Spawalnictwo

1a. Zwymiarowany szkic spawanego elementu z naniesionymi złączami, kolejnością spawania poszczególnych elementów (1-7) oraz spoinami szczepnymi (kolor zielony).

1b. Pozycje spawalnicze:

Dla spawań o numerach kolejnych 1-3

pozycja naścienna. Dla spawań 4-7 pozycje

zmienne jak na rysunku.

(kolorem zielonym ozn. spoiny

szczepne i kolejność szczepiania)

2. Zwymiarowany dobrany rowek spawalniczy.

3. Obliczenia technologiczne.

Dane:	Tok obliczeń:	Wyniki:
4. Dobieram średnicę elektrody
g = 6 mm	Dobieram średnicę elektrody otulonej na podstawie tabeli IV. g = 5÷10 mm ► Ø = 4÷6 mm Uwzględniając warunek pozycji spawalniczej (spoina pułapowa Ø < 4mm) de = 4 mm	de = 4 mm
5. Dobieram prąd spawania
de = 4 mm	Prąd spawania obliczam ze wzoru: Isp = (15+6de)^.de Isp = (15+6^.4)^.4=156 [A] Gęstość prądu spawania obliczam ze wzoru: isp = 4Isp/πde^2 isp = 12,41 [A/mm^2]	Isp = 156 [A] isp = 12,41 [A/mm^2]
6. Obliczam przekrój poprzeczny spoiny
g = 6 mm b = 1 mm α = 55° hn = 1,5 mm	Przekrój poprzeczny spoiny obliczam ze wzoru: f = g - c = 6 - 0 = 6 [mm] Fc = 36^.1,43+1^.6+(6^.1,43+0,5)^.1,5 = 71,1 [mm^2]	Fc = 71,1 [mm^2]
7. Obliczam liczbę warstw spoiny
Fc = 71,1 mm^2	Liczbę warstw spoiny obliczam ze wzoru: gdzie: Fs1 = 6^.de = 24 [mm^2] Fs2 = 10^.de = 40 [mm^2] n = [(71,1 - 24) / 40] + 1 = 2,18 ponieważ n C, przyjmuję n = 3	Fs1 = 24 [mm^2] Fs2 = 40 [mm^2] n = 3
8. Obliczam prędkość spawania
n = 3 Isp = 156 A Fs1 = 24 mm^2 Fs2 = 40 mm^2	Prędkość spawania obliczam ze wzoru [m/h] gdzie: αsp = 9 [g/A^.h] (wsp. natapiania) γ = 8 [g/cm^3] = 8000000 [g/m^3] (ciężar właściwy stali) Ponieważ n > 1, obliczam oddzielnie prędkość spawania dla warstwy I (graniowej) oraz dla pozostałych warstw (wypełniających). dla warstwy graniowej Fsp = Fs1 = 24 [mm^2] = 0,000024 [m^2] [m/h] Vsp1 = 9^.156/0,000024^.8000000 = 7,3125 [m/h] dla warstw wypełniających Fsp = Fs2 = 40 [mm^2] = 0,00004 [m^2] [m/h] Vsp2 = 9^.156/0,00004^.8000000 = 4,3875 [m/h]	Vsp1 = 7,3125 [m/h] Vsp2 = 4,3875 [m/h]
9. Obliczam czas spawania
Vsp1=7,3125 m/h Vsp2=4,3875 m/h L1 = L2 = L3 = = 150 mm L4 = L5 = L6 = = L7 = dπ = = 300π mm	Czas spawania obliczam ze wzoru: gdzie L - długość spoiny danego typu Lc = ΣL = L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7 ponieważ L1=L2=L3=La i L4=L5=L6=L7=Lb to Lc = ΣL = 3^.La + 4^.Lb La = 150 [mm] = 0,15 [m] Lb = 300^.π [mm] = 0,3 [m] Lc = 3^.0,15 + 4^.π^.0,3 = 0,45+3,77 = 4,22 [m] zatem t = 0,577 + 2^.0,962 = 2,5 [h]	t = 2,5 [h]
10. Obliczam całkowity czas spawania
t = 2,5 h	Całkowity czas spawania obliczam ze wzoru: tc = t + tpz + tp gdzie: tp - czas pomocniczy tp ≅ 5% t = 0,125 [h] tpz - czas przygotowawczo-zakończeniowy tpz ≅ 20%t = 0,5 [h] tc = 2,5 + 0,5 + 0,125 = 3,125 [h]	tc = 3,125 [h]
11. Obliczam ciężar spoiny
αsp = 9 g/Ah Isp = 156 A t = 2,5 h	Ciężar spoiny obliczam ze wzoru: G = αsp^.Isp^.t G = 9^.156^.2,5 = 3510 [g] = 3,51 [kg]	G = 3,51 [kg]
12. Określam liczbę elektrod
de = 4 mm	Dokonuję doboru liczby elektrod na 1 kg stopiwa - na podstawie tabeli V. de = 4 mm ►L = 450 mm ► m = 26	m = 26
13. Obliczam zużycie energii
t = 2,5 h G = 3,51 kg Es = 2,75 kW	Sprawność η określam na podstawie tabeli VI: spawarka transformatorowa - sprawność η = 0,85 Stratę biegu jałowego s określam na podstawie tabeli V: spawarka transformatorowa - s = 0,25 [kW/h] Zużycie energii obliczam ze wzoru: E = (3,51^.2,75/0,85 + 0,25^.2,5)^.2,5 = (11,356 + 0,625)^.2,5 = 29,95 ≅ 30 [kWh]	η = 0,85 s = 0,25 [kW/h] E = 30 [kWh]

