СВАРКА, РЕЗКА И ПАЙКА МЕТАЛЛОВ

ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА

Полная механизация и автоматизация процесса дуговой элек­тросварки не всегда осуществима и целесообразна. Автоматиче­ская сварка весьма выгодна и целесообразна в массовом и крупно­серийном производстве изделий с достаточно длинными прямоли­нейными или круговыми швами. Огромное количество сварных из­делий в мелкосерийном и индивидуальном производствах не удо­влетворяет указанным требованиям: сварные швы, будучи корот­кими, сложной криволинейной конфигурации, неудобно расположен­ными для автоматической сварки, выполнялись ручной дуговой сваркой, так как в этих случаях применение автоматической свар­ки оказывалось недостаточно выгодным и удобным. Поэтому уже давно прилагались усилия к созданию дуговых полуавтоматов, сов­мещающих преимущества автоматической сварки с гибкостью и универсальностью ручной.

Работа над дуговыми полуавтоматами начинается одновременно с изобретением дуговой электросварки. Н. Г. Славянов ещё 60 лег назад сконструировал, построил и применил на производстве полуавтомат для сварки металлическим электродом, названный им «плавильник». После работ Славянова полуавтоматическая дуговая сварка долгое время не получала заметного развития; решающие успехи в этом деле достигнуты в последние годы, причём ведущая роль в развитии полуавтоматической дуговой сварки принадлежит Советскому Союзу.

Из многочисленных способов полуавтоматической дуговой свар­ки, предлагавшихся и разрабатывавшихся в разное время, для производственного применения оказались пригодными: 1) сварка лежачим и наклонным электродом и 2) шланговая сварка.

Способ сварки лежачим электродом, первоначально предложен­ный около 20 лет назад коллективом инженеров Ленинградского за­вода «Электрик», был позже доработан коллективом инженеров Мы­тищинского завода под руководством инженеров П. В. Мумриковз и С. 3. Штерлинга, придавшим способу современную форму, допу­скающую его Производственное использование. Сущность ЭТОГО' способа схематически изображена на фиг. 111.

Электрод 1 с толстой обмазкой 2 кладётся на изделие, прикры­вается полоской писчей бумаги 5, а поверх всего накладывается массивный прижимной медный брусок 4 с продольной канавкой для помещения электрода. Сварочный ток подводится к электроду зажимом, надетым на свободный от обмазки конец, отогнутый для удобства присоединения. Слой обмазки изолирует электродный стержень от изделия.

Зажигание дуги производится кратковременным замыканием конца электрода на изделие прикосновением угольным или метал­лическим зажигательным стержнем. Загоревшаяся дуга уходит под прижимной брусок, становясь невидимой, и ползёт вдоль электро-

Способ сварки наклонным электродом, созданный работниками уральских заводов, известен в двух разновидностях, схематически показанных на фиг. 112: а) с постоянным углом наклона, не ме­няющимся в процессе сварки; б) с переменным углом наклона.

В первом варианте (фиг. 112,а) электрод с толстой обмазкой 1 закрепляется в зажиме, скреплённом с обоймой 2, свободно пере­мещающейся по стойке 3 и стремящейся передвигаться по стойке вниз до ограничивающего упора 4, но удерживаемой от переме­щения электродом, упирающимся своим концом в изделие. По за­жигании дуги электрод плавится и укорачивается, обойма 2 пере­двигается вниз по стойке 3, электрод перемещается параллельно

самому себе, сохраняя постоянный угол наклона я к поверхности изделия. Конец электрода с дугой перемещается по поверхности изделия, образуя валик наплавленного металла. Устанавливая элек­трод под разными углами а, можно в известных пределах менять сечение наплавленного металла.

Во втором варианте (фиг. 112,6) зажим электрода 1 укреплён на стержне 2, скреплённом со стойкой 3 шарниром 4 и могущим свободно поворачиваться около оси шарнира. Стержень 2 удержи­вается от поворота электродом, конец которого упирается в изде­лие. По зажигании дуги электрод плавится и укорачивается, стер­жень 2 постепенно поворачивается кни­зу вместе с электродом. Конец электрода с дугой перемещается по поверхности изделия, образуя валик наплавленного металла. Угол наклона электрода к по­верхности изделия я не остаётся посто­янным и постепенно увеличивается в процессе сварки.

В обоих вариантах электрод в про­цессе сварки опирается о поверхность изделия, и стержень электрода изо­лируется от изделия выступающим краем слоя обмазки — «козырьком» (фиг. 112, в).

Способы сварки лежачим и наклон­ным электродами дают наплавленный металл высокого качества, силы сва­рочного тока применяются примерно те же, что и при ручной сварке. Не­смотря на достаточно высокое качество сварки, эти способы не нашли широкого производственного использования и применяются в очень ограниченных размерах.

Способ сварки наклонным электродом сходен со способом свар­ки опёртым электродом, занимающим промежуточное положение между ручным и полуавтоматическим способами. Сущность этого способа показана на фиг. 113. Электрод с толстым слоем механи­чески прочной обмазки, расположенный под острым углом к поверх­ности изделия, опирается краем слоя обмазки о поверхность изде­лия, аналогично способу сварки наклонным электродом. Отличие заключается в том, что электрод закреплён не в штативе, а в обыч­ном держателе электродов, находящемся в руке сварщика. Частич­ная автоматизация процесса состоит в том, что автоматически под­держивается постоянная длина дуги и автоматически происходит подача электрода в зону дуги по мере его плавления. Постоянство длины дуги обеспечивается постоянной величиной выступающей части обмазки на конце электрода, так называемого козырька, который почти не меняется в процессе сварки, поддерживая при­близительно неизменной длину дуги.

Работа сварщика сводится к перемещению дуги по шву при со­хранении приблизительно постоянного угла наклона электрода. Этот способ имеет ряд ценных преимуществ помимо некоторой автоматизации процесса. Как видно из фиг. 113, дуга горит в про­странстве, почти полностью замкнутом и изолированном от атмо­сферного воздуха козырьком на конце электрода и толстым слоем расплавленного шлака. Толстый слой обмазки на электроде даёт большое количество шлака, и по совершенству защиты ванны и уменьшению потерь на угар и разбрызгивание способ приближается к сварке под флюсом. Уменьшение разбрызгивания даёт возмож­ность значительно повысить силу сварочного тока при хорошем формировании валика наплавленного металла. Высокое качество наплавленного металла, глубокое проплавление основного металла, пониженные требования к квалификации сварщика и большая про­изводительность придают способу сварки опёртым электродом зна­чительную производственную ценность, и в ряде случаев этот спо­соб может успешно конкурировать не только с ручной дуговой сваркой, но и с автоматической и полуавтоматической сваркой под флюсом. Этот способ применяется на многих заводах, при этом применяются электроды диаметром до 8—10 мм при толщине слоя обмазки около половины диаметра электродного стержня, сила сварочного тока доводится до 500—700 а. Получаемые при этом технико-экономические показатели сравнимы с показателями шлан­говой полуавтоматической сварки под флюсом. Способ этот назы­вается сваркой опёртым электродом, но иногда в нашей литера­туре он называется сваркой ультра-короткой дугой, что представ­ляется автору мало удачным и не отвечающим действительности. Дуга в данном случае не является особенно короткой, она лишь значительно углублена в основной металл вследствие большой глу­бины ванны и кратера, аналогично сварке под флюсом, где наблю­дается подобное же явление.