Файл: Евгений Максимович Костенко Сварочные работы Практическое пособие для.pdf

6. Каково влияние вылета электрода и марки флюса на формообразование шва?
2. Технология выполнения сварных соединений
При сварке под флюсом наибольшее применение получили стыковые соединения с односторонними и двухсторонними швами с разделкой и без разделки кромок, однопроходные и многопроходные.
Для получения качественного сварного шва необходимо применять входные и выходные планки. Односторонняя автоматическая сварка без разделки кромок с неполным проваром (сварка на весу) должна выполняться на таком режиме, чтобы непроплавленный слой основного металла мог удерживать сварочную ванну. Если при односторонней сварке требуется обеспечить полный провар, то необходимо принять технологические меры с тем, чтобы жидкий металл не вытекал в зазор.
Для предотвращения прожогов сварку производят на остающейся стальной подкладке или в замок. Сварку также можно производить на медной или флюсовой подкладке, на флюсовой подушке. В некоторых случаях предварительно проваривают корень шва механизированной сваркой (рис. 76).

Рис. 76. Способы односторонней автоматической сварки под флюсом: а – без разделки кромок с неполным проваром; б – сварка на остающейся стальной подкладке; в – сварка в замок; г– сварка с предварительной подваркой; д – сварка на медной подкладке; е – сварка на медно-флюсовой подкладке
Двухсторонняя автоматическая сварка является основным методом получения высококачественных швов. В этом случае стыковое соединение сначала проваривают автоматической сваркой с одной стороны на весу так, чтобы глубина проплавления составляла чуть больше половины толщины свариваемых деталей. После кантовки
(поворота) изделия сварку производят с противоположной стороны (рис.
77, а, б).
В результате некоторых технологических трудностей не всегда удается выполнить первый проход без нарушений технологии. Для того, чтобы гарантировать качество шва при первом проходе, применяют сварку на флюсо-медных подкладках (рис. 77, в).
Тавровые, угловые и нахлесточные соединения сваривают угловыми швами. Швы в «лодочку» свариваются вертикальным электродом, другие швы нижнего положения – наклонным электродом.
Основная трудность при сварке «в лодочку» заключается в том, что жидкий металл протекает в зазоры. В этом случае к сборке под сварку предъявляются более жесткие требования.
Если зазор более 1,0—1,5 мм, то необходимо принимать меры, предупреждающие протекание жидкого металла (так же, как и при сварке стыковых швов). Схема сварки угловых швов приведена на рис.
78.
Ориентировочные режимы сварки под флюсом наиболее распространенных типов сварных швов приведены в табл. 38. Сборку деталей под сварку выполняют согласно существующим нормативным документам.

Рис. 77. Выполнение стыкового шва двухсторонней автоматической сваркой: а – сварка первого шва на весу; б – сварка второго шва с перекрытием первого шва на 3—4 мм; в – сварка первого шва на флюсо- медной подкладке
Рис. 78. Схема сварки угловых швов
Таблица 38
Параметры режимов сварки
* – ОП (обратная полярность).
Контрольные вопросы:

1.
Какие особенности существуют при односторонней автоматической сварке под флюсом?
2.
Какие достоинства существуют при двухсторонней автоматической сварке?
3. В чем особенности автоматической сварки угловых швов?

Глава 7
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
1. Некоторые особенности электрошлаковой сварки
К особенностям электрошлаковой сварки (ЭШС) следует отнести отсутствие дугового разряда, что обеспечивает более спокойное протекание процесса сварки без разбрызгивания металла и шлака, возможность производить сварку одновременно несколькими электродами. За один проход можно сварить деталь толщиной до 3000 мм. Расход флюса в 20—30 раз меньше, чем при сварке под флюсом аналогичных сварных соединений. При электрошлаковой сварке в качестве электродов служат и электродная проволока, и стержни, и пластины. Легче удаляются легкоплавкие вредные примеси, шлаки и газы из металла шва. Замедляется скорость охлаждения, уменьшается вероятность образования пор и уменьшается возможность образования холодных трещин. Этот способ применяется часто и при сварке небольших толщин 20—30 мм. При ЭШС подготовка деталей под сварку имеет свои особенности. Она подразделяется на предварительную и непосредственную. При предварительной подготовке свариваемым кромкам соединяемых деталей придается требуемая геометрическая форма и обеспечивается чистота обработки. Особое внимание уделяется боковым поверхностям, по которым будут перемещаться формирующие шов устройства. При газопламенной резке величина отдельных гребешков не должна превышать 2—3 мм. Если заготовки выполнены из проката, то поверхность деталей под ползуны должна быть зачищена от заусенцев и окалины. Кромки кольцевых швов, как правило, обрабатываются механическим способом. Непосредственно подготовка деталей к ЭШС заключается в сборке деталей под сварку. В зависимости от марки стали, способа ЭШС, ее режима и способов фиксации деталей угол раскрытия зазора по длине между деталями должен составлять 1—
2°. Соединяемые детали фиксируются скобами или планками, привариваемыми вдоль стыка через 50—80 см. Для ЭШС деталей из

