Меню Рубрики

Выводы ручная дуговая сварка

Ручная дуговая сварка

Распространение дуговой сварки. Классификация и основные ГОСТы на электроды. Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей. Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми свойствами. Производство электродов для ручной дуговой сварки.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт инженерно-педагогического образования

Кафедра металлургии сварочного производства и МПО

Тема: «Ручная дуговая сварка»

Выполнил: Студент группы СМ-101п

дуговой сварка электрод легированный

1. Открытие дуговой сварки

1.3 Распространение дуговой сварки

2. Классификация и основные госты на электроды

2.2 Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей

2.3 Электроды для сварки высоколегирванных сталей с особыми свойствами

3. Производство электродов для ручной дуговой сварки

Введение


Несмотря на широкое применение различных механизированных методах сварки плавлением, наибольшее количество сварных конструкций изготовляются методом ручной дуговой сварки.


Ручная дуговая сварка производится штучными электродами, конструктивно представляющими собой металлический стержень с нанесненным на него покрытием соответствующего состава. Один из концов стержня длинной

30мм. освобожден от покрытия для его зажатия в электродержатель с обеспечение электрического контакта.

Второй конец слегка очищается для обеспечения возможности зажигания дуги посредством контакта с изделием. Применение электродов должно обеспечивать следующие необходимые условия: легкое зажигание и устойчивое горение дуги, равномерное расплавление покрытия, равномерное покрытие шва шлаком: легкое удаление шлака после сварки, отсутствие непроваров, пор, трещин в металле шва.


Электроды классифицируются по следующим признакам:


Ш — по материалу, из которого они изготовлены;


Ш — по назначению для сварки определенных сталей;


Ш — по толщине покрытия, нанесенного на стержень;


Ш — по видам покрытия;


Ш — характеру шлака, образующегося при расплавлении покрытия;


Ш — техническим свойствам металла шва;


Ш — по допустимым пространственным положениям сварки или наплавки


Ш — по роду и полярности применяемого при сварке тока.


1. Открытие дуговой сварки

Замечательный русский изобретатель Н.Г.Славянов был по образованию инженером, металлургом.

Последняя четверть прошлого века явилась периодом становления электротехники-науки о процессах, связанных с практическим применением электрических явлений. 30-летний руководитель орудийных и механических производств на одном из крупнейших в России пушечных заводов в Перми, Н.Г.Славянов увидел в электротехнике будущее металлургии, обработки металлов. Он глубоко изучил эту область науки.

Через шесть лет после открытия Н.Н.Бенардосом дуговой сварки, в 1888 году Н.Г.Славянов творчески развил эту идею, разработав и применив сварку металлическим электродом. Впервые в мире этот способ был внедрен Славяновым на Пермском заводе.

Он сконструировал и опробовал автоматическое приспособление для регулировки длины дуги. Это был прообраз современных сварочных аппаратов. Изобретение обессмертило его имя и имеет огромное значение и по сей день.

Так Славяновым была написана одна из страниц истории важнейшей области техники — дуговой сварки металлов, находящей самое широкое применение в современной промышленности и строительстве.

1.2 Что такое дуга


Дуга представляет собой электрический разряд в газе между электродами, к которым подведено напряжение источника тока. Ток в дуге обусловлен так называемыми свободными электронами и положительными и отрицательными заряженными частицами вещества — ионами. Процесс образования этих частиц называется ионизацией. В средней части дуги расположен столб дуги, ярко светящейся и имеющей температуру около 6000 градусов по Цельсию. Столб заканчивается на электродах катодным и анодным пятнами, через которые проходит весь ток дуги. Плотность тока на пятнах весьма велика, благодаря чему в этих зонах происходит интенсивное нагревание до температуры испарения материала электродов. Столб дуги окружает пламя — раскалённые пары и газы, температура которых резко падает по мере удаления от столба. Дугу перемещают при сварке в ручную или механически вдоль кромок соединяемых деталей, благодаря чему достигается непрерывное плавление их и образование соединения — сварного шва. Глубиной проплавления называется наибольшая глубина расплавления основного металла в сечении шва.


1.3 Распространение дуговой сварки


Особенно широкое распространение получила дуговая сварка Н.Г.Славянова. Сущность этого способа заключается в том, что электрическая дуга возбуждается между свариваемой деталью и металлическим электродом, который плавится в процессе горения дуги и заполняет тем самым сварной шов. Одновременно плавятся корки свариваемых деталей. Такой процесс называется сваркой металлическим электродом.


