Файл: Безбах, Д. К. Сварка на открытых площадках в судостроении и судоремонте.pdf

При нагреве основного металла влияние пониженной температуры

тельного подогрева основного металла при сварке на открытых площадках можно не только компенсировать влияние неблагоприят­ ных факторов, но н достичь повышения производительности труда сварщика.

В настоящее время нагрев готовых электродов и электродной проволоки сплошного сечения изучен в большей мере, чем порошко­ вой проволоки. Так как порошковая проволока предназначена преимущественно для сварки на открытых площадках, ниже более подробно освещены закономерности ее нагрева.

В связи с недостаточной изученностью этого вопроса возникла

то тепловой баланс нагрева данного отрезка током можно предста­

где К — зависящий от температуры коэффициент нагрева электрод­ ного материала. Величина К является постоянной для данного элект­ родного материала. Таким образом, регулировать нагрев электрод­ ной проволоки можно только изменением плотности тока и времени нагрева.

20

Определение плотности тока. Для электродной проволоки одно­ родного сечения плотность тока определяется делением силы тока на площадь поперечного сечения проволоки. Порошковая электрод­ ная проволока имеет значительное количество металлического по­ рошка в сердечнике, роль которого в токопроводимостп оставалась

пературы окружающего воздуха до определенной конечной темпе­ ратуры Т, удобнее пользоваться не совокупностью истинных зна­ чений коэффициента К, а средним его значением К для диапазона температур Т 0 — Т. Зависимости средних значений коэффициента теплофизических свойств Кг, коэффициента нагрева электродных

21

материалов /(, плотности р, удельной теплоемкости с и удельного

электрического сопротивления рэ от температуры приведена на рис. 10. Эти данные служат основанием для расчета температуры нагрева электродов п электродных проволок.

Расчет температуры нагрева электрода и электродной проволоки. Из рис. 10 видно, что получить простое математическое выражение для зависимости К (Т) не представляется возможным даже для нор­ мальных условий сварки. На открытых площадках воздействие ветра и низких температур, кото­ рое можетпроявляться ираздельно, и в совокупности, еще больше усложняет картину процесса на-

Т,

°С

1200

800

000

грева. В необходимых случаях по выражению, полученному после интегрирования уравнения (10), путем расчета можно определить температуру нагрева электродов и электродной проволоки в зави­ симости от времени, т. е. Т (I). Однако расчет отличается большой трудоемкостью. Поэтому для практических целей зависимость Т (i) целесообразно разбить на интервалы, для которых математическое выражение имело бы удобную форму.

Изучение кривых Т (t) (температура—время, рис. 11) пока­ зало, что в диапазоне температуры примерно 300— 1400° С при плот­ ности тока свыше 30 А/мм2 они близки к прямой линии. Это значит, что для данного диапазона температуры коэффициент /С, определяе-

22

На основании уравнения (12) получена следующая полуэмпирическая формула для расчета температуры нагрева электродных материалов из углеродистой стали:

Формула (13) справедлива для диапазона температур 300—■ 1400° С, при этом максимальное расхождение с экспериментальными данными не превышает 4%. При отрицательной температуре окру­ жающего воздуха значение Т 0 необходимо брать со знаком минус.

Расчет температуры нагрева Т электродных материалов не яв­ ляется самоцелью. Ее значение необходимо знать для расчета про­ изводительности труда сварщика, определяемой коэффициентом расплавления а р.

Как показывает уравнение (5), коэффициент расплавления за­ висит от т]э, UR, температуры капель Тк и температуры подогрева электрода Тп. т. Последняя, в свою очередь, зависит от плотности тока i и времени нагрева i, которое определяется скоростью подачи электрода v3 и его свободным вылетом I. Если добавить к этому необходимость учета влияния погодных условий, то станет ясно, насколько громоздки будут расчеты. Для ускорения расчетов, повы­ шения их точности и для наглядности картины нагрева электрода и электродной проволоки были разработаны соответствующие но­ мограммы (рис. 12 и 13). Влияние ветра может быть учтено величи­ ной г|э, а температуры окружающей среды— величиной ± Т „ путем

ниями со стрелками. При правильно выбранных параметрах нагрева штриховые линии образуют прямоугольник.

Теплосодержание и гранулометрический состав капель электрод­ ного металла при некоторых способах сварки. Выше было сказано,

23