Сварка конструкций с дополнительной порошкообразной присадкой
Сварка металлических конструкций
Вопросы автоматизированной сварки под флюсом с порошкообразным присадочным металлом будут рассмотрены применительно к металлическим конструкциям, изготовляемым из низкоуглеродистых сталей марок ВСтЗкп, ВСтЗпс, ВСтЗсп и низколегированных сталей марок 09Г2С, 14Г2, 10Г2С1, 10ХСНД, 15ХСНД, 16Г2АФ и 14Х2ГМР толщиной. до 60 мм. В качестве порошкообразного присадочного металла используется крупка, приготовленная из сварочной проволоки диаметром 0,8^2 мм. Мри этом длина частицы крупки должна быть равна диаметру проволоки. Автоматизированная сварка стыковых и тавровых соединений выполняется в ни^сне| положении.
Типы “сварных соединений и конструктивные элементы подготовки свариваемых кромок (углы разделки, притупления, зазоры и т. п.) должны соответствовать данным табл. 19 и 20.
Подготовка кромок и сборка изделий под автоматизированную сварку под флюсом с порошкообразным присадочным металлом должна производиться по рабочим чертежам и в соответствии с технологией, разработанной заводом-изготовителем. Обработка свариваемых кромок может производиться механическим способом, машинной кислородной или плазменной резкой. Плоскость обреза заготовок должна быть перпендикулярной поверхности проката. Допускается неперпендикулярность торцов поверхности изделия на величину /? (рис. 51), которая не должна превышать значений, определяемых по формуле h = - щ/2,
гДе /тіл — минимальная ширина шва, мм; Ь — зазор, мм.
Зазор берется исходя из толщины свариваемого Металла и диаметра электродной проволоки. При
19. Эскизы и параметры двухсторонних швов стыковых соединений, выполненных на стальной подкладке или флюсовой подушке |
Параметры, мм:
|
20. Эскизы и параметры односторонних и двухсторонних швов тавровых соединений
Тми шва Т, и Т5 |
Выполненный шов
Параметры, мм:
|
Рис. 51. Сборкй стыков с неперпендикулярно обработанными кромками
сварке электродной проволокой диаметром 4 и 5 мм в зависимости от толщины металла зазор будет составлять:
Толщина металла, мм |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
Зазор, мм |
6 |
7 |
8 |
9 |
11 |
При сборке соединения листы с непермендикулярно обработанными кромками должны размещаться так, чтобы зазор в корне шва соответствовал приведенным выше значениям.
Перед сборкой кромки, подлежащие сварке, должны быть высушены и очищены от окалины, ржавчины, масла, краски и других загрязнений металлическими щетками или шлифовальными машинками. До металлического блеска должна быть зачищена также и поверхность кромок на ширину 30—50 мм от торцов. Кроме того, поверхность металла, расположенную по обе стороны от стыка на расстоянии 400—500 мм, необходимо очищать от любых загрязнений для предотвращения смешивания их с флюсом. В противном случае повторное применение флюса при сварке не допускается. Сборку свариваемых элементов следует производить на стеллажах и сборочных стендах с помощью приспособлений, применение которых обеспечивает требуемое взаимное расположение деталей и элементов и исключает принудительную подгонку, вызывающую дополнительные напряжения и снижающую эксплуатационную прочность соединений. Свариваемые элементы соединяются между собой прихватками. Прихватки выполняют ручной злектродуговой сваркой электродами Э42А с фтористо-кальциевым покрытием (марок УОНИ-13/45, •УП-2/45 и др.), Э46Т с рутилово-карбонатным покрытием (марок МР-3, ОЗС-4, АНО-3 и другие аналогичные) или механизированной сваркой в углекислом газе или смеси газов. Размеры сечения прихваток выбирают с учетом применяемых при сварке режимов, исходя из необходимости их полного переплавлення. Обычно длина прихватки составляет 30—100 мм. Обязательно применение технологических пластин для обеспечения необходимого качества в начале и конце сварных швов, если они начинаются от свободных кромок элементов. Технологические пластины должны иметь толщину, равную толщине свариваемого металла. Их приварка должна производиться сплошными швами (рис. 52). Более целесообразно применять