2. Классификация и основные госты на электроды


Стальные электроды изготовляют в соответствии с ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 100051-75. В ГОСТ 9466-75 электроды подразделяются на группы в зависимости от свариваемых металлов:


· У — углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей;


· Л — легированных конструкционных сталей;


· Г — легированных теплоустойчивых сталей;


· В — высоколегированных сталей с особыми свойствами.


Общее назначение электродных покрытий — обеспечивание стабильности горения сварочной дуги и получение металла шва с заранее заданными свойствами (прочность, пластичность, ударная вязскость, стойкость против коррозии, и др.). Стабильность горения сварочной дуги достигается снижением потенциала ионизации воздушного промежутка между электродом и свариваемой деталью. Покрытия выполняют защитную функцию, шлаковая защита служит для защиты расплевленного металла шва от воздействия кислорода и азота воздуха путем образования шлаковых оболочек на поверхности капель электродного металла, переходящих через дуговой промежуток, и для образования шлакового покрова на поверхности расплавленного металла. Шлаковое покрытие уменьшает скорость охлаждения и затвердевания металла шва, способствуя выходу из него газовых и неметаллических включений. Шлакообразующими компонентами являются; титановый концентрат, марганцевая руда, каолин, мрамор, мел, кварцевый песок, доломит, полевой шпат и др.


Легирование металла шва производится для придания специальных свойств наплавленному металлу. Наиболее часто применяются такие легирующие компоненты как хром, никель, млибден, вольфрам, марганец, титан и др. Легирование металла иногда производится специальной проволокой, содержащей нужные элементы. Чаще металл шва легируют введением легирующих компонентов в состав покрытия электрода. Легирующие компоненты — ферросплавы, иногда чистые металлы.


Для повышения проиводительности, т.е. для увеличения количества наплавляемого металла в единицу времени, в электродные покрытия иногда вводят железный порошок. Введеный в покрытие железный порошок улучшает технологические свойства электродов (облегчает повторное зажигание дуги, уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла, что благоприятно сказывается при сварке в условиях низких температур)


Для закрепления покрытия на стержне используют связывающие компоненты, жидкое стекло имеет также стабилизирующие свойства.


При наличии в составе покрытия более 20% железного порошка, к обозначению следует добавить букву Ж.


По видам покрытия электродов подразделяются:


· А — с кислым покрытием, содержащим окиси железа, марганца, кремния, иногда титана;


· Б — с основным покрытием, имеющим в качестве основы фтористый кальций и карбонад кальция. ( Сварку электродами с основным покрытием осуществляют на постоянном токе и обратной полярности. Вследствие малой склонности металла к образованию кристаллизационных и холодных трещин, электроды с этим покрытием используют для сварки больших сечений );


· Ц — с целлюлозным покрытием, основные компоненты которых — целлюлоза, мука другие органические составы, создающие газовую защиту дуги и образующие при плавлении тонкий шлак.( Электроды с целлюлозным покрытием применяют, как правило, для сварки стали малой толщины);


· Р — с рутиловым покрытием, основной компонент — рутил. Для шлаковой и газовой защиты покрытия этого типа вводят соответствующие минеральные и органические компоненты.


· При сварке на постоянном и переменном токе разбрызгивание металла незначительно. Устойчивость горения дуги, формирование швов во всех пространственных положениях хорошее


· П — прочие виды покрытий.При покрытии смешанного вида используют соответствующее условное обозначение


2.1 Электроды для сварки конструкционных и низколегированных сталей


Для сталей обычной прочности предназначены электроды: Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60. Для констукционных сталей повышенной прочности — электроды: Э70, Э85, Э100, Э125, Э150. Механические свойства швов и сварных соединений при применении электродов для сварки конструкционных сталей должны соответствовать определенным нормам.


2.2 Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей


Эти стали сваривают электродами девяти типов по ГОСТ 9467-75 которые классифицируют по механическим свойствам к химическому составу наплавленного металла. Буквы, стоящие после буквы Э, показывают гарантированное содержание легирующих элементов в наплавленном металле.


2.3 Электроды для сварки высоколегирванных сталей с особыми свойствами


Для сварки коррозионно — стойких, жаропрочных и жаростойких высоколегированных сталей мартенситного, мартенситно — ферритного, ферритного, аустенитно — ферритного и аустенитного классов существует 49 типов электродов.


