Мета роботи: визначити величину коефіцієнтів розплавлення, наплавлення і втрат на чад і розбризкування при ручного дугового зварювання.
Обладнання та інструменти: зварювальний пост, електроди, щиток, металева пластина, ваги, штангенциркуль.
В процесі ручного дугового зварювання відбуваються процеси розплавлення електродного металу, перенесення і наплавка його на поверхню свариваемой або наплавляється деталі. Перенесення металу може відбуватися або дискретно краплями, або безперервним струменем, як показано на малюнку 1. Крапельний перенесення металу спостерігається при малій щільності струму, струменевий - при великих значеннях зварювального струму і малому діаметрі електродного дроту.
Малюнок 1 - Етапи наплавка крапельним (а) і струменевим перенесенням електродного металу:
I - палаюча дуга починає плавити метал; II-освіта краплі розплавленого металу; III - крапля стікає на метал, замикаючи дугового проміжок; IV - відновлення дуги і утворення наступної краплі; d е, D до - діаметри електрода краплі.
Основними величинами, що характеризують процес зварювання і наплавлення, є:
коефіцієнт розплавлення металу Р.
продуктивність розплавлення електродів ПР,
продуктивність наплавлення ПН,
Коефіцієнт розплавлення металу Р показує, яка кількість електродного металу розплавляється в одиницю часу на один ампер зварювального струму, і визначається формулою
де GР - маса розплавленого за час t електродного металу, г;
I - величина зварювального струму, А;
t - час горіння дуги, ч.
Коефіцієнт розплавлення залежить від матеріалу електрода, складу його покриття, роду, полярності і щільності струму. Крім того, в процесі зварювання електрод нагрівається, що теж позначається на інтенсивності розплавлення електродного металу. До початку зварювання електрод має кімнатну температуру, до кінця зварювання він може нагрітися до 500600 С, якщо в його покритті немає органічних речовин і не вище 250 С, якщо є. Для сталевих електродів коефіцієнт розплавлення зазвичай дорівнює від 7 до 22 г / (Ач).
Продуктивністю розплавлення електродів називають масу розплавленого зварювальної дугою електродного металу в одиницю часу. Продуктивність розплавлення електродів ПР залежить від кількості тепла, повідомленою електроду і визначається за формулою
де Р коефіцієнт розплавлення металу, г / (Ач).
I - величина зварювального струму, А;
Чим більше струм, тим вище продуктивність розплавлення металу.
Для оцінки процесу наплавлення застосовується коефіцієнт наплавлення Н. що визначається за формулою
де GН - маса наплавленого електродного металу за час t. г;
I - величина зварювального струму, А;
t - час горіння дуги, ч.
Значення коефіцієнта наплавлення Н менше коефіцієнта розплавлення Р на 1..5 г / (Ач) і зазвичай складає 6..18 г / (Ач).
Продуктивність процесу наплавлення ПН чисельно дорівнює масі наплавляємого металу в одиницю часу на один ампер зварювального струму:
де Н коефіцієнт наплавлення, г / (Ач).
I - величина зварювального струму, А;
Наприклад, при ручному наплавленні покритими електродами продуктивність досягає 0,8..3,0 кг / ч, при автоматичній наплавленні під флюсом - 2..15 кг / ч, при електрошлакового - 20..60 кг / ч, при автоматичній наплавленні електродами великого перерізу до 150 кг / год.
Величина GН завжди менше GР. так як є втрати на розбризкування і чад.
Для оцінки величини цих втрат введений, так званий коефіцієнт втрат . показує яка частка розплавленого металу втрачається. Визначається по одній з рівнозначних формул:
Тут різниця GН-GР є кількість металу, яке «губиться» внаслідок розбризкування, окислення, випаровування (угар) за час горіння дуги.
Коефіцієнт втрат залежить від складу електрода і його покриття, від режиму зварювання і виду зварного з'єднання. Так, наприклад, коефіцієнт втрат зростає при збільшенні щільності струму і довжини дуги. Зазвичай значення лежить в інтервалі
від 1 до 3% при зварювання під флюсом;
від 3 до 6% при зварюванні в захисних газах;
від 5 до 10% при зварюванні толстопокритимі електродами;
від 10 до 20% при зварюванні тонкопокритие електродами.
При значеннях більше 20% коефіцієнта втрат зварювання електродами застосовувати недоцільно.
Коефіцієнти розплавлення і наплавлення використовуються для визначення витрати електродів і нормування часу зварювання.
Виконується за варіантами, призначеним викладачем. У таблиці 1 дані відомі умови завдання. Визначити невідомий параметр.
Таблиця 1 - Завдання
Експеримент виконується в лабораторії на зварювальному посту, обладнаному витяжкою, із застосуванням індивідуальних засобів захисту: зварювальний щиток, брезентовий фартух, рукавиці.
Кожен досвід виконується не менше трьох разів з наступним усередненням розраховуються величин.
Порядок виконання роботи:
Взяти з пачки два зварювальних електрода однакового діаметра.
Зняти з одного з електродів покриття (обмазку). Виміряти його довжину і вагу. Визначити погонну масу електродного стрижня г / мм.
Виміряти довжину електрода з покриттям перед наплавленням.
Зважити металеву пластину перед наплавленням.
Встановити величину зварювального струму в залежності від діаметра електрода:
діаметр, мм: 3 4 5
зварювальний струм, А: 80100; 130160; 170200
Провести наплавку електродного металу на пластину, засікаючи час горіння дуги.
Після наплавлення зачистити пластину від шлаку і металевих бризок. Зважити пластину наплавлення.
Виміряти залишилася довжину електрода після наплавлення.
Отримані дані занести в таблицю.
Провести експеримент (п.п. 1-19) для інших значень:
сили зварювального струму.
Обчислити коефіцієнти розплавлення, наплавлення, втрат. Занести дані в таблицю.
Визначити продуктивність розплавлення металу і наплавлення. Дані занести в таблицю.
Дослідити вплив умов зварювання (перерахованих в п.12) на коефіцієнти розплавлення, наплавлення і втрат.
Побудувати в одній системі координат графічну залежність параметрів Р. Н, від сили зварювального струму.
За результатами розрахунків зробити висновок про вплив умов зварювання на коефіцієнти розплавлення, наплавлення і втрат.
Звіт містить необхідний теоретичний доробок з визначеннями і формулами для обчислень заданих величин; вирішенням завдань за варіантом, заданому викладачем; методики проведення експерименту і його результати, оформлені у вигляді таблиць і графіків; висновок за виконану роботу.
Чи залишається постійним коефіцієнт наплавлення Н для різних марок електродів при інших рівних умовах? Якщо ні, то чим це викликано?
Як змінюється коефіцієнт розплавлення Р в залежності від величини зварювального струму?
З якою метою при визначенні коефіцієнта наплавлення Н поверхню наплавленої пластини очищають від металевих бризок, що утворилися при розплавленні електрода?
Як впливає величина зварювального струму на коефіцієнти наплавлення Н і втрат ?
Як змінюється коефіцієнт втрат в залежності від довжини дуги?
Для продовження скачування необхідно зібрати картинку: