Для выполнения стыковых соединений сварку можно вести также с наклоном электрода как углом вперед, так и назад. В первом случае при наклоне электрода до 10-300 глубина проплавления несколько меньше, шов шире, удобнее направлять дугу при разделке шва, можно добиться существенного уменьшения разбрызгивания, сварку можно выполнять с большими скоростями, чем вертикальным электродом. При сварке углом назад рекомендуется наклонять горелку на 5-150. В этом случае можно несколько увеличить глубину провара, но ширина шва уменьшается. Для расширения шва сварку выполняют поперечными к оси шва колебаниями электрода.
Угловые швы могут выполняться как наклонным (рис. 18), так и вертикальным электродом «в лодочку». При сварке наклонным электродом горелка наклоняется поперек шва под углом 30-45° к вертикали, а вдоль шва – на 5-15°. Торец электрода направляют в угол соединения или смещают от него на расстояние до 1 мм от горизонтальной детали. В процессе сварки горелку перемещают возвратно-поступательно по оси шва без поперечных колебаний. Желательно вести сварку на спуск с наклоном изделия на 6-10°. Это улучшает формирование шва, позволяет повышать скорость сварки и уменьшать разбрызгивание металла. Основной трудностью при выполнении угловых швов наклонным электродом является растекание жидкого металла по горизонтальной плоскости, что может привести к подрезам и непроварам. Во избежание этого за 1 проход обычно формируют угловые швы катетом не более 8 мм. При выполнении угловых швов «в лодочку» особых трудностей не возникает.
Основные типы, конструктивные элементы и размеры швов сварных соединений при механизированной сварке в защитных газах те же, что и при автоматической.
Механизированная сварка в защитных газах может производиться во всех пространственных положениях шва, из которых наиболее удобным является нижнее. Колебательные движения поперек оси шва сообщают электроду в зависимости от требуемой ширины шва, толщины свариваемого металла и формы подготовленных кромок.
Вертикальные стыковые и угловые швы могут выполняться снизу вверх и сверху вниз. Сварку сверху вниз применяют при соединении тонколистовых деталей, а также при наложении первого слоя многослойного шва. В начале процесса сварки, чтобы обеспечить хороший провар начала шва, электрод располагают перпендикулярно основному металлу. После образования сварочной ванны его наклоняют на 10-15° ниже горизонтали и направляют на переднюю часть ванны, предупреждая ее стекание, увеличивая проплавление корня шва и исключая несплавления и натеки по краям шва. При толщине металла более 6 мм сварку производят снизу вверх как углом вперед, так и назад. Второй способ применяют в случае сварки металла большей толщины. Для улучшения формирования шва электроду сообщают колебательные движения. При сварке снизу вверх получается глубокий провар корня шва и отсутствуют несплавления по его краям.
В горизонтальном положении при толщине деталей до 3 мм сварку ведут без скоса кромок, с небольшим зазором при сборке, что обеспечивает полный провар швов и небольшую выпуклость шва. Сварку ведут с наклоном электрода снизу вверх и углом назад без поперечных колебаний электрода. При толщине металла более 3 мм делают скос на кромке верхнего листа, электрод также направляют снизу вверх, что предупреждает стекание металла на нижнюю кромку.
В потолочном положении сварку выполняют углом назад при минимальных напряжениях и силе тока. Дугу и поток защитного газа направляют на ванну жидкого металла, что уменьшает ее стекание. Для этой цели рекомендуется увеличивать расход защитного газа. Стыковые швы в потолочном положении выполняют с разделкой кромок и с поперечными колебаниями электрода.
Технология выполнения поворотных кольцевых стыковых швов во многом подобна технологии выполнения продольных швов. Электрод при этом располагается сверху с небольшим смещением от верхней точки окружности в сторону, противоположную направлению вращения изделия. Сварку толщиной до 2,5 мм, а также наложение первого слоя на металл большой толщины рекомендуется вести в вертикальном положении сверху вниз или в полупотолочном положении (рис. 15). Дугу и поток защитного газа следует направлять на ванну жидкого металла. Это обеспечивает получение полного проплавления соединения с обратным формированием шва без прожогов даже при значительных переменных зазорах.
Подготовка кромок и сборка под механизированную сварку, а также выбор электродной проволоки производятся в основном так же, как и при автоматической сварке в защитных газах. Во всех случаях, где это возможно, рекомендуется собирать и сваривать соединения в приспособлениях без прихваток. При сборке на прихватках последние следует устанавливать с обратной стороны соединения. Прихватку можно выполнять сваркой неплавящимся электродом, тонкой проволокой в защитном газе и др. Во избежание протекания жидкого металла в зазоры стыковые соединения тонких деталей должны выполняться сваркой на медных или керамических подкладках.
Техника механизированной сварки в среде углекислого газа состоит в поддержании постоянного вылета электрода и равномерном перемещении держателя вдоль свариваемых кромок и в отдельных случаях выполнении колебаний электрода.
Для износостойкой наплавки в углекислом газе рекомендуется использовать комплексно легированную проволоку с карбидообразующими элементами Св-08ХГ2СМФ.
6.5.2.3. Механизированная сварка порошковой проволокой
Для устранения недостатков, присущих сварке покрытыми электродами, в последние годы получила развитие механизированная сварка порошковой проволокой. Механизированная сварка порошковой проволокой позволяет выполнять стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные соединения как с разделкой, так и без разделки кромок. Подготовка и сборка деталей под сварку производится так же, как и при сварке в защитных газах.
К режимам сварки порошковой проволокой относятся те же параметры, что и при сварке в углекислом газе. Диаметр порошковой проволоки и силу тока устанавливают в зависимости от толщины свариваемого металла, необходимого количества слоев шва и положения в пространстве. Скорость подачи проволоки зависит от силы тока, напряжения дуги, диаметра и марки порошковой проволоки. Вылет электрода находится в прямой зависимости от диаметра применяемой проволоки.
Технология механизированной сварки порошковой проволокой аналогична технологии механизированной сварки в углекислом газе сплошной электродной проволокой. Однако сварка порошковой проволокой различных марок требует определенного навыка. Сварка производится короткой дугой, так как при увеличении ее длины усиливается разбрызгивание жидкого металла, ухудшается его защита от воздуха, возрастает выгорание элементов, содержащихся в проволоке, что приводит к образованию пор в наплавленном металле. При слишком короткой дуге значительно падает ее напряжение, что ухудшает стабильность горения дуги и может привести к плохому формированию шва, а также появлению в нем шлаковых включений.
Особое внимание следует обращать на рекомендуемый вылет электрода. При уменьшении его мундштук горелки сильно забрызгивается, возможны приварка к нему проволоки и образование дефектов в шве. При увеличении вылета проволоки она перегревается, что приводит к преждевременному выгоранию ее газообразующих составляющих и образованию пористости шва. Колебательные движения электрода зависят от толщины свариваемого металла. Основные варианты таких движений показаны на рис. 19. Сварку, как правило, выполняют вертикальным электродом, однако допускается наклон его вперед или назад до 15-20°. При наложении угловых швов электрод располагают под углом 30-40° к вертикали. Сварка в вертикальном положении обычно производится снизу вверх, а при толщине металла менее 4 мм - сверху вниз, что предотвращает возможные прожоги. При выполнении многослойных швов перед наложением каждого последующего слоя тщательно удаляется шлак с предыдущего.
Режимы механизированной сварки самозащитной порошковой проволокой приведены в табл. 8.
Таблица 8.
Режимы механизированной сварки самозащитной проволокой
Толщина сваривае-мых деталей, мм | Тип наполни-теля | Параметры режима | |||
Сварочный ток, А | Напряже-ние дуги, В | Скорость подачи, мм/с | Вылет электрода, мм | ||
3-6 8-12 14-20 5-10 10-15 15-20 | ПП-АН1 рутило-вый ПП-АН3 | 200-240 250-300 300-350 360-380 420-450 460-490 | 24-25 25-27 26-28 25-28 26-29 26-29 | 28 33 47 39 47 58 | 15-20 15-20 20-25 15-20 20-25 25-30 |
Для улучшения защиты ванны и упрощения состава наполнителя проволоки получил применение комбинированный процесс сварки порошковой проволокой с дополнительной защитой ванны углекислым газом.
6.5.2.4. Механизированная сварка открытой дугой самозащитной проволокой
Сварка самозащитной проволокой сплошного сечения без дополнительной защиты разработана для применения в монтажных, а также заводских условиях в тех случаях, когда неприемлема сварка в углекислом газе. Особенность этого способа заключается в том, что металл расплавляется теплом дуги, горящей между голой электродной проволокой и изделием с последующей его кристаллизацией и образованием шва. При этом внутренняя защита, как у порошковых проволок, и дополнительная защита флюсом или газом отсутствуют. При такой технологии сварки швы имеют высокие механические свойства, если в составе электродной проволоки есть в достаточном количестве элементы-раскислители и др., связывающие кислород и азот в стойкие химические соединения, не снижающие пластичности металла шва. Механизированная сварка такой проволокой вполне заменяет ручную сварку покрытыми электродами на открытых площадках при монтажных работах. При сварке открытой дугой обычной проволокой происходят выгорание легирующих элементов и насыщение металла шва газами (кислородом, азотом и водородом). При сварке самозащитной проволокой потери элементов компенсируются за счет повышенного содержания в электродной проволоке элементов, обладающих большим сродством с кислородом, чем выгораемые. К таким элементам относятся алюминий, титан, церий, цирконий, лантан и др. Они связывают кислород и азот в стойкие включения, мало влияющие на пластичность и вязкость металла. Для механизированной сварки открытой дугой применяют специальные легированные проволоки (ГОСТ 2246-70). Так, самозащитная сварочная проволока Св-20ГСТЮА с добавкой церия позволяет сваривать углеродистую сталь толщиной от 2 мм и более в нижнем, вертикальном и горизонтальном положениях. Проволока Св-16ГСТЮЦА с добавкой церия и циркония служит для сварки углеродистых и марганцовистых сталей во всех пространственных положениях. Самозащитной проволокой можно сваривать металл, покрытый окалиной, небольшим налетом ржавчины и т. д. Металл шва, наплавленный этими проволоками, по механическим свойствам равноценен металлу шва, получаемому при сварке покрытыми электродами типа Э46 или Э50.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 |
Основные порталы (построено редакторами)