3. Производство электродов для ручной дуговой сварки


В электродном производстве проволоку, поставляемую металлургической промышленностью, правят, разрезают по длинне на прутки, и очищают от различных поверхностных загрязнений.


Стабильность покрытия должна обеспечиваться его достаточно одинаковым количеством, на единице длинны электрода и равномерностью состава в связи с тем, что покрытие представляет собой смесь различных порошкообразных материалов, скрепленных между собой и со стержнем склеивающим связующих. Необходимо стремиться, чтобы замес покрытия в момент нанесения на стержень был достаточно однородным, этого, видимо, можно достичь при достаточной дисперсности тех порошков, которые будут использованы в шихте, и усреднением состава как порошковой шихты, так и замеса со связующим. Измельченности порошков имеет значение и не только для возможности усреднения, выравнивания состава покрытия в каждом его объеме, но и сказывается на кинетике шлакообразования, газовыделения и других важных характеристиках.


Действительно: если газовая защита создается, например, распадом карбонадов, нужна их значительная удельная поверхность — отдельные частицы должны быть мелкими.


Температура плавления шлака должна быть не очень высокой, а температура плавления его составляющих в поверхности может быть более высокой. Относительно легкоплавким является шлак из смесей, растворов, комплексных соединений и эвтектик, их образование осуществляется легче и быстрее при контакте элементарных окислов по значительной поверхности и малом объеме малой частицы, т.е. опять при достаточно измельченных материалах.


Конечно, различные материалы, используемые в покрытиях, требуют и различного измельчения. Так, целесообразность наличия более крупных частиц для некоторых ферросплавов отмечалась ранее, можно указать и на технологические соображения, вытека-ющие из требований производства электродов: так, например, большое количество мелкодисперсных фракций в ряде случаев приводит к образованию трещин в электродных покрытиях в процессе сушки и прокалки электродов.


Из таких предпосылок должны вырабатываться требования к наиболее целессообразным размерам частицы различных материалов, используемых при изготовлении конкретных составов электродных покрытий. При этом следует стремиться к максимально допустимому по обеспечению технологии изготовления электродов измельчению шлако- и газообразующих составляющих и к ограничениям размеров частиц ферросплавов и легирующих из соображений их полезного их использования в шихте покрытий.


Однако при производственных методах измельчения материалов обеспечить одинаковый размер огромного количества частиц не удается (всегда получается комплекс частиц различного гранулометрического состава). Повторяемость примерно одинаковых частиц имеет вид кривой, близкой по форме к кривой распределения вероятностей, но с ограничением в области больших размеров частиц (все крупные частицы раздроблены).


Такое распределение может быть охарактеризовано просевом через сита.


Обычно применяемые размеры частиц материалов электродных покрытий проверяются ситами с размерами по ГОСТу 3484-53 от 0,45 (т.е. 252 отверстия и 1 см при размере ячейки 0,45мм) до 007.


Порошкообразные измельченные материалы при принятой в нашей стране схеме электродного производства, получаются в электродных цехах переработкой исходной продуктов, поступающих в основном в виде кусков того или иного размера. Правда, некоторые материалы поступают в электродное производство уже в виде порошков (например крахмал, сода) ии измельчения не требуют.


В качество связующих в электродном производстве являются селикатные растворы — натриевые, реже калиевые жидкие стекла. Кроме того, в покрытиях они являются одновременно ионизаторами, а также влияют на формирование состава шлака. В электродном производстве в зависимости от метода нанесения покрытия на стержни — окунанием или опрессовкой, жидкие стекла применяются различной плотности.


Жидкие стекла характеризуются модулем, плотностью, вязскостью и клеющей способностью. На вязскость очень значительно влияет температура жидкого стекла. Весьма важной характеристикой жидкого стекла для оценки состава электродных покрытий является величина сухого остатка.


Раствор жидкого стекла может химически взаимодействовать с ферросплавами — ферросицилием и ферромарганцем.


Нанесение массы покрытия на стержни осуществляется окунанием или опрессовкой. В настоящее время нанесение покрытия окунанием применяется при изготовлении мелких партий специальных электродов (например, для твердых наплавок, сварки цветных металлов).


Для электродов общего назначения, а также специальных, но применяемых достаточно широко, изготовляемых массовым методом или большими партиями, покрытия наносят опрессовкой под большим давлением.


Консистенция обмазочной массы для нанесения покрытия тем или другим способом должна быть различной. Так, для нанесения окунанием обмазочная масса должна иметь сметанообразную консистенцию, которая может количественно оцениваться различными технологическими пробами.


На Ленинградском, Кировском заводе, например, разработана проба по диаметру растекания мерного количества покрытия по горизонтальному стеклянному листу под собственным весом.


Для нанесения покрытий опрессовкой масса должна иметь консистенцию оконной замазки. Контроль за консистенцией возможен продавливанием прессом с постоянной скоростью определенного объема обмазочной массы через калибровое отверстие. В современные высокопроизводительные электрообмазочные агрегаты масса обычно вводится в виде брикетов, форма которых обеспечивает быструю загрузку цилиндра пресса.


Основные показатели качества нанесения покрытия — равномерность его расположения по длине, количество (толщина) покрытия, концентричность расположения относительно стержня — определяются и качеством обмазочной массы, и режимом нанесения покрытия. При нанесении окунанием, в этом отношении важны вертикальность извлечения стержня из обмазочной массы, постоянство скорости извлечения и равномерность массы, поддерживаемая периодическим ее перемешиванием.


Важно также, чтобы покрытие не стекало по стержню во время сушки. При нанесении покрытия опрессовкой эти характеристики достигаются при правильной конструкции обмазочной головки пресса точным расположением каналов, направляющих стержни, и фильеры, ограничивающей размер покрытия.


Наилучшие условия для получения покрытия, расположенного концентрично стержню, достигаются при соосном движении в электрообмазочном агрегате и стержней и обмазочной массы, выдавливаемой прессом. В связи с большими трудностями создания такой конструкции прессов обычно канал для подачи массы в обмазочную головку изменяет ее приближение с максимальным приближением к касательной по отношению к подаваемым в головку стержня.


Высокие давления при этом придают такую плотность покрытию в момент выхода электрода из пресса, что перетекание массы при сушке исключается и сушка происходит в горизонтальном положении. В процессе сушки и прокалки диаметр электрода с покрытием несколько увеличивается — покрытие распухает. Так, для покрытий типа УОНИ-13/45 диаметр электрода увеличивается при сушке на 0,1-0,2 мм. по сравнению с его диаметром в момент его выхода их пресса.


Сушка и прокалка электродов должны удалить воду из покрытия. При этом следует учитывать это воды в покрытии много.


Сушка может быть естественная, т.е. при комнатной температуре, и ускоренная, в различных печах.


При прокалке осуществляется дальнейшее удаление влаги и иногда кристаллизационной воды. Температура прокалка ограничивается как отдельными составляющими покрытия, например при наличии в покрытии органических соединений — температурой их распада, так и отсутствием откалыванием покрытия от стержня в следствии различия коэффициента их теплового расширения. Например, покрытия типа УОНИ-13/45 на стержня и из низкоуглеродистой или низколегированной проволоки нельзя прокалывать при температуре выше 500-525`C.


Заключение


Производство электродов требует весьма различных технологических операций как по обработке материалов, так и электродов в целом. В электродном производстве имеется три потока обработки металлов: обработка стержней, сыпучих материалов и силикатной глыбы, а также поток обработки электродов с нанесенным на стержень покрытием. Все это требует специфического оборудования, которое становится целесообразным максимально механизировать,а автоматизировать только при достаточно большой программе производства электродов.


Список использованных источников


1. Баранов М.С. «Сварка и резка металлов» [Электронный ресурс]. ежим доступа http://studentbank.ru/view.php? >

Подобные документы

Классификация и обозначение покрытых электродов для ручной дуговой сварки. Устройство сварочного трансформатора и выпрямителя. Выбор режима сварки. Техника ручной дуговой сварки. Порядок проведения работы. Процесс зажигания и строение электрической дуги.

лабораторная работа [1,1 M], добавлен 22.12.2009

Технология производства сварки. История развития сварочного производства. Специфика аргонно-дуговой сварки и сфера её использования. Применение, преимущества и недостатки аргонно-дуговой сварки. Сравнительная характеристика оборудования этого вида сварки.

реферат [635,2 K], добавлен 18.05.2012

Получение сварного соединения, сущность сварки, физико-химические процессы, происходящие при ней. Схема процесса зажигания дуги. Технология получения качественного сварного соединения. Схема сварочного трансформатора. Электроды для ручной дуговой сварки.

