Основы сварочного дела

Технология сварки

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 этрм 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 проплавления и некоторый перегрев ванны могут привести к вытеканию металла в зазоры и нарушению про-

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.

Примерные режимы автоматичес­кой односторонней стыковой сварки на флюсовой подушке даны в табл. 11.

Сварка на медной подкладке при­меняется для большего теплоотвода в целях предупреждения пережога ме­талла 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 1 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.

Сварка на стальной подкладке про­изводится в тех случаях, когда конст­
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.

Режимы автоматической сварки стыковых швов тонколистовых изде­лий даны в табл. 12.

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 проплав­ления 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

возможности выдержать зазор между кромками менее 1 мм принимают меры по предупреждению подтекания жид­кого металла, так же как это делают при односторонней сварке, т. е. производят сварку на флюсовой по­душке, медной подкладке, на сталь­ной подкладке или применяют при­хватку ручной дуговой сваркой.

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, в).

При зазоре между кромками ме­нее 1 мм сварку «в лодочку» выпол­няют на весу. При больших за­зорах сварку производят на флюсовой

34.. TOC o "1-5" h z.36 47,0 55,0

50.0 43,5

46.0 62,2

50.0 40,3 69 7

36.. .38 43,0 60;8

38.. .40 34,0 87J

36.. .38 73,5

38.. .4 0 24,0 1 02*0

38.. .40 13;о 72,8

15.0 82,4

16.0 8,5

40.. .42 95 87,0

fi п

42.. .44 /[J 98,8

40...42

подушке или на подкладках. Допуска­ется заделка зазора асбестовым уплот­нением или подварка шва с обрат­ной стороны. Сварка «в лодочку» обеспечивает равномерное проплавле­ние свариваемых кромок и получение качественного шва большого сече­ния за один проход; в большинстве случаев для выполнения сварного сое­динения изделие устанавливают на кантователь.

Сварку тавровых и нахлесточных соединений при горизонтальной или вертикальной полке производят нак­лонным электродом с углом наклона к горизонтальной полке 20 ... 30°. Недостатком такого способа сварки является невозможность получить шов с катетом более 16 мм, что иногда приводит к необходимости многослой­ной сварки. Примерные режимы авто­матической сварки швов тавровых и нахлесточных соединений, выполняе­мых «в лодочку» электродной прово­локой диаметром 5 мм, даны в табл. 14.

При полуавтоматической сварке сварщик перемещает дугу вдоль сва­риваемого шва либо на себя, либо справа налево. Держатель опирается на кромки свариваемого изделия и тем самым поддерживается постоянст­во вылета электродной проволоки в пределах 15... 25 мм. Благодаря повышенной плотности тока и более сосредоточенному вводу теплоты глу­бина провара при шланговой сварке возрастает на 30 ... 40%. Устойчивость горения дуги также значительно по­вышается, что позволяет сваривать листы малых толщин (0,8 ... 1,0 мм) и угловые швы катетом до 2 мм при сварочных токах 80 ... 100 А.

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.