Справочник сварщика-строителя

Ручная электродуговая сварка

Предназначена для наложения швов различного вида и назначения во всех пространственных положениях. Основной объем работ выполняется штучными электродами диаметром 3—5 мм при токе 150—200 А и напряжении на дуге 18— 25 В. Глубина провара 2—3 мм.

Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений при­ведены в ГОСТ 5264—80 (примеры см. в таблице на с. 102).

В соответствии с ГОСТ 5264—80 допускается смещение свариваемых кромок перед сваркой относительно друг друга в зависимости от толщины, не более:

Смещение, мм

0,5.......................................

1,0..............................................................

0.1S но не более 3 . . . 0,01 S +2, но не более 4

В стыковых, тавровых н угловых соединениях толщиной более 16 мм, выпол­няемых в монтажных условиях, допускается увеличение номинального значення зазора в собранном соединении до 4 мм с одновременным уменьшением значе­ния угла скоса кромок на 3°.

При сварке в положениях, отличных от нижнего, допускается увеличение размера усиления стыкового шва не более: 10 мм для деталей толщиной до 60 мм; 20 мм — для деталей толщиной свыше 60 мм.

При выполнении двустороннего шва с полным проплавлением перед сваркой с обратной стороны корень шва должен быть расчищен до чистого металла.

Катеты углового шва должны быть установлены при проектировании свар­ного соединения, но не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм включи­
тельно и 1,2 толщины более тонкой детали при сварке деталей толщиной свыше 3 мм.

Предельные отклонения катетов углового шва от номинального значения должны соответствовать: +1мм — при к ^ 5 мм; +2 мм — при k ^ С мм.

При применении электродов с более высоким временным сопротивлением раз­рыву, чем у основного металла, катет углового шва в расчетном соединении может быть уменьшен.

Катет углоаого шва, мм, при использовании электродов с повышенным времен­ным сопротивлением разрыву

Допускается усиление или ослабление углового шва до 30% размера его катета, но не более 3 мм. При этом ослабление не должно приводить к умень­шению расчетного катета.

Допускается применять установленные ГОСТ 5264—80 основные типы свар­ных соединений, конструктивные элементы и размеры сварных соединений при сварке в углекислом газе электродной проволокой диаметром 0,8—4,4 мм (VII).

о Основные типы, конструктивные алемеиты и размеры швов сварных соединений, 10 выполняемых ручной дуговой сверкой (ГОСТ 5264—80)

Конструктивные элементы

Угловые соединения

Конструктивные элементы

Ш5ШІ

Конструктивные элементы

Характер выполнения, форма кромок, услов­ное обозначение шва

Соединения внахлестку

Рекомендуемое количество проходов при сварке конструкций в зависимости от толщины металла

Стыковые швы

Одним из основных условий правильного выполнения швов является соблю­дение правил их наложения по длине п толщине свариваемого металла (рис. 5—8).

При сварке многослойных швов перед наплавкой последующего слоя преды­дущий очищают от шлака и брызг. Стыковые н угловые швы подваривают после заварки основного шва со стороны разделки. Перед подваркой очищают корень от шлака и пористого металла пневматическим рубильным инструмен­том, тонким шлифовальным кругом, кислородной или воздушно-дуговой поверх­ностной строжкой с образованием канавки, которая заполняется подварочиым швом. Для вырезки корня шва и удаления дефектов в шве рекомендуются также

электроды АНР-2М, разработанные Ин­ститутом электросварки нм. Е. О. Па - тона АН УССР. После строжки необхо­дима механическая зачистка канавки.

При выполнении сварочных работ должна быть обеспечена возможность наложения сварных швов в ннжнем по­ложении, так как эти швы наиболее на­дежны и наименее трудоёмки. Предель­ные размеры выступающих деталей, прн которых возможна сварка достаточно высокого качества, показаны на рис. Э.

Удаление дефектных мест, корня шва, снятие усиления рекомендуется осуще­ствлять с помощью высокооборотных электрических шлифовальных машинок (WSBA-1400, ІП-230, III-178, ИЭ-2102А, ИЭ-2103А) и абразивных армированных кругов диаметром 230 н 180 мм н тол­щиной 3—6 мм. При обработке сварных соединений ослабление сечения (углуб­ление в основном металле) не должно превышать 3% толщины металла, но не более 1 мм. Все ожоги поверхности металла должны быть также зачищены иа глубину 0,5—1,5 мм.

