Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

* Номинальны*!.

Для сварки труб выпускается ряд специализированных ав­ томатов [3].

Техника сварки. Сварку можно выполнять как с присадкой, так и без нее. Для качественной сварки металлов, особенно тонколистовых, следует обеспечить точную сборку и подгонку свариваемых кромок. При автоматической сварке допускаются зазоры (табл. 2.7).

Аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом приме­ няют для стыковых, угловых, нахлесточных соединений в раз­ ных пространственных положениях. Форма подготовки кромок зависит от толщины соединяемых элементов и возможности производить сварку с одной или двух сторон.

Так, например, стыковые соединения стали толщиной до 3—4 мм, а алю­ миния до 5—6 мм свариваются без скоса кромок. Проплавление корня шва стыкового соединения с разделкой кромок обычно осуществляется без приса­ дочной проволоки, затем разделка заполняется расплавленным металлом за необходимое число проходов с подачей присадочной проволоки.

При необходимости ведения процесса на вертикальной плоскости шов сле­ дует выполнять сверху вниз для толщин до 5 мм и снизу вверх для больших толщин. В этих случаях сварку рекомендуется выполнять одновременно с двух сторон. При использовании .такого приема можно сваривать встык элементы, например из алюминиевого сплава толщиной до 16 ММ.

Сварка горизонтальных стыковых швов на вертикальной плоскости и по­ толочных стыковых швов затруднена из-за вероятности вытекания расплавлен­ ного металла из сварочной ванны, поэтому их следует избегать; там, где из­ бежать таких швов нельзя, их выполняют с разделкой кромок в несколько проходов.

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ СОЕДИНЕНИЙ И ПОДГОТОВКА КРОМОК ПРИ АВТОМАТИЧЕСКОЙ АРГОНОДУГОВОЙ СВАРКЕ

ВОЛЬФРАМОВЫМ ЭЛЕКТРОДОМ [1 ]

Для формирования корня шва можно использовать медные или стальные съемные подкладки, флюсовую подушку. При сварке активных металлов необходимо не только получить хороший провар в корне шва, но и обеспечить защиту от воз­ духа с обратной стороны расплавленного и нагретого металла. Это достигается использованием медных и других подкладок с канавками, в которых подается защитный инертный газ. При сварке труб и закрытых сосудов газ пропускают внутрь сосуда.

При соединении встык металла толщиной до 10 мм ручную сварку ведут справа налево. Присадочный пруток при ручной

При автоматической и полуавтоматической сварке электрод располагают перпендикулярно поверхности изделия. Угол ме­

проволока подается в головную часть сварочной ванны и на­ ходится впереди дуги по ходу сварки.

Вылет конца электрода из сопла не должен превышать 3— 5 мм, а при сварке угловых швов и стыковых с глубокой раз­ делкой 5—7 мм. Длина дуги должна поддерживаться в преде­ лах 1,5—3 мм. Для предупреждения окисления вольфрама и защиты расплавленного металла в кратере после обрыва дуги подачу защитного газа прекращают через 5—10 с, а включают подачу газа за 15—20 с до возбуждения дуги (для продувки шлангов от воздуха). Возбуждение дуги достигается либо с помощью осциллятора, либо путем касания электродом изде­ лия при уменьшенном до 7—10 А токе зажигания. При руч­ ной сварке алюминиевых сплавов в случае отсутствия осцилля­ тора дуга должна возбуждаться на угольной или медной пла­ стине.

2.2.2. Сварка плавящимся электродом

При сварке плавящимся электродом в защитных газах (СПЭЗГ) дуговой разряд существует между концом непрерывно расплавляемой проволоки и из­ делием. Проволока подается в зону дуги с помощью механизма со скоростью, равной средней скорости ее плавления; этим поддерживается постоянство средней длины дугового промежутка. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и таким образом участвует в форми­

—возможность металлургического воздействия на металл шва за счет регулирования состава проволоки и защитного газа;

—широкие возможности механизации и автоматизации процесса сварки;

—высокая производительность сварочного процесса.

При СПЭЗГ можно выделить три основные разновидности процесса дуго­ вой сварки: сварку короткой дугой; сварку длинной дугой; процесс с периоди­ ческими перерывами в горении дуги.

Сварка короткой дугой является естественным импульсным

.процессом и осуществляется с постоянной скоростью подачи электрода. Особенностью этого процесса являются частые пе­ риодