СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Техника выполнения швов

Зажигиние дуги. Существует два способа зажигания дуги покрытыми электродами — пря.ым отрывов и отрывом по кривой. Пер­вый способ называют зажиганием впритык. Второй напоминает движение при зажигании

спички и поэтому его называют, чирканьем.

Сварщики успешно используют оба способа зажигания дуги, причем первый чаще применя­ете» при сварке в узких и неудобных местах.

Длина дугв. Немедленно после зажигания дуги начинается плавление основного и элект­родного металлов. На изделии образуется ван­на расплавленного металла. Сварщик долл* і поддерживать горение дуги так, чтобы ее длина была постоянное. От правильно выбранной длины дуги весьш сильно зависят производи­тельность сварки и качество сварного шва.

Сварщик должен подавать электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления элек­трода. Умение поддерживать ду у постоянной длины характеризует квалификацию сварщика.

Нормальной считают длину дуги, равную 0,5—1,1 диаметра стержня электрода (в зави­симости от типа и марки электрода и положения сварки в пространстве). Увеличение дчиНхЛ дуги снижает устойчивое ее горение, глубину про - плавления основного металла, повышает поте­ри на угар и разбрызгивание электрода, вызы­вает образование шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на ^сплавленный металл.

Положение ілектрода. Наклон электрода при сварке зависит от положения сварки в простран­стве, толщины и состава свариваемого, металла, дилметрг электрода, вида и толщиы: покрытия.

Направленге сварки может быть слева на­право, справа налев^, от себя и к себе (рис. 46, а).

Независимо от направления сварки положе­ние электрода дол^кио быть определенным; он должен быть наклонен к оси шва так, чтобы ме­талл свариваемого изделия проплавлялся иа наибольшую глубину. Для получения плотного и ровного шва при сварке в нижнем положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть 15° от вертикали в сторону ведения шва (рис. 46, б).

Обычно дуга сохраняет направление оси электрода; указанным наклоном электрода сварщик добивается максимального проплав­ления металла изделия. При этом улучшаете* фдрмирование шва, а также уменьшается ско­рость охлаждения металла сварочной ваниы, что предотвращает образопн» горячих тре­щин в шве.

При шланговой полуавтоматической сварке положение электродной проволок» аналогично положению электрода при ручной сварке по­крытыми электродами.

Угол наклона электрода при ручной сварке

в нижнем, вертикальном, потолочном и гори­зонтальном положениях приведен на рис. 46, б, 53, а—в, 54, а—в.

Колебательные движения электрода. Для по­лучения валика нужной ширины производят поперечные колебательные движения электро­да. Если перемещать электрод только вдоль оси шва без поперечных колебательных движе­ний, то ширина валика определяется лишь си­лой сварочного тока и скоростью сварки и со­ставляет от 0,8 до 1,5 диаметра электрода. Такие узкие (ниточные) валики применяют при сварке тонких листов, при наложении первого (корневого; слоя многослойного шва, при свар­ке по способу опирания и в других случаях.

Чаще всего применяют швы шириной от 1,5 до 4 диаметров электрода, получаемые с помощью поперечных колебательных движений электрода.

Наиболее распространенные виды попереч­ных колебательных движений электрода при ручной сварке (рис. 47):

прямые по ломаной линии; полумесяцем, обращенным концами к на­плавленному шву;

полумесяцем, обращенным концами к на­правлению сварки; треугольниками;

петлеобразные с задержкой в определенных местах.

Поперечные движения по ломаной линии часто применяют для получения наплавочных валиков, при сварке листов встык без скоса кро­мок в нижнем положении и в тех случаях, когда нет возможности прожога свариваемой детали.

Движения полумесяцем, обращенным кон­цами к наплавленному шву. применяют для стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетом менее 6 мм, выполняемых в любом положении электрода мі' диаметрами до 4 мм.

Движения треугольником неизбежны при выполнении угловых швов с катетами шва более 6 мм и стыковых со скосом кромок в лю­бом пространственном положении. В этом слу­чае достигается хороший провар корня и удов­летворительное формирование шва.

Петлеобразные движения применяют в слу­чаях, требующих большого прогрева металла по краям шва, главным образом при сварке листов из высоколегированных сталей. Эти ста­ли обладают высокой текучестью и для удовлет­ворительного формирования шва приходится задерживать электрод на краях, с тем чтобы предотвратить прожог в центре шва и вытека­ние металла из сварочной ванны при вертикаль­ной сварке. Петлеобразные движения можно с успехом заменить движениями полумесяцем с задержкой дуги по краям шва.

