Сварка при производстве электромонтажных работ

Материалы для сварки

Металлические покрытые электроды. Для оварки промыш­ленность выпускает большое число типов стальных покры­тых (обмазанных) электродов в зависимости от марок свариваемого металла, пространственного положения швов, рода сварочного тока (переменный или постоянный).

В табл. 3-5 приведены данные наиболее распространенных электродов для сварки конструкционных сталей, из которых выполняются различные электро­конструкции. Электроды изготовляются диаметром 1,6—12 мм и длиной 225— 450 мм в зависимости от диаметра.

Для сварки алюминия металлическими плавящимися электродами промыш­ленность выпускает электроды марки АЗА-1 диаметром 4, 5, 6 и 8 мм со специаль­ными флюсующими обмазками, содержащими хлористый литий. При исполь­зовании этих электродов требуется весьма тщательное удаление со швов остатков обмазки, так как хлористый литий вызывает коррозию алюминия. Такое тща­тельное удаление остатков обмазки в условиях электромонтажного производства не всегда возможно. Поэтому^ случае необходимости использования сварки ме­таллическими электродами следует применять обмазки, в меньшей степени опас­ные в смысле возможной коррозии алюминия, чем обмазки, содержащие хлори­стый литий. К таким обмазкам относится, например, состав, разработанный Всесоюзным научно-исследовательским институтом алюминия и магния (ВАМИ). Этот состав (см. табл. 3-7) получил название флюса ВАМИ.

Для изготовления электродов, покрытых указанным составом, применяется алюминиевая проволока марок СвА97 или СвА5 по ГОСТ 7871—75, из которой нарезаются стержни необходимой длины. Диаметр электродной проволоки в пре­делах 3—12 мм выбирается в зависимости от толщины свариваемых изделий (см. табл. 9-12).

До нанесения обмазки стержни подвергают травлению по технологии, ука­занной ниже для электродной проволоки (см. табл. 3-6).

Толщина обмазки 0,7—1 мм для проволоки диаметром соответственно 4— 8 мм достигается двукратным окунанием электрода; после нанесения первого слоя электроды сушат при 25—30° С в течение 24 ч; после вторичного покрытия их сушат при 80° С, а затем прокаливают при 200° С в течение 2 ч.

Обмазку приготовляют путем разведения флюса ВАМИ в воде до получения густой пасты (100 г состава на 40—50 г воды).

Электроды хранят в парафинированной бумаге или целлофане. Электроды, предназначенные для длительного хранения, консервируют окунанием в раствор, приготовленный путем растворения 50 г кинопленки в 1 л ацетона.

Проволока для сварки. Для сварки в среде углекислого газа различных конструкций из тонколистовой стали (1—5 мм) в условиях электромонтажного производства используется электродная проволока диаметром 1; 1,2 и 1,6 мм (ГОСТ 2246—70), поставляемая в мотках.

По требованию потребителей проволока может поставляться в катушках, которые пригодны для непосредственной установки на сварочный автомат или полуавтомат. Внутренний диаметр катушек 100—400 мм и масса 5—80 кг. Для полуавтоматической сварки меди под слоем флюса и для аргонодуговой полуав­томатической сварки применяется проволока диаметром 1—2мм (ГОСТ 2112—71, которая по химическому составу соответствует меди марки Ml (ГОСТ 859—66). Она поставляется в бухтах массой 100 кг.

Для сварки угольным электродом и газовой сварки меди используется про­волока из меди марок МО или Ml (ГОСТ 859—66) диаметром 4, 6, 8 и 10 мм. При отсутствии проволоки можно применять присадочные прутки квадратного сече­ния, нарезаемые из шин или листовой меди марок МО и Ml.

При полуавтоматической сварке шин из алюминия и из сплава АД31Т1 применяется электродная проволока следующих марок (ГОСТ 7871—75);

Марка....................................... СвА5 СвАК5

0,1-0,25 4,5-6,0

— 0,1-0,2

0,2—0,35 —

остальное остальное

сварка алю - сварка сплава миния АДЗІ, алюминия и сплава АД31 с алюминием

При сварке алюминия угольным электродом и аргонодуговой сварке воль­фрамовым электродом для изготовления присадочных прутков также исполь­зуется проволока марки СвАК5. Стандартом предусмотрена проволока или прутки диаметром до 12 мм. При необходимости применения присадочных прутков боль­ших диаметров их изготовляют путем отливки алюминия в кокиль. Допускается использовать присадочные прутки квадратного сечения, нарезаемые из шин или листового алюминия соответствующей толщины.

Проволока для полуавтоматической сварки за два дня до использования под­вергается специальной обработке для обезжиривания и удаления окиси. Для этого из больших бухт заводской поставки приготовляют на специальных пере­моточных вьюшках небольшие мотки массой 1—2 кг, которые промывают в тече­ние полуминуты в горячей воде при 90° С для грубого удаления жира, затем окон­чательно обезжиривают и удаляют окись по технологии, указанной в табл. 3-6.

При отсутствии тринатрийфосфата травление проволоки может быть выпол­нено в 5—10%-ном растворе едкого натра в течение 1,2—2 мин также с после­дующим осветлением в растворе азотной кислоты и промывкой.

Неплавящиеся электроды. Угольные или графитовые электроды изготов­ляются по ГОСТ 4425—72 и ГОСТ 4426—71 в виде цилиндрических стержней диаметром 5—25 мм и длиной 200—300 мм. Электропроводность графитовых элек­тродов в три раза выше, чем угольных, в связи с чем они меньше нагреваются при сварке и обладают большей стойкостью против окисления в нагретом состоя­нии на воздухе. Это снижает расход графитовых электродов по сравнению с уголь* Ными и позволяет применять повышенные плотности тока.

При отсутствии электродов заводского производства их можно изготовлять путем нарезания из огарков электродов дуговых электропечей, например из элек­тродного угля марки А или Б. Концы электродов, на которых возбуждается дуга, запиливаются на конус; .противоположным концам придается прямоугольная форма для закрепления в губках электр од одерж ате лей.

Размеры электродов приведены в таблицах режимов сварки при описании технологии.

В качестве неплавящихся металлических электродов при аргоиодуговой сварке применяются вольфрамовые прутки. Удельный расход вольфрама соста­вляет 0,05—0,08 г на 1 м шва. Для повышения стойкости вольфрама при нагре­вании в него в количестве 2—3% добавляются окислы лантана или иттрия. Эти добавки кроме того повышают устойчивость дуги при сварке и облегчают ее за­жигание. Иттрированные электроды марки ВИ и лантанированные марки BJI выпускаются в виде прутков диаметром 3—10 мм.

Сжатые газы для сварки. В качестве защитного газа при сварке алюминия, его сплавов и меди используется аргон первого состава марок А, Б и В с содержа­нием чистого аргона не менее 99,9% (ГОСТ 10157—73). Аргон поставляется в бал­лонах емкостью 40 л при давлении 15 МПа (150 кгс/см2). При этом давлении в бал­лон вмещается 6000 л газа. Баллоны с аргоном окрашиваются в серый цвет с чер­ной надписью — аргон.

Углекислый газ для полуавтоматической сварки стали образуется при испа­рении жидкой углекислоты, поставляемой в стандартных баллонах при давлении 15 МПа (150 кгс/см2). В баллон емкостью 40 л заливается 25 кг углекислоты, об­разующей при испарении 12,7 м8 углекислого газа. Баллоны с углекислотой окра­шиваются в черный цвет.

Сведения о горючих газах (ацетилен, пропан) и о кислороде были приведены выше при описании оборудования для газовой сварки (см. § 3-4).

Флюсы. При сварке угольным электродом и газовой сварке алюминия и меди и при полуавтоматической сварке меди используются флюсы, которые пере­водят тугоплавкую окись, покрывающую поверхность металла, в легкоплавкие шлаки и защищают от окисления сварочную ванну в процессе сварки. Кроме выполнения этих основных, весьма важных функций, в ряде случаев флюсы при­дают металлу жидкотекучесть, что улучшает его литейные качества и приводит к получению более плотных швов.

Таблица 3 7

Удаление окислов может происходить при помощи растворения их во флю­сах или путем образования легкоплавких химических соединений этих окислов с флюсами. Большинство флюсов для алюминия и меди действует по первому принципу, т. е. растворяет окись с образованием шлаков, всплывающих на по­верхность сварочной ванны. При этом пленка жидкого шлака покрывает (обвола­кивает) поверхность расплавленного металла в процессе сварки, изолирует ее от воздуха и этим защищает от окисления. .

Окислы могут растворяться только в предварительно расплавленном флюсе. Поэтому важно, чтобы флюс имел температуру плавления, более низкую, чем свариваемые металлы, для возможности удаления пленки окиси до начала пла­вления металла.

Наиболее активными растворителями окиси алюминия являются соединения металла лития, в особенности хлористый литий, который входит в большинство рецептов флюсов. Однако хлористый литий вызывает в присутствии влаги корро - рию алюминия, что ограничивает применение флюсов с хлористым литием слу­чаями, где остатки флюса после сварки могут быть полностью удалены или где места сварки могут быть надежно загерметизированы, например соединения жил кабелей в кабельных муфтах.

Рецепты флюсов для алюминия, получивших распространение в электромон­тажной практике, приведены в табл. 3-7.

Флюсующим составом во флюсе ВАМИ, растворяющим пленку окиси, явля­ется криолит; хлористый калий и хлористый натрий понижают температуру плавления флюса и ионизируют дуговой промежуток, что стабилизирует дугу.

Флюс хранят в стеклянных или полиэтиленовых, герметически закупоренных банках. Перед употреблением его разводят водой до состояния густой сметаны (50 г флюса на 100 г воды).

Составы некоторых флюсов для меди даны в табл. 3-8. Приведенные составы флюсов для алюминия и меди представляют собой механическую смесь компонен­тов, высушенных, размолотых и просеянных через сито с числом отверстий не менее 1200 на 1 см2.

Флюсы для меди используются при сварке в виде сухого порошка, которым посыпают кромки шин. Применение пасты, замешанной на воде, не допускается.

Присадочные прутки покрываются тонким слоем флюса с жидким стеклом в виде связующего вещества. Можно также наносить флюс на присадочные прутки, периодически обмакивая нагретый конец прутка в баночку с флюсом.

Остатки флюса и шлаки при сварке меди удаляются со сварных швов обычно сами собой при охлаждении водой швов после сварки. (Охлаждение водой тре­буется для улучшения механических характеристик швов). В случае если часть шлаков не будет удалена этим способом, их следует сбить зубилом и зачи­стить шов проволочной щеткой.

Для полуавтоматической (шланговой) сварки меди применяются плавле­ные керамические флюсы, выпускаемые промышленностью, например флюс ОСЦ-45 (ГОСТ 9087—69). Он представляет собой силикат марганца с добав­кой фтористого кальция и имеет вид мелких стекловидных гранул (0,15— 2,5 мм).