Сварка конструкций с дополнительной порошкообразной присадкой

Выбор режима для автоматизированной сварки под флюсом

Во ВНИИмонтажспецстрое для автоматизирован­ной сварки под флюсом при различных способах подачи порошкообразного присадочного металла раз­работаны оптимальные режимы. Для сварки при по­даче порошкообразного металла на вылет электрода стыковых соединений с разделкой кромок без подварки и с ручной подваркой, а также тавровых соедине­ний в лодочку созданы специальные номограммы (рис. 48), по которым определяют оптимальный режим сварки, обеспечивающий хорошее формирование свар­ного шва и исключающий непровары и прожоги.

Номограммой № 1 пользуются следующим образом. В левой верхней части номограммы приведена зави­симость количества порошкообразного металла от силы сварочного тока, при котором не образуются непровары при наложении первого слоя при отсутствии зазора между притуплениями кромок и ручной под - варки /, прожоги 2, непровары при выполнении по­следующих слоев 3 и непровары при наложении первого слоя по ручной подварке 4. В левой нижней части номограммы дана зависимость скорости-подачи электродной проволоки диаметром 4 и 5 мм у» от силы сварочного тока при различном количестве порошко­образного металла р. В правой нижней части номо­граммы приведена зависимость производительности на­плавки G„ от скорости подачи электродной проволоки и количества порошкообразного присадочного металла. В верхней правой части номограммы дана зависи­мость площади наплавки от ее производительности и скорости подачи электродной проволоки. Номограмма № 1 может быть использована для определения ре­жима однопроходной сварки стыковых соединений с V - и Х-образной разделкой кромок и тавровых соединений, при многопроходной сварке. По номограм­ме № 1 при заданном значении сварочного тока можно определить необходимое количество порошко­образного присадочного металла, скорость сварки, сечение наплавленного металла и скорость подачи электродной проволоки.

Полученные составляющие режима сварки необхо­димо проверить, основываясь на значениях необхо­димой погонной энергии. По номограмме № 2

(рис. 49) определяют область допустимых значений сварочного тока и скорости сварки при различных значениях погонной энергии, которую рассчитывают по формуле

дп = (/Uin)/v,

гДе / — сварочный ток, A; U — напряжение на дуге, В (U = ** 1,35 В); г)н — эффективный КПД тепловой мощности дуги (Н»= 0,82); v — скорость сварки, м/с.

Хорошее формирование сварного шва обеспечива­йся при скоростях сварки и данной силе тока, заключенных в пределах очерченных на номограмме областей. По номограмме.№ 2 можно определить

Рис. 49. Номбграмма № 2 допустимых значений скорости сварки и силы тока при сварке с порошкообразным присадочным металлом (штриховые линии — для угловых швов, сплошные — для стыковых швов, цифры на наклонных прямых — погонная энергия в

ккал/см)

сварочный ток и скорость сварки при заданном значении погонной энергии q„ при сварке с порошко­образным присадочным металлом низколегированных сталей повышенной прочности; определить скорость сварки по заданному сварочному току при определе­нии параметров режима многослойной сварки по номо­грамме № 1, пользуясь ключом / (скорость сварки по номограмме № 2 берется по нижней границе); проверить значение скорости сварки, полученной по номограмме № 1, пользуясь ключом 2 при определении режима сварки сварного соединения заданного се­чения за один проход (если скорость сварки в со­ответствии с номограммой № 2 больше критической скорости сварки, то сварочный ток и скорость сварки необходимо уменьшить при сохранении той же погонной энергии).

Рассмотрим пример применения указанных номо­грамм. Следует выбрать режим автоматизированной сварки под флюсом с порошкообразным присадочным металлом стыкового соединения толщиной 30 мм из низкоуглеродистой стали. Сварка должна выполняться

в два прохода (по одному с каждой стороны). Площадь наплавки одного прохода 1 см2. Сварочный ток ориентировочно принимается силою в 1200 А. Расчет выполняется в такой последовательности. По номо­грамме № 1, пользуясь ключом 2, определяем

Р = 1 при 5 мм; при FH = 2 см2 скорость подачи электрода равна 0,03 м/с, а скорость сварки — 0,005 м/с. По номограмме № 2 проверяем: v = = 0,005 м/с при сварочном токе 1200 А находится в допустимом интервале оптимальных режимов сварки. На основании полученных данных режим сварки с по­рошкообразным присадочным металлом будет следую­щий: сварочный ток 1200 А, напряжение на дуге U = 1,35 /1200 = 46 В, диаметр электродной про­волоки — 5 мм, скорость подачи электродной прово­локи— 0,03 м/с, скорость сварки — 0,005 м/с, 0 = = 1; флюс АН-348А, проволока электродная и для крупки порошкообразного металла — Св-08А.

В зарубежной практике для определения режима автоматизированной сварки под флюсом также при­меняют специальные номограммы. Номограмма на рис. 50 разработана для порошкообразной присадки фирмы «Аркос» при ее соотношении к электродному металлу 1:1. Параметры режима сварки по этой номограмме выбирают, исходя из требуемого объема наплавленного металла. По номограмме можно выбрать режим сварки стыковых и тавровых сое­динений.

В настоящее время разработаны режимы авто­матизированной сварки под флюсом с порошкообраз­ным присадочным металлом низкоуглеродистых и низ­колегированных сталей относительно небольшой и средней толщины стыковых и тавровых сварных сое­динений «в лодочку». При сварке стыковых соеди­нений толщиной 20—30 мм и тавровых соединений «в лодочку» из низколегированных сталей следует применять режимы, приведенные в табл. 13, N. Режимы сварки необходимо проверить по методике выбора режима сварки высокопрочных сталей.

При сварке с ручной подваркой применяют электродную проволоку диаметром 4 мм при вылете 50—70 мм, без ручной подварки соответственно 5 мм и 60—80 мм. Сварку соединений без ручной подварки с Х-образной разделкой выполняют на флю­совой подушке или подушке из порошкообразного металла с зазором 3—6 мм, а соединения с V-образной разделкой выполняют без зазора. При сварке стыко­вых соединений на флюсовой подушке шов с другой стороны выполняют обычной сваркой.

Сварку с предварительной засыпкой порошкообраз­ного присадочного металла применяют при изготовле­нии конструкций без разделки и с разделкой кромок. Этот способ сварки эффективен с тепловой и техно­логической точек зрения, если сварное соединение или его часть (сварка с одной стороны) выполняют за один проход. Большое значение при сварке без разделки кромок имеет зазор, который должен обеспе­чивать проплавление не менее 60% толщины сварного соединения, что гарантирует получение качественного сварного шва. В табл. 15 приведены режимы двух­сторонней автоматизированной сварки под флюсом стыковых соединений без скоса кромок из низкоугле-

родистой стали толщиной 20—50 мм с предваритель­ной засыпкой порошкообразного присадочного металла.

Сварку с предварительной засыпкой порошко­образного металла заподлицо стыковых соединений с разделкой кромок целесообразно применять при из­готовлении конструкций за один проход с каждой стороны на формирующих подкладках. В табл. 16 при­ведены режимы сварки стыковых соединений с раз­делкой кромок из низкоуглеродистой стали.

При автоматизированной сварке иод флюсом тав­ровых соединений «в лодочку» (табл. 17) дозирова­ние порошкообразного присадочного металла выпол­няют с помощью специального шаблона, который, прилегая к порошкообразному металлу, определенной стороной обеспечивает необходимое количество при­садки и требуемый катет шва.

При определении режимов сварки с комбинирован­ной подачей порошкообразного металла имеются свои особенности, заключающиеся в том, что при этом способе подачи порошкообразного металла должен применяться специальный тип сварного соединения, отличный от стандартного. Это объясняется тем, что сварка с комбинированной подачей порошкообраз­ного металла стыковых соединений за один проход Выполняется на более мощных режимах и при такой Толщине металла, которая не поддается сварке с ис­пользованием обычной технологии. Поэтому при расче­те режимов сварки нужно обязательно определить геометрические размеры сварного соединения, без зна­ния которых невозможно разработать режим сварки.

В сварных соединениях, выполняемых с комбини­рованной подачей, угол скоса кромок уменьшается с увеличением толщины металла. Для толщин 20— 50 мм он соответственно изменяется в пределах от 17 до 10°. В табл. 18 приведены режимы однопроходной сварки с комбинированной подачей порошкообразного металла стыковых соединений.