реферат [917,4 K], добавлен 16.01.2012

Методика расчета ручной дуговой сварки при стыковом соединении стали 3ВС3пс. Определение химического состава и свойств данного металла, времени горения дуги и скорости сварки. Выбор светофильтра для сварочного тока и соответствующего трансформатора.

реферат [27,1 K], добавлен 04.06.2009

Техника ручной дуговой сварки. Подготовка металла под сварку: очищение и выправление. Обработка кромок перед сваркой. Выбор режима сварки. Влияние элементов режима сварки на размеры и форму шва. Зависимость плотности тока в электроде от его диаметра.

реферат [2,0 M], добавлен 03.02.2009

Описание физической сущности ручной дуговой сварки покрытым электродом. Физическая сущность процесса сварки. Основные и вспомогательные материалы, вредные факторы. Влияние химических элементов на свариваемость. Расчет параметров режима процесса сварки.

курсовая работа [530,4 K], добавлен 05.12.2011

Классификация электрической сварки плавлением в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока, полярности, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха. Особенности дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов.

презентация [524,2 K], добавлен 09.01.2015

Сущность, основные достоинства и недостатки ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Сущность, достоинства и недостатки сварки в среде защитных газов плавящимся электродом. Выбор сварочных материалов. Сварочно-технологические свойства электродов.

курсовая работа [4,6 M], добавлен 22.03.2012

Сущность, особенности и области применения сварки под флюсом. Оборудование и материалы для сварки под флюсом. Технология автоматической дуговой сварки, ее главные достоинства и недостатки. Техника безопасности при выполнении работ по дуговой сварке.

реферат [897,7 K], добавлен 30.01.2011

История возникновения сварки, ее классификация и виды. Характеристика высокопроизводительных видов ручной дуговой сварки. Назначение и описание конструкции трубопровода. Особенности организации контроля качества и безопасности при сварочных работах.

дипломная работа [30,6 K], добавлен 24.07.2010

источник

Технология ручной дуговой сварки

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки металлическим покрытым электродом — дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в металлическую ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защитную атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковые ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и образуется сварочный шов. Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку.

Электроды для ручной сварки представляют собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень изготовляют из сварочной проволоки повышенного качества. Сварочную проволоку всех марок в зависимости от состава разделяют на три группы: низкоуглеродистая, легированная и высоколегированная.

Ручная сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях (рис. 1) — нижнем, вертикальном, горизонтальным, потолочном, при наложении швов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает более низкой производительностью, например, по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом.

Рис. 1. Виды сварных швов

Производительность процесса в основном определяется сварочным током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх рекомендованного значения приводит к разогреву стержня электрода, отслаиванию покрытия, сильному разбрызгиванию и угару расплавленного металла.

Выбор режима. Под режимом сварки понимают совокупность контролируемых параметров, определяющих условия сварки.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла, катета шва, положения шва в пространстве.

Примерное соотношение между толщиной металла S и диаметром электрода dэ при сварке в нижнем положении шва составляет:

Толщина металла, S, мм 1—2 3—5 4—10 12—24 30—60
Диаметр электрода, dэ, мм 2—3 3—4 4—5 5—6 6—8

Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, но также зависит и от длины его рабочей части, состава покрытия, положения в пространстве сварки.

Чем больше ток, тем больше производительность, т. е. большее количество наплавленного металла:

где Q — количество наплавленного металла; αн коэффициент наплавки, г/(А·ч);

Однако при чрезмерном токе для данного диаметра электрода, электрод быстро перегревается выше допустимого предела. Это приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию. При недостаточном токе дуга неустойчива, часто обрывается, в шве могут быть непровары. Величину тока приблизительно можно определить по следующим формулам:

при сварке конструкционных сталей для электродов диаметром 3—6 мм:

где dэ — диаметр электрода, мм.

Сварку швов в вертикальном и потолочном положениях выполняют, как правило, электродами диаметром не более 4 мм. При этом сила тока должна быть на 10—20% ниже, чем для сварки в нижнем положении. Напряжение дуги изменяется в сравнительно узком интервале 16—30 В.

Техника сварки. Дуга — мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка возникает во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает в себя три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода и возникновение устойчивого дугового разряда.

Дуга может возбуждаться двумя приемами: касанием конца электрода к свариваемому изделию и отводом от изделия перпендикулярно вверх на расстояние 3—4 мм (рис. 2), или быстрым боковым движением электрода к свариваемому изделию и отводе электрода от изделия («чирканьем» электродом по изделию, подобно зажиганию спички). Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, иначе он приваривается к изделию. Второй способ удобнее, но неприемлем в узких и неудобных местах.

Рис. 2. Методы зажигания дуги: а — боковым движением; б — касанием электрода

В процессе сварки необходимо поддерживать определенную длину дуги, которая зависит от марки и диаметра электрода. Ориентировочно нормальная длина дуги должна быть в пределах

где Lд — длина дуги, мм; dэ — диаметр электрода, мм.

Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и обеспечивает получение высококачественного сварного шва, так как расплавленный металл быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Кроме этого, сварка на длинной дуге электродами с покрытием основного типа, приводит к пористости металла шва. Для правильного формирования шва при сварке плавящимся электродом необходимо электрод по отношению к поверхности свариваемого металла держать наклонно, под углом 15—20° от вертикальной линии. Изменяя угол наклона электрода, можно регулировать глубину расплавления основного металла и влиять на скорость охлаждения сварочной ванны. На рис. 3 показано влияние наклона электрода и наклона свариваемого изделия на глубину проплавления основного металла.

Рис. 3. Влияние наклона электрода и наклона свариваемого изделия на глубину проплавления основного металла: а — сварка углом вперед; б — сварка углом назад; в — сварка вертикальным электродом под уклон; г — сварка вертикальным электродом на подъем; д — сварка вертикальным электродом горизонтальной поверхности

Кроме длины дуги на качество сварного шва также влияет величина сварочного тока, напряжение и темп сварки. Внешний вид получаемого сварного шва при отклонении от нормальных режимов показан на рис. 4.

Рис. 4. Зависимость сварного шва от напряжения, тока и темпа сварки

В процессе сварки электроду сообщается движение в трех направлениях.

  • Первое движение поступательное, по направлению оси электрода. Этим движением поддерживается постоянная (в известных пределах) длина дуги в зависимости от скорости плавления электрода.
  • Второе движение — перемещение электрода вдоль оси образования валика шва. Скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов. При отсутствии поперечных движений электрода получается так называемый ниточный валик, на 2—3 мм шире диаметра электрода, или узкий шов шириной е = 1,5dэ.
  • Третье движение перемещение электрода поперек шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.

Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Широкие швы (e = (1,5 – 5)dэ) получают с помощью поперечных колебаний, изображенных на рис. 5. На примере этих основных колебательных движений в табл. 1 приведены движения электрода при различных видах сварки.

Рис. 5. Схема движения конца электрода при ручной электродуговой сварке

При сварке тонких листов накладывают узкий валик (шириной 0,8—1,5 диаметра электрода) без поперечных колебаний. В других случаях (при сварке толстых листов) применяют уширенные валики. Колебательные движения улучшают прогрев кромок шва, замедляют остывание ванны наплавленного металла, обеспечивают получение однородного шва и устраняют непровар его корня.

Таблица 1. Примеры движения электрода при различных видах сварки

Наименование движений Схема движений

_________________________________

Назначение
Возвратно-поступательное движение в одной плоскости Применяется для получения подварочного валика сварного шва высокопроизводительными электродами во всех позициях и для всех типов соединений
Циклическое перемещение электрода Применяется для проварки корня углового шва и V-образных разделок высокопроизводительными электродами
Прямолинейное зигзагообразное перемещение электрода в вертикальной плоскости Применяется со всеми типами электродов для заполняющих вертикальных угловых и с V-образной разделкой швов, иногда применяется для облицовочного шва. С низко-водородными электродами применяется для проварки корня углового шва и V-образных разделок
Треугольное перемещение электрода Применяется для облицовочного шва. С низководородными электродами применяется для проварки корня углового шва и V-образных разделок
Возвратно-поступательное движение с вертикальным смещением между проходами Применяется со всеми типами электродов для заполняющих вертикальных угловых и с V-образной разделкой швов. В конце горизонтального перемещения, на обеих краях, электрод имеет фиксированную задержку, затем небольшое перемещение вверх
Перемещение с нахлестом и небольшим качанием электрода вокруг сварочной ванны Применяется со всеми типами электродов для сварки потолочных швов, иногда во время циклического движения делается захлест кратера
Прямолинейное зигзагообразное перемещение электрода в горизонтальной плоскости Применяется со всеми типами электродов в широких V-образных разделках в нижнем положении

Сварку встык без разделки кромок производят преимущественно сквозным проплавлением с одной стороны шва. В этих случаях рекомендуется применять подкладки (стальные, медные). Иногда, когда это возможно, производят подварку шва узким валиком с обратной стороны.

