ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ

Схема процесса автоматической сварки под флюсом дана на рис. 2.16, в разд. 2 описаны его основные особенности. При дуговой

сварке под флюсом значительно возрастает глубина проплавления и появляется возможность сварки стыковых соединений без раз­делки кромок за один проход в толщинах до 24 мм. При выполне­нии такого процесса необходимы, начиная с толщины 14 мм, соот­ветствующее увеличение зазора между стыкуемыми кромками и применение специальных приспособлений, предотвращающих про­жог и формирующих усиление обратной стороны шва (см. рис. 2.18), ибо увеличение свариваемой толщины без увеличения зазора ухуд­шает формирование усиления сварного шва.

Режим сварки выбирается из расчета обеспечения сплошного про­вара стыкового соединения или заданного катета при сварке тавро­вых и угловых соединений. Форма провара и сварного шва при обес­печении хорошего формирования его поверхности характеризуется катетом k (для тавровых соединений) и глубиной проплавления Я, высотой усиления g и шириной усиления В для стыковых соедине­ний.

Форма усиления шва характеризуется коэффициентом формы усиления

В

Ув = — •

g

а форма провара — коэффициентом

В

ЧЧ-д.

где В — ширина шва, мм; Я — глубина провара, мм; g — высота усиле­ния, м.

Установившиеся требования к этим коэффициентам определяют 12 > у > 7(это условие обеспечивает достаточную эксплуатационную надежность соединений при наличии ударной и вибрационной нагруз­ки) и 5 > у > 1,5 (это требование определяет форму провара и тех­нологическую прочность металла шва).

При сварке стыковых соединений толщин 14,0...24,0 мм и выше применяют разделку кромок. Ее выбирают в зависимости от толщины свариваемых элементов, положения свариваемого соединения в кон­струкции и наличия сварочного оборудования на заводе-изготови- теле. В любом случае следует стремиться выбрать конструктивные элементы разделки так, чтобы обеспечить наивысшую производитель­ность процесса (минимум проходов при благоприятных режимах свар­ки) при нужном качестве сварного шва. Выбор конструктивных эле­ментов осуществляется в соответствии с государственным или от­раслевым стандартом.

Количество проходов при многопроходной сварке рассчитыва­ется в зависимости от сечения каждого прохода (режима сварки) и площади сечения разделки. Для выбора режимов сварки в настоя­щее время пользуются таблицами или номограммами, составлен­ными с привлечением большого количества экспериментального и производственного материала. Примеры режимов сварки различ­ных соединений для некоторых толщин приведены в табл. 7.3. Все режимы даны применительно к конкретным маркам стали, сварива­емым толщинам и конструктивным элементам разделки кромок. Однако существуют и ориентировочные способы расчета режимов сварки по условиям полного проплавления или заданного катета (для тавровых соединений).

Если рассматривать двухстороннее стыковое соединение без раз­делки кромок (по одному проходу с каждой стороны) и тавровое соединение, выполняемое за один проход, то порядок расчета можно принять следующий.

Сначала выбирают род тока и его полярность (при постоянном токе). Определяют расчетную глубину проплавления:

S

•^пр =^ + (2 --3) мм - для стыковых соединений; НПр =0,7k - для тавровых соединений. Значения сварочного тока выбираются по формуле

/св=§#пр;

скорость сварки

ТТ

Величины коэффициентов и s' находят по специальным таблицам с учетом конструкции сварного соединения, диаметра электрода, рода и полярности тока. По значению силы тока, с учетом его допустимой плот­ности, выбирают диаметр электрода. Важным параметром режима яв­ляется вылет электродной проволоки из токоведущего мундштука. Обыч­но его принимают в пределах /;1 = l(Wt + 5 мм. Его изменения в пределах

±25% практически не влияет на параметры шва; при большем же измене­нии (увеличении) увеличивается коэффициент наплавки, снижается глубина проплавления и растет усиление шва.

По выбранному диаметру электрода и силе тока можно опреде­лить оптимальное напряжение дуги

Следует отметить, что расчетные величины значений параметров режима вносить в технологическую исполнительную документацию следует с допуском, имея разбег значений по току ±25 А (при токах до 1000 А) и ±50 А (при токах более 1000 А), а напряжение дуги с разбегом ±2 В.

Механизированные способы сварки под флюсом, как правило, предназначены для выполнения швов в горизонтальном (нижнем) положении. Возможно, допустимые углы наклона шва к горизонту в направлении сварки составлякэт 8... 10°, угол наклона в поперечном положении не более 10...20 . Для качества шва большое значение име­ют точность сборки (отсутствие недопустимых зазоров и деплана - ции кромок), качественное выполнение прихваток, соединяющих детали, и хорошая очистка района свариваемых кромок от ржавчины и органических загрязнений.

Начало и конец сварного стыкового шва должны выполняться на выводных, удаляемых после сварки соединения, планках, так как в начале и конце процесса из-за его нестабильности возможно образо­вание дефектов (например, непровара). Планки выполняются из ме­талла той же марки и толщины, что и свариваемый металл.

Механические свойства металла шва и сварного соединения при этом спосоое (как и при ручной сварке этого класса сталей) зависят от химического состава стали и металла шва, свариваемой толщины и режима сварки. Ввиду того, что из-за относительно высоких режи­мов сварки доля участия основного металла в металле шва значи­тельна, нужно учитывать переход легирующих элементов из основ­ного металла в металл шва.

При сварке однослойных стыковых и угловых швов на конструкци­ях, выполненных из низколегированных сталей, на режимах с малой погонной энергией можно опасаться появления в ЗТВ закалочных струк­тур, особенно при сварке деталей большой толщины (см. рис. 7.3).

При сварке низколегированных термоупрочненных сталей воз­можно разупрочнение металла в ЗТВ, Потому здесь рекомендуется использовать режимы с малой погонной энергией. Для сталей без термической обработки в состоянии поставки рекомендуется при­менять режимы с повышенной погонной энергией.

При сварке низкоуглеродистых сталей достаточный уровень ме­ханических и технологических свойств сварных соединений дости­гается при использовании сварочных проволок Св-08, Св-08А, Св-08ГА и Св-10ГА в сочетании с кислыми высококремнистыми флюсами АН-348-А, ОСЦ-45 и др. Также сочетание позволяет по­лучать швы с глубоким проплавлением за один проход без разделки кромок. Высокая доля участия основного металла в формировании шва не снижает его технологической прочности из-за относительно небольшого содержания углерода в металле шва. Сварка может про­изводиться как на переменном, так и на постоянном токе (поляр­ность обратная).

Технология сварки низколегированных сталей не отличается от технологии сварки низкоуглеродистых сталей. Для сталей марок 16ГС, 09Г2С, 10Г2С, работающих при эксплуатационных температу­рах до -40 °С, рекомендуются сварочные проволоки Св-08ГА, Св-10ГА, а при температурах до -70 °С — проволоки Св-10НМА, Св-10Н10 и Св-08МХ с целью обеспечения достаточного уровня удар­ной вязкости. В качестве флюсов основное применение находят АН-348 и ОСЦ-45 (или подобные им марки).