Рис. 5. Последова­тельность наложе­ния швов при сварке:

а — капроход; 6 — от середины к краям; в — обратноступенча­тым швом; г — обрат - ноступеичатым швом от середины к краям; д — вразброс (длина ступени 100—350 мм1.

t 2 Г 4 5

10 9 в 7 6

Рис. 7. Последователь­ность наложения двух­слойных швов.

Особенности сварки тонколистовой стали. Сварку выполняют без зазора.

Используют массивные медные или брон­зовые подкладки, стальные остающиеся подкладки и соединения с отбортовкой кромок. Иногда применяют нахлесточное соединение с подкладкой илн в зазоре между листами располагают присадоч­ную проволоку.

Возможна сварка электродами диа­метром 3—4 мм на токе 90—180 А (при наклоне металла на 12—18°), сверху вниз без колебаний. Для сварки употреб­ляют специальные электроды (ТМ-2, ОМА-2 и др.), сварочные преобразователи с повышенным напряжением холостого хода, допускающие регулировку на ма­лых токах (например, ПСО-120), сварочные выпрямители типа ВД-101, источ­ники переменного тока со стабилизатором («Разряд-250»), осциллятором или устройством поджига дуги УПД-1М (черт. Об. 1948—01УЧ) в комплекте с бло­ком коммутации СУ-139, разработанные Институтом электросварки им. Е. О. Па-

тоиа. Металл толщиной 4 мм и более сваривают с двух сторон. При сварке тавровых, угловых и иахлесточных соединений ток увеличивают иа 10—20% по сравнению со стыковыми соединения­ми. Полярность постоянного тока — обратная.

Особенности сварки углеродистых и низколе­гированных сталей. Средиеуглеродистые стали (Ст5, 30) и некоторые низколегированные стали с содержанием углерода и легирующих примесей, близким к верхнему пределу, сваривают с предва­рительным подогревом до 150—300° С. Для свар­ки применяют электроды диаметром ие более 4— 5 мм с фтористокальциевым покрытием, обеспе­чивающие предел прочности швов не ниже пре­дела прочности основного металла.

Кромки стыков тщательно обрабатывают, вы­держивая равномерный зазор. Собирают кон­струкции с помощью приспособлений, допускаю­щих свободную усадку в процессе сварки. При­хватку и сварку конструкций выполняют высоко­квалифицированные сварщики постоянным током обратной полярности, уменьшенным на 10—20% по сравнению с током для сварки низкоуглеро-

Рис. 9. Предельные размеры выступающих дета лей при сварке различных конструкций.

дистых сталей. Кратеры тщательно заплавляют, обеспечивая плавный переход шва к основному металлу.

При толщине металла более 6 мм накладывают многослойные швы, причем среднеуглеродистые и низколегированные (10ХСНД, 15ХСНД и т. п.) стали сваривают с большим, а стали типа хромансиль — с минимальным интервалом между наложением слоев, не прерывая сварку до заполнения ступени по всей толщине. Последним накладывают отжигающий валик, который должен отстоять на 2—3 мм от основного металла.

Конструкции из сталей, подвергающихся закалке после сварки, должны пройти термообработку. Для сталей типа хромансиль рекомендуется нагрев до 650—680°С с выдержкой в течение 1 ч на каждые 25 мм толщины и охлажде­ние иа воздухе или в горячей воде. Предварительный подогрев и термообра­ботка после сварки необходимы для всех сталей, имеющих после сварки твер­дость в зоне термического влияния 250 единиц по Бринеллю и выше. В настоя­щее время для снятия статических напряжений после сварки находит примене­ние технология обработки взрывом.

Сварка теплоустойчивых молибденовых н хромомолнбденовых сталей. Сборку конструкций выполняют без подкладных колец, с помощью приспособлений, исключающих прихватку нлн сводящих количество прихваток к минимуму. Раз­делка кромок желательна с криволинейным скосом.

Перед сваркой при толщине металла 10 мм и более необходим обязательный, а в процессе сварки — сопутствующий подогрев. Сопутствующий подогрев исклю­чается только в случаях, когда сварку ведут два сварщика. Сварка выполняется постоянным током обратной полярности / = (35—40)d3.

