РЕМОНТ ОБОРУДОВАНИЯ СВАРКОЙ

ПОДГОТОВКА И СВАРКА СЛОЖНЫХ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ

Подготовка к сварке. Разделка кромок трещин и мест изломов должна производиться так, чтобы обеспечить провар всего сечения. При разделке кромок следует особенно тщатель­

но контролировать направление трещины и производить раздел­ку так, чтобы трещина была «удалена» полностью. При этом сле­дует стремиться, чтобы объем удаляемого металла, который оп­ределяет и объем наплавляемого металла, был минимальным. Это особенно важно при разделке дефектов у изделий с большой толщиной стенки и значительной жесткостью, когда можно опа­саться возникновения значительных внутренних напряжений при сварке. В ряде случаев, когда объем дефектного металла значи­телен, целесообразно этот участок удалить полностью и на его место вварить вставку из металла, близкого по составу к основ­ному металлу. Разделку можно выполнять механическими спосо­бами (фрезерованием, строжкой), рубкой пневматическим или ручным зубилом, проточкой на станках и способами раздели­тельной и поверхностной резки (кислородом, воздушно-дуговой, резкой дуговой плазмой, выплавкой электрической дугой).

Практика показывает, что кислородная резка наиболее удоб­на. Преимущества ее перед механическими способами следую­щие: быстрота процесса, возможность получения оптимальной формы разделки с минимальным объемом наплавленного метал­ла, хорошая видимость процесса и возможность наблюдения за расположением трещины; возможность легкого маневрирования инструментом при изломах и трещинах криволинейного очерта­ния; гарантия полного удаления всего дефектного участка. При ремонте деталей (при подготовке их под сварку) способы раз­делки с применением резки и выплавки металла должны широ­ко использоваться. Кислородно-газовая резка выполняется обыч­ными резаками РР-53 и «Пламя», а также резаками типа PBI1 и другими для удаления пороков поверхностной выплавкой.

Резак и схема выплавки и разделки трещин показаны на рис. 3. Если выплавка и резка производятся на изделиях из ста­лей, содержащих более 0,23 % С, а также на изделиях большой толщины и жесткости, то необходим местный или общий подогрев изделия перед резкой до 200—350° С. После резки требуется тща­тельная зачистка кромок реза от окалины.

Выполнение сварки Сварка стальных изделий большой толщины (50 мм и более) и большой жесткости из стали, содер­жащей более 0,23% С, производится, как правило, с общим или местным подогревом до 200—450° С. Нагрев может быть индук­ционный (токами промышленной или высокой частоты); в элект­рических печах; в горнах (с твердым, жидким или газообразным горючим); многопламенными горелками. Когда по условиям тех­нологии требуется общая термообработка всего изделия после сварки, наиболее удобным является выполнение работ в специ­альных электропечах без извлечения изделия из печи во время работы. Печь должна быть построена так, чтобы место, где про­изводится сварка, было доступно для работы и надежно изоли­ровано от общего объема печи. Мощность печи обычно выбирает­ся из расчета 8- 12 кет на 1 т изделия. Схемы нагрева деталей приведены на рис. 4.

Сварка производится электродами с покрытиями типа «Ф» марок УОНІІ-13/45, УОНИ-13/55, УОНІМЗ/65 и УОНИ-13/85. Марка электрода выбирается в зависимости от марки сварива­емой стали.

При сварке больших толщин применяются электроды диамет­ром 5, 6 и 8 мм. При отсутствии электродов большого диаметра

рекомендуется соединять электроды в пучки по два, три и четыре (рис. 5). Сварка производится от источников постоянного тока при обратной полярности.

Для уменьшения внутренних напряжений и короблений при сварке стальных изделий большой толщины и жесткости приме­няются следующие способы:

1. Наложение многослойных швов «каскадом» или «горкой». В этом случае шов желательно располагать в наклонном или вертикальном положении. Сварку начинают с нижней части раз­делки и постепенно заполняют металлом все сечение. При таком способе заполнения разделки шва наплавленным металлом жест­кость завариваемого контура возрастает постепенно, сечение шва

в месте сварки заполняется полностью, заваренный участок шва приобретает нужную прочность и опасность появления трещин при сварке существенно уменьшается.

2. Применение двухсторонней разделки кромок во всех случа­ях, когда это возможно, особенно, если сварка выполняется при вертикальном положении шва; при этом сварку «горкой» нужно выполнять одновременно двумя дугами. Мощность дуг и диаметры электро­дов берут одинаковыми.

Такое выполнение сварки обеспечивает равномер­ную усадку и почти пол­ное отсутствие коробле­ний.