Детали под сварку собирают в приспособлениях, чаще всего прихватками. Сечение прихваточного шва составляет примерно 1/3 от сечения основного шва, длина его 30—50 мм. Угловые швы сваривают «в угол» или «в лодочку» (рис. 6).

Рис. 6. Положение электрода и изделия при выполнении угловых швов: а — сварка в симметричную «лодочку», б — в несимметричную «лодочку», в — «в угол» наклонным электродом, г — с оплавлением кромок

При образовании углового шва (рис. 6, а, б, в) электрод ставят под углом 45° к поверхности детали. Применяя повышенные величины тока, во избежание непровара шва, обе свариваемые поверхности наклоняют к горизонтальной плоскости под углом 45° (сварка в лодочку, рис. 6, а). При наклоне свариваемых поверхностей под углом 30° или 60° — в несимметричную лодочку.

При сварке «в угол» проще сборка, допускается большой зазор между свариваемыми деталями (до 3 мм), но сложнее техника сварки, возможны дефекты типа подрезов и наплывов, меньше производительность, так как приходится за один проход сваривать швы небольшого сечения (катет +0,5 -1,0 4÷4,5 5÷5,5 9±4 6÷8 2 +1,5 -1,0 h=2÷3 C3 Стыковой без скоса кромок односторонний C8 Стыковой V-образный со скосом двух кромок двухсторонний S=S1 b S2 3÷8 S+11 1±1 9÷14 S+13 2 +1,0 -2,0 15÷21 S+15 C9 Стыковой V-образный со скосом двух кромок односторонний 22÷26 S+16 b1=10±4; h=3÷4 C11 Стыковой V-образный с криволинейным скосом двух кромок двухсторонний S b h 20÷23 S+9 0+5 24÷29 S+7 30÷33 S+4 34÷41 S 42÷49 S-3 50÷55 S-7 56÷60 S-12 b1=10±4 C15 Стыковой X-образный с двумя скосами двух кромок духстронний симметричный S b h 12÷17 S+3 3 18÷29 S+1 4 30÷44 S-3 42÷50 S-8 51÷60 S-11 5 Тип сварных швов по ГОСТ Наименование сварного соединения Тип конструктивных элементов Сварное соединение Размер конструктивных элементов C17 Стыковой X-образный с двумя криволинейными скосами двух кромок двухсторонний S b h 30÷35 S-3 4 36÷41 S-7 42÷51 S-12 5 52÷60 S-24 У4 Угловой без скоса кромок двухсторонний S=2÷30;

S1=2÷30 У5 Угловой без скоса кромок односторонний S=1÷30;

S1=2÷30 У7 Угловой со скосом одной кромки односторонний S b 4÷7 S+11 8÷11 S+13 12÷17 S+15 18÷26 S+18 h=3÷4; S1≤S У10 Угловой со скосом двух кромок односторонний S b 12÷14 S+12 16÷21 S+14 22÷26 S+15 h=4; S1=S Т1 Тавровый без скоса кромок двухсторонний S K 3÷6 3÷4 7÷9 5 10÷30 6÷8 Тип сварных швов по ГОСТ Наименование сварного соединения Тип конструктивных элементов Сварное соединение Размер конструктивных элементов Т8 Тавровый со скосом одной кромки двухсторонний S b h 4÷7 S+9 3±3 8÷11 S+11 12÷17 S+13 4±3 18÷26 S+16 5±3 Т9 Тавровый со скосом одной кромки односторнний b1=3 Т10 Тавровый со скосом двух кромок двухсторонний S b h 12÷17 S+2 3±3 18÷25 S 5±3 26÷35 S-2 6±3 36÷47 S-3 9±3 48÷51 S-4 11±3 52÷60 S-5 13±3 H2 Внахлестку без скоса кромок двухсторонний S=2÷60; k=S H3 Внахлестку электрозаклепками S≥2; d≥2S H4 Внахлестку электрозаклепками S≥2; m≥2S

Сварка встык листов разной толщины показана на рис. 8. Соединение листов внахлестку лобовыми швами показано на рис. 9.

Соединение листов внахлестку фланговыми швами с усилением прорезными швами показано на рис 10.

Соединение листов встык с накладками показано на рис. 11. Накладки приварены к листам лобовыми и фланговыми швами (средняя проекция общая для обеих соединений).

Рис. 8. Разделка кромок листов разной толщины для сварки в стык

Рис. 9. Соединение листов внахлестку лобовыми швами

Рис. 10. Соединение листов внахлестку фланговыми швами, усиленными прорезными швами

Рис. 11. Соединение листов встык с одной накладкой (а) и то же, с двумя накладками (б)

Для повышения работоспособности сварных конструкций, уменьшения внутренних напряжений и деформаций большое значение имеет порядок заполнения швов. Под порядком заполнения швов понимается, как порядок заполнения разделки шва по поперечному сечению, так и последовательность сварки по длине шва.

По протяженности все швы условно можно разделить на три группы:

  • короткие — до 300 мм;
  • средние — 300—1000 мм;
  • длинные — свыше 1000 мм.

В зависимости от протяженности шва, материала, требований к точности и качеству сварных соединений сварка таких швов может выполняться различными способами (рис. 12).

Рис. 12. Схемы сварки: а — напроход; б — от середины к краям; в — обратно ступенчатым способом; г — блоками; д — каскадом; е — горкой; А — направление заполнения разделки: (стрелками указано направление сварки); 1—5 последовательность сварки в каждом слое

Короткие швы выполняют на проход — от начала шва до его конца. Швы средней длины варят от середины к концам или обратно ступенчатым методом. Швы большой длины выполняют двумя способами: от середины к краям (обратно ступенчатым способом) и вразброс.

При обратно ступенчатом методе весь шов разбивается на небольшие участки длиной по 150—200 мм, на каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Длина участков обычно равна от 100 до 350 мм. В зависимости от количества проходов (слоев), необходимых для выполнения проектного сечения шва, различают однопроходный (однослойный) и многопроходный (многослойный) швы.

С точки зрения производительности наиболее целесообразными являются однопроходные швы, которые обычно применяются при сварке металла небольших толщин (до 8—10 мм) с предварительной разделкой кромок.

Сварку соединений ответственных конструкций большой толщины (свыше 20—25 мм), когда появляются объемные напряжения и возрастает опасность образования трещин, выполняют с применением специальных приемов: заполнения швов «горкой» или «каскадным» методом.

При сварке «горкой» сначала в разделку кромок наплавляют первый слой небольшой длины 200—300 мм, затем второй слой, перекрывающий первый и имеющий в 2 раза большую длину. Третий слой перекрывает второй и длиннее его на 200—300 мм. Так наплавляют слои до тех пор, пока на небольшом участке над первым слоем разделка не будет заполнена. Затем от этой «горки» сварку ведут в разные стороны короткими швами тем же способом. Таким образом, зона сварки все время находится в горячем состоянии, что позволяет предупредить появление трещин. «Каскадный» метод является разновидностью горки.

При сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости (рис. 13, а) разделку делают лишь верхнему листу, дугу возбуждают на нижней кромке, затем постепенно переходят на скошенную верхнюю кромку.

Вертикальные швы сваривать труднее, вследствие стекания расплавленного металла вниз. Для уменьшения стекания металла работу ведут короткой дугой и в направлении снизу вверх (рис. 13, б), за исключением листов толщиной до 1,5 мм.

Сварку потолочных швов (рис. 13, в) производят очень короткой дугой, при которой происходит короткое замыкание электрода на деталь. Применяют электроды с тугоплавкой обмазкой, которая образует вокруг электродов «втулочку», содержащую направленый газовый поток, удерживающий электродный металл.

Рис. 13. Схематическое изображение работы при выполнении сварки различными швами: а — горизонтальный шов на вертикальной плоскости; б — вертикальный шов; в — потолочный шов. 1—3 — положение электрода в пространстве; 4 — покрытие электрода

Обеспечение нормативных требований по технологии и технике сварки — основное условие получения качественных сварных швов. Отклонения размеров и формы сварного шва от проектных чаще всего наблюдаются в угловых швах и связаны с нарушением режимов сварки, неправильной подготовкой кромок под сварку, неравномерной скоростью сварки, а также при несвоевременном контрольном обмере шва.

источник

Adblock
detector