технологические пластины П-образного типа с зазорам, предусмотренным для данного сварного шва. хотя можно использовать и разрезные пластины. В тех местах, где зазоры в стыках деталей, собранных под сварку, превышают допустимые величины, в виде исключения разрешается производить подварку стыков или наплавку кромок ручной дуговой или механизированной сваркой в углекислом газе. При Т-образном сочетании швов сварку следует начинать на чистом Металле на расстоянии 50—60 мм от пересечения. После выполнения поперечного шва восстанавливают разделку продольного шва в том месте, где его пересек поперечный, удаляя наплавленный металл в этом месте с помощью шлифовальной машинки (рис. 53). Допускается применение воздушно-дуговой строжки с обязательной последующей зачисткой поверхности реза на глубину не менее 1 мм. Для надежного возбуждения дуги в место замыкания электродной проволоки с изделием следует подсыпать небольшое количество порошкообразного металла. Затем открыть заслонку бункера с флюсом и возбудить дугу. При перемещении автомата вдоль стыка сварочная дуга расплавляет порошкообразный присадочный металл, кромки основного металла и электродную проволоку. Все вместе образует металл сварного шва. Для обеспечения качественных сварных швов сварка должна выполняться в соответствии с % разработанной технологией. Приемы сварки и последовательность технологических операций в основном такие же, как и при обычной автоматизированной сварке под флюсом. Отличие состоит лишь в необходимости дозированной подачи порошкообразного присадочного металла. Перед сваркой изделия датжны быть заварены контрольные образцы. Пластины для контрать - ных образцов изготовляют из того же металла, что и основное изделие. Образцы заваривает каждый сварщик, участвующий в сварке изделия, с применением тех же режимов, материалов и оборудования, что и при сварке основного изделия. Контрольные образцы подвергают стандартным испытаниям по ГОСТу и техническим условиям для данных изделий.
170
Рис. 52. Схемы сборки стыков с помощью технологических пластин: П-образных (а); разрезных (б)
место УДАЛЕНИЯ ШВА
=?
—А
V[2]
НАЧАЛО ІИА |
Рис. 53 Схема восстановления разделки при Т-образном пересечении продольного и поперечного швов |
IV -—d |
/ / J
Способ сварки с предварительной засыпкой порошкообразного присадочного металла при изготовлении металлических конструкций применяется при двухсторонней сварке стыковых соединений без разделки кромок, а также для выполнения соединений с разделкой кромок и тавровых «в лодочку». Для предотвращения высыпания порошкообразного присадочного металла сварку первого прохода стыковых соединений следует производить на металлическом листе. Можно для этой цели применить также флюсовую подушку или подушку из порошкообразного металла. При сварке листов толщиной до 36 мм зазор в стыке заполняется порошкообразным металлом заподлицо с поверхностью листов; для листов толщиной 36—60 мм зазор следует заполнить на 2/з толщины свариваемого металла. Толщина слоя порошкообразного металла при сварке тавровых соединений «в лодочку» должна быть на 2 мм больше величины катета шва. Режим автоматизированной сварки под флюсом с предварительной засыпкой порошкообразного металла стыковых соединений без разделки кромок и «в лодочку» приведен в табл. 16 и 18. При сварке изделий из металла других толщин, не указанных в табл. 16, скорость сварки необходимо скорректировать. На режимах, указанных в табл. 18, сваривают соединения «в лодочку» из низкоуглеродистых сталей. Сварку за один проход тавровых соединений «в лодочку» с катетом шва более 14 мм осуществляют, применяя более мощные источники питания сварочной дуги. При использовании источников сварочного * тока ВДМ-1601, ВДМ-3001 и ВСЖ-1600 сварку швов тавровых соединений «в лодочку» до катетов размером 18—20 мм можно производить за один проход. На режимах, указанных в табл. 16, сваривают стыковые соединения из низкоуглеродистых и низколегированных сталей без предварительного подогрева, кроме сталей 16Г2АФ и 14Х2ГМР толщиной свыше 40 мм.