Способы заполнения шва по длине и сечению. Швы по длине выполняют напроход и обратно­ступенчатым способом. Сущность способа свар­ки напроход заюи >чаетси в том, что шов вы­полняется от начала до конца в одном направ­лении.

Обратноступенчатый способ состоит в том,

что длинный шов делят на сравнительно ко­роткие участки.

По способу заполнения швов по сечению различают однослойные швы (рис. 48, а), мно­гопроходные многослойные (рис. 48, б) и много­слойные (рис 48, в).

Если число слоев равно числу проходов, то такой шов называют многослойным. Если не­которые из слоев выполняются за несколько проходов, то такой шов называют многопро­ходным.

Многослойные швы чаще применяют в сты­ковых соединениях, многопроходные — в угло­вых и тавровых.

Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняются спо - собамг двойного слоя, секциями, каскадом и горкой, причем в основу всех этих способов положен принцип обратноступенчатой сварки (рис. 49).

Сущность способа двойного слоя заключа­ется в том, что наложение второго слоя произ­водится по неостывшему первому после удале­ния сварочного щлака. Сварка на длине 20С— 400 мм ведется в противоположных направле­ниях. Этим предотврашаеіся появление горя­чих трещин в шве при сварке металла толщиной 15—20 мм, обладающего значительной жест­костью.

При толщине стальных листов 20—25 мм и более для предотвращения трещины применя­ют сварку каскадом или горкой. Заполнение многослойного шва для сварки секциями и кас - кадом производится, как видно из рис. 49, по всей свариваемой толщине на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается та­кой, чтобы металл в корне шва имел темпера­туру не менее 200°С в процессе выполнения шва по всей толщине. В этом случае металл обла­дает высокой пластичностью і трещин не обра­зуется, Длина ступени при каскадной сварке равна 200—400 мм, а при сварке секциями — больше. Сварка горкой производится прохода­ми по всей толщине металла. Способ сварки выбирается в зависимости от химического со­става и толщины металла, числа слоев и жест­кости свариваемого изделия.

Многослойная сварка имеет перел одно­слойной следующие преимущества:

1. Уменьшается объем сварочной ванны, в результате чего скорость остывания металла возрастает и размер зерен уменьшается.

2. Химический состав металла шва близок к химическому составу наплавленного металла, так как малая сила сварочного тока при много­слойной сварке способствует расплавлению не­значительного количества основного металла.

3. Каждый последующий слой шва терми­чески обрабатывает металл предыдущего слоя и околошовный металл имеет мелкозернистую структуру с повышенной пластичностью и вяз­костью.

Каждый слой шва должен иметь толщину

3— 5 мм (при сварке низкоуглеродистой стали) в зависимости от силы сварочного тока.

т

т

При сварочном токе 100 А дуга расплавляет металл верхнего слоя на глубину около 1,5 мм, а металл нижнего слоя (глубина более 1,5 мм) нагревается от 1500 до 1100 °С и при быстром охлаждении образует мелкозернистую литую структуру.

При сварочном токе 200 А толщина слоя может быть увеличена до 5 мм, а термическая обработка нижнего слоя произойдет на глубине около 2,5 мм.

Термическая обработка металла корневого шва с получением мелкозернистой структуры осуществляется нанесением подварочного вали­ка, который выполняется электродом диамет­ром 3 мм при сварочном токе 100 А. Перед на - несзнием подварочного валика корень шва очи­щают термической резкой или резцом. Подва­ренный валик накладывается по длине напро- ход.

Термическая обработка металла верхнего слоя выполняется нанесением отжигающего (декоративного) слоя. Толщина отжигающего слоя должна быть минимальной (1—2 мм), о 5еопе'іИвающеіі высокую скорость остывания и мелкозернистую структуру верхнего слоя. Отжигающий слой выполн [ет™ электродами диаметрами 5—6 мм при токе 200—300 А в за­висимости от толщины листа.

Окончание шва. В конце шва нельзя сразу обрывать дугу и оставлять на пг-ерхности ме­талла кратер. Кратер может вызвать появление трещины в шве вследствие содержания в нем примесей, прежде всего серы и фосфора. При сварке низкоуглеродистой стали кратер запол­няют электродным металлом или выводят его в сторону на основной металл. При сварке ста­ли, ‘склонной к образованию закалочных микро­структур, вывод кратера в сторону недопустим ввдду возможности образования трещины. Не рекомендуется заваривать кратер за несколько обрывов и зажиганий дуги ввиду образования окисиых загрязнений металла. Лучшим спосо­бом окончани-ї шва будет заполнение кратера металлом за счет прекращения поступательно­го движения электрода вниз и медленного удли­нения дуги до ее обрыва.