14. Zestawienie wyników pomiarów zgrzewania

ZGRZEWANIE

Tabela wyników dla blachy o grubości 0,5 mm

Ilosc cykli	20	30	40	50	55	60	65
Średnica zgrzeiny	4,8	4,7	5,4	4,7	5	5	5,5
Średnica strefy wpływu ciepła	7,3	8,2	8,6	9,2	8,9	9,8	10

Tabela wyników dla blachy o grubości 1 mm

Ilosc cykli	20	30	40	50	55	60	65
Średnica zgrzeiny	4,5	5,1	5,1	5,7	5,8	6	6,1
Średnica strefy wpływu ciepła	7,1	8,5	9,3	10,2	10,9	11,6	11,4

Tabela wyników dla blachy o grubości 1,5 mm

Ilosc cykli	20	30	40	50	55	60	65
Średnica zgrzeiny	4,8	5	5,1	4,9	5,2	5,4	5,4
Średnica strefy wpływu ciepła	6,5	8,9	8,9	9,5	10,5	10,7	12,1

15. Zgrzewanie oporowe liniowe - opracowanie metodą spawalniczą wraz ze schematem ideowym.

Zgrzewanie oporowe liniowe jest procesem nierozłącznego łączenia liniowego elementów metalowych. Połączenie zgrzewane powstaje w wyniku przepływu prądu elektrycznego o dużej gęstości i działania siły dociskającej zgrzewane elementy w miejscu przepływu prądu.

Prąd przepływający przez zgrzewane elementy umieszczone pomiędzy miedzianymi

elektrodami wytwarza ciepło na rezystancji tych elementów. Ilość ciepła musi być tak

dobrana, aby nastąpiło miejscowe nagrzanie materiału do temperatury bliskiej topliwości.

Bezpośrednio na styku blach dochodzi do roztopienia metalu w wąskiej strefie. Rozgrzany metal zostaje wymieszany pod wpływem siły docisku działającej na elektrody, tworząc trwałe połączenie w postaci jądra zgrzeiny. Średnica jądra zgrzeiny zależy od średnicy elektrod, która jest dobierana do grubości blach.

• na jakość uzyskiwanych zgrzein wpływają zmiany rezystancji zgrzewanych blach, powstające w wyniku zanieczyszczenia ich powierzchni;

• parametry obwodu zgrzewania zależą od ilości ciepła niezbędnego do nagrzania

elementów w miejscu zgrzewania do odpowiednio wysokiej temperatury, przy określonej sile docisku elektrod;

• w czasie zgrzewania elementy są dociskane doczołowo za pomocą siły F;

• w wyniku przepływu prądu na rezystancji styku zgrzewanych elementów wydziela się ciepło, powodując nadtopienie powierzchni stykających się elementów;

• pod wpływem siły docisku następuje spęczenie materiałów w miejscu nagrzania i utworzenie połączenia nierozłącznego;

• elektrody stosowane w zgrzewaniu liniowym mają kształt krążków; obracają się ruchem jednostajnym, co powoduje mechaniczny przesuw, np. łączonych blach.

---