Как найти массу расплавленного металла

Масса
наплавленного металла основных наружных
швов:

G_н^осн
= ( S_осн
/ 1000) * L_осн
* р, г,

где
S_осн
– площадь поперечного сечения основного
наружного шва, мм²;

L_осн
– суммарная длина основных сварных
швов, мм;

p
= 7,8 г/см³ –
плотность наплавленного металла.

Массу
наплавленного металла внутренних
подварочных швов находят аналогично:

G_н^вн
= ( S_вн
/ 1000) * L_вн
* р, г,

Где
S_вн
–
площадь подварочного шва, мм²;

L_вн
– суммарная длина подварочных швов,
мм.

Общая
масса наплавленного металла сварных
соединений при соединении элементов
металлической ванны:

G_н
= G_н^осн
+ G_н^вн
, г.

11. Расход электродов

Расход
электродов при сварке определяется
по формуле:

G_эл
= k
* G_н,
г,

где
k
– коэффициент расхода электродов на
1кг наплавленного металла (табл.3). Он
равен 1,6-1,8 и учитывает массу электродного
покрытия и потери металла на угар и
разбрызгивание.

12 Время сварки

Основное
технологическое время рассчитывается
по формуле:

Т_осн
= G_н
/ (К_н
* t_св),
ч,

где
G_н
– масса наплавленного металла, г;

К_н
– коэффициент наплавки;

t_св
– сила сварочного тока, А.

Коэффициент
наплавки К_н
– масса наплавленного на поверхность
детали металла в граммах за один час,
приходящаяся на силу тока в 1 ампер
(табл.3).

Окончательно
время, необходимое для выполнения
сварочных работ:

Т_св
= Т_осн
/ К_исп
, ч,

где
К_исп
– коэффициент использования сварочного
поста.

Коэффициент
использования сварочного поста
К_исп=0,6-0,8.
Он учитывает время на обслуживание
оборудования, на получение материалов,
на отдых и др.

13 Производительность и скорость сварки

Производительность
сварки:

G
= K_н
* I_св
, г/ч.

Скорость
сварки при формировании основного шва:

V_св^осн
= (К_н
* I_св)/(р
* S_осн),
м/ч.

Скорость
сварки при формировании внутреннего
шва:

V_св^вн
= (К_н
* I_св)
/ (р * S_вн),
м/ч

14. Расход электроэнергии

Расход
электроэнергии рассчитывается, используя
формулу:

Q
= U_d
* I_св
* Т_осн
/ 1000 кВт ч,

где
U_d
– рабочее
напряжение дуги, В;

I_св
– сила сварочного тока, А;

Т_осн
– основное технологическое время
сварки, ч.

Пример
выполнения семестровой работы

«Разработка
технологического процесса ручной
электродуговой сварки»

Вариант
1

Размер
ванны 800 х 400 х 200мм

Толщина
стенок А = 6мм

Тип
соединения У5

Катет
шва С = 5,5мм

Материал
Ст1

Для
выполнения семестровой работы определяем:

1.
Суммарную длину основных наружных
швов:

L_осн
= 400 * 2 + 800
* 2 + 200 * 4 = 3200мм.

2.
Площадь поперечного сечения основного
наружного шва:

S_осн
= А² /
2 * К_у
= 6² /
2 * 1,35 = 24,3мм².

3.
Площадь поперечного сечения внутреннего
подварочного шва:

S_вн
= (С²/2)
* К_у =
5,5²
/ 2) * 1, 35 = 20,42 мм².

4.
Общую площадь поперечного сечения
сварного соединения:

S
= S_осн
+ S_вн
= 24,3 + 20,42 =
44,72 мм².

5.
Марку, диаметр электрода и его покрытие

В
соответствии с табл. 3 выбран электрод
с электродным покрытием МР-3. Марка
сварочной проволоки Св-08А. Диаметр
электрода 4мм (см. табл. 4).

6. Силу сварочного
тока:

I_св
= I_ув
* d_эл
= 45 * 4 = 180 А.

7. Сварочное
оборудование

В
соответствии с табл. 6 выбран сварочный
трансформатор ТД-102У2, имеющий
следующие технические характеристики:

диапазон
регулирования сварочного тока 60… 160
А.

Напряжение
питающей сети 380 В.

Рабочее
напряжение 26 В.

Напряжение
холостого хода 70 В.

Мощность
11,2 кВт.

Размеры
570х320х530мм.

Масса
42кг.

