Главная


Основы сварочного дела




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 22 ... 66 ... 110 ... 154 ... 167
44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87


скачать книгу Основы сварочного дела




охлаждении металла на этом участке происходит перекристаллизация и значительное измельчение зерна. Ме­талл участка приобретает высокие ме­ханические свойства.
...
Зона термического влияния состав­ляет: при ручной сварке электродом без покрытия ~2,5 мм; при сварке электродом с качественным покры­тием ~6 мм; при автоматической сварке под флюсом ~2,5 мм.
...
Следует отметить, что на механи­ческие свойства низкоуглеродистой стали сварка влияет незначительно. При сварке же конструкционных ста­лей в зоне термического влияния про­исходят структурные изменения, сни­жающие качество сварного соеди­нения. При этом в металле шва об­разуются закалочные структуры и да­же трещины. Значительно снизить термическое влияние процесса сварки на металл шва и околошовной зоны и получить качественное сварное сое­динение можно правильным выбором режима и техники сварки, а также хорошей подготовкой кромок свари­ваемых частей.
...
Для заполнения шва в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутка или проволоки. При ручной дуговой сварке применяют плавя­щиеся электроды в виде прутков или стержней с покрытием. При ме­ханизированной сварке используют электрод в виде проволоки, намотан­ной на кассету.
...
Стальная холоднотянутая про­волока, идущая на изготовление электродов или применяемая как сва­рочная проволока, изготовляется по ГОСТ 2246 — 70 следующих диамет­ров: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; '1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм. Проволока поставляется в мотках (бухтах) из одного отреза. Проволока первых семи диаметров
...
и теплостойких сталей; высоколеги­рованные (39 марок) для сварки хромистых, хромоникелевых, нержа­веющих и других высоколегирован­ных сталей. Химический состав неко­торых марок сварочной проволоки приведен в табл. 9.
...
Проволока маркируется индексом Св (сварочная) и следующих за ним букв и цифр. Буквами обозна­чены химические элементы, содержа­щиеся в металле проволоки: А — азот (только в высоколегированных прово­локах), Г — марганец, С — кремний, X — хром, Н — никель, М — молиб­ден, Т — титан, Ю — алюминий, Ц — цирконий и др. Первые две цифры, следующие за индексом Св указы­вают содержание углерода в сотых долях процента, а цифры после букв — содержание данного элемента в про­центах. Отсутствие цифры после буквенного обозначения легирующего элемента означает, что этого элемен­та в проволоке менее одного процен­та. Буква А на конце обозначений марок низкоуглеродистой и легирован­ной проволоки указывает на понижен­ное содержание вредных примесей (серы и фосфора). Например, свароч­ная проволока марки Св-08ХГ2С содержит 0,08% углерода, до 1% хро­ма, до 2% марганца и до 1 % крем­ния.
...
Содержание углерода в сварочной проволоке не превышает 0,12—0,15% (за редким исключением), что сни­жает склонность металла шва к га­зовой пористости и образованию твердых закалочных структур. Содер­жание кремния в углеродистой прово­локе составляет менее 0,03%, так как наличие кремния способствует образо­ванию при сварке пор в металле шва. Допустимое содержание серы и фосфора также ограничено (0,04% каждого элемента), так как они даже при малой концентрации способствуют образованию трещин в сварном шве.
...
Медь и ее сплавы сваривают проволокой и прутками из меди и сплавов на медной основе (ГОСТ 16130—72). Алюминий и алюминиевые сплавы сваривают сварочной проволо­кой из алюминия и его сплавов
...
(ГОСТ 7871—75). Для сварки других металлов и сплавов применяют сва­рочную проволоку или стержни, изго­товленные либо по ГОСТу на свари­ваемый металл, либо по техниче­ским условиям.
...
Вместо дорогостоящей легирован­ной сварочной проволоки успешно применяют порошковую электродную проволоку. Ее изготовляют из сталь­ной ленты, свернутой в трубочку, внутрь которой помещают шихту (порошок), состоящую из смеси фер­росплавов, железного порошка и гра­фита. Диаметр порошковой проволоки 2,5...5 мм. Состав шихты подбирают так, чтобы образовавшийся от рас­плавленных оболочки и шихты жидкий сплав имел после охлаждения хими­ческий состав и свойства, установлен­ные для металла шва. Сварку порош­ковой проволокой производят от­крытой дугой, под флюсом или в защитных газах. При строительно-монтажных работах применяют порошковую проволоку марок ПЛ­АН!, ПП-АН2, ПП-АНЗ, ПП-ДСК. Они позволяют получать металл шва с высокими механическими свой­ствами.
...
В настоящее время получил при­менение разработанный Институтом электросварки им. Е. О. Патона способ сварки самозащитной проволокой, т. е. сплошной легированной проволокой без защитной среды (открытой дугой). Этот способ основан на использова­нии специальных электродных прово­лок, содержащих раскисляющие и стабилизирующие элементы. Обычно при сварке открытой дугой проис­ходит выгорание марганца и кремния, а металл шва обогащается кислоро­дом и азотом. При сварке специаль­ной для данного способа легированной проволокой происходит компенсация выгорания марганца и кремния за счет повышенного их содержания в металле . проволоки. Металл про­волоки содержит также алюминий, титан, цирконий и церий. Эти элементы обеспечивают хорошее рас­кисление металла сварочной ван­ны, образуя соединения, переходящие в шлак. Кроме того, эти элементы
...
связывают азот, нейтрализуя его вред­ное действие на пластичность и вяз­кость металла. Церий и цирконий по­вышают ударную вязкость и пластич­ность металла шва, а также способствуют устойчивому процессу сварки и уменьшению разбрызгивания металла. Этим способом можно произ­водить сварку в углекислом газе постоянным током прямой полярности, что позволяет значительно повысить коэффициент наплавки и производи­тельность сварки. Для этого спо-
...
Металлические электроды изготов­ляют по ГОСТ 9466—75 «Электроды, покрытые металлические для ручной дуговой сварки и наплавки. Классифи­кация, размеры и общие технические требования». Установленные ГОСТом размеры электродов следующие:
...
Типы и требования, предъявляе­мые к металлическим электродам для ручной дуговой сварки конструкцион­ных и теплоустойчивых сталей, регламентированы ГОСТ 9467—75. Для сварки углеродистых и низко­легированных конструкционных ста­лей предусмотрено 9 типов электро­дов (Э38, Э42, Э42А, Э46, Э46А, Э50, Э50А, Э55, Э60); для сварки леги­рованных конструкционных сталей повышенной и высокой прочности — 5 типов (Э70, Э85, Э100, Э125, Э150); для сварки теплоустойчивых сталей — 9 типов (Э-09М, Э-09МХ и др.). При изготовлении стержней большинства этих электродов применяют проволоку Св-08 и Св-08А.
...
Тип электрода обозначается бук­вой Э и цифрой, указывающей гаран­тируемый предел прочности металла шва в кгс/мм2. Буква А в обозна­чении указывает, что металл шва, наплавленный этим электродом, имеет повышенные пластические свойства. Такие электроды применяют при свар­ке наиболее ответственных швов. Каждому типу электрода соответству­ет несколько марок, на каждую из которых разработаны технические ус­ловия. Например, типу Э42 соответ­ствуют электроды ОММ-5, ЦМ-7, МЭЗ-04 и др. Марка электрода — это его промышленное обозначение, ха­рактеризующее стержень и покрытие.
...
Электродные покрытия делят на две группы: тонкие (стабилизи­рующие и ионизирующие) и толстые (качественные). Назначение тонкого покрытия — облегчить возбуждение дуги и стабилизировать ее горение. Для этого покрытие составляют из веществ, атомы и молекулы которых обладают низким потенциалом иони­зации, т. е. легко ионизируются в воздушном промежутке дуги. Такими веществами являются калий, натрий, кальций, барий, литий, стронций и др. Они применяются, как правило, в виде углекислых солей: мел СаСОз, поташ
...
углекислый барий ВаСОз и др. В качестве связующего вещества при­меняют жидкое стекло, представляю­щее собой силикат натрия ЫагО-БЮг-Покрытие наносят на стержень элект-
...
рода слоем толщиной 0,1...0,26 мм, что составляет 1,5...2,5% от массы электрода. Тонкое покрытие не созда­ет защиты для расплавленного метал­ла шва и поэтому при сварке проис­ходит его окисление и азотирование. Шов получается хрупким, пористым, с различными неметаллическими включениями. Поэтому электроды с тонким покрытием используют при вы­полнении неответственных сварных швов.
...
Наиболее простым тонким покры­тием является меловое. Оно состоит из мелкопросеянного чистого мела, разведенного в жидком стекле. На 100 массовых частей мела берется 25...30 массовых частей жидкого стек­ла и полученная смесь размеши­вается в воде до сметанообразного состояния. Электродные стержни оку­нают в этот раствор и сушат при комнатной температуре или в су­шильных шкафах при температуре 30...40°С. Такие электроды дают при сварке швы очень низкого качества и поэтому применяются редко.
...
Более качественные сварные швы дают электроды с тонким покрытием марки К-3 и А-1. Основной составляю­щей этих покрытий является титано­вый концентрат. Покрытие К-3 со­держит 57,8% титанового концентра­та и 42,2% марганцевой руды, а жид­кое стекло составляет 25...35% от мас­сы концентрата и руды. Покрытие А-1 содержит 86,6% титанового концент­рата, 10,2% марганцевой руды, 3,2% калиевой селитры. Жидкое стекло берется в количестве 30...35% от мас­сы перечисленных компонентов. При сварке тонкостенных изделий хорошие результаты дает покрытие МТ, состоя­щее из 62% титанового концентрата, 31% полевого шпата и 7%
...
Сварное соединение высокого ка­чества выполняют электродами с толстым покрытием. Поэтому эти пок­рытия называют качественными. Ка­чественное покрытие выполняет сле-
...
дующие функции: обеспечивает устой­чивое горение дуги; защищает рас­плавленный металл шва от воздейст­вия кислорода и азота воздуха; рас­кисляет образующиеся в металле шва оксиды и удаляет невосстанавливае-мые оксиды в шлак; изменяет состав наплавляемого металла вводом в него легирующих примесей; удаляет серу и фосфор из расплавленного металла шва; образует шлаковую кор­ку над металлом шва, замедляет его охлаждение и тем самым способствует выходу газов и неметаллических вклю­чений на поверхность металла шва. Разработанная советскими учеными теория сварочных процессов дает возможность точно рассчитать сос­тав электродных покрытий в зависи­мости от состава свариваемого метал­ла и требований, предъявляемых к сварному шву.
...
Для выполнения перечисленных выше функций электродное качест­венное покрытие должно содержать следующие компоненты:
...
Ионизирующие вещества для сни­жения эффективного потенциала ио­низации. Это обеспечивает стабильное горение дуги. В качестве ионизирую­щих компонентов в покрытия вводят такие вещества, как мел, мрамор, по­таш, полевой шпат и др.
...
Газообразующие вещества, кото­рые при сварке разлагаются или сгорают, выделяя большое количество газов, создающих в зоне дуги газо­вую оболочку. Благодаря этой обо­лочке металл шва предохраняется от воздействия атмосферного кислорода и азота. Такими газообразующими веществами являются крахмал, дре­весная мука, целлюлоза и др.
...
Раскисляющие вещества, которые обладают большим сродством к кисло­роду и поэтому восстанавливают ме­талл шва. Раскислителями служат ферросплавы, алюминий, графит и др.
...
Шлакообразующие вещества, соз­дающие шлаковую защиту расплав­ленного металла шва, а также капель электродного металла, проходящих через дуговой промежуток. Кроме то­го, шлаки активно участвуют в метал­лургических процессах при сварке и
...
способствуют получению качествен­ного шва. В качестве шлакообразую-щих веществ применяются полевой шпат (К2О
...
Легирующие вещества, которые в процессе сварки переходят из покры­тия в металл шва и легируют его для придания тех или иных физико-ме­ханических свойств. Хорошими леги­рующими веществами являются фер­ромарганец, ферросилиций, ферро­хром, ферротитан. Реже применяют различные оксиды металлов (меди, хрома и др.).
...
Связующие вещества, предназна­ченные для замеса всех компонентов покрытия в виде пасты, а также для связывания пасты на сердечнике эле­ктрода и придания определенной проч­ности после высыхания покрытия. Таким веществом является жидкое стекло. Реже применяется декстрин.
...
Одной из важных характеристик электрода является коэффициент мас­сы покрытия, равный отношению мас­сы покрытия к массе покрытой части электрода.
...
По виду покрытия электроды под­разделяются: с кислым покрытием — условное обозначение А; с основным покрытием — Б; с целлюлозным пок­рытием — Ц; с рутиловым покры­тием — Р.
...
Кислые покрытия содержат руды в виде оксидов железа и марганца; при плавлении они выделяют кисло­род, способный окислить металл ван­ны и легирующие примеси. Для ос­лабления действия кислорода в пок­рытие вводят раскислители в виде ферросплавов. Однако наплавленный металл имеет относительно малую вязкость и пластичность и понижен­ное содержание легирующих приме­сей. К этому виду относятся покрытия ОММ-5, ЦМ-7 и др. Покрытие ОММ-5 состоит из 37% титанового кон­центрата, 21% марганцевой руды, 13% полевого шпата, 20% ферромар­ганца и 9% крахмала. Коэффициент массы покрытия составляет 30 ...38%. Покрытие ЦМ-7 содержит 33% гема­тита (РегОз, 30% ферромарганца,
...
Рутиловые покрытия, основным компонентом которых является рутил (ТЮ2 — двуоксид титана). Шлако-образующими компонентами служат рутил, а также полевой шпат, магне­зит и др. В качестве раскислителя и легирующего компонента применяют ферромарганец. В практике применя­ют покрытия ЦМ-9, МР-3 и др. Покрытие ЦМ-9 содержит 48% рути­ла, 30% полевого шпата, 15% ферромарганца, 5% магнезита и 2% декстрина. Коэффициент массы пок­рытия 38 ...42%. Коэффициент нап­лавки — 9,5 ...10,5 г/(А-ч).
...
Целлюлозные покрытия, содержа­щие главным образом органические компоненты в качестве газообразую­щих и связующих веществ. В ка­честве раскислителей введены фер­ромарганец, ферросилиций. К этой группе относятся покрытия ОМА-2, ЦЦ-1, ВСП ВНИИСТ и др. Покры­тие ОМА-2 состоит из титанового концентрата (36,5%) марганцевой ру­ды (3,5%), калиевой селитры (2%), ферромарганца (6%), ферросилиция (5%) и муки (47%). Коэффициент массы покрытия — 9 ... 10%. Покры­тие ЦЦ-1 содержит 25% рутила, 20% ферромарганца, 45% целлюлозы и 10% талька. Коэффициент массы по­крытия составляет 12 ... 15%. Коэф­фициент наплавки достигает 10 г/(А
...
Основные покрытия, составленные на основе плавикового шпата (СаИг) и мрамора (карбонат кальция СаСОз). Отсутствие в составе этого покрытия оксидов железа и марганца позво­ляет широко легировать наплавляе­мый металл. При сварке можно по­лучить металл шва заранее задан­ного химического состава с хороши­ми механическими свойствами. В качестве раскислителей покрытие со­держит ферротитан, ферромарганец и
...
ферросилиций. В эту группу входят покрытия типа УОНИ-13, содержащие мрамор (51 ... 54%),
...
Условное обозначение электрода включает марку электрода, диаметр стержня, группу по качеству и номер ГОСТа. Например, «Электрод УОНИ 13/45—3,0—2 ГОСТ 9466—75».
...
В промышленности и строительст­ве получили широкое применение сле­дующие марки электродов. Электрод ОММ-5 относится к электродам типа Э42; применяется для сварки от­ветственных конструкций из низко­углеродистой .стали на переменном и постоянном токе. Коэффициент на­плавки достигает 8,0 г/ (А • ч). Свар­ка производится при любом прост­ранственном положении шва. Элект­род ЦМ-7 относится также к электро­дам типа Э42 и применяется для сварки ответственных швов конструк­ций из низкоуглеродистой стали во всех пространственных положениях (при потолочных швах качество свар­ки снижается). Коэффициент наплав­ки равен 11 г/(А-ч). Электрод отли­чается высокой производительностью, так как допускает применение боль­ших плотностей тока. Электрод ЦМ-7с отличается от электрода ЦМ-7 боль­шей толщиной покрытия и предназ­начен для скоростной сварки швов в нижнем положении. Электроды типа УОНИ-13 дают высокое качество ме­талла шва и применяются для сварки ответственных швов из конструкцион­ных сталей. Они выпускаются несколь­ких марок: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 и УОНИ-13/85. Цифры после черты означают получаемый предел прочности металла шва в кгс/мм2. Сварку можно производить при любом положении шва, но только на постоянном токе обратной по­лярности. Эти электроды применяют в заводских и монтажных условиях. Коэффициент наплавки электрода УОНИ-13/45 равен 9,8 г/(А • ч), а у
...
электродов остальных марок — 8 г/ (А • ч). Электрод СМ-11 (тип Э42А) получил большое распространение в строительстве и монтаже сварных конструкций. Наплавленный металл имеет высокие механические свойства. Коэффициент наплавки достигает 10 г/(А-ч).
...
Для сварки ответственных конст­рукций из низкоуглеродистых сталей переменным или постоянным током во всех пространственных положениях хорошие результаты дают электроды типа Э42 марки АНО-5, имеющие коэффициент наплавки 11 г/(А-ч),
...
Для сварки тонколистовой стали толщиной 0,8 ... 2,5 мм применяют электроды ОМА-2 (тип Э42). Коэф­фициент наплавки достигает 9,5 г/ (А • ч). Стержень изготовляют из сварочной проволоки Св-08 диаметром до 3 мм. При больших диаметрах возрастают потери на угар и раз­брызгивание металла.
...
Сварным соеднненнем называется не­разъемное соединение, выполненное сваркой, состоящее из двух детален и соединяющего их сварного шва.
...
ГОСТ 5264—80 устанавливает ос­новные типы, конструктивные элемен­ты и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железо-никелевой и никелевой основах, вы­полняемых ручной дуговой сваркой металлическим электродом при тол­щине свариваемого металла до 175 мм. Установлены слудующие типы соединений: стыковые — условное обозначение С, нахлесточные — Н, тавровые — Т и угловые — У.
...
Сварные швы подразделяют по следующим признакам: по положению относительно действующей силы (рис. 39) —на фланговые (а),
...
Выпуклые швы имеют большее се­чение и поэтому называются усилен­ными. Однако большая выпуклость для швов, работающих при знако­переменных нагрузках, вредна, так как вызывает концентрацию напряжений в местах перехода от шва к поверхности основной детали. Вогнутые швы, ос­лабленные, применяют, как правило, в угловых соединениях; в стыковых сое­динениях они не допускаются. Нор­мальные швы по сечению соответству­ют расчетным и приняты как основ­ной вид сварного шва. Прерывистые швы применяют в том случае, если шов неответственный (сварка ограж­дений, настила и др.) или если по прочностному расчету не требуется сплошной шов. Их применяют в целях экономии материалов, электро­энергии и труда сварщика. Длину / провариваемых участков прерывис­того шва принимают 50... 150 мм, а промежутки делают примерно вдвое больше. Расстояние от начала предыдущего шва до начала после­дующего шва называют шагом шва t.
...
Нахлесточные соединения широко применяют при изготовлении различ­ных строительных конструкций — ко­лонн, мачт, ферм и др. Один элемент соединения накладывается на другой. Величина перекрытия должна быть не менее удвоенной суммы толщин сва­риваемых кромок изделия. Сваривае­мые поверхности не обрабатывают (не считая зачистку кромок). Листы при сварке заваривают с обеих сторон, чтобы не допустить проникновения влаги в зазор между свариваемыми листами.
...
Тавровые соединения — соедине­ния, при которых торец одного эле­мента примыкает к поверхности дру­гого элемента свариваемой конструк­ции под некоторым углом (чаще всего под прямым). В зависимости от наз­начения соединения и толщины ме­талла элементов конструкции сварка может быть осуществлена без скоса, с одно- и двусторонним скосом кро­мок элементов соединения. Для полу­чения прочного шва зазор между свариваемыми элементами составляет 2 ... 3 мм.
...
Угловые соединения осуществляют при расположении свариваемых эле­ментов под прямым или произволь­ным углом и сварка выполняется по кромкам этих элементов с одной или с обеих сторон. Угловые соеди­нения применяют при сварке различ-
...
.вые швы, называемые также Бели­ковыми, — это швы угловых, тавровых и нахлесточных соединений. ГОСТ 2.312—72 ЕСКД устанавливает услов­ные изображения и обозначения свар­ных соединений в конструкторских документах изделий. Условное обоз­начение шва наносят на полке линии-выноски, проведенной от изоб­ражения шва с лицевой стороны, и под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва с оборотной сто­роны. На рис. 43 показан пример обозначения шва стыкового соедине­ния с криволинейным скосом одной кромки, двустороннего, выпол­няемого ручной дуговой сваркой при монтаже изделия. Уснленне снято с обеих сторон. Шероховатость поверх­ности шва с лицевой стороны — #г20, а с оборотной стороны — #г40.
...
Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим свар­ки, обеспечивающий хорошее качест­во сварного соединения, установлен­ные размеры и форму при минималь­ных затратах материалов, электро­энергии н труда.
...
Режимом сварки называется сово­купность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение н сварочный ток, скорость перемещения электрода вдоль шва и др. Основными парамет­рами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и зна-
...
чение сварочного тока. Остальные па­раметры выбирают в завнснмостн от марки электрода, положения сварива­емого шва в пространстве, вида оборудования и др.
...
Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины сваривае­мых кромок, вида сварного соедине­ния и размеров шва. Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых кромок.
...
вается и больше окисляется и азоти­руется. Шов получается бесформен­ным, а металл шва содержит боль­шое количество оксидов. Для электро­дов с толстым покрытием длину дуги указывают на заводской этикетке.
...
В процессе сварки электроду сооб­щаются следующие движения (рис. 44): а—по направлению оси элек­трода / в зону дуги. Скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоянство длины дуги; б — вдоль линии свариваемого шва 2. Скорость перемещения не должна быть большой, так как металл электрода не успеет сплавиться с ос­новным металлом (непровар).При ма­лой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла. Шов получается широкий, толстый. Произ­водительность сварки оказывается низкой; в — поперечные колебатель­ные движения применяют для полу­чения уширенного валика шириной, равной 3 ... 4 йэ. Поперечные движе­ния замедляют остывание направляе­мого металла, облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металлов и получению высококачест­венного шва. Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно заварить.
...
Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не выте­кает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность метал­ла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении. Стыковые швы без скоса кромок вы­полняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После проварки шва с одной стороны изде­лие переворачивают и, тщательно очистив от подтеков и шлака, зава­ривают шов с другой стороны.
...
Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва. При толщине кромок (1,3 ... 1,6) с13
...
Сварочную дугу возбуждают дву­мя приемами. Можно коснуться сва­риваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от по­верхности изделия на 3... 4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же рас­стояние (по методу зажигания спич­ки). Прикосновение электрода к изде­лию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию («примерзает»). Отрывать «примерзший» электрод следует рез­ким поворачиванием его вправо и вле­во.
...
Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение высококачест­венного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше под­вергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга пре­рывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина про-плавления недостаточная, расплав­ленный металл электрода разбрызги-
...
Сварку стыковых швов с У-образной разделкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большой толщине — в два слоя и бо­лее. Первый слой наплавляют высотой 3 ... 5 мм электродом диаметром 3 ... 4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4...5 мм. Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить ме­таллической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла. После заполнения всей разделки шва изде­лие переворачивают и выбирают не­большую канавку в корне шва, кото­рую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый шов. Стыковые швы с Х-образной раздел­кой выполняют аналогично многослой­ным швам с обеих сторон разделки. Угловые швы в нижнем положении лучше выполнять в положении «лодоч­ка» (рис. 45, а). Если изделие не мо­жет быть так установлено, необхо­димо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свари­ваемых кромок. Сварку следует начи­нать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку, как показа­но на рис. 45, б. При наложении многослойного шва первый валик вы­полняют ниточным швом электродом диаметром 3 ... 4 мм. При этом необ­ходимо обеспечить хороший провар
...
Вертикальные швы менее удобно сваривать, так как сила тяжести ув­лекает капли электродного металла вниз. Вертикальные швы следует вы­полнять короткой дугой и снизу вверх (рис. 45, в).
...
Горизонтальные швы — для их вы­полнения подготавливают кромки с односторонним скосом у верхнего лис­та (рис. 45, д).
...
кой квалификации сварщика. Приме­няют электроды диаметром не более 5 мм при уменьшенном сварочном токе. Следует применять тугоплавкое покрытие электрода, образующее «че­хольчик», в котором удерживается расплавленный металл электрода. Ду­га должна быть как можно ко­роче для облегчения перехода ка­пель металла электрода в кратер шва.
...
Выбор способа и порядка выпол­нения сварных швов зависит главным образом от толщины металла и протяженности шва. При сварке тонколистовой стали необходимо стро­гое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность
...
Сталь толщиной 0,5 ... 1,0 мм сле­дует сваривать внахлестку с проплав-лением через верхний лист (рис. 46, а)
...
женности. Условно принято различать: короткие швы длиной до 250 мм, средние швы длиной 250... 1000 мм и длинные швы протяженностью более 1000 мм. Короткие швы выполняют сваркой на проход (рис. 48, а).
...
Сварка при низких температурах отличается следующими основными особенностями. Стали изменяют свои механические свойства, понижается ударная вязкость и уменьшается угол загиба, ухудшаются пластические свойства и несколько повышается хрупкость, а отсюда склонность к об­разованию трещин. Это особенно за­метно у сталей, содержащих углерод более 0,3%, а также у легированных сталей, склонных к закалке. Металл сварочной ванны охлаждается значи­тельно быстрее, а это приводит к повышенному содержанию газов и шлаковых включений и, как следст­вие, — к снижению механических свойств металла шва. В связи с этим установлены следующие ограничения сварочных работ при низкой темпе­ратуре. Сварка стали толщиной более 40 мм при температуре 0°С до­пускается только с подогревом.Подог­рев необходим для сталей толщиной 30 ... 40- мм при температуре ниже
...
— 10°С, для сталей толщиной 16... 30 мм при температуре ниже — 20°С и для сталей толщиной менее 16 мм при температуре ниже — 30°С.
...
Для подогрева применяют горелки, индукционные печи и другие нагре­вательные устройства. Сварку произ­водят электродами типа Э42А, Э46А, Э50А, обеспечивающими высокую пластичность и вязкость металла шва. Сварочный ток на 15...20% выше нор­мального. Рабочее место должно быть защищено от ветра и снега.
...
(методом опирання). Для получения глубокого проплавлення используют электрод 4 (рис. 49) с утолщен­ным покрытием. Стержень электрода плавится быстрее покрытия, поэтому на конце электрода образуется «че­хольчик». Опираясь этим чехольчиком на кромки свариваемого изделия, пе­ремещают электрод вдоль шва 3 без колебательных движений (/ — шлак, 2 — металл шва, 5 — основной ме­талл). Для получения узких швов
...
рытой чехольчиком зоне дуги потери металла на угар и разбрызгивание минимальные. Сварочный ток может быть повышен на 40 ... 60% по срав­нению с нормальным. Метод особен­но эффективен при сварке угловых и тавровых соединений в нижнем поло­жении или «в лодочку». Основным электродом для сварки с глубоким проплавлением является ЦМ-7с. Ме­нее эффективно применение электро­дов ОММ-5, МЭЗ-04. Сварка таким методом не требует высокой квали­фикации и легко осваивается свар­щиком.
...
Сварка пучком электродов (рис. 50). Два или несколько электродов с качественным покрытием связывают в двух-трех местах по длине тонкой проволокой, а оголенные от покры­тия концы прихватывают сваркой. Через электрододержатель ток подво­дится одновременно ко всем электро­дам. Дуга возбуждается на том электроде, который ближе к сваривае­мому изделию. По мере проплавления дуга переходит от одного электрода к другому. При таком методе элект­род нагревается значительно меньше, что позволяет работать при больших токах. Например, при трех электродах диаметром 3 мм допустимый свароч­ный ток достигает 300 А. Потери ме­талла на угар и разбрызгивание не возрастают. При этом, производитель­ность сварки повышается в 1,5 ... 2 ра­за. Коэффициент наплавки электродов увеличивается, так как стержни элект­родов все время подогреваются теп­лотой дуги. Однако пучком электро­дов невозможно обеспечить хороший провар корня шва. Поэтому прихо­дится предварительно одиночным электродом проваривать корень раз­делки и затем производить сварку шва пучком электродов. Этот метод дает высокую производительность при на­плавочных работах.
...
Сварка трехфазной дугой. Свар­ка осуществляется двумя электрода­ми, изолированными друг от друга (рис. 51,
...
рекомендуется усиливать нажим на электрод в направлении сварки, а для получения широких швов нажим необходимо ослаблять.
...
Такой метод обеспечивает повы­шение производительности сварки на 50 ... 70% за счет уменьшения рас­хода наплавляемого металла на еди­ницу длины шва. Короткая дуга и большая концентрация теплоты зна­чительно увеличивают глубину про-плавления основного металла. В зак-
...
временно горят три сварочные дуги: по одной между каждым электродом и изделием и третья между электродами. Такая схема значительно повышает устойчивость горения дуги, улучшает степень использования теплоты дуги и позволяет снизить напряжение хо­лостого хода. Для сварки применяют электроды марок ЦМ-7, ОММ-5. УОНИ-13.
...
При сварке трехфазной дугой при­меняют также следующие схемы: сварку двумя одинарными электродо-держателями (рис. 51, б); сварку од­ним одинарным электрододержателем и вторым электродом, уложенным в разделку шва изолированно от сва­риваемого изделия (рис. 51, в)
...
Сварка ванным способом. Ванный способ применяют при сварке сты­ков арматуры железобетонных конст­рукций (рис. 52,
...
Сущность способа заключается в следующем: к стержням арматуры в месте стыка при­варивают стальную форму, в которой теплотой дуги создают ванну расплав­ленного металла, непрерывно подогре­ваемую дугой. От теплоты металла ванны плавятся торцы свариваемых стержней, образуется общая ванна ме­талла шва и затем при остыва­нии — сварное соединение. При свар­ке вертикальных швов в качестве фор­мующей детали применяют штампо­ванную форму из листовой стали (рис. 52, б), которую приваривают к нижнему стержню. Затем прихва­тывают конец верхнего стержня к нижнему и переходят к заполнению формы наплавляемым металлом. Для выпуска шлака прожигают электро­дом отверстия в стенке формы, кото­рые затем заваривают. Процесс свар­ки ведут при больших токах. Напри-
...
мер, для электродов диаметром 5...6 мм сварочный ток достигает 400 ... 450 А. Сварку при низких температу­рах выполняют током выше установ­ленного на 10... 12%. Зазор между торцами свариваемых стержней дол­жен быть не менее удвоенного диа­метра электрода. Сварку можно вы­полнять одним или несколькими электродами одновременно. Рекомен­дуется применять электроды марки УОНИ-13/55 (типа Э50А). Ванный способ значительно уменьшает расход электродов и электроэнергии и снижа­ет трудоемкость и себестоимость сварочных работ.
...
Сварочные деформации и напряже­ния являются следствием многих при­чин. Они значительно снижают меха­ническую прочность сварной конст­рукции. Основными причинами воз­никновения сварочных деформаций и напряжений являются неравномерное нагревание и охлаждение изделия, литейная усадка наплавленного ме­талла и структурные превращения в металле шва.
...
Неравномерное нагревание и ох­лаждение вызывают тепловые напря­жения и деформации. При сварке происходит местный нагрев неболь­шого объема металла, который, рас­ширяясь, воздействует на близле­жащие менее нагретые слои металла. Напряжения, возникающие при этом, зависят главным образом от темпе­ратуры нагрева, коэффициента линей­ного расширения и теплопроводности свариваемого металла. Чем выше тем­пература нагрева, а также чем боль­ше коэффициент линейного расшире­ния и ниже теплопроводность металла, тем большие тепловые напряжения и деформации развиваются в сваривае­мое шве.
...
Литейная усадка вызывает напря­жения в сварном шве в связи с тем, что при охлаждении объем наплав­ленного металла уменьшается. Вслед­ствие этого в близлежащих слоях металла возникают растягивающие
...
превращений. Вследствие этого разви­вающиеся напряжения оказываются достаточными для возникновения тре­щин в шве.
...
Внутренние напряжения умень­шают прочность сварной конструк­ции. Кроме того, если сварной шов нагружен внешними силами, то внут­ренние напряжения, накладываясь на напряжения от внешних сил, снижают запас прочности конструкции, а в не­которых случаях могут вызвать ее разрушение. Для уменьшения внут­ренних напряжений и деформаций применяют ряд технологических мер и приемов наложения сварных швов. Важное значение имеют правильный выбор конструкции изделия, располо­жение сварных швов, последователь­ность их выполнения и режимы сварки.
...
Уменьшения внутренних напряже­ний достигают следующими мерами. Длинные швы выполняют об-ратноступенчатым способом на проход (рис. 53, а).
...
Для вязких металлов могут быть рекомендованы способы сварки, зна­чительно снижающие остаточные де­формации. Первый способ: элементы свариваемой конструкции закрепляют в сборочно-сварочном приспособле­нии, в котором изделие собирают, сваривают и оставляют до полного остывания. Второй способ, широко применяемый на практике, заключа­ется в интенсивном отводе теплоты, например, частичным погружением из­делия в воду, охлаждением струей
...
Структурные превращения вызы­вают растягивающие и сжимающие напряжения в связи с тем, что они в некоторых случаях сопровождаются изменением объема свариваемого ме­талла. Например, у углеродистых сталей при нагреве происходит об­разование аустенита из феррита — этот процесс сопровождается умень­шением объема. При больших скорос­тях охлаждения высокоуглеродистых сталей аустенит образует мартенсит-ную структуру, менее плотную, чем аустенит; этот процесс сопровождает­ся увеличением объема. При сварке низкоуглеродистой стали напряжения, возникающие от структурных прев­ращений, небольшие и практического значения не имеют. Стали, содержа­щие более 0,35% углерода, и боль­шинство склонных к закалке легиро­ванных сталей дают значительные объемные изменения от структурных
...
У сталей, склонных к образованию закалочных структур, резкое охлаж­дение сварного шва и околошовной зоны вызывает значительные внутрен­ние напряжения и даже появление трещин в наплавленном металле. Для уменьшения разности темпе­ратур в изделии и обеспечения медлен­ного охлаждения применяют предва­рительный подогрев изделия. При сварке в условиях низких темпера­тур такой подогрев обязателен даже для низкоуглеродистых сталей.
...
Для снятия внутренних напряже­ний иногда применяют термическую обработку сварных изделий, главным образом отжиг или нормализацию. Отжиг применяют полный или низко­температурный. Полный отжиг заклю­чается в нагреве изделия до 800 ... 950°С, выдержке при этой темпе­ратуре и последующем медленном охлаждении вместе с печью. В резуль­тате такой обработки пластичность и вязкость наплавленного металла и металла зоны термического влияния возрастают, а твердость металла сни­жается. При этом в сварном изделии
...
полностью снимаются внутренние на­пряжения. Низкотемпературный от­жиг (или высокий отпуск) заклю­чается в нагреве сварного изделия до 600 ... 650°С, выдержке при этой температуре и последующем охлаж­дении вместе с печью. Так как температура нагрева ниже критичес­кой, структурные изменения в металле не происходят. При меньших темпе­ратурах нагрева сварочные напряже­ния снимаются частично.