При толщине металла 5—6 мм н более шов яаполияют многослойно. При сварке вертикальных стыков металла толщиной более 30 мм и всех горизон­тальных стыков усиление шва выполняют несколькими валиками. Замыкающим является отжигающий валик. Необходима защита места сварки от атмосферных воздействий. После окончания сварки требуется термообработка в режиме высо­кого отпуска.

Сварка высоколегированных сталей. Сварку выполняют специальными элек­тродами на постоянном токе обратной полярности, иа 10—20% меньшем, чем для иизкоуглеродистых сталей. Хромистые стали можно сваривать аустениг - иыми электродами. Для сварки применяют укороченные электроды малого диа­метра. Корень шва заваривают электродами диаметром 2—3 мм.

Сваривают короткой дугой без поперечных колебаний электрода на повы­шенных скоростях, накладывая многослойные швы с большим интервалом вре­мени между наложением отдельных слоев. Аустенитиые стали при сварке уси­ленно охлаждают. Швы аустеиитных сталей, обращенные к агрессивной среде, сваривают в последнюю очередь. Дугу зажигают на шве, кратеры тщательно заплавляют. При сварке аустенитиых сталей особенно надежно прикрепляют (ио не приваривают) к изделию «обратный провод».

Хромистые стали сваривают с подогревом до 200—400° С, после сварки охлаждают до 150—200° С н дают высокий отпуск (нагрев в печи до 720—750° С с выдержкой в течение 5 мин на 1 мм толщины, ио не менее 1 ч, с последую­щим охлаждением иа спокойном воздухе. Прн содержании хрома 17—20% вы­держку увеличивают до 10 мин на каждый миллиметр толщины). Окалиностой­кие сталн после сварки отпускают при 250°С. Ферритиые стали (Х25 н ХЗО) нагревают до 800—850° С и охлаждают в воде. Термообработку аустеиитных сталей выполняют только для выравнивания структуры шва и основного металла и для ликвидации опасности возникновения межкристаллитной коррозии (ста­билизирующий отжиг-нагрев в течение 2—3 ч при 850—900 или закалка в воде после нагрева до 1050—1100°С). Высокомарганцовистую аустеннтную сталь (Г13Л) сваривают в закаленном состоянии, которое определяют с помощью маг­нита (закаленная сталь немагнитна). Аустенитные стали подвержены сильному короблению, поэтому их сваривают с применением различных зажимов, обрат­ноступенчатого способа и т. п.

Сварка алюминия и его сплавов. При сварке угольным электродом прихватку кромок следует выполнять после подогрева до 200—250° С. Металл толщиной до 20 мм можно сваривать без разделки кромок. Металл толщиной до 10 мм сваривают без подогрева. При большей толщине необходим подогрев до 100— 400° С. Присадочные прутки (чаще АК) и флюсы применяют те же, что и прн газовой сварке (см. «Газовая сварка и резка»).

Сварку металлическим электродом ведут на обратной полярности. Дуга короткая. Рекомендуется вести сварку на стальных подкладках. После разогрева детали силу тока можно снизить на 10—15%. Зазор в стыке в отличие от сварки угольным электродом (0,5—0,7 толщины) должен быть не более 0,5— 1 мм. При смене электродов кратер нужно вывести в сторону, а дугу зажигать иа уложенном шве.

Перед сваркой поверхность металла обезжиривают растворителями (бензи­ном, уайт-спиритом, ацетоном и т, п.), удаляют окисиую пленку зачисткой или травлением в течение 0,5—1 мин раствором едкого натра технического 45—55 г и натрия фтористого технического 40—50 г в 1 л воды, промывают водой.

нейтрализуют 1—2 мин в 25—30%-ном растворе азотно* кислоты, промывают в проточной, а затем горячей воде и сушат. После сварки остатки флюса и по­крытий смывают горячей водой.

Сварка меди и латуни. Угольным электродом медь и латунь сваривают при напряжении дуги 30—40 В в нижнем положении иа графитовых нли стальных подкладках. При сварке металла толщиной более 5 мм его подогревают до 200— 300° С. Флюс наносят иа присадочные прутки н перед сваркой подсыпают в разделку. Электрод держат под углом 70—90° к свариваемому металлу и ведут возвратно-поступательно. Сваривают быстро, по возможности в один проход.