3. Выполнение сварки за один тепловой цикл, до полного окончания всех операций по сварке.

В том случае, если объ­ем наплавляемого метал­ла велик, сварку можно выполнять в несколько смен или же при пере­рывах в работе поддер­живать требуемый рав­номерный нагрев детали.

4. Применение послой­ной проковки (чеканки) металла швов. Проковка выполняется пневматиче­ским молотком, снабжен­ным зубилом с закруг­ленной режущей кромкой по радиусу 2 мм. Проков­ка производится сразу же после наложения каждого шва или слоя металла, состоящего из нескольких швов, но рас­положенных в один ряд на плоскости разделки. Проковка вы­зывает деформацию металла шва, уплотняет и изменяет его объем. Такая проковка уменьшает внутренние напряжения и позволяет почти полностью избежать коробления свариваемой детали.

При использовании для сварки электродов с фтористо-каль­циевыми покрытиями проковку можно проводить в любом
интервале температур от +20 до 650 °С и выше. В случае примене­ния электродов с другими покрытиями следует избегать проков­ки в интервале температур 200—400° С, так как при этих темпе­ратурах понижается пластичность металла и появляется опас­ность возникновения в нем трещин. В этом случае проковка обыч­но заканчивается при охлаждении металла шва уже до 450° С. Обычно первый шов в разделке кромок и последний облицовоч­ный шов проковке не подвергают; для этих швов пневматический инструмент применяют только для удаления шлака. Интенсив­ность проковки зависит от толщины свариваемой детали, марки стали, жесткости свариваемого контура, заданной и допустимой величины деформации.

При сварке массивных деталей больших толщин (200— 400 мм) весом в десятки тонн успешно применяли отбойные мо­лотки, используемые обычно для ломки бетона. При сварке ко­ленчатых валов желательно применять более легкие отбойные молотки. Обычно проковка ведется до полного уничтожения ри­сунка шва. Зубилом с длиной бойка 10—12 мм производится 4—8 ударов по одному участку. Если ширина ударней части зу­била составляет 2 мм, то в этом случае на 1 см2 площади шва приходится от 8 до 16 ударов.

Необходимо учитывать, что при такой проковке (типа чекан­ки) швов требуются специальный инструктаж рабочих и постоян­ный технический надзор. Эту работу нельзя поручать сварщику, ведущему процесс, так как после проковки повышается утомля­емость рук и сварщик не сможет качественно выполнять сварку. В ряде случаев, когда производится особо ответственный ремонт, сварщик и рабочий, ведущий проковку швов, выполняют опытную работу по сварке контрольного образца с применением проков­ки. Для проковки швов желательно использовать рабочих, по­стоянно работающих с пневматическим инструментом, например, обрубщиков металла. При неправильной проковке и при несоб­людении установленных для ее применения температур можно вызвать появление наклепа и трещин в металле шва.

5. Применение тепловых режимов сварки в соответствии с химическим составом свариваемой стали, размерами и весом де­тали, объемом наплавляемого металла и жесткостью сваривае­мого узла.

Для литых и кованых стальных деталей, содержащих 0,23- - 0,50% С, и при толщине стенки более 30 мм рекомендуется мест­ный или общий подогрев перед сваркой до 250—450° С. Все сва­рочные работы в этом случае производятся в указанном интер­вале температур. По окончании сварочных работ необходимо про­извести высокотемпературный отпуск сваренного изделия при 600—650° С для снятия внутренних напряжений. Такой отпуск ослабляет связи между кристаллами и зернами металла и позво­ляет полностью устранить внутренние напряжения, возникшие в детали в процессе эксплуатации и выполнения сварки. Время вы­держки при температурах отпуска обычно составляет 2—2,5 мин на 1 мм толщины стенки.

В том случае, если вес наплавляемого металла достигает 100 кг и более, а место сварки расположено внутри жесткого контура, целесообразно в процессе сварки произвести 1—2 про­межуточных высокотемпературных отпуска при 600—650° С.

Когда общий нагрев изделия осуществить нельзя, необходи­мо произвести местную термообработку путем нагревания до 600—650° С сварного соединения и прилегающей зоны основного металла на расстоянии 100—150 мм в каждую сторону от оси шва. При этой температуре деталь выдерживается в течение 15— 30 мин, а затем изолируется асбестом или сухим шамотным по­рошком и медленно охлаждается. Общая или местная термооб­работка обеспечивает полную работоспособность сваренной де­тали при длительной эксплуатации. Нагрев может осуществлять­ся в электрических и газовых печах, от индукторов токами про­мышленной или высокой частоты, газовыми многопламеннымн горелками, переносными временными горнами с нагреванием в них детали коксом или древесным углем.