...
Нормализация заключается в наг­реве изделия до температуры на 30... 40° С выше критической, вы­держке при этой температуре и охлаждении на воздухе (т. е. с несколько большей скоростью, чем при отжиге). Такая обработка является наилучшей для сварных изделий, так как не только снимает внутренние напряжения, но позволяет получить мелкозернистую структуру металла. Особенно следует рекомендовать нор­мализацию для сварных.изделий из низкоуглеродистых сталей, содержа­щих углерода менее 0,25%. Для термо­обработки крупногабаритных сварных изделий применяют мощные термо­печи.
...
Автоматическая и полуавтомати­ческая сварка под флюсом — один из основных способов выполнения сварочных работ в промышленности и строительстве. Обладая рядом важ­ных преимуществ, она существенно изменила технологию изготовления сварных изделий, таких, как сталь­ные конструкции, трубы большого диаметра, котлы, корпуса судов. Вследствие изменения технологии из­готовления произошли изменения и самих сварных конструкций: широко применяются сварно-литые и свар-но-кованые изделия, дающие огром­ную экономию металла и труда. Одна­ко многие сварочные операции, по тех­нологической необходимости выпол-
...
няют ручной дуговой сваркой. При ручной дуговой сварке непрерывность процесса обеспечивает сварщик, пода­вая электрод в зону дуги и переме­щая дугу вдоль свариваемого шва. Процесс ручной сварки, обладая ря­дом преимуществ, имеет два недос­татка—малую производительность й неоднородность шва, зависящих от квалификации сварщика. Кроме того, производительность ручной сварки ограничивается максимально допусти­мым значением сварочного тока для применяемых при ручной сварке диаметров электродов. При больших токах электрод длиной 350 ... 450 мм сильно перегревается, что затрудняет нормальный процесс сварки.
...
волока 3 с помощью ведущего 5 и нажимного 4 роликов подается в зону сварки. Кромки свариваемого изде­лия 7 в зоне сварки покрываются слоем флюса, подаваемого из бункера /. Толщина слоя флюса составля­ет ~ 30 ... 50 мм. Сварочный ток под­водится от источника тока к электроду через токоподводящий мундштук 6, находящийся на небольшом расстоя­нии (40... 60 мм) от конца элек­тродной проволоки. Благодаря этому при автоматической сварке можно применять большие сварочные токи. Дуга // возбуждается между свари­ваемым изделием и электродной про­волокой. При горении дуги образуется ванна расплавленного металла 10, закрытая сверху расплавленным шла­ком 9 и оставшимся нерасплавленным флюсом 8. Нерасплавившийся флюс отсасывается шлангом 2 обратно в бункер. Пары и газы, образующиеся в зоне дуги, создают вокруг дуги замк­нутую газовую полость 12. Некото­рое избыточное давление, возникаю­щее при термическом расширении га­зов, оттесняет жидкий металл в сто­рону, противоположную направлению сварки. У основания дуги (в кратере) сохраняется лишь тонкий слой метал­ла. В таких условиях обеспечивается глубокий провар основного металла. Так как дуга горит в газовой полости, закрытой расплавленным шлаком, то значительно уменьшаются потери теп­лоты и металла на угар и разбрызги­вание.
...
По мере перемещения дуги вдоль разделки шва наплавленный металл остывает и образует сварной шов. Жидкий шлак, имея более низкую температуру плавления, чем металл, затвердевает несколько позже, замед­ляя охлаждение металла шва. Продол­жительное пребывание металла шва в расплавленном состоянии и медлен­ное остывание способствуют выходу на поверхность всех неметаллических включений и газов, получению чистого, плотного и однородного по химичес­кому составу металла шва.
...
Механизация движений электрода позволила автоматизировать процесс сварки. Для получения качественных сварных швов взамен электродных покрытий применяют гранулирован­ное вещество, называемое флюсом. Основные принципы автоматической сварки под флюсом были разработаны Н. Г. Славяновым в 1892 г. В 1927 г. Д. А. Дульчевский разработал спо­соб электродуговой сварки под слоем флюса и создал первую автомати­ческую установку для сварки ме­таллов. Дальнейшее развитие авто­матической сварки и внедрение ее в промышленность и строительство осу­ществлялось Институтом электросвар­ки им. Е. О. Патона, ЦНИИТмашем, ВНИИ электросварочного оборудова­ния и другими организациями.
...
Автоматическая сварка под флю­сом производится с помощью авто­матической установки (сварочная го­ловка или сварочный трактор). Эта установка подает электродную прово­локу и флюс в зону сварки, переме­щает дугу вдоль свариваемого шва и поддерживает стабильное ее горе­ние.
...
высокая производительность, пре­вышающая производительность руч­ной сварки в 5 ... 10 раз. Она обес­печивается применением больших то­ков, более концентрированным и пол­ным использованием теплоты в закрытой зоне дуги, снижением тру­доемкости за счет автоматизации про­цесса сварки;
...
высокое качество сварного шва вследствие хорошей защиты металла сварочной ванны расплавленным шлаг ком от кислорода и азота воздуха, легирования металла шва, увеличения плотности металла при медленном охлаждении под слоем застывшего шлака;
...
экономия электродного металла при значительном снижении потерь на угар, разбрызгивание металла и огар­ки. При ручной сварке эти потери достигают 20 ... 30%, а при автома­тической сварке под флюсом они не превышают 2 ... 5%;
...
экономия электроэнергии за счет более полного использования теплоты дуги. Затраты электроэнергии при автоматической сварке уменьшаются на 30 :.. 40%.
...
Кроме этих преимуществ, следует отметить, что при автоматической сварке условия труда значительно лучше, чем при ручной сварке: дуга закрыта слоем шлака и флюса, выде­ление вредных газов и пыли значитель­но снижено, нет необходимости в за­щите глаз и кожи лица сварщика от излучения дуги, а для вытяжки газов достаточно естественной вытяжной вентиляции. К квалификации опера­тора автоматической сварочной ус­тановки предъявляются менее высо­кие требования.
...
Однако автоматическая сварка имеет и недостатки: ограниченная маневренность сварочных автоматов, сварка выполняется главным образом в нижнем положении.
...
Флюсы служат для защиты нап­лавляемого металла от воздуха и для легирования металла шва необходи­мыми присадками. Взаимодействуя в процессе сварки с жидким металлом, расплавленный флюс в значительной
...
степени определяет химический состав металла, а следовательно, и его меха­нические свойства. Образуя затем над металлом шва корку шлака, флюс способствует медленному остыванию металла, выходу на поверхность га­зов и шлаковых включений и тем са­мым образованию плотного и высоко­качественного шва. При этом корка шлака легко отделяется от металла шва. Флюс также способствует устой­чивому горению дуги и стабильному течению процесса сварки.
...
со­ответствии с требованиями ГОСТ 9087—81. Флюсы АН-348-А, АН-348-ЛМ, АН-348-В, АН-348-ВМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60 и ФЦ-9 предназна­чены для механической сварки и наплавки углеродистых и низколеги­рованных сталей углеродистой и низ­колегированной сварочной проволо­кой. Флюс АН-8 применяют при электрошлаковой сварке углеродис­тых и низколегированных сталей и сварке низколегированных сталей уг­леродистой и низколегированной сва­рочной проволокой. Флюсы АН-15М, АН-18, АН-20С, АН-20СМ и АН-20П служат для дуговой автоматической сварки и наплавки высоколегирован­ных и среднелегированных сталей со­ответствующей сварочной проволокой. Флюс АН-22 предназначен для элек­трошлаковой сварки и дуговой авто­матической наплавки и сварки низко- и среднелегированных сталей соответст­вующей проволокой. Флюсы АН-26С, АН-26СП и АН-26П применяют при автоматической и полуавтоматической сварке нержавеющих, коррозион­но-стойких и жаропрочных сталей соответствующей сварочной проволо­кой. Флюсы АН-17М, АН-43 и АН-47 предназначены для дуговой сварки и наплавки углеродистых, низко- и среднелегированных сталей повышен­ной и высокой прочности соответст­вующей проволокой.
...
процесс образования оксида углеро­да СО, который является одной из основных причин образования пор в наплавленном металле. Кремний так­же является хорошим раскислителем, но как легирующий элемент при свар­ке под флюсом имеет ограниченное применение.
...
Неплавленые флюсы изготовляют следующим 'образом: исходные мате­риалы предварительно тонкоразмалы-вают и замешивают в строго опре­деленных соотношениях с водным раствором жидкого стекла. Получен^ ную тестообразную массу протирают через сито, обеспечивающее получение частиц необходимой грануляции. За­тем сушат в сушильных печах в тече­ние 15... 20 мин при температуре 150° С и прокаливают при температуре 300 ... 350° С.
...
Неплавленые керамические флюсы, предложенные акад. К- К- Хреновым, позволяют значительно проще легиро­вать металл шва различными при-
...
месями. Для этого в состав флюса вводят необходимое количество леги­рующих примесей в виде металли­ческого порошка, минеральных ве­ществ или ферросплавов. По сравне­нию с плавлеными вторым важным преимуществом керамических флюсов является их малая чувствительность к ржавчине, окалине и влаге на поверх­ности свариваемых кромок деталей. Это особенно важно при строитель­но-монтажных работах на открытом воздухе.
...
Керамические флюсы имеют в сво­ем составе не только минеральные шлакообразующие вещества, но и фер­росплавы, которые обеспечивают хоро­шее раскисление металла шва и необ­ходимое его легирование. При изго­товлении керамических флюсов фер­росилиций и ферромарганец следу­ет подвергать пассивированию. Сос­тавы керамических флюсов, %:
...
условие в процессе сварки нарушает­ся различными факторами: изменени­ями напряжения в сети, нечеткой работой подающего механизма, неров­ностями поверхностей свариваемых кромок, при которых изменяется дуго­вой промежуток, и др. Для того чтобы процесс сварки протекал ус­тойчиво, а длина дуги сохранялась постоянной, применяют автоматы двух типов: автоматы с переменной ско­ростью подачи электродной проволо­ки, зависящей от величины дугового промежутка, и автоматы с постоянной скоростью подачи электродной прово­локи.
...
Автоматы с переменной скоростью подачи электродной проволоки имеют сложную электрическую схему и поэ­тому получили ограниченное приме­нение (при низких напряжениях и малых сварочных токах). Большее применение в сварочном производ­стве получили автоматы с постоян-
...
ной скоростью подачи электродной проволоки. Они работают по схеме, предложенной в 1942 г. В. И. Дятло­вым (Институт электросварки им. Е. О. Патона). Электродвигатель, обеспечивающий через редуктор и ролики подачу электродной прово­локи, питается непосредственно от се­ти. Поэтому скорость вращения элек­тродвигателя будет постоянна незави­симо от длины (следовательно, и напряжения) дуги.
...
Саморегулирование осуществляет­ся следующим образом. Если в про­цессе сварки длина дуги уменьшит­ся (например, из-за неровностей на поверхности свариваемых кромок), то напряжение на дуге понизится. Так как внешняя характеристика источни­ка питания дуги падающая, то уменьшение напряжения приведет к возрастанию сварочного тока и тем самым к увеличению скорости плав­ления электродной проволоки (ско-
...
рость плавления проволоки почти пропорциональна сварочному току). Повышение скорости плавления про­волоки при постоянной скорости ее подачи приведет к удлинению дуги, т. е. к восстановлению установленного режима сварки. Если же длина дуги увеличится, то напряжение возрастет и в соответствии с внешней характе­ристикой источника тока сварочный ток понизится. Следовательно, ско­рость плавления электродной про­волоки уменьшится, что при постоян­ной скорости ее подачи приведет к сокращению дугового промежутка. Процесс саморегулирования протека­ет нормально при питании дуги пос­тоянным током. При переменном токе для устойчивой работы автомата коле­бания напряжения в сети не должны превышать б ... 8%.
...
Автоматические подвесные головки неподвижные и самоходные разрабо­таны Институтом электросварки им. Е. О. Патона, ЦНИИТмашем и заво­дом «Электрик». Автоматическая го­ловка АБС (рис. 56) конструкции Института электросварки им. Е. О. Па­тона состоит из трех отдельных узлов.
...
Узел А — собственно сварочная головка — состоит из электродвигате­ля 5, механизма подачи проволоки 6 с пр°вйльным механизмом 7, токо-
...
подводящего мундштука 8, корректи­ровочного механизма 9 для направ­ления головки по шву и трех-кнопочного пульта управления 4. Набор сменных шестерен механизма подачи позволяет изменять скорость подачи электродной проволоки от 28,5 до 225 м/ч. Узел
...
Головка АБС предназначена для сварки стыковых, угловых и нахлесточ-ных швов. При этом узлы, входящие в головку АБС, позволяют использо­вать ее как подвесную неподвижную (А или АБ) и как самоходную (АБС). Краткая техническая характеристика сварочной головки АБС:
...
Для электродной проволоки большего диаметра применяют мундшук с двумя бронзовыми контактами, между кото­рыми перемещается проволока. Прав­ка электродной проволоки осущест­вляется специальным правильным ме­ханизмом, состоящим из трех роликов.
...
Сварочный трактор снабжен двумя бункерами для флюса: один бункер применяют при сварке вертикальным электродом, а второй — при сварке наклонным электродом. Толщина на­сыпаемого слоя флюса устанавливает­ся вертикальным перемещением па­трубка, по которому подается флюс в разделку кромок. Если сваривают стыковой шов без разделки кромок, то трактор направляют вручную. Если сваривают шов с разделкой кромок, то на одну из штанг подвески устанав­ливают копир, состоящий из двух последовательно расположенных ро­ликов, которые при сварке катятся по разделке кромок и тем самым направляют трактор вдоль сваривае­мого шва. При сварке угловых швов «в лодочку» копировальным элемен­том служит ролик, закрепленный на штанге и катящийся по углу сва­риваемого шва. Трактор имеет трех-кнопочный пульт управления. Кроме того, есть дополнительный пульт уп­равления, используемый при сварке кольцевых швов на цилиндрических изделиях (котлы, цистерны или иные резервуары), для управления электро­двигателем стенда, на котором вра­щается свариваемое изделие.
...
Сварочный трактор АДС-1000-2 (рис. 58) состоит из самоходной каретки 7, на которой закреплена вертикальная колонка 5 с подъемным механизмом 6. Эта колонка удержива­ет на себе коромысло 4. На одной стороне коромысла установлена авто­матическая головка 10 с подающим механизмом 8 и бункер для флюса //, а на другой стороне—кассета 2 с электродной проволокой и приборы пульта управления /. Автоматическая головка может поворачиваться вокруг оси коромысла на 45° в обе стороны, а относительно оси вертикальной ко­лонки на 180°. Подъемный механизм головки состоит из червячной пары
...
Сварочный трактор ТС-17М (рис. 57) применяется при изготовлении и монтаже различных строительных кон­струкций (ферм, мачт, балок), при сварке под флюсом наружных и внут­ренних кольцевых швов, а также при сварке труб и резервуаров диаметром более 800 мм. Им можно сваривать все виды швов в нижнем положении. Трактор имеет один электродвигатель трехфазного тока, который приводит в движение механизм подачи элек­тродной проволоки и механизм перед­вижения трактора вдоль свариваемого шва. Подающий механизм состоит из понижающего редуктора и двух роли­ков (ведущего и прижимного), меж­ду которыми протаскивается электрод­ная проволока. Механизм передвиже­ния трактора состоит из редуктора и двух ведущих бегунов, вал которых соединен с редуктором фрикционной муфтой. Наличие сменных шестерен позволяет в широких пределах изме­нять скорость подачи электродной про­волоки и скорость передвижения трак­тора в соответствии с режимом сварки. В комплекте трактора имеется два токоподводящих мундштука. Для электродной проволоки диаметром 1,6... 2,0 мм применяют трубчатый мундштук с бронзовым наконечником, смещенным к оси трубки, который обеспечивает хороший электрический контакт с электродной проволокой.
...
и направляющей колонки. В отличие от сварочных тракторов типа ТС и УТ трактор АДС-1000-2 имеет регули­ровку скорости подачи электродной проволоки в зависимости от напряже­ния сварочной дуги. Трактор снабжен электродвигателем постоянного тока 9 для механизма подачи электродной проволоки и электродвигателем пос­тоянного тока 3 для перемещения ка­ретки трактора. Эти двигатели питают­ся от отдельных генераторов постоян­ного тока, которые приводятся во вра­щение электродвигателем переменного тока. У генератора, питающего элек­тродвигатель механизма подачи элек­тродной проволоки, имеется дополни­тельная обмотка возбуждения; эта обмотка питается от сварочной цепи через селеновые выпрямители. Благо­даря этому удается автоматически ре­гулировать скорость подачи электрод­ной проволоки в зависимости от нап­ряжения дуги. При увеличении нап­ряжения дуги повышается частота вращения электродвигателя, увеличи­вается скорость подачи проволоки и тем самым уменьшается дуговой про­межуток, а следовательно, и напря­жение дуги. При уменьшении дугового промежутка напряжение дуги падает, частота вращения электродвигателя снижается, подача электродной
...
проволоки замедляется и автомати­чески восстанавливается принятый ре­жим сварки. Для плавного изменения частоты вращения электродвигателей постоянного тока в обмотку воз­буждения генераторов, питающих эти двигатели, включают потенциометры. Питание сварочным током трактора производится от сварочного аппарата переменного тока ТСД-1000-3. Пульт управления трактора состоит из кон­трольных приборов, показывающих напряжение и сварочный ток, ручек потенциометров, служащих для уста­новки режима сварки, кнопок пуска двигателя и включения автомата, подъема и опускания электродной про­волоки и дистанционного управления сварочным трансформатором ТСД-1000-3 при установлении сварочного тока.
...
Шланговые полуавтоматы сочета­ют в себе универсальность и манев­ренность ручной сварки с преимуще­ствами автоматической сварки под флюсом. Полуавтомат производит только подачу электродной проволоки в зону дуги, а дугу вдоль свариваемо­го шва перемещает сварщик с по­мощью специального электрододержа-теля. Сварка производится при повы­шенных плотностях тока — до 200 А/мм2, что позволяет применять элек-
...
тродную проволоку диаметром 1,2 ... 2,5 мм. Высокие плотности тока по­вышают температурный режим свар­ки, коэффициент плавления и глу­бину провара шва. Вследствие этого допускается некоторое уменьшение разделки кромок, а значит уменьшает­ся необходимый расход электродной проволоки на .единицу длины шва. При этом не только повышается произво­дительность сварки, но и значительно сокращается расход электроэнергии. В сварочном производстве получили большое распространение шланговые полуавтоматы ПШ-5, ПШ-54, разра­ботанные Институтом электросварки им. Е. О. Патона, и ПДШ-500 за­вода «Электрик».
...
На рис. 59 представлена схема шлангового полуавтомата ПШ-54. Он состоит из источника тока /, шкафа управления 2, кассеты с электродной проволокой 3, механизма подачи проволоки 4, гибкого шланга 5, кото­рый заканчивается держателем ,6. Бухта электродной проволоки заправ­ляется в кассету после тщательной очистки от грязи, масла и ржавчины. Электродная проволока подается с помощью электродвигателя трехфаз­ного тока мощностью 100 Вт, который через редуктор вращает ведущий ро­лик механизма подачи. Между веду­щим' и прижимным роликами протас­кивается электродная проволока. Пе­реключая шестерни коробки скорос­тей, можно изменять скорость пода-
...
Шланговый провод (рис. 60) дли­ной 3,5 м и диаметром 27 мм служит для подачи электродной проволоки / по центральному каналу в зону дуги. В шланг вмонтированы провод 4 для подвода сварочного тока и провода 3 управления пуском и выключением электродвигателя механизма подачи, включением и выключением сварочно­го тока (2
...
В полуавтоматах ПШ-5 электро­двигатель механизма подачи электрод­ной проволоки и ток сварочной цепи включаются и выключаются с по­мощью пусковой кнопки на рукоятке.
...
Шланговый полуавтомат ПДШ-500 имеет по сравнению с полуав­томатами типа ПШ две существен­ные особенности. Полуавтомат рабо­тает по принципу зависимости скорос­ти подачи электродной проволоки от напряжения дуги, и поэтому электри­ческая схема саморегулирования ре­жима сварки сходна со схемой авто-, матической головки АДС-1000. Второй особенностью является принудитель­ная подача флюса сжатым воздухом
...
по шлангу через держатель в зону сварки. Подающий механизм, смонти­рованный на подвижной тележке, ра­ботает от электродвигателя постоян­ного тока через понижающий редук­тор. Ведущий и прижимной ролики подают электродную проволоку из кассеты по шлангу в зону сварки. Скорость подачи электродной прово­локи устанавливают реостатом, вклю­ченным в цепь обмотки электродви­гателя. На тележке укреплен бункер с устройством для пневматической подачи флюса в зону сварки. Воз­дух используется от заводской воз­душной сети или от компрессора. На панели тележки установлены измери­тельные приборы и устройства управ­ления.
...
Шланговые автоматы отличаются от полуавтоматов тем, что вместо держателя для ручного перемещения сварочной дуги применяется самоход­ная сварочная головка легкого типа с электродвигателем и устройством для перемещения ее по свариваемому из­делию вдоль шва. Шланговый авто­мат АДШ-500 конструкции завода «Электрик» имеет два типа самоход­ных головок: ГСА-1-2 и ГСА-2-2.
...
Головка ГСА-1-2 предназначена для приварки к горизонтальной плос­кости различных полос, ребер или других профильных элементов высо­той 50... 160 мм. Головку ГСА-2-2 применяют для тех же работ, но при высоте привариваемых элементов бо­лее 160 мм. Головка прижимается к свариваемому изделию электромагни­тами, полюсами которых служат катки тележки. Сварочный ток устанавлива­ется в пределах 150... 600 А. Для включения и выключения сварочного тока автомат оборудован дистанцион­ным кнопочным устройством. Автомат позволяет производить сварку со ско­ростью 10... 65 м/ч. Флюс подается в зону сварки сжатым воздухом. Те­лежка с механизмом подачи и бунке­ром для флюса перемещается вслед за самоходной головкой благодаря натяжению гибкого шланга, по кото­рому подается сварочная проволока. Шланг диаметром 36 мм имеет длину 2,5 ... 3,5 м. Контрольные приборы —
...
амперметр и вольтметр, а также ма­ховичок потенциометра для плавного регулирования скорости сварки — смонтированы на корпусе механизма подачи электродной проволоки. Масса самоходной головки составляет 10... 12 кг.
...
Для повышения производитель­ности сварки при малых диаметрах электродной проволоки Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан способ шланговой много­электродной сварки. Такой способ предусматривает подачу в зону дуги с одинаковой скоростью одновременно трех электродных проволок диаметром 1,6... 2,0 мм. Это позволяет приме­нять сварочные токи до 800 ... 1000 А и тем. самым значительно повысить производительность сварки. Важным преимуществом этого способа явля­ется также возможность легирования металла свариваемого шва. Для этой цели применяется легированная сва­рочная проволока.
...
Установки и приспособления для сварки, служащие для механизации вспомогательных работ, могут быть разбиты на две основные группы: универсальные и специализированные. Универсальные установки и приспо­собления применяют при разнообраз-
...
ных сварочных работах. К ним отно­сятся устройства и приспособления общего назначения: стенды и кан­тователи различной конструкции, струбцины, винтовые стяжки, правиль­ные скобы, хомуты, домкраты и др. Специализированные установки и. приспособления разрабатывают и применяют при серийном и массовом производстве. Они представляют со­бой стенды и установки с непод­вижными и подвижными фиксаторами, имеющими зажимные устройства с механическим, пневматическим, гид­равлическим или электрическим при­водами. Такие устройства позволяют быстро и с достаточной точностью фиксировать взаимное расположение элементов свариваемой конструкции, значительно сокращая объем разме­точных и проверочных работ.
...
Все устройства и приспособления разрабатывают по мере необходи­мости заводы-изготовители строитель­но-монтажных конструкций. Некото-
...
установка для сварки прямолиней­ных швов в нижнем положении при изготовлении сварных балок, колонн и других изделий с несамоходной сварочной головкой (рис. 62, а),
...
Сварочный ток от источника пи­тания подводится по проводам, ко­торые подвешены на передвижных подвесках. Скорость перемещения те­лежки устанавливается переключе­нием шестерен редуктора в преде­лах 15 ... 65 м/ч. Установка допуска­ет сварку балок и колонн длиной не более 10 м и высотой не более 800 ... 1000 мм;
...
установка для сварки кольцевых швов (рис. 62,в). Сварочная голов­ка закреплена неподвижно, а изготов­ляемое изделие вращается на роли­ковом стенде;
...
Успешно применяется сварка про­дольных и кольцевых швов снаружи и изнутри сварочным трактором. При сварке продольных швов сварочный трактор двигается по самому изделию вдоль шва. При сварке кольцевых швов трактор перемещается по обе­чайке со скоростью, равной скорости ее вращения, но в противоположную сторону. Таким образом, сварочный трактор остается на месте, а свари­ваемый шов подается под трактор.
...
Конструктивные элементы основ­ных типов швов сварных соединений из углеродистых или низколегирован­ных сталей, свариваемых автоматичес­кой и полуавтоматической сваркой под флюсом, установлены ГОСТ 8713—79. В зависимости от толщины сваривае­мого металла и способа сварки ГОСТ устанавливает формы разделки кро­мок для каждого вида соединения. Требования к подготовке кромок и сборке изделия под сварку более высо­кие, чем при ручной сварке. Эти требования вытекают из условий авто­матической сварки. Настроенный под определенный режим автомат точно выполняет установленный процесс сварки и не может учесть и выпра­вить отклонения в разделке кромок и сборке изделия. Разделку кромок про­изводят машинной кислородной или плазменно-дуговой резкой, а также на металлорежущих станках.
...
Свариваемые кромки перед сбор­кой должны быть тщательно очище­ны от ржавчины, грязи, масла, влаги и шлаков. Это особенно важно при больших скоростях сварки, когда раз­личные загрязнения, попадая в зону дуги, приводят к образованию пор, раковин и неметаллических включе­ний. Очистку кромок производят пес­коструйной обработкой или протрав­ливанием и пассивированием. Очист­ке подвергается поверхность кромок шириной 50 ... 60 мм по обе стороны от шва. Перед сваркой детали за­крепляют на стендах или иных устрой­ствах с помощью различных приспо-собленний или прихватывают ручной сваркой электродами с качественным покрытием. Прихватки длиной 50... 70 мм располагают на расстоянии не более 400 мм друг от друга, а крайние прихватки — на расстоянии не менее 200 мм от края шва. Прихватки должны быть тщательно очищены от шлака, брызг металла.
...
При сварке продольных швов для ввода электрода в шов и вывода его из шва за пределы изделия по окончании сварки к кромкам привари­вают вводные и выводные планки. Форма разделки планок должна соответствовать разделке кромок ос­новного шва.
...
Режим автоматической сварки: сварочный ток, напряжение дуги, диа­метр, угол наклона и скорость подачи электродной проволоки, скорость свар­ки и основные размеры разделки кро­мок — выбирают в зависимости от толщины свариваемых кромок, формы разделки и свариваемого металла.
...
Стыковые швы выполняют с раз­делкой и без разделки кромок. При этом шов может быть одно- и двусто­ронним, одно- и многослойным.
...
Односторонняя стыковая сварка применяется в малоответственных сварных соединениях или в случаях, когда конструкция изделия не позво­ляет производить двустороннюю свар­ку шва. Значительный объем расплав­ленного металла, большая глубина проплавлення и некоторый перегрев ванны могут привести к вытеканию металла в зазоры и нарушению про-
...
талла кромок. Вместе с тем подклад­ка, установленная с нижней стороны шва, предупреждает протекание жид­кого металла сварочной ванны. Под­кладка прижимается к шву с помощью механических или пневматических приспособлений. После сварки под­кладка легко отделяется от стальных листов. При зазоре между сваривае­мыми кромками более 1 ... 2 мм мед­ную подкладку делают с желобком, куда насыпают флюс. В этом случае на обратной стороне шва образуется сварной валик. Ширина медной под­кладки составляет 40 ... 60 мм, а тол­щину подкладки (5 ... 30 мм) выби­рают в зависимости от толщины сва­риваемых кромок.
...
Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан метод сварки, при котором по обратной сто­роне шва перемещается медный баш­мак, охлаждаемый водой (рис. 64). При этом свариваемые листы соби­рают с зазором 2 ... 3 мм и через каждые 1,2... 1,5 м скрепляют сбо­рочными планками путем прихватки короткими сварными швами. Свароч­ный трактор 2 имеет нож 5, устанав­ливаемый в зазор стыка и прижимаю­щий пружиной / тягу 4 с роликами 6 и медным башмаком 3 к нижней стороне свариваемых кромок. Нож направляет трактор вдоль свариваемого шва. Башмак, перемещаясь вместе с трак­тором, все время находится под сва­рочной дугой, предупреждая протека­ние жидкого металла и формируя нижнюю сторону шва. По мере при­ближения трактора к сборочным план­кам их удаляют ударами молотка.
...
цесса формирования шва. Чтобы из­бежать этого, следует закрыть обрат­ную сторону шва стальной или медной подкладкой, флюсовой подушкой или проварить шов с обратной стороны.
...
В практике применяют четыре ос­новных приема выполнения одно­сторонней сварки стыковых швов, обеспечивающих получение качест­венного сварного шва.
...
Сварка на флюсовой подушке (рис. 63) заключается в том, что под свариваемые кромки изделия / подводят флюсовую подушку 2 — слой флюса толщиной 30 ... 70 мм. Флюсо­вая подушка прижимается к сваривае­мым кромкам под действием собст­венной массы изделия или с помощью резинового шланга 3, наполненного воздухом. Давление воздуха в зави­симости от толщины свариваемых изделий составляет 0,05 ... 0,06 МПа для тонких и 0,2 ... 0,25 МПа для толстых кромок. Флюсовая подушка не допускает подтекания расплавлен­ного металла и способствует хорошему формированию металла шва.
...
рукция изделия допускает приварку подкладки с обратной стороны шва. Стальную подкладку плотно подгоня­ют к плоскости свариваемых кромок и прикрепляют короткими швами руч­ной дуговой сваркой. Затем автома­тической сваркой выполняют основ­ной шов, проваривая одновременно основной металл и металл подкладки. Размеры подкладки зависят от толщи­ны свариваемых кромок. Обычно под­кладку изготовляют из стальной по­лосы шириной 20 ... 60 мм и толщи­ной 4 ... 6 мм.
...
Сварка после предварительного на­ложения подварочного шва вручную применяется для упрощения процесса сборки изделия. Однако такой способ автоматической сварки значительно увеличивает затраты труда и мате­риалов и поэтому его следует приме­нять реже.
...
Двусторонняя стыковая сварка дает более высококачественный шов, обеспечивая хороший провар шва даже при некотором смещении свари­ваемых кромок. При изготовлении строитель но-монтажных конструкций двусторонний способ сварки является основным. Стыковое соединение сва­ривают автоматом сначала с одной стороны так, чтобы глубина проплав-ления составляла 60 ... 70% толщины металла шва. Зазор между кромками должен быть минимальным, не более 1 мм. При этом сварку выполняют на весу без подкладок и уплотнений с обратной стороны стыка. При не-
...
Примерные режимы двусторонней автоматической сварки стыковых сое­динений без разделки кромок на флю­совой подушке электродной проволо­кой диаметром 5 ... 6 мм даны в табл. 13.
...
Тавровые и нахлесточные соеди­нения сваривают вертикальным элек­тродом при положении шва «в лодоч­ку» (рис. 65,а) или наклонным, если один из листов занимает гори­зонтальное положение (рис. 65, б). При этом в зависимости от толщины свариваемых кромок и назначения соединения сварка может быть выпол­нена без разделки кромок, с одно- или с двусторонней разделкой кромок (рис. 66, а, б,
...
При зазоре между кромками ме­нее 1 мм сварку «в лодочку» выпол­няют на весу. При больших за­зорах сварку производят на флюсовой
...
Стыковые швы с зазором более 1,0... 1,5 мм сваривают на флюсовой подушке или на подкладках. При этом держателю придают поперечные коле­бательные Движения. Тавровые и на-хлесточные соединения рекомендуется выполнять электродной проволокой диаметром 1,6... 2,0 мм на постоян­ном токе обратной полярности. За­зор между свариваемыми кромками не должен превышать 0,8 ... 1,0 мм. При­мерные режимы шланговой сварки электродной проволокой диаметром 2 мм под флюсом АН-348-А стыко­вых швов даны в табл. 15, а уг­ловых швов тавровых соединений — в табл. 16.
...
Качественный шов за один проход шланговой сваркой можно получить при катете шва не более 8 мм. При катетах более 8 мм производят много­слойную сварку шва.
...
Электрошлаковая сварка, разра­ботанная Институтом электросварки им. Е. О. Патона, является самым высокопроизводительным способом автоматической сварки металла зна­чительной толщины.
...
Электрошлаковой сваркой называется сварка плавлением, при которой для нагрева свариваемых кромок н элект­родной проволоки используется теплота, выделяющаяся при прохождении элект­рического тока через расплавленный шлак.
...
Схема электрошлаковой сварки представлена на рис. 67. В прост­ранство между свариваемыми кром­ками / изделия и шлакоудерживаю-щими приспособлениями (медными ползунами 2, начальными планками
...
3) вводятся флюс и электродная про­волока. Процесс сварки начинается с возбуждения дуги между электродной проволокой и начальной планкой.
...
Важным преимуществом электро­шлаковой сварки является возмож­ность сварки швов сложной конфигу­рации (рис. 68), при этом электрод­ная проволока 3 подается через пла­вящийся мундшук 2, форма которого соответствует форме свариваемого шва /. Мундштук плавится вместе с электродной проволокой, заполняя свариваемый шов металлом.
...
Качество металла шва получается значительно выше, чем при автомати­ческой сварке под флюсом. Это объяс­няется постоянным наличием над ме­таллом шва жидкой фазы металла и нагретого шлака, что способствует более полному удалению газов и неметаллических включений. Резко снижается влияние на качество шва влажности флюса, ржавчины и раз­личных загрязнений свариваемых кро­мок изделия. Трудоемкость операций по подготовке изделия под сварку снижается за счет исключения работ по разделке и подготовке кромок к сварке. Кромки обрезают кислородной резкой под прямым углом к поверх­ности свариваемых листов. Удель­ный расход электроэнергии, флюса и электродной проволоки сокращается, так как процесс протекает в замкну­той системе при небольшом коли­честве флюса и полном использовании электродного металла. Увеличенный вылет электродной проволоки и зна­чительные плотности тока обеспечи­вают высокую производительность на­плавки, достигающую 27 кг/ч, в то время как при автоматической свар­ке под флюсом она составляет 12 кг/ч, а при ручной — только 2 кг/ч. Рас­ход электроэнергии на 1 кг наплав­ленного металла уменьшается вдвое, а расход флюса — в 20 ... 30 раз по сравнению с автоматической сваркой под флюсом.
...
Производительность электрошла­ковой сварки превышает производи­тельность автоматической сварки под флюсом в 7 ... 10 раз, а при боль­шой толщине свариваемых кромок она в 15 ... 20 раз выше произво­дительности многослойной автомати-
...
Теплотой дуги расплавляются флюс и электродная проволока. Образуется ванна расплавленного металла 4, покрытая слоем жидкого шлака 5. Сварочный ток, проходя через рас­плавленный шлак, нагревает его до температуры 1600 ... 1700° С. Элект­родная проволока, находясь в ванне нагретого шлака, плавится, и дуга гаснет. Дальнейший бездуговой про­цесс плавки происходит за счет теп­лоты, выделяемой в шлаке свароч­ным током. По мере заполнения шва металлом медные ползуны, охлаждае­мые проточной водой, перемещаются снизу вверх и формируют сварной шов.