конструкционных сталей толщиной до 200 мм кромки подготавливают газопламенной резкой. При толщине деталей более 200 мм – механической обработкой. После сварки, до обязательной термической обработки, входной карман и выводные планки срезаются газопламенной резкой.
Контрольные вопросы:
1. Каковы особенности электрошлаковой сварки?
2. Расскажите о подготовке деталей под электрошлаковую сварку.
2. Типы сварных соединений и виды сварных швов,
характерных для ЭШС
Все конструктивные элементы сварных соединений и швов ЭШС определены в нормативных документах. Электрошлаковой сваркой можно получить практически все виды сварных швов. Типы стыковых сварных соединений приведены на рис. 79.
Рис. 79. Стыковые сварные соединения: а, б – с равными и разными толщинами свариваемых кромок; в –с уменьшением одной кромки до размеров сопрягаемой; г – с увеличением толщины более тонкой кромки; д –с фигурной разделкой кромок; е – «замковое» соединение; ж –Х-образное соединение; з – соединение монолитной кромки с набором пластин
При сварке стыковых соединений между двумя прямыми кромками предусматривают зазор «в», который является одним из важнейших технологических параметров режима сварки. При ЭШС стыковых соединений с разной толщиной кромок срезают более толстую кромку

или наращивают более тонкую для выравнивания толщин свариваемых деталей. Типы угловых и тавровых соединений показаны на рис. 80.
Рис. 80. Угловые и тавровые соединения: а – угловое с прямой разделкой кромок; б – угловое с разделкой кромок на «ус»; в – тавровое без разделки кромок; г, д – тавровое с разделкой примыкающей детали; е – соединение литых деталей; ж, з – крестообразные соединения
Угловые и тавровые соединения, выполняемые ЭШС, встречаются значительно реже стыковых соединений. Наибольшее распространение они получили при изготовлении станин различных прессов из проката.
Величины зазоров в зависимости от свариваемых толщин приведены ниже:
Различные виды сварных швов показаны на рис. 81.
Рис 81. Виды сварных швов: а,б—прямолинейные на вертикальной и наклонной плоскостях; в– участок шва пространственной формы
(трещина); г,д,е—кольцевые на цилиндрической, конической и шаровой

поверхностях; ж, з – переменного сечения и с дополнением до прямоугольного
Наиболее распространенные сочетания сварочных проволок и марок свариваемых металлов, которые обеспечивают механические свойства сварных соединений на уровне свойств основного металла приведены в табл. 39. Все данные сочетания можно выполнять с применением флюсов АН-8 и АН-99.
Таблица 39
Контрольные вопросы:
1. Какие виды сварных швов можно получить ЭШС?
2. Какие технологические особенности существуют при ЭШС деталей разных толщин при стыковых соединениях?
3. Какая зависимость существует между зазором и толщиной деталей при ЭШС?
4. Для чего необходимо определенное сочетание основного металла и сварочной проволоки при ЭШС?

Глава 8
ТЕХНОЛОГИЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
1. Технологические особенности сварки в среде защитных
газов и их смесях
Применение дуговой сварки в среде защитных газов благодаря ее технологическим и экономическим преимуществам все больше возрастает. Технологическими преимуществами являются относительная простота процесса сварки и возможность применения механизированной сварки в различных пространственных положениях. Незначительный объем шлаков позволяет получить высокое качество сварных швов.
Сварка в среде защитных газов применяется для соединения как различных сталей, так и цветных металлов. Для сварки в защитных газах кроме источника питания дуги требуются специальные приборы и оснастка (приспособления). Сварочный пост для сварки в среде защитного газа представлен на рис. 82.
Рис. 82. Пост для сварки в среде защитного газа: 1 – баллон с газом; 2 – подогреватель; 3 – осушитель; 4 – редуктор; 5 – расходомер
(ротаметр); 6 – газоэлектрический клапан; 7 – источник питания; 8 – пульт управления; 9– рабочий стол; 10 – подающий механизм; 11 – горелка
Сварка в защитных газах – это общее название разновидностей дуговой сварки, при которых через сопло горелки в зону горения дуги вдувается струя защитного газа. В качестве защитных газов применяют: аргон, гелий (инертные газы); углекислый газ, кислород, азот, водород
(активные газы); смеси газов (Ar + CO2 + O2; Ar + O2; Ar + CO2 и др.).
Смеси защитных газов должны удовлетворять требованиям ТУ.