Режим сварки сталей 16Г2АФ и 14Х2ГМР необходимо выбирать по следующей методике, разработанной во ВНИИмонтажспецстрое.
Исходя из оптимального диапазона охлаждения (AU/onT) для данной стали (16Г2АФ, 14Х2ГМР — 3—30°С/с; 10ХСНД, 15ХСНД, 10Г2С1 - I—40 °С/с)
Рис. 54. Номограмма М 3 для определения погонной энергии в зависимости от скорости охлаждения и толщины свариваемого металла |
-по номограмме № 3 (рис. 54) следует определить величину погонной энергии q/v для стыковых соединений по нижней границе, для угловых — по верхней границе ДГопт.
Затем определяют расчетное значение q/vp = kq/v. Для стыковых соединений k = , для угловых * = (бет + 26п)/(26пл), где п= 1,1—коэффициент, учитывающий уменьшение скорости охлаждения при сварке с порошкообразным присадочным металлом на данной погонной энергии; 6СТ и 6П — соответственно толщина стенки и полки. По номограмме № 2 (см. рис. 49) для определенной величины q/Vp (наклонные, прямые) определяют сварочный ток /св и скорость сварки ус,. Скорость сварки выбирают по верхней границе оптимального интервала скоростей сварки для определенного типа соединения.
Затем находят напряжение на дуге Uд = 1,35 /св. После этого по номограмме № 1 (см. рис. 48), пользуясь ключом 1, определяют количество порошкообразного присадочного металла ртах, скорость подачи электродной проволоки у9 и площадь наплавки FH.
Если F„> FHl(Fel = Fp + Fy, Fp— площадь разделки, Fу—площадь усиления), для угловых соединений (3maj, уменьшается, для стыковых соединений следует уменьшить q/vр или ртах с таким расчетом, чтобы соблюдалось условие FH=.FH|.
Если F„<F«і, для угловых соединений следует увеличить q/vр, соблюдая равенство F„ = Fu,, для стыковых соединений перейти к сварке в два прохода. Для многослойных стыковых швов определяется число проходов С = [(^„і — FH)/Fн2] + 1, где FH2— площадь наплавки последующих проходов.
Рассмотрим на конкретном примере определение режима сварки с порошкообразным присадочным металлом стыкового соединения из стали 14Г2АФ толщиной 30 мм (FН| = 2 см2). Сварку выполняем в два прохода по одному с каждой стороны. По номограмме № 3, исходя из критической скорости охлаждения wo = 3°C/c, выбираем q/vp^ 84 кДж/см. По номограмме № 2 (см. рис., 49): сварочный ток /св = 1200 А, скорость сварки усв = 20 м/ч. По номограмме № 1 (см. рис. 48), пользуясь ключом 1, определяем Р max== 1 < о * = 108 м/ч; F „ = 2 см2. Таким образом. принимается_хл£дующий режим сварки: /св = 1200 А; Ua= 1,85 /Ї200 = 46 В; п*= 108 м/ч; 5 мм; исв =20 м/ч; Р = I.
Сварку стыковых соединений толщиной до 60 мм следует производить с двух сторон, по одному проходу с каждой стороны. Сварку второго прохода осуществляют на режиме первого (табл. 16), при этом засыпки порошкообразного металла не требуется. Сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности. Сварку тавровых соединений с полным проваром стенки при толщине металла 12—20 мм для одностенчатых балочных конструкций необходимо выполнять «в лодочку» при условии наклона стенки под углом 30° к горизонтали с обязательным обеспечением соответствующих зазоров. Режимы сварки с
разделкой кромок с предварительной засыпкой порошкообразного присадочного металла приведены в табл. 17.