...
Применяя электрошлаковую свар­ку несколькими электродными прово­локами или электродами в виде ленты, можно сваривать кромки изде­лия практически любой толщины. Таким образом разрешена проблема
...
ческой сварки. Постепенный подогрев свариваемых кромок и замедленный нагрев околошовной зоны уменьшают возможность образования в ней зака­лочных структур. Поэтому при элек­трошлаковой сварке самозакаливаю­щихся сталей образование закалочных трещин менее вероятно. Освоение электрошлаковой сварки позволило заменить громоздкие и тяжелые цель­нолитые и цельнокованые станины и корпуса более легкими и компакт­ными сварно-литыми и сварно-кованы-ми.
...
Источниками питания многоэлек­тродных аппаратов для электрошлако­вой сварки являются трехфазные сва­рочные трансформаторы ТШС-1000-3 и ТШС-3000-3 конструкции Института электросварки им. Е. О. Патона. Они обеспечивают в каждой фазе свароч­ный ток соответственно в 1000 и 3000 А. Первичная и вторичная обмот­ки трансформаторов состоят из секций с отводами; это позволяет изменять вторичное напряжение от 38 до 54 В.
...
Трансформаторы работают с принуди­тельным охлаждением (ТШС-1000-3— воздушное, а ТШС-3000-3 — водя­ное). При отсутствии этих трансфор­маторов можно применять трансфор­маторы ТСД-500, ТСД-1000-3, ТСД-2000, СТН-750 и др.
...
Электрошлаковой сваркой можно выполнять не только стыковые, но и тавровые, угловые и кольцевые сое­динения. Например, при сварке коль­цевых стыков котельных барабанов применяют трехэлектродные аппараты А-385 и А-401. При толщине сте­нок кольцевого стыка 90 мм и внут­реннем диаметре 1300 мм аппаратом А-385 шов заваривается за один про­ход примерно за 2 ч. Многослой­ная автоматическая сварка под флю­сом потребовала бы 10 ... 12. ч. Для сварки прямолинейных швов приме­няют двухэлектродный аппарат А-372Р, работающий на сварочных то­ках 400... 1000 А при напряжении 48 ... 50 В и скорости подачи электрод­ной проволоки 150 ... 500 м/ч.
...
Сварка изделий толщиной до 150 мм производится аппаратом А-681. Применяется электродная проволока марок Св-10Г2 или Св-ЮГА диамет­ром 2 ... 3 мм. Аппарат имеет пода­ющий механизм ПШ-54. Масса аппа­рата — 8 кг. Малая масса, просто­та установки, настройки и эксплуата­ции позволяют широко применять аппарат А-681 при строительно-монтажных работах.
...
Сварка в защитном газе является одним из способов дуговой сварки. При этом в зону дуги подается защит­ный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ван­ну, предохраняет расплавленный ме­талл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.
...
Сварка в двухатомных газах (водород и азот) имеет ограниченное примене­ние, так как водород и азот в зоне дуги диссоциируют на атомы (Н^Н+Н; Ы^Ы+Ы) и в таком состоянии активно взаимодействуют с большинством металлов.
...
Сварку в защитном газе можно выполнять вручную, полуавтоматичес­ки и автоматически. Ручная сварка применяется при соединении кромок изделий толщиной до 25 ... 30 мм и при выполнении коротких и криволиней­ных швов. Полуавтоматическая и ав­томатическая сварка применяется при массовом производстве сварных конст­рукций с прямолинейными швами.
...
Сварка производится как неплавя-щимся, так и плавящимся электродом. Неплавящиеся электроды служат только для возбуждения и поддержа­ния горения дуги. Для заполнения разделки кромок в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутков или проволоки. Применяются неплавя­щиеся электроды: вольфрамовые, угольные и графитовые. Вольфрамо­вые электроды изготовляют из прово­локи марки ВТ-15 диаметром 0,8 ... 6 мм, содержащей 1,5 ... 2,0% диокси­да тория. Торий способствует более легкому возбуждению и устойчивому горению дуги. Однако торий являет­ся радиоактивным веществом и его применение сопряжено с соблюдением специальных санитарных правил. Для сварки алюминия и его сплавов успеш­но применяют электроды из проволоки марки ВЛ-10 (вольфрам с присадкой лантана). Лантан снижает расход вольфрама и повышает устойчивость горения дуги. Расход вольфрама при сварке незначителен и составляет при сварочном токе 300 ... 400 А около 0,05 ... 0,06 г на метр сварного шва. Угольные и графитовые электроды применяют редко, так как они не обеспечивают достаточно устойчивого горения дуги и сварной шов получает­ся пористым с темным налетом. Плавящиеся электроды применяют в виде сварочной проволоки, изготов­ленной по ГОСТ 2246—70 или из ме­талла, по химическому составу сходно­го со свариваемым металлом.
...
Преимущества сварки в защитном газе: хорошая защита зоны сварки от воздействия кислорода и азота воздуха; хорошие механические ка­чества сварного шва; высокая произ­водительность, достигающая при руч­ной сварке 50 ... 60 м/ч, а при авто­матической — 200 м/ч; отсутствие необходимости применения флюсов и последующей очистки шва от шлаков; возможность наблюдения за процес­сом формирования сварного шва; малая зона термического влияния; возможность полной автоматизации сварки.
...
Аргон — одноатомный инертный газ без цвета и запаха, тяжелее возду­ха. Получают аргон из воздуха, где его содержится 0,935% (по объему). Ар­гон поставляется по ГОСТ 10157—79 двух сортов: высшего и первого. Выс­ший сорт содержит 99,992% аргона, не более 0,006% азота и не более 0,0007% кислорода. Первый сорт содержит ар­гона 99,987%, азота —до 0,01% и кислорода — не более 0,002%. Аргон поставляется и транспортируется для использования в газообразном виде в баллонах типа А (ГОСТ 949—-73) под давлением 15 МПа. Баллоны окра­шены в серый цвет с зеленой полосой и зеленой надписью «Аргон чистый». Аргон не вступает во взаимодействие с расплавленным металлом сварочной ванны и предохраняет его от воздей­ствия кислорода и азота воздуха; применяется при сварке ответственных сварных швов и при сварке высоко­легированных сталей, титана, алюми­ния, магния и их сплавов.
...
Гелий — одноатомный инертный газ без цвета и запаха. Газообразный гелий производится по ГОСТ 20461—75 двух сортов: высокой чистоты (99,985 гелия) и технический (99,8% гелия). Гелий транспортируется и поставляет­ся в баллонах типа А при максималь­ном давлении 15 МПа. Баллоны окрашены в коричневый цвет с над­писью «Гелий» белого цвета. Гелий используют так же, как аргон, но значительно реже ввиду его дефицит­ности и высокой стоимости.
...
Углекислый газ СО^ не имеет цвета и запаха. Получают его из газообраз­ных продуктов сгорания антрацита или кокса, при обжиге известняка и т. д. Поставляется в сжиженном состоянии в баллонах типа А вмести­мостью 40 л при максимальном давле­нии 20 МПа. Сварочная углекислота выпускается двух сортов: высшего — чистотой 99,8% и первого— чистотой 99,5%. Баллоны с углекислотой окра­шивают в черный цвет с желтой надписью «СО^ сварочный». Углекис­лый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейтральным, так как под действием высокой температуры он диссоциирует на оксид углерода и свободный кислород (СО^СО + О).
...
При этом происходит некоторое окис­ление расплавленного металла свароч­ной ванны и, как следствие, металл шва получается пористым с низкими механическими свойствами. Для уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния). При этом полу­чается беспористый шов с хорошими механическими свойствами. Углекис­лый газ применяется при сварке низко­углеродистых и некоторых конструк­ционных и специальных сталей.
...
Для снижения влажности углекис­лого газа рекомендуется уста­навливать баллон вентилем вниз. После отстаивания в течение 10... 15 мин осторожно открывают вентиль и выпускают из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекис­лоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва. Кроме того, при выходе из баллона, от резко­го расширения происходит снижение температуры углекислоты и влага, конденсируясь в редукторе, забивает каналы и даже полностью закрывает выход газа. Для предупреждения за­мерзания влаги между баллоном и ре­дуктором устанавливают электричес­кий подогреватель. Окончательное
...
удаление влаги после редуктора про­изводится в осушителе, наполненном прокаленным медным купоросом, хро­мистым кальцием или другим влаго-поглощающим веществом.
...
Аргонодуговая сварка неплавя-щимся или плавящимся электродом производится на постоянном и пере­менном токе. Установка для ручной сварки постоянным током (рис. 69,а — неплавящимся электродом, б — пла­вящейся электродной проволокой) состоит из сварочного генератора пос­тоянного тока (или сварочного выпря­мителя) /, балластного реостата 2, .газоэлектрической горелки 3, баллона с газом, редуктора и контрольных приборов (амперметра, вольтметра и расходомера газа). Источником пи­тания дуги служат сварочные генера­торы постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней харак­теристикой ГСГ-350 или ГСГ-500-2. Балластный реостат РБ-300 или РБ-200 включается в сварочную цепь для регулирования и получения малых значений сварочного тока и повыше­ния устойчивости горения дуги. Газо­электрические горелки бывают различ­ной конструкции. Наибольшее приме­нение получила горелка типа ЭЗР конструкции ВНИИавтогенмаша. Кироваканский завод автогенного ма­шиностроения выпускает горелки ЭЗР-3-66 для сварки токами до 150 А, ЭЗР-4-68 — для токов до 500 А и ЭЗР-5-71 — для токов до 80 А.
...
Горелка ЭЗР-3-66 (рис. 70) сос­тоит из корпуса /, сменного нако­нечника 2, рукоятки с устройством включения подачи газа 3 и газотоко-подводящего кабеля 4. Диаметр сопла сменных наконечников — 8 и 10 мм. Они позволяют использовать электро­ды диаметром 1,5; 2 и 3 мм, рас­считанные на сварочные токи до 150 А. Расход аргона составляет 120...360 л/ч. Масса горелки с газотокоподводя-щим кабелем ~ 3 кг. Для сварки при больших сварочных токах 400... 450 А применяют также горелки типа АР-10-3 (большая), АР-7Б, АР-9, снабженные системой водяного охлаждения.
...
Установка для ручной сварки пере­менным током (рис. 71) состоит из источника питания дуги /, осцилля­тора 2, балластного реостата 3, га­зоэлектрической горелки 4, баллона с газом, редуктора и контрольных при­боров (амперметра, вольтметра и рас­ходомера газа). Источники питания должны иметь повышенное вторичное напряжение, чтобы обеспечивать ус­тойчивое горение дуги. Для этого в сварочную цепь включают два свароч­ных трансформатора с последователь­но включенными вторичными обмот­ками или применяют трансформатор типа ТСДА с повышенным вто­ричным напряжением холостого хо­да. Осциллятор обеспечивает быст­рое и легкое возбуждение и устойчивое горение дуги. Газоэлектрические го­релки применяют типа ГРАД, от­личающиеся легкостью. Горелка ГРАД-200 массой 0,2 кг допускает сварочные токи до 200 А, а горел­ка ГРАД-400 массой 0,4 кг — до 400 А.
...
Применяются установки УДАР-300 и УДАР-500 (номинальный сварочный ток 300 и 500 А). Взамен этих установок выпускаются установки УДГ-301 и УДГ-501.
...
Полуавтоматическая свар.ка не-плавящимся электродом производится шланговым полуавтоматом ПШВ-1 (рис. 72:/ — сопло, 2 — вольфрамо­вый электрод, 3 — корпус, 4 — сва­рочная проволока, 5 — рукоятка, 6 — механизм подачи сварочной проволо-
...