8. Массу наплавленного
металла:

—
масса наплавленного металла основных
наружных швов:

G_н^осн
= (S_осн
/ 1000) * L_осн
* p
= ( 24,3 / 1000) * 3200 * 7,8 = 607г;

—
масса наплавленного металла основных
внутренних подварочных швов:

G_н^вн
= (S_вн
/ 1000) * L_вн
* p
= ( 20,42 / 1000) * 3200 * 7,8 = 510г;

-общая
масса наплавленного метала:

G_н
= G_н^осн
+ G_н^вн
= 607 + 510 =
1117г.

9.
Расход электродов:

G_эл
= k
* G_н
= 1,7 * 1117 = 1899г.

10.
Продолжительность сварки:

—
основное технологическое время:

Т_осн
= G_н
/ (К_н
* I_св)
= 1117 / (8,5 * 180) = 0,73 ч;

-окончательное
время выполнения сварочных работ:

Т_св
= Т_осн
/ К_исп
= 0,73 / 0, 7 =
1,04 ч.

11.
Производительность и скорость сварки

-производительность
сварки:

G
= К_н
* I_св
= 8,5 * 180 =
1530 г/ч;

-скорость
сварки при формировании основного шва

V_св^осн
= (К_н
* I_св)
/ (р * S_осн)
= (8,5 * 180) / (7,8 * 24,3) = 8,05 м/ч;

-скорость
сварки при формировании внутреннего
шва:

V_св^вн
= (К_н *
I_св)
/ (р * S_вн)
= (8,5 * 180) / (7,8 * 20,42) = 9,6 м/ч.

12.
Расход электроэнергии

Расход электроэнергии
рассчитывается по формуле:

Q
= (U_d
* I_св
* Т_осн)
/ 1000 = ( 26 * 180 * 0,73) / 1000 = 3,42 кВт∙ч.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТА

№	Название	Обозначение	Численное значение
1	Длина сварных швов	Lосн	3200мм
Lвн	3200мм
2	Площадь поперечного сечения сварных швов	Sосн	24,3мм2
Sвн	20,42мм2
3	Площадь поперечного сечения сварного соединения	S	44,72мм2
4	Диаметр электрода	dэл	4мм
5	Сила сварного тока	Iсв	180А
6	Масса наплавленного металла	Gн осн	607г
Gн вн	510г
Gн	1117г
7	Расход электродов	Gэл	1899г
8	Основное технологическое время	Тосн	0,73 ч
9	Время выполнения сварочных работ	Тсв	1,04 ч
10	Скорость сварки	Vсв осн	8,05 м/ч
Vсв вн	9,6 м/ч
11	Производительность	G	1530 г/ч
12	Расход электроэнергии	Q	3,42 кВт*ч

Исходные данные
для выполнения семестровой работы

Примечание: Т —
трансформатор, В — выпрямитель, П —
преобразователь.

№ п/п	Размеры ванны, мм	Толщина стенок, мм Тип соединения	Материал заготовок
В	L	H	Сталь	Обозначение
1Т 2Т 3П 4В 5Т 6Т 7П 8В	250 300 300 350 350 350 350 350	450 550 600 650 700 750 800 760	150 200 250 250 200 180 230 250	3 3 4 4 5 5 6 6	У5 У7 У5 У7 У5 У7 У5 У7	Углеродистые стали обыкновенного качества	Ст 1 С т2 С т3 Ст 4 Ст 1 Ст 2 Ст 3 Ст 4
9Т 10Т 11В 12П 13Т 14Т 15В 16П	500 500 600 600 700 700 800 800	800 850 800 900 800 800 900 800	400 300 400 350 400 300 400 350	3 3 4 4 5 5 6 6	У5 У7 У5 У7 У5 У7 У5 У4	Качественные углеродистые стали	Сталь 10 Сталь 15 Сталь 20 Сталь 25 Сталь 10 Сталь 15 Сталь20 Сталь 25
17П 18П 19П 20П 21В 22В 23В 24В	600 550 600 500 600 550 600 650	950 90 1000 90 1000 950 970 900	350 300 400 400 450 500 380 550	3 3 4 4 5 5 6 6	У6 У4 У6 У4 У6 У4 У6 У4	Легированные стали	12ГС 15ГФ 14Г2 14ХГС 15ХСНД 12Х!МФ 15Х1М1Ф 10ХСНД

13

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

На промышленных предприятиях при нормировании рабочего времени, расчетах оптимальных объемов запасов расходных материалов, себестоимости работ вычисляется количество наплавленного в процессе сварочных работ материала. Величина этого показателя зависит от класса сварки, вида материала, его толщины, вида и толщины проволоки (электрода), требований к параметрам сварного соединения. Масса наплавленного металла при сварке находится в тесной связи с нормами расхода электродов и проволоки.

