksniu

, mm.

2 2

, A.

60 347

, V.

21 32

, m/h.

7,34 55

, g.

15,44 8,6

, s.

49 7

Naudota literatūra

1. Справочник сварщика. Под ред. В.В.Степанова. М., “Машиностроение”. 1982 г.

2. J. Naruškevičius Suvirintojo žinynas. Mokslas : Vilnius 1983

3. Технология ии оборудование сварки плавлением. А.И.Акулов и др. М., “Машиностроение”. 1977 г.