ки). Он предназначен для сварки металлов толщиной от 0,5 до 5 мм. Полуавтомат снабжен электродвига­телем, который через редуктор и гиб­кий вал, проходящий по шлангу, приводит во вращение ролики, распо­ложенные на газоэлектрической го­релке. Ролики протягивают по шлангу присадочную проволоку и подают ее в зону дуги. Скорость подачи прово­локи диаметром 1...2 мм устанав­ливается в пределах 5...50 м/ч. Сварку осуществляют постоянным то­ком или переменным током с вклю­чением в сварочную цепь осциллятора. Полуавтомат позволяет выполнять сварку во всех пространственных положениях шва.
...
Полуавтоматическая сварка пла­вящимся электродом производится с помощью полуавтоматов ПШПА-6, ПШПА-7 и ПШП-9. Первые два полу­автомата предназначены для сварки электродной проволокой диаметром 1,6...2,5 мм при сварочном токе до 300 А, а последний — для сварки малых толщин металла проволокой диаметром 0,5... 1,2 мм при сварочных токах до 180 А. Комплект полуав­томата состоит из переносного пульта управления, механизма подачи элект­родной проволоки с кассетой и газо­электрической горелки в виде пистоле­та. Электродная проволока вытягива­ется из кассеты по шлангу роликами, расположенными в пистолете. Ролики вращаются электродвигателем через
...
редуктор с помощью гибкого привода. Пистолет полуавтомата ПШПА-7 (рис. 73) предназначен для сварки многослойных швов деталей из алю­миния, магния и их сплавов с толщи­ной кромок до 100...150 мм. Для предохранения от перегрева пистолет имеет водяное охлаждение. На ри­сунке: 1 — сопло, 2 — механизм пода­чи проволоки, 3 — шланг для подачи проволоки, 4 — шланг для подвода ар­гона, 5 — провода управления, 6 — рукоятка.
...
Автоматическая сварка может про­изводиться как неплавящимся, так и плавящимся электродом. На рис. 74 представлен автомат УДПГ-300 для сварки в защитном газе. На рисунке: 1 — сварочная головка, 2 — механизм подачи проволоки, 3 — электродная проволока, 4 — кассета с электродной проволокой, 5—кнопки управления, 6 — электродвигатель механизма по­дачи. Применяются специализирован­ные сварочные тракторы АДСП-2 для сварки черных и цветных ме­таллов толщиной 0,8 мм и более. Автоматы типа АТВ предназначены для сварки труб различного диа­метра неплавящимся вольфрамовым электродом и присадочной проволокой диаметром 1,6...2,0 мм.
...
Сварка в углекислом газе произ­водится полуавтоматическими и ав­томатическими аппаратами. Полуав­томатическая установка (рис. 75) сос­тоит из сварочного преобразователя
...
Полуавтоматическая сварка пла­вящимся электродом
...
постоянного тока 9, газоэлектрической горелки 1, механизма подачи элек­тродной проволоки 2, аппаратного шкафа 8, баллона с углекислым га­зом 7, осушителя 5, подогревателя 6, редуктора 4 и расходомера 3. Применяют сварочные преобразова­тели ПСГ-350 или ПСГ-500-2. Хоро­шие результаты дают генераторы с жесткой или возрастающей внешней характеристикой.
...
Газоэлектрические горелки служат для подвода газа и подачи элек­тродной проволоки в зону дуги и для подвода сварочного тока к электрод­ной проволоке. Они выпускаются раз­личных типов для малых сварочных токов — до 300 А и для больших — до 1000 А. Последние снабжены водяным охлаждением. Механизм подачи элек­тродной проволоки используется от по­луавтоматов ПШ-5 и ПШ-54 или полуавтоматов ПШПА-6, ПШПА-7. Электродная проволока подается с постоянной скоростью независимо от напряжения дуги. Аппаратный шкаф содержит электрооборудование, необходимое для подвода сварочного тока и тока цепей управления к соответствующей аппаратуре уста­новки. Осушитель газа РОК-1 — 1 (рис. 76), начиненный обезвоженным мед­ным купоросом, применяют для удале­ния влаги из углекислого газа. Подог­реватель 2 с электронагреватель­ным элементом служит для подогрева углекислоты. Это необходимо для предупреждения замерзания редукто­ра, которое может произойти от пони-
...
Различные полуавтоматы разра­ботаны Институтом электросварки им. Е. О. Патона (А-537, А-547у, А-547р, А-607), заводом «Электрик» (ПДПГ-300), ЦНИИТмашем (ПГШ-2, ПГШ-3), НИАТом (ПШП-13), МВТУ им. Н. Э. Баумана (ПГД-2М).
...
Большое применение получил полу­автомат А-547у. Он предназначен для сварки листового материала толщиной до 3 мм во всех пространственных положениях электродной проволокой диаметром , 0,8... 1
...
Для автоматической сварки при­меняют сварочные аппараты АДПГ-500, АСУ-бу или используют свароч­ные тракторы АДС-1000-2, ТС-17М, переоборудованные для сварки в углекислом газе (например, АДС-1000-2У).
...
При аргонодуговой сварке по­стоянным током неплавящимся элект­родом используют прямую полярность. Дуга горит устойчиво, обеспечивая хорошее формирование шва. При об­ратной полярности устойчивость про­цесса снижается, вольфрамовый элек­трод перегревается, что приводит к не­обходимости значительно уменьшить сварочный ток. Вследствие этого производительность сварки снижает­ся. При автоматической и полуавтома­тической сварке плавящимся электро­дом применяется постоянный ток об­ратной полярности, при котором обес­печивается высокая производитель­ность. Кроме того, при сварке алю­миния, магния и их сплавов происхо­дит мощная бомбардировка поверх­ности сварочной ванны положительны­ми ионами, что наряду с процессом катодного распыления приводит к разрушению пленки оксидов алюми­ния и магния, облегчая процесс качественной сварки без применения флюсов.
...
При сварке переменным током неплавящимся электродом необходи­мо, чтобы источник тока имел более высокое напряжение холостого хода. Это обеспечивает устойчивое горение дуги и стабилизирует процесс сварки. Однако в связи с ограничением напряжения по условиям техники безопасности применяют ток допусти­мого напряжения, на который на­кладывают ток высокой частоты, включая в сварочную цепь осцилля­тор.
...
При сварке переменным током происходит частичное выпрямление тока вследствие различной электрон­ной эмиссии вольфрамового электрода и свариваемого изделия. В периоды, когда вольфрамовый электрод являет­ся катодом, электронная эмиссия имеет большую интенсивность, прово­димость дугового промежутка повы­шается, а напряжение на дуге понижается. Вследствие этого свароч­ный ток увеличивается. В периоды, когда катодом является изделие,
...
электронная эмиссия менее интенсив­на, в результате чего сварочный ток уменьшается. Ввиду этого появля­ется некоторая составляющая по­стоянного тока, что приводит к умень­шению тепловой мощности дуги, значительно затрудняет разрушение оксидной пленки при сварке алюми­ниевых и магниевых сплавов и тем самым способствует образованию по­верхностных и внутренних дефектов. Поэтому при сварке переменным током принимают меры по устранению или снижению составляющей постоян­ного тока. Для этой цели в сва­рочную цепь включают последова­тельно конденсаторную батарею ем­костью 100 мкФ на каждый ампер сварочного тока или аккумуляторную батарею (положительный полюс бата­реи присоединяют к электроду). При­меняется также последовательное включение в сварочную цепь активно­го сопротивления, но такая мера сни­жает устойчивость горения дуги и поэ­тому при такой схеме сварочной цепи приходится использовать источники питания дуги с повышением напря­жением холостого хода до 90... 120 В.
...
Возбуждение дуги при ручной сварке неплавящимся электродом производят на угольной или графито­вой пластинке. Возникающей дугой некоторое время разогревают элект­род, а затем быстро переносят дугу в начало разделки кромок. При сварке переменным током возбуждение дуги осуществляют с помощью осциллятора без короткого замыкания электрода на изделие. При полуавтоматической и автоматической сварке возбуждение дуги производят путем касания элект­родной проволокой вводной планки, которую устанавливают для преду­преждения дефекта в начале сва­риваемого шва.
...
Аргонодуговой сваркой можно вы­полнять швы стыковых, тавровых и угловых соединений. При толщине листов до 2,5 мм рекомендуется сварку производить с отбортовкой кромок. При малой величине зазора (порядка 0,1...0,5 мм) можно свари­вать тонколистовой материал толщи­ной 0,4...4 мм без отбортовки и
...
разделки кромок. При этом чем мень­ше толщина свариваемых встык лис­тов, тем меньше допустимый зазор. Листы толщиной 4... 12 мм сваривают встык с У-образной разделкой кромок при угле разделки 50...70°. Допусти­мый зазор в стыке составляет не более 1,0 мм. Расход аргона должен
...
обеспечить надежную защиту элект­рода и металла сварочной ванны от воздействия воздуха. Следует учиты­вать конфигурацию свариваемого из­делия, чтобы при экономном расходо­вании газа создать хорошую защиту шва. Рекомендуются следующие соот­ношения:
...
Автоматическая и полуавтомати­ческая сварка плавящимся электро­дом
...
или ацетоном техническим и затем удаление оксидной пленки механичес­кой зачисткой или химическим спосо­бом. Механическую зачистку произ­водят металлическими щетками из проволок диаметром до 5 мм. Химичес­кий способ включает травление в течение 0,5... 1,0 мин (раствором, сос­тоящим из 45...55 г едкого натра технического и 40...50 г фтористого натрия технического в 1 л воды), промывку проточной водой, нейтрали­зацию в 25...30%-ном водном растворе азотной кислоты в течение 1...2 мин, промывку в проточной воде, затем в горячей воде, сушку до полного испарения влаги. Обработку рекомендуется выполнять не более чем за 2...4 ч до сварки.
...
Сварку в углекислом газе произво­дят почти во всех пространственных положениях, что очень важно при производстве строительно-монтажных работ. Сварку осуществляют при питании дуги постоянным током обратной полярности. При сварке постоянным током прямой полярности снижается стабильность горения дуги, ухудшается формирование шва и увеличиваются потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Однако коэффициент наплавки в 1,6... 1,8 раза выше, чем при обратной полярности. Это качество используют при наплавочных работах. Сварку можно производить и на переменном токе при включении в сварочную цепь осциллятора. Источниками питания дуги постоянным током служат сва­рочные преобразователи с жесткой
...
Листовой материал из углеродис­тых и низколегированных сталей ус­пешно сваривают в углекислом газе; листы толщиной 0,6... 1,0 мм сваривают с отбортовкой кромок. Допускается также сварка без отбортовки, но с зазором между кромками не более 0,3...0,5 мм. Листы толщиной 1,0...8,0 мм сваривают без разделки кромок, при этом зазор между свариваемыми кромками должен быть не более 1 мм. Листы толщиной 8... 12 мм Свари­вают У-образным швом, а при боль­ших толщинах — Х-образным швом.
...
Перед сваркой кромки изделия должны быть тщательно очищены от грязи, краски, оксидной пленки и окалины. Наилучшие результаты дает сварка при больших плотностях тока, обеспечивающих более устойчи­вое горение дуги, высокую производи­тельность и снижение потерь металла на разбрызгивание. Для этого при сварке в углекислом газе применяют электродную проволоку диаметром 0,5...2,0 мм и выполняют сварку при плотности тока не менее 80 А/мм2.
...
Электродная проволока применя­ется из низкоуглеродистой стали с повышенным содержанием кремния и марганца марок Св-08ГС, Св-08Г2С. Поверхность электродной проволоки должна быть тщательно очищена от смазки, антикоррозионных покрытий, ржавчины, нарушающих устойчивость режима сварки.
...
Режим сварки выбирается в за­висимости от толщины свариваемых кромок. Для тонколистовых изделий рекомендуются следующие режимы сварки (табл. 17).
...




    Справочник конструктора металлических конструкций
    Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности
    Сварка пластмасс ультразвуком
    Основы сварочного дела
    Газовая сварка и резка металлов
    Специальные стали
    Трансформаторы для электродуговой сварки

    rss
    Карта