Сварка конструкций с дополнительной порошкообразной присадкой
Подача дополнительного порошкообразного присадочного металла на вылет электрода
В отличие от первого способа подачи присадочного порошкообразного металла в зону сварки способ подачи на вылет электрода можно применять только для металла, обладающего ферромагнитными свойствами. Дело в том, что для подачи порошкообразного металла в зону сварки используется магнитное поле, возникающее вокруг сварочной проволоки под действием сварочного тока. Порошкообразный металл притягивается и удерживается на вылете сварочной проволоки, попадая в зону сварки со скоростью ее подачи. Подходя к сварочной ванне, порошкообразный металл нагревается, теряет свои магнитные свойства, и силы его притяжения к электроду ослабевают. Под воздействием шлаковой и металлической части сварочной ванны он отстает от электрода и, минуя сварочную дугу, попадает в хвостовую часть сварочной ванны. Однако порошкообразный металл можно подавать и в головную часть сварочной ванны. Дело в том, что порошкообразный металл притягивается на вылете электрода только с той стороны, с которой он подается. Но порошкообразный металл должен прочно удерживаться на сварочной проволоке таким образом, чтобы он свободно мог пройти слой флюса и не остаться в нем. Для этого следует знать толщину слоя порошкообразного металла на сварочной проволоке, который соответствует оптимальному количеству металла, необходимого для использования резервного тепла.
Толщину слоя порошкообразного металла на вылете сварочной проволоки можно определить по следующей формуле
6 = (лОумРопТ)/4уп,
где D — диаметр сварочной проволоки, мм; — плотность металла сварочной проволоки, кг/м'; ул — плотность массы порошкообразного металла, кг/м3 (для крупки из малоуглеродистой стали, когда длина частицы равна ее диаметру Vn=4- I0-3 кг/м3); Ропт—оптимальное количество порошкообразного присадочного металла, необходимое для использования резервного тепла.
Однако подаваемую порошкообразную присадку слоем установленной толщины необходимо прочно удержать на вылете сварочной проволоки. Для этого
Энергетическое состояние сварочного процесса с использованием порошкообразного присадочного металла отличается от состояния при обычной сварке. На рис. 46 представлена зависимость сварочного тока от количества присадочного металла в зоне сварочной дуги. При увеличении количества расплавляемого присадочного металла за счет порошкообразного металла в два раза при неизменной подаче электродной проволоки сварочный ток повышается с 700 до 800 А, а при таком же увеличении присадочного металла за счет электродной проволоки сварочный ток повышается до 1150 А. Таким образом, дополнительный порошкообразный присадочный металл снижает энергоемкость сварочной ванны. Увеличение его количества производит захолаживание сварочной ванны и средняя ее температура снижается.
|
следует определить силу сварочного тока, при которой порошкообразный металл будет прочно удерживаться. Это можно сделать по формуле |
|
где g — масса частицы порошкообразного металла, кг; D — диаметр сварочной проволоки, мм; б — толщина слоя порошкообразного металла, м; p, i — магнитная проницаемость порошкообразного металла (для малоуглеродистой стали 4—6); /—размер частиц порошкообразного металла, м. |
Способ сварки с подачей порошкообразного металла на вылет электрода может применяться как в заводских условиях, так и на строительно-монтажной площадке — при монтаже шаровых резервуаров, цементных и обжиговых печей, при изготовлении узлов трубопроводов, обечаек, элементов строительных металлоконструкций, двутавровых балок. Широкое применение этот способ находит при сварке на флюсовой подушке и по ручной подварке стыковых соединений с разделкой кромок большой толщины.
Однако в таком виде, как применяется способ подачи порошкообразного металла на вылет электрода при автоматизированной сварке под флюсом при *яектроі#раковой сварке использовать его нельзя. Процесс электрошлаковой сварки нарушается из-за зависания порошкообразного металла в каналах, по котором он направляется в сварочную ванну, или нали-
|
Рис. 46. Диаграмма зависимости сварочного тока от количества присадочного металла в зоне дуги / — при увеличении скорости подачи электродной проволоки без порошкообразного присадочного металла, 2 при увеличении количества порошкообразного при садочного металла, подаваемого на вылет электрода без увеличения скорости подачи электродной проволоки |
|
ПМ |
Рис. 47. Схема электрошлаковой сварки с подачей порошкообразного присадочного металла на вылет электрода вне зазора I электродная проволока; 2 — токо - появод; 3 приводной ролик; 4 — шестеренчатая передача; 5 — черпающее колесо; 6 — бункер; 7 — направляющий лоток
пания на свариваемые кромки изделия. Поэтому при электрошлаковой сварке применяется способ подачи порошкообразного металла на вылет электрода за пределами зазора сварного соединения при симметричном подключении токоподвода. Схема такого
способа сварки приведена на рис. 47. Барабан дозирующего устройства приводится во вращение движущейся электродной проволокой, к которой прижимается пара роликов. От них через систему шестеренчатых передач приводится во вращение колесо, с помощью которого порошкообразный присадочный металл из бункера подается через лоток на вылет электрода, где налипает на электрод и вместе с ним поступает в шлаковую ванну. Нагретый до температуры, при которой теряются магнитные свойства, порошкообразный металл отстает от электрода и распределяется по всему объему шлаковой ванны. Расплавившийся в шлаковой ванне порошкообразный металл каплями падает в металлическую ванну.
