ільки кореневої прохід вже заварений за допомогою напівавтоматичного зварювання, для розрахунку візьмемо струм 450 А для кожного дроту, в процесі розрахунку це значення можна підкоригувати при необхідності.
Для початку розрахуємо коефіцієнт розплавлення бн при зварюванні на змінному струмі за формулою 4.7:
(г/Ач) (4.7)
де Iсв - сила струму, А; бр - коефіцієнт розплавлення, г/Ач; d е - діаметр електрода, мм.
16,7 (г/Ач)
При механізованих способах зварювання під флюсом бр приблизно дорівнює бн [7].
Знаючи допустиму площу наплавленого металу за один прохід для зварювання під флюсом 30 ... 50 мм2 розрахуємо потрібну швидкість зварювання за формулою 4.8:
(м/ч) (4.8)
де Vсв - швидкість зварювання, см/год; Iсв - сила струму, А; бн - коефіцієнт наплавлення, г/Ач; с - щільність металу, г/см3; Fн - площа наплавленого металу за один прохід, мм2.
38,5 (м/ч)
За формулою 4.3 зробимо розрахунок напруги зварювальної дуги.
(В)
Далі відповідно до стандарту ISO EN 1011 розрахуємо допустиму погонну енергію і необхідність підігріву перед зварюванням.
Так як може прийти сталь з різним вмістом хімічних елементів, необхідно дізнатися максимально допустимий еквівалент вуглецю для сталі S355J2. У відповідності зі стандартом EN 10025 - 2 максимальний еквівалент вуглецю для товщин від 30 мм до 150 мм складає 0,47%. Стандарт HLA - 4A обмежує використання сталі з вмістом еквівалента понад 0,45%.
У разі необхідності для конкретної стали можна розрахувати еквівалент вуглецю за формулою 4.9 відповідно до ISO EN 1011 - 2:
(%) (4.9)
Комбінована товщина дорівнює:
+ 50 + 50=150 мм
Всі вживані зварювальні матеріали містять водню до 5 мл на 100 г., отже, відносяться до групи D, однак для зварювання під флюсом рекомендується при визначенні попереднього підігріву використовувати групу С, для перестраховки.
Далі визначаємо тепловкладення Q за формулою 4.10 згідно ISO EN 1011-1:
(кДж/мм) (4.10)
де Vсв - швидкість зварювання, мм/с; Iсв - сила струму, А; Uд - напруга зварювальної дуги, В; k - коефіцієнт теплової ефективності, для зварювання під флюсом 1, для зварювання в захисних газах плавким електродом 0,8.
Розрахуємо тепловкладення для напівавтоматичного зварювання в захисних газах плавким електродом.
Для першого проходу:
(КДж/мм)
Для другого і третього проходів:
(кДж/мм)
Розрахуємо тепловкладення для зварювання під флюсом:
(кДж/мм)
Знаючи тепловпложеніе, комбіновану товщину сполуки, еквівалент вуглецю для зварюваної сталі і вміст водню в наплавленому металі, визначаємо необхідну величину попереднього підігріву для зварювання в захисних газах плавким електродом відповідно до стандарту ISO EN 1011-2.
Рекомендується попередній підігрів приблизно 50 ч 70 СЄ.
Далі по діаграмі 4.2 визначаємо необхідний підігрів для зварювання під флюсом.
Рекомендований підігрів не менше 20 СЄ.
5. Вибір зварювального устаткування і матеріалів
.1 Вибір зварювального устаткування і зварювальних матеріалів для зварювання в захисних газах плавким електродом
Для зварювання кореня шва будемо використовувати зварювальний напівавтомат FRONIUS TPS 5000, даний зварювальний апарат є в наявності на заводі.
Зварювальний апарат FRONIUS TPS 5000 має ПВ 100% при 320 А, додаткової зручною функцією є зварювальний пальник з можливістю дистанційного зміни режимів зварювання рис. 5.1.2, це дає можливість зварнику міняти режими зварювання не бігаючи щораз до напівавтомата. Особливо це добре в нашому випадку, оскільки зварнику доведеться проводити зварку в обмежених умовах і для коригування зварювальних параметрів не буде необхідності вилазити з конструкції зайвий раз.
Зварювальний дріт відповідно до стандарту HLA - 4A повинна бути акредитована DNV і відповідати вимогам стандарту, що пред'являються до ударної в'язкості при - 20C є для нашої конструкції.
Для зварювання кореня шва застосовується металлопорошковая зварювальний дріт STEIN MEGAFIL 710M EN ISO 17632-AT 46 6 MM 1 H5 таблиця 4.1. Дана дріт має акредитацію DNV, ударна в'язкість відповідає вимогам при - 60 Cє, має коефіцієнт наплавлення 20 р/Ач і містить дифузійного водню 5 мл на 100 г. наплавленого металу.
Захисний газ, рекомендований виробником даної дроту є M21, відповідно до стандарту EN 14771 даний газ складається з 82% Ar + 18% CO 2.
5.2 Вибір зварювального устаткування і зварювальних матеріалів для зварювання під флюсом
Для зварювання під флю...