Аргонокислородную смесь (Ar + 1—5 % О2) применяют при сварке малоуглеродистых и легированных сталей. В процессе сварки капельный перенос металла переходит в струйный, что позволяет увеличить производительность сварки и уменьшить разбрызгивание металла.
Смесь аргона с углекислым газом (Ar + 10—20 % СО2) также применяют при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей.
При использовании этой смеси защитных газов устраняется пористость в сварных швах, повышается стабильность горения дуги и улучшается формирование шва.
Тройная смесь (75 % Ar + 20 % СО2 + 5 % О2) при сварке сталей плавящимся электродом обеспечивает высокую стабильность горения дуги, минимальное разбрызгивание металла, хорошее формирование шва, отсутствие пористости.
На практике используются либо баллоны с готовой смесью газов, либо баллоны с каждым газом отдельно. В последнем случае расход каждого газа регулируется отдельным редуктором и измеряется ротаметром типа РС-3.
При сварке в среде защитных газов различают следующие основные способы: сварка постоянной дугой, импульсной дугой; плавящимся электродом и неплавящимся электродом.
Наиболее широко применяется сварка в среде защитных газов плавящимся и неплавящимся электродами.
Сварка неплавящимся электродом в защитных газах – это процесс, в котором в качестве источника теплоты применяется дуга, возбуждаемая _1 1 Tf<0между вольфрамовым или угольным
(графитовым) электродом и изделием.
Сварка постоянным током прямой полярности позволяет получать максимальное проплавление свариваемого металла.
При сварке на постоянном токе применяются источники питания с крутопадающей ввольт-амперной характеристикой:
ВДУ-305, ВДУ-504, ВДУ-505, ВДУ-601, ВСВУ-300.
В комплект сварочной аппаратуры при сварке на постоянном токе входят сварочные горелки, устройства для первоначального

возбуждения сварочной дуги, аппаратура управления сварочным циклом и газовой защиты Техническая характеристика некоторых сварочных горелок для ручной сварки вольфрамовым электродом приведена в табл.
40:
Таблица 40
Для того, чтобы улучшить процесс зажигания дуги в среде защитных газов, используют специальные устройства первоначального возбуждения дуги. Это связано с тем, что защитные газы, попадая в зону горения дуги, охлаждают дуговой промежуток и дуга плохо возбуждается. Наиболее широко применяются устройства следующих марок: ОСППЗ-ЗООМ, УПД-1, ВНР-101, ОСПЗ-2М.
При сварке в среде защитных газов на переменном токе применяют устройство для стабилизации горения дуги, например, стабилизатор – возбудитель дуги ВСД-01.
Сварку можно выполнять как с присадочной проволокой, так и без присадки.
При сварке плавящимся электродом в защитных газах дуга образуется между концом непрерывно расплавляемой проволоки и изделием. Сварочная проволока подается в зону горения дуги подающим механизмом со скоростью, равной средней скорости ее плавления.
Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и таким образом формируется сварной шов.
При этом способе сварки существуют определенные преимущества: обеспечивается высокая производительность сварки;

представляется возможность производить сварку при повышенной плотности мощности, при этом обеспечивается более узкая зона термического влияния; представляется возможность механизировать процесс сварки.
При сварке плавящимся электродом в среде защитных газов различают следующие две основные разновидности процесса: сварка короткой дугой и сварка длинной дугой.
Сварка короткой дугой является естественным импульсным процессом и осуществляется с постоянной скоростью подачи сварочной проволоки. Особенностью этого процесса являются возникающие замыкания дугового промежутка с частотой 150—300 зам/с.
При сварке короткой дугой наблюдается мелкокапельный перенос электродного металла с частотой, равной частоте коротких замыканий.
Это дает возможность производить сварку при меньших значениях сварочного тока, повысить стабилизацию процесса сварки и снизить потери металла на разбрызгивание.
Сварка длинной дугой – это процесс с редкими замыканиями дугового промежутка (3—10 зам/с). В зависимости от режима сварки, защитного газа и применяемых сварочных материалов наблюдаются различные способы переноса электродного металла в сварочную ванну: крупнокапельный, мелкокапельный, струйный и др.
Определенным недостатком сварки плавящимся электродом в аргоне и смеси аргона с гелием является сложность поддержания струйного процесса переноса электродного металла.
Для повышения стабильности сварки и улучшения формирования сварного шва к аргону добавляют до 5 % О2 или до 20 % СО2.
Контрольные вопросы:
1. Каковы достоинства дуговой сварки в защитных газах?
2. Расскажите о применении двойных и тройных смесей защитных газов на основе аргона.
3. Расскажите о сварке в защитных газах неплавящимся электродом.