I. Spawanie
W moim modelu występują tylko dwie pozycje spawalnicze: naścienna i pionowa. Oraz jeden rodzaj złącz mianowicie - doczołowe. Obliczenia wykonałem dla spoiny typuY.
Pozycje spawalnicze oraz rodzaj złącza jest zilustrowany na rysunku 1.
1. Ponieważ materiał spawany jest równej grubości do przygotowania przed spawaniem starczy wyszlifowanie brzegów aby spoina była równa i dobrze przylegająca.
2. Z tablicy I dla materiału o grubości 6 mm wybieram średnicę elektrody równą 5 mm.
3. Dobór prądu spawania:
Isp = (15 +6*de)*de [A] = (15 + 30)*5 = 45 * 5 = 225 A
Gdzie: de = (średnica elektrody) = 5mm
isp = 4*Isp / Π * de2 = 7165 [A/mm2]
4. Obliczenie przekroju poprzecznego spoiny (widoczna na rysunku 2):
Fc = f2 * tg(α / 2) + b*g + [f * tg(α / 2) + b/2] * hn = 16 * tg30° +12+(4*tg30°+1)*2=
= 0,58*16 + 12 + 2,3*2 = 25,88 [mm2]
5. Obliczanie liczby warstw spoin:
n = [(Fc - Fs1) / Fs2] + 1 = [(25,88 - 30)/50] + 1 = 0,92 ≅ 1
gdzie:
n - liczba warstw spoin;
Fsp - pole przekroju spoiny;
Fc - pole przekroju całkowitego spoiny;
Fs1 - pole przekroju warstwy I;
Fs2 - pole przekroju warstwy II i następnych.
Fs1 = 6 * de = 6 * 5 = 30 [mm2]
Fs2 = 10 * de = 6 * 10 = 60 [mm2]
6. Obliczanie prędkości spawania:
Vsp = (αsp * Isp) / (Fsp * γ) ponieważ n =1 to Fsp = Fc
czyli:
Vsp = (αsp * Isp) / (Fc * γ) = (9 * 225) / (25,88 * 8) = 9,8 [m/h]
Gdzie:
αsp - współczynnik natapiania = 9[g / (A*h)]
Fsp - aktualnie spawany przekrój spoiny
γ - ciężar właściwy stali = 8 [g / cm3]
7. Obliczanie czasu spawania:
t = L / Vsp1 + (n - 1)*L / Vsp2 ponieważ n = 1
to:
t = L / Sp1 = 38,4 / 8,44 = 4,5 [h]
L = 6 * l + 6 * l1 + 12 * L = 38400 [mm] = 38,4[m]
Vsp1 = (αsp * Isp) / (Fs1 * γ) = (9 * 225) / (6 * 5 * 8) = 8,44[m / h]
8. Obliczanie czasu całkowitego spawania:
tc= tpz + t + tp = 20% * 4,5 + 4,5 + 5% * 4,5 = 5,62 [h]
gdzie:
tp = 5% * t - czas pomocniczy
tpz = 20% * t - czas przygotowawczo- zakończeniowy
9. Obliczanie ciężaru spoiny:
G = αsp * Isp * t = 9 * 225 * 4,5 = 9112,5 [g] = 9,11 [kg]
10. Z tablicy 2 określam ile elektrod jest potrzebnych aby wykonać spawanie:
Ilość elektrod na 1 kg stopiwa dla średnicy równej 5 mm i długości 350 mm wynosi:
22 sztuki
11. Obliczenie zużycia energii:
E = ( G*E / η[kW] + s * t) = ( 9,11 * 3 / 0,65 + 2 * 4,5) = 51 [kW]
Gdzie:
η - spawność z tablicy 3 = 0,65%
s - strata na biegu jałowym z tablicy 4 = 2 kW
II. Zgrzewanie.
Tabelka dla blachy o grubości 0,5 mm.
Czas zgrzewania |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
50 |
55 |
60 |
Średnica zgrzeiny |
3,2 |
3,8 |
4,0 |
4,9 |
4,9 |
4,9 |
5,0 |
5,0 |
Średnica strefy wpływu ciepła |
4,9 |
5,9 |
6,1 |
7,8 |
8,1 |
9,0 |
9,1 |
9,4 |
Tabelka dla blachy o grubości 1 mm.
Czas zgrzewania |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
50 |
55 |
60 |
Średnica zgrzeiny |
4,0 |
4,1 |
4,3 |
4,3 |
4,9 |
4,9 |
5,0 |
5,0 |
Średnica strefy wpływu ciepła |
5,0 |
5,9 |
6,2 |
8,0 |
8,9 |
10 |
11 |
11,2 |
Tabelka dla blachy o grubości 1,5 mm.
Czas zgrzewania |
10 |
15 |
20 |
30 |
40 |
50 |
55 |
60 |
Średnica zgrzeiny |
3,9 |
3,9 |
4,0 |
4,5 |
4,8 |
4,9 |
5,0 |
5,0 |
Średnica strefy wpływu ciepła |
4,5 |
4,8 |
5,9 |
7,1 |
8,1 |
9,4 |
10,8 |
11,9 |