Наплавленным металлом называется присадочный материал, который наплавляется на основной материал или вводится в ванну. Этот термин применяется при использовании термических видов сварочного оборудования в промышленности. Для автоматических и полуавтоматических аппаратов приобретается проволока различных видов, различающаяся по конструкции стержня и составу, наличию/отсутствию легирующих компонентов.

Существует 3 группы стальной проволоки:

• с большим объемом легирующих составляющих;
• с минимальным объемом легирующих составляющих;
• с углеродом, титаном, хромом, никелем, кремнием, марганцем.

Каждая группа, исходя из состава, делится на множество подгрупп.

По конструкции стальная проволока может быть:

• сплошная;
• порошковая (в виде трубки);
• активированная (5-7% порошка в виде фитилей в сплошной конструкции).

Доступны алюминиевые и медные проволоки, порошковые присадки. Для каждого метода сварки предусмотрен свой вид присадки и нормы ее расхода, которые разработаны, базируясь на многолетний опыт.

Расчет массы наплавленного металла чаще всего применяется при определении времени, необходимого для осуществления какого-то объема работы: изготовления изделия, создания метра сварного соединения. Хотя удобнее всего выражать время в минутах, необходимых для создания метра шва, иногда используются минуты для наплавления килограмма присадки.

Количество наваренного на поверхность или введенного в ванну присадочного материала тесно связано с нормативами, разработанными для расхода проволоки. Если знать, сколько присадки нужно, чтобы создать метр сварного соединения, и сколько таких соединений запланировано создать за определенный период времени, то легко определить вес запасов проволоки. При вычислениях необходимо учесть характеристики присадки и объем отходов.

Формула для вычисления веса расплавленной присадки

Формула для расчета веса наплавленного металла на метр сварного соединения:

M=L*q*T, где

L(м²) – площадь поперечного сечения;

q(г/м³) – удельный вес присадки (7700-7900 – сталь, 2640-2700 – алюминий, 8200-9100 медь и сплавы);

T=1, если рассчитывает расход на метр.

Эта формула верна, если сварка производится при расположении основного материала в горизонтальном положении. В других положениях формула дополняется коэффициентом:

• 1,05 – соединение расположено под наклоном, формула:

M=L*q*T*1,05;

• 1,1 – соединение расположено вертикально, формула:

M=L*q*T*1,1;

• 1,2 – соединение на потолке, формула:

M=L*q*T*1,2.

Швы бывают двухсторонние, угловые, тавровые, V-образные, Х-образные (ГОСТ 5264 – 80), поэтому могут возникнуть проблемы при расчете площади поперечного сечения. Если шов соединяет две плоские детали без скоса кромок, то нужно ширину умножить на глубину (толщину свариваемого материала). Если имеется скос более 30 градусов, полученный результат умножается на 0,75. Для угловых и тавровых сочленений результат делится на 2.

Всю площадь можно разделить на несколько простых частей, площадь которых рассчитывается просто. Если соединение Х-образное, вычисляется площадь для каждой стороны, потом результаты суммируются. В интернете доступны таблицы для различных видов швов, позволяющие не заниматься трудными расчетами.

Вес присадки, необходимой для работы в определенный период времени, можно узнать, если к полученному результату прибавить 2-6% (естественные потери). Процентное соотношение зависит от множества факторов:

• состава свариваемого материала;
• диаметра проволоки;
• присутствия/отсутствия и вида газа;
• метода сварки;

Таблица наплавленного металла при сварке

• технических характеристик оборудования.

Как определить массу наплавленного металла при сварке, каждое домашнее хозяйство и предприятие решает самостоятельно.

Расчет веса наплавленной присадки при длине шва 1м

Вес наплавляемого металла при сварке метра обычной стали полуавтоматом на горизонтальной поверхности:

M=L*q*T=0,0000065*7700*1=0,050 кг

Если шов на стене:

0,050*1,1=0,055 кг

Если шов на потолке:

0,050*1,2=0,060 кг.

Но получить точный результат при помощи этой формулы или таблицы из интернета нельзя, особенно, если проект большой и важный. Необходимо привлечь специалиста, имеющего лицензированные программы соответствующих ведомств. Помочь могут и организации, занимающиеся проектированием. Похожие программы есть и в интернете, причем скачать их можно совершенно бесплатно.

Программа простая в использовании. После ввода исходных данных в крайнем окошке появляется результат.