сварщик

Выбор режима сварки

Под режимом сварки понимают совокупность п метров, обеспечивающих устойчивое протекание сварочного про - цесса и получение сварных швов с заданными физико-механ ве­скими свойствами. Различают основные и дополнительные метры. К основным параметрам режима ручной ду. говой сварки относят тип, марку и диаметр покрытого электро­да, силу, род и полярность тока, а к дополнительным — состав и толщину покрытия электрода, начальную температуру основного металла, положения в пространстве электрода и за­готовок в процессе сварки, скорость сварки и величину попереч­ного колебания торца электрода.

Диаметр покрытого электрода выбирают в за­висимости от толщины и химического состава свариваемых за­готовок, марки электрода, формы разделки кромок и других фак­торов. Выбор диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых заготовок'(см. ниже) осуществляют на основе и. ющегося опыта.

Толщина сталь­ных сваривае­мых заготовок,

Мм.............

Диаметр покрыто­го электрода, мм.... ,

Толщина сталь­ных сварива'е - мых заготовок,

Мм............

Диаметр покрыто­го электрода, мм.... ї

Электроды 02 и 3 мм при сварке заготовок толщиной 4 м. и более применяют при наложении первого слоя (корня шва) многослойных стыковых и угловых швах. Электроды малого ди­аметра рекомендуется применять для улучшения проплавленногс корня шва.

Вертикальные швы выполняют, как правило, электродам! диаметром не более 4 мм (иногда — 0S...6 мм, но только свар­щиками высокой квалификации). Для наложения потолочных швов также пользуются электродами диаметром не более 4 мм.

Силу сварочного тока выбирают в зависимости от
диаметра электрода. Для сварки в нижнем положении ее опре­деляют по формуле

I св = Kd э,

Где ft—коэффициент пропорциональности, зависящий от диа­метра и типа электрода, А/мм (см. ниже); d3 — диаметр элект­рода, мм.

D„ мм < Ї <■• 1...2 3...4 5...6

К, А/мм.... 25...30 30...45 45...60

При наложении вертикальных и горизонтальных швов сила сварочного тока должна быть уменьшена по сравнению с приня­той для сварки в нижнем положении на 5... 10%, а при наложе­нии потолочных — на 10... 15 % для того, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.

Если сварка выполняется качественными электродами, силу тока следует устанавливать в соответствии с данными, указан­ными в паспортах или сертификатах на эти электроды.

Правильный выбор силы сварочного тока обеспечивает наи­большую глубину проплавлення, отсутствие дефектов шва и не­обходимую производительность. Большая сила тока является причиной появления прожогов основного металла и подрезов — подплавления свариваемых заготовок в местах их перехода к ме­таллу шва. Кроме того, она приводит к перегреву электрода, в результате которого растрескивается и осыпается покрытие, воз­растают потери на разбрызгивание металла, ухудшается форми­рование шва.

Д.

7.4. Техника выполнения сварных швов

Под техникой выполнения сварных швов понимают выбор режимов сварки и приемы манипулирования электродом или го­релкой.

Возбуждение электрической дуги производится двумя способами — прямым отрывом электрода и его отрывом по кривой. При первом способе (зажигание впритык) электрод перпендикулярно подводят к месту начала сварки и после срав­нительно легкого прикосновения к заготовке отводят вверх на 2...5 мм. Второй способ напоминает зажигание спички (чир­канье). При обрыве дуги повторное ее возбуждение осуществля­ют впереди кратера и на основном металле с возвратом к на­плавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере.

Длина дуги. От правильно выбранной длины дуги завискт качество сварного шва. Умение поддерживать дугу постоянной длины характеризует квалификацию сварщика.

При увеличении длины дуги возрастает напряжение послсд. ней, увеличиваются доля теплоты, затрачиваемой на плавление электрода и основного металла, и ширина сварного шва, умень­шается глубина проплавлення и его выпуклости. Для длинной дуги характерны резкий звук, сопровождающийся хлопками, и значительное разбрызгивание расплавленного металла. Кро ме того, происходят интенсивное окисление и азотирование металла шва, потери на угар увеличиваются, а шов имеет неровную по­верхность. Нормальной считают длину дуги, равную (0,5...1,1 )d3.

Положение и перемещение электрода при сварке. Наклон электрода зависит от положения сварного шва в простран­стве, диаметра покрытого электрода, толщины и состава свари­ваемых заготовок. Направление сварки (рис. 7.2) на горизоп -

Тальной поверхности может быть слева направо (а) и справа налево (б), а на вертикальной — от себя (е) и к себе (г).

Независимо от направления сварки при наложении нижних и горизонтальных швов оптимальный угол наклона электрода со­ставляет 15...30° от вертикали в сторону ведения шва. При таком положении электрода металл свариваемых заготовок проплавля­ется на максимальную глубину, улучшаются условия формиро­вания шва, уменьшается скорость охлаждения сварочной ванны шов получается плотным и ровным. На практике в зависимости от условий сварки угол наклона электрода может существенно отличаться от указанного.

Выполняя сварку, торцу электрода сообщают движение од­новременно в трех направлениях.

Второе движение — перемещение вдоль направления шва с определенной скоростью. При большой скорости перемеще­на электрода основной металл не успевает проплавляться, вслед­ствие чего возникает непровар. Если скорость электрода меньше оптимальной, происходит перегрев или сквозное проплавление металла (прожог).

Сварной шов, образованный в результате первых двух дви­жений торца электрода, называется «ниточным». Его ширина при оптимальной скорости второго движения составляет (0,8...1,5)d3. Ниточным швом заполняют корень основного сварного шва, сва­ривают тонкие заготовки, выполняют наплавочные работы и под- варку подрезов.

Третье движение — поперечные колебания по опреде­ленной траектории (рис. 7.3, а. к), совершаемые чаще всего с по­стоянными частотой и амплитудой, совмещаемые с перемещением электрода вдоль шва и позволяющие получать сварной шов тре­буемой ширины. Ширина шва не должна превышать двух-трех диаметров электрода, так как при большей ширине возможно образование дефектов в сварном шве.

В тех случаях, когда требуется большой прогрев металла по краям шва, например при сварке высоколегированных сталей, при колебательном движении середину пути проходят быстро, задерживая электрод по краям.

Окончание сварки В конце шва нельзя резко обрывать дугу и оставлять на поверхности металла кратер, являющийся кон­центратором напряжений и зоной с повышенным содержанием вредных примесей. Во избежание образования кратера необхо­димо прекратить колебательные движения электрода и медлен­но удлинять дугу до ее обрыва. При сварке заготовок из низко­углеродистой стали кратер иногда выводят в сторону, на основ­ной металл. Не рекомендуется заваривать кратер, несколько раз обрывая и возбуждая дугу, ввиду образования оксидных и шла­ковых загрязнений металла.

Способы наложения швов различной протяженности. Способ наложения шва зависит от длины последнего и толщины свари­ваемым заготовок. В зависимости от длины швы условно подраз­деляют на короткие (до 300 мм), средние (300...1000 мм) и Длинные (свыше 1000 мм). Короткие швы выполняют от начала к концу в одном направлении, средние и длинные — участками Длиной 100...350 мм. Длины участков зависят от толщины свари­ваемых заготовок и подбираются так, чтобы каждый участок мог быть сварен целым числом электродов (двумя, тремя и т. д.). Швы средней длины выполняют участками от середины к кон­цам или обратноступенчатым способом. Длинные швы наклады -

13-807

Вают либо обратноступенчатым способом, либо участками враз« брос. Схемы наложения швов различной протяженности пред­ставлены на рис. 7.4, а...д.

Сварку заготовок большой толщины выполняют за несколь­ко проходов. По способу заполнения по сечению различают д - нопроходные однослойные (рис. 7.5,а), многослойные и многопроходные многослойные швы.