Автоматизированную сварку под флюсом с подачей порошкообразного присадочного металла на вылет электрода при изготовлении металлических конструкций применяют при выполнении стыковых и тавровых соединений «в лодочку» на повышенных режимах сварки. В табл. 14 приведены режимы автоматизированной сварки стыковых соединений с X - и V-образной разделкой кромок по ручной подварке. Такие режимы рекомендуют, например, для конструкций типа шаровые резервуаров, цилиндрических обечаек и других аналогичных изделий. На этих режимах конструкции из низколегированных сталей выполняют без предварительного подогрева за два прохода — по одному с каждой стороны. Перед наложением первого шва поверхность подварочного шва должна быть зачищена до металлического блеска. Перед началом сварки второго шва следует произвести выборку корня шва до чистого металла и зачистку кромок, сглаживая углы в местах перехода к притуплению. В этой же таблице даны режимы автоматизированной дуговой сварки под флюсом стыковых соединений со стандартной разделкой без подварочных швов. В этом случае соединения с Х-образной разделкой собирают с зазором 3—6 мм и укладывают на подушку из порошкообразного металла. При необходимости зазор перед сваркой дополнительно заполняют порошкообразным присадочным металлом до верхней кромки притупления. После наложения первого шва изделие кантуют для выполнения второго шва. Перед его наложением не - расплавившийся порошкообразный присадочный металл, находящийся в разделке, следует удалить. Сварку второго шва выполняют без зачистки корня Первого шва. В данном случае подготовка кромок Может быть выполнена без притупления. Соединения с V-образной разделкой кромок собирают на прихватках. без зазора, а затем выполняют автоматизированную сварку первого слоя на весу с подачей порошкообразного металла на вылет электрода, если выполнена точная сборка без зазора, или на подкладке из Порошкообразного металла, если сборка выполнена с Зазором. Второй шов с обратной стороны выполняют
обычной автоматизированной сваркой под флюсом без порошкообразного присадочного металла и без зачистки корня шва. На указанных режимах выполняют сварку низкоуглеродистых и низколегированных сталей без предварительного подогрева. При сварке изделий из металла другой толщины, не указанной в таблице, режимы следует определить по рассмотренной выше методике.
В табл. 13 приведены режимы двухсторонней автоматизированной сварки под флюсом с порошкообразным присадочным металлом стыковых соединений листовых конструкций толщиной 5—16 мм. Сварку первого прохода выполняют на подушке из порошкообразного металла с подачей порошкообразного металла и на вылет электрода. Шов с другой стороны выполняют на тех же режимах, но чбез порошкообразного металла.
В табл. 21 приведены режимы односторонней автоматизированной сварки под флюсом с порошкообразным присадочным металлом стыковых соединений толщиной 20—40 мм из низкоуглеродистой стали.
Сварку выполняют на флюсомедной или остающейся стальной подкладке. Медная подкладка, охлаждаемая водой, состоит из секций, выполненных без канавки. Перед укладкой свариваемых листов на мед - нуК) подкладку засыпают слой флюса толщиной 3—4 мм. Размер гранул флюса не должен превышать 1,5 мм. Затем на стенд укладывают свариваемые листы и жестко их закрепляют. Поджатие флюсомедной подкладки к изделию осуществляется пневматическим рукавом с усилием 30 МПа. Разделка кромок V-образная, без притупления. Угол скоса кромок 20°. Листы собирают с зазором в стыке
5— 6 мм. Сварку выполняют в несколько проходов: первый проход — с предварительной засыпкой порошкообразного металла в разделку для образования обратного валика без подачи порошкообразного металла на вылет электрода. При выборе режима сварки низколегированных сталей применяют рассмотренную выше методику.
Тавровые соединения «в лодочку» сваривают автоматизированной сваркой под флюсом с подачей порошкообразного металла на вылет электрода на режимах, указанных в табл. 15. Сварку выполняют на
количество, подаваемое на вылет адсктрода |
1 - |
1,2 |
1!!' |
л. н X о Z * |
25 80 |
оо оо |
ОС 00 |
(N СЧ |
см см |
||
о 3 * |
|||
2 = |
21, Режимы односторонней автоматизированной сварки под флюсом на флюсомедной подкладке |
О о 5 Cl О |
liz.
їїв |
«I* * х X 5*2-х ‘''г? |
о!»
Ю ч* ч* 1 1 см см |
о «о •«Г Tf оо - ч - СО 4f |
о о чг ІЛ 1 1 оо но СО чГ |
88 |
88 |
88 |
со о |
со со |
со со |
88 |
§8 |
88 |
СЧ 05 |
сч сч |
сч сч |
постоянном токе обратной полярности электродной проволокой диаметром 5 мм. Приведенные в таблице режимы предназначены для сварки низкоуглеродистых сталей. При сварке низколегированных сталей указанные режимы следует проверить и определить новые по допустимой скорости охлаждения в соответствии с рассмотренной выше 'методикой для этих сталей. По этой же методике определяют параметры режима сварки при использовании электродной проволоки диаметром 4 мм.
Рассмотрим несколько примеров применения автоматизированной сварки под флюсом с порошкообразным присадочным металлом при изготовлении металлических конструкций в заводских условиях и на строительно-монтажной площадке.
Односторонняя сварка стыковых соединений на флюсомедной подкладке (рис. 55). Свар-ку первого слоя, формируемого на медной подкладке, выполняют порошковой проволокой в углекислом газе; при этом может быть использован металлический порошок. Режим сварки первого слоя: сварочный ток — 700 А (постоянный обратной полярности), напряжение на дуге— 29 В, скорость сварки — 35 см/мин. В табл. 22 приведены режимы сварки второго прохода в зависимости от толщины листов.
Сварка тавровых соединений конструкций 56-этажного небоскреба в Торонто (рис. 56). Характерная особенность соединений —г большой зазор между элементами, достигавший 12,7 мм. Введение в зазор металлического порошка и применение многопроходной сварки позволили получить качественные сварные соединения. Корневой проход выполняли порошковой проволокой на токе 600 А и напряжении на дуге 30 В со скоростью 30 см/мин. Второй и третий проходы выполняли автоматизированной сваркой под флюсом электродной проваюкой диаметром 4,0 и 4.8 мм на постоянном токе прямой полярности силою 650 и 900 А при напряжении на дуге 29 и 27 В соответственно.
Сварка тавровых соединений конструкций установки для морского бурения (рис. 57). Сварку листов из мелкозернистой стали с пределом прочности 580— 700 МПа выполнили автоматизированной сваркой под флюсом с введением порошкообразного присадочного
Рис. 56. Схема сварки крупных колонн при плохой сборке I — первый слой шва; 2 — последующие слои шва; 3 — порошкообразный присадочный металл; 4 — асбестовое уплотнение |
Рис. 55. Односторонняя сварка на флюсомедной подкладке с использованием порошкообразного присадочного металла
Рис. 57. Схема сварки листовой стали с пределом прочности 580— 700 МПа с порошкообразным присадочным металлом h — толщина одного слоя, мм |
22. Режимы сварки второго прохода при односторонней сварке на флюсомедной подкладке
|
металла. Использовали электродную проволоку, содержащую 1,5% марганца, специально разработанный Металлический порошок, содержащий легирующие элементы, и флюс, создающий легкоотделяемый шлак. Параметры режима были выбраны на основе тщательных изысканий. Например, третий слой толщиной В мм накладывали проволокой диаметром 4 мм при
сварочном токе 750 А и напряжении на дуге 32 В со скоростью 24 см/мин. При этом получили не только экономию времени в связи с уменьшением числа проходов, но и необходимые механические свойства, в том числе и ударную вязкость.
Сварка оболочки шарового резервуара производится на трех этапах ее изготовления. На первом этапе выполняют сварку в заводских условиях листов в заготовки соответствующих габаритов перед их окончательным раскроем и формообразованием (штамповка или вальцовка). На втором этапе (на строительномонтажной площадке) выполняют сварку блоков из двух-трех заготовок. Для этого на строительномонтажной площадке устанавливают приспособления, позволяющие собирать свариваемые элементы в блок с необходимым зазором и поворачивать блок таким образом, чтобы сварочный трактор, перемещающийся по стыку, всегда находился в нижней (или верхней) точке. Сварку блоков с порошкообразным присадочным металлом можно производить без разделки кромок. В приспособлении шов сваривают с одной стороны. Затем из блоков собирают оболочку, выполняют ручную сварку подварочного шва между блоками, после чего на заключительном (третьем) этапе сваривают монтажные швы за два прохода (по одному с каждой стороны). Для оболочек с толщиной стенки более 16 мм следует применять V-образную или Х-образную (для толщин более 30 мм) разделку кромок, так как сварка подварочного шва при зазоре более 5 мм невозможна, а для качественного выполнения сварных швов с порошкообразным присадочным металлом без разделки кромок требуются строго регламентированные зазоры. Для сварки оболочек шаровых резервуаров из стали 09Г2С рекомендуется сварочная проволока диаметром 4—5 мм марки Св-08ГА в сочетании с порошкообразным присадочным металлом-крупкой из проволоки диаметром 1 —1,2 мм той же марки и флюсом АН-8 (АН-348). Сварку оболочек шаровых резервуаров на строительно-монтажной площадке выполняют в технологической последовательности и на режимах, приведенных в табл. 23.
При сварке вращающихся печей для производства цемента также с успехом применяют порошкообразный присадочный металл. Корпусы печей изготавливают
ю о> |
23. Технологическая последовательность и режимы сварки оболочки шарового резервуара |
S 8 |
'tik. |
■ XS • Т Q К = 15. у Св >, с ї°-ї = ?ї се еа в х |
X х І СЧ X се о X CL £. X |
*> У |
000 сад 0 g-сЗ э = £- йї s ® 2 о. s с « 2 о» — С> * 3 Ї о- Й <ч а 4> J 5 Ч а ® 3 О О О г с н |
3 я о а б о s я с - — Л О 'X |
2 х - 4) 5 з |
а с; а а а гя ® ^ Я о о Q.-0-C 2 5* ® 5 о О Э х |
Рис. 58. Схема стыки с подкладной лентой для удержания порошкообразного присадочного металла при сварке на весу
I — первый слой автоматизированной сиаркн с порошкообразным присадочным металлом с наружной стороны; 2 — подушка из порош кообразного присадочного металла; 3 стальная лоута
из листовой стали марки МСтЗсп толщиной 22— 70 мм путем вальцовки листов, сварки их в отдельные обечайки, которые укрепляются в блоки на строительномонтажной площадке. При сборке блоков или корпуса печи продольные стыки должны быть смещены относительно друг друга не менее чем на 250 мм. Перед этим внешним осмотром проверяют кромки сварного соединения. При значительных отклонениях формы разделки от проектной неооходимо на кромки наплавить слой необходимой толщины ручной электродуговой сваркой электродом Э42А или Э46 с последующей зачисткой шлифовальной машинкой. Для обеспечения равномерного зазора по всему стыку в зазоре по периметру стыка устанавливают 8—10 специальных шайб, которые прихватывают ручной дуговой сваркой. Перед началом автоматизированной сварки кромки стыков очищают от грязи, ржавчины, краски, масла и других загрязнений до металлического блеска с внутренней и наружной стороны на расстоянии не менее 50 мм от оси разделки. Автоматизированную сварку под флюсом корпуса печи начинают с наружной стороны. Первый проход выполняют на подушке из порошкообразного присадочного металла, которую создают до начала сварки, а затем поддерживают ее в процессе сварки. Для удержания порошкообразного присадочного металла подушки с внутренней стороны печи до начала сварки по всему nepnMetpy стыка укладывают и прихватывают стальную полос толщиной 0,5—1,5 мм (рис. 58). При выполнении сварки с наружной стороны электродная проволока должна быть смещена от зенита на 200—300 мм в сторону, противоположную вращению печи. Автоматизированную сварку под флюсом с порошкообразным присадочным металлом с наружной стороны производят на режимах, приведенных в табл. 24. Вылет электродной проволоки 60—70 мм.
24. Режимы автоматизированной сварки под флюсом корпуса печи с наружной стороны
|
С внутренней стороны печи автоматизированная сварка производится без порошкообразного присадочного металла электродной проволокой диаметром 5 мм на следующем режиме: сварочный ток 900—950 А, напряжение на дуге 38—40 В, скорость сварки 0,005 м/с, скорость подачи электродной проволоки 0,026 м/с. Автоматизированную сварку выполняют с применением обычных сварочных тракторов, на которых установлены дозаторы подачи порошкообразного металла на вылет электрода. Сварочный ток постоянный, обратной полярности. В качестве источников сварочного тока используют выпрямители и преобразователи.
Сварку с порошкообразным присадочным металлом можно применять также при изготовлении элементов металлических конструкций. Сварка в углекислом газе стыков вальцованных заготовок фланцев из полос прямоугольного сечения выполнялась на специальной установке с применением модернизированного сварочного трактора ТС-17М, которому вручную придавалось возвратно-поступательное движение по ширине свариваемых заготовок. Для повышения производительности в зону сварки подавалась дополнительная присадка — прутки из сварочной проволоки марок Св-08 и Св-08А диаметром 5—6 мм. Такая технология не только требует повышенного внимания сварщика к ведению процесса сварки и приводит к большой Утомляемости сварщика, но и к большому браку сварных стыков — непроварам, порам и другим дефектам. Одной из причин брака было то, что дополнительная присадка вводилась другого химического Состава по сравнению со сварочной проволокой
Св-08Г2С. При больших зазорах образовывалось значительное количество расплавленного металла присадки, не содержащей необходимого количества кремния и марганца. Поэтому окислительный процесс в сварочной ванне, защищенной углекислым газом, не мог протекать нормально, и, как следствие этого, образовывались дефекты. Избежать указанных недостатков можно, если вместо присадочных прутков применить дополнительный порошкообразный присадочный металл в виде крупки из сварочной проволоки Св-08Г2С. Сварку выполняют с приданием возвратнопоступательных движений трактору, а сварщик, периодически открывая заслонку дозатора, установленного на тракторе, подает порошкообразный металл в зазор стыка. Кроме того, порошкообразный металл в небольшом количестве перед началом сварки засыпают в зазор стыка. Это способствует лучшему расплавлению металла сварочной ванны и лучшему формированию обратной стороны сварного шва. Сварку стыков фланцев выполняют на водоохлаждаемой медной подкладке с применением формирующих пластин, расположенных с торцов свариваемого шва. Сварное соединение — стыковое, без скоса кромок, шов односторонний, зазор 10—15 мм. Режим автоматизированной сварки в углекислом газе с порошкообразным присадочным металлом заготовок фланцев с условным проходом 200—300 мм: сварочный ток 350—380 А, напряжение на дуге 28—30 В, скорость подачи сварочной проволоки 403 м/ч, расход углекислого газа 1100 л/ч, расход порошкообразного присадочного металла р = 0,6, коэффициент наплавки 28 г/(А,- ч). Однако описанную технологию можно существенно улучшить, если подачу порошкообразного присадочного металла производить не в сварочную ванну, а на вылет электродной проволоки диаметром 2 мм; вместо сварки в углекислом газе тонкой электродной проволокой применить автоматизированную сварку под флюсом проволокой диаметром 4—5 мм, как более производительную и обеспечивающую более стабильное качество сварных соединений.
При изготовлении металлических конструкций применяют также электрошлаковую сварку с порошкообразным присадочным металлом. До начала работ следует сварить контрольные образцы. Схема сборки
Рис. 59. Схема сборки сварного соединения при электроиааковой сварке с порошкообразным присадочным металлом
Sн — величина зазора в начале стыка, 5к — величина зазора в конце стыка (Sh = Sk); / — начальная планка; 2 — направляющий уголок
стыкового соединения с размерами выводных планок и местом установки направляющего уголка приведена на рис. 59. Зазоры в сварных соединениях должны соответствовать данным табл. 25, 26. При сборке сварных соединений прихватки вводных и выводных планок и скоб следует выполнять ручной электродуговой сваркой электродами Э-42А с фтористо-кальциевым покрытием (марки УОНИ-13/45) или Э46 с рутилово - карбонатным покрытием (марки МР-3).
Непосредственно перед сваркой изделий необходимо зачистить брызги и неровности на пути движения формирующих ползунов на расстоянии 100 мм от свариваемых кромок; проверить систему водяного охлаждения; проверить надежность подачи электродной проволоки и крупки; проверить точность движения сварочного автомата; проверить работу источника сварочного тока и шкафа управления. Перед сваркой в зазор кармана технологической планки рекомендуется засыпать порошкообразный присадочный металл для лучшего возбуждения дуги, затем флюс, включить источник питания сварочного тока и нажать кнопку «пуск». Как только установится шлаковый процесс, следует включить подачу порошкообразного присадочного металла и поднять напряжение до величины, предусмотренной режимом сварки. В процессе сварки сварщик обязан следить: за показаниями приборов; уровнем шлаковой ванны и в зависимости от заполнения зазора расплавленным металлом регулировать скорость перемещения автомата; периодическим добавлением флюса в шлаковую ванну; положением электродной проволоки относительно кромок и ползунов. чтобы трубка, по которой подается порошкообразный присадочный металл, находилась в центре
Количество подаваемого порошкообразного металла, г/мин |
300 |
290 |
сорость юдачи <тродиой >волоки, м/ч |
159 |
99,5 |
U * OL 5 д |
||
&! з S S в * а. 5 1 ч ^ а. 5 с |
ч" |
ю |
л S |
ао сч со |
СО I'- —I ю |
с"1 |
■e«n(N |
Ч* СО со сч |
US |
||
оГ |
||
X & S- CU |
СО СО ОО Q Ч> - Г Ч1 «П Mil СЧ СЧ чг со •чг rf ^ |
ммчю Ч - Ч - Ч- Ч" мм OOWrt Tf - Mf - Mf |
Г |
||
а |
О |
§ |
х < |
— |
_ |
о * 2 *• и |
900— |
1000- |
_ й/ |
26—28 |
|
s 11 в |
||
£ a ч О S X * „ |
||
Толщи сварчвае металла |
о о о о 00 тг lO СО |
ЗО 40 50 60 |
25. Режимы электрошлаковой сварки конструкций, работающих при положительной температуре |
Количество порошкообразного присадочного металла, г |
in |
Скорость подачи электродной проволоки. м/ч |
ю_СО CS (Т) сч «г* in |
Скорость сварки, м/ч |
СО |
Диаметр электродной проволоки, мм |
ш |
Напряжение. В |
СЧ со 00 Q ч - ч - ч - > о 1 1 II О С* ^ '£> Т чГ rf |
Сварочный ток, А |
1000—1100 1200—1250 1300-1350 1350—1450 |
Зазор в стыке, мм » |
26—28 |
Толщина стали. мм |
30 40 50 60 |
Марка свариваемой стали |
09Г2С 10Г2С1 16Г2ЛФ |
зазора (расстояние между трубкой и электродом должно быть не менее 10 мм); за поджатием ползунов и работой системы водяного охлаждения, чтобы порошкообразный присадочный металл стабильно поступал на вылет электрода и приставка не касалась монтажных скоб. При электрошлаковой сварке с порошкообразным присадочным металлом цилиндрических обечаек (например, при монтаже кожухов доменных печей) разрешается совмещать стыки нижних и верхних поясов и выполнять сварку напроход.
Режимы электрошлаковой сварки с порошкообразным присадочным металлом приведены в табл. 25, 26.
Режимы сварки, приведенные в табл. 25, следует применять при изготовлении соединений конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, работающих при положительных температурах, а режимы сварки табл. 26 — для низколегированных сталей с обеспечением ударной вязкости сварного соединения (по Менаже) не ниже 30 Дж/см“ при температуре испытания — 40 °С. Для таких соединений отпадает необходимость в применении последующей высокотемпературной термической обработки — нормализации. Вертикальные стыки толщиной более 100 мм можно сваривать двумя автоматами одновременно. Автоматы располагают по обе стороны изделия. Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Однако при этом следует избегать в зоне сварки больших несимметричных магнитных полей, затрудняющих процесс сварки. Обеспечить стабильный процесс сварки можно, симметрично подключая токоподвод со стороны вводной планки к обеим кромкам свариваемого изделия.