Многослойными швами сваривают заготовки толщиной 8 мм. Сварка такими швами (многослойная сварка) и> следующие преимущества перед однослойной: шов имеет бо - мелкозернистую структуру вследствие меньшего объема сварс - ной ванны; повышаются пластичность и вязкость металла шн. г,

Остаточные сварочные напряжения имеют более низкие значения так как теплота, выделяемая при наложении последующих слое8' способствует релаксации напряжений.

При наложении многослойного шва сначала проваривают его корень электродами 02...3 мм, затем сварку продолжают ект. родами большего диаметра. Перед наложением последующего слоя каждый предыдущий необходимо зачищать от шлака В том случае, когда требуется выполнить сварку двусторонним швом наложение каждого шва рекомендуется чередовать на одной и другой стороне, что позволяет уменьшить коробление ИЗДС. ЇИЯ. Для более равномерного нагрева металла наложение многоеюч. иых швов осуществляют различными способами (рис. 7.6): «гор.

А—«горкой», б — «каскадом», в —«блоками»; 1...9— Последовательность наложения слоев; I — длина ступе­ни, H — толщина заготовки

Кой» (а), «каскадом» (б) или «блоками» (в). Сварку этими *о« собами выполняют ступенями, подбирая длину ступени таі. ой, чтобы температура металла в корне шва была не менее 200 в процессе выполнения шва по всей толщине (в этом случае не об­разуется усадочных трещин). Как правило, длину ступени на* значают в пределах 200...400 мм.

Завершающий (декоративный) слой выполняют электродом, отклоненным от вертикали на 5...20° в сторону, противополож­ен) направлению сварки. Число слоев многослойного шва при сварке выбирают по табл. 7.2.

7 2. Число слоев многослойного шва при выполнении стыковых и угловых соединений

Выполнение стыковых соединений в нижнем положении Одноворонними стыковыми швами без скоса кромок выполняют сварку при толщине заготовок до 4 мм. Заготовки толщиной 4... - Ю мм также можно сваривать без скоса кромок, но двусто­ронним швом. Если толщина заготовок превышает 10 мм, необ­ходима разделка их кромок.

При наложении стыковых швов необходимо обращать осо. бое внимание на равномерность расплавления обеих кромо» сва - риваемых заготовок и правильность выбора силы сварочного то. ка. Если сила тока недостаточна, стыковой шов не проплавля - ется на всю глубину, в результате чего возникает непровар Чрезмерная сила тока вызывает сквозное проплавление метал­ла — прожог.

Для получения бездефектного шва предварительно выполня­ют подварку его корня ниточным швом с обратной стороны или применяют подкладки. К преимуществам сварки с подкладк ми относятся улучшенное качество шва и повышенная производи - тельность, так как сварщик выполняет односторонний шов в пре - дельно допустимых режимах.

Выполнение угловых, тавровых и нахлесточных соединений в нижнем положении. При выполнении таких соединений сварку осуществляют вертикальным электродом «в лодочку», наклонным

Рис. ".7. Способы выполнения угловых, тавровых и нахле­сточных сварных" соединений: А—углового «в симметричную лодочку», б —таврового «в сим­метричную лодочку», в — нахлесточного «в симметричную лодоч­ку» , г — таврового «в несимметричную лодочку», д — нахлесточ­ного «в несимметричную лодочку», е — таврового наклонным элек­тродом, ж — нахлесточного наклонным электродом, З — нахлесточ­ного с оплавлением кромки

Электродом «в угол» или вертикальным электродом с оплавле­нием кромки (рис. 7.7, а...з).

Сварка вертикальным электродом «в лодоч­ку» обеспечивает благоприятные условия для формирования щва и может быть однослойной и многослойной. Однослойную одностороннюю сварку без скоса кромок применяют для нало­жения швов с катетом до 10 мм. Зазор между свариваемыми заготовками не должен превышать 10 % толщины листа.

Сварку наклонным электродом «в угол» выпол­няют в тех случаях, когда свариваемые заготовки невозможно установить для сварки «в лодочку». При этом способе сварки возможен непровар корня шва и кромки нижнего листа, а также подрез вертикального листа. Непровар корня шва является при­чиной образования и развития трещин в соединении, поэтому для ответственных изде­лий выполняют односто­ронний (при толщине за­готовок свыше 12 мм) или двусторонний скос кромок тавра под углом (50 ±5)°. Многослойной сваркой накладывают швы с катетом свыше 10 мм.

Техника сварки, обес­печивающая получение качественного соединения «в угол», основана на периодическом изменении угла наклона электрода

В плоскости, перпендикулярной шву (рис. 7.8, а), и перемещении торца электрода по определенной траектории (рис. 7.8,6). Свар­ку начинают с нижнего листа. Потом торец электрода подводят к углу, немного задерживают для получения хорошего проплав­лення, после чего передвигают по верхнему листу и без задерж­ки к углу, а затем по нижнему листу и т. д. При многослойной сварке корень шва проваривают электродом 02...4 мм ниточ­ным швом. Наложение последующих слоев осуществляют (пос­ле очистки шва от шлака) электродом, которому сообщают по­перечные колебания.

^.а^ожение. вертикальных швов. При наложении вертикаль­ных швов жидкий металл сварочной ванны под действием гра­витационных сил стекает вниз. Чтобы удержать его в ванне вер­тикальные швы выполняют короткой дугой при силе тока, на

Жении,

Вертикальные швы накладывают двумя способами (рис. 7.9); снизу вверх (а) и сзерху вниз (б). Первым способом сваривают заготовки толщиной более 3 мм, а вторым — до 3 мм.

При сварке снизу вверх дугу возбуждают в нижней точке шва. После образования ванны расплавленного металла торец электрода отводят немного вверх и в сторону, давая воз. можность наплавленному металлу затвердеть. Затвердевший ме­талл образует «полочку», на которую наплавляют последующие слои металла. Рекомендуемое движение электрода — вперед или назад с наклоном к горизонту под углом 45...50°, траектория поперечного движения его торца — прямоугольная или криво - линейная.

Рис. 7.9. Способы наложения вертикальных швов:

А — снизу вверх, б — сверху вниз; 1 — положение электрода в начале сварки, 2 — положение электро - да в процессе сварки, 3 — шов, 4 — основной металл

При сварке сверху вниз дугу возбуждают в верхней точке шва электродом, расположенным перпендикулярно плос­кости сварки. После образования ванны расплавленного металла электрод наклоняют вниз под углом 15...20° к линии горизонта. Сварку выполняют короткой дугой с такой скоростью, чтобы жидкий металл не затекал под дугу. При таком способе сварки поперечные движения торцу электрода не сообщают.

Наложение горизонтальных швов. Горизонтальные швы н кладывать труднее, чем вертикальные. При выполнении стыковё горизонтальных соединений скашивают кромку только у верхнег листа. Дугу возбуждают на горизонтальной кромке нижнего листа, перемещая затем на скошенную кромку верхнего листа.

200

Чти «Ш

РИ. 710. Положения электрода и траектория перемещения его торца при выполнении стыковых горизонтальных соединении

Шг

/5 е

Рис. 7.11. Положения электрода и траектория перемещения его торца при потолочной сварке

Изменения угла наклона электрода в вертикальной плоскости и траектория поперечных колебаний торца электрода должны со­ответствовать показанным на рис. 7.10.

Наложение потолочных швов. Потолочные швы являются наиболее сложными для выполнения. Сварку осуществляют ко­роткой дугой электродом 03...4 мм при силе тока, на 15...20 % меньшей, чем при сварке в нижнем положении. Электрод дол­жен иметь небольшой наклон к направлению сварки (рис. 7.11), а амплитуда поперечных колебаний его торца — быть минималь­ной, чтобы уменьшить объем сварочной ванны. Кроме попереч­ного и поступательного, сварщик сообщает электроду и осевое возвратно-поступательное движение, удаляя или приближая электрод к сварочной ванне. Заготовки толщиной свыше 8 мм соединяют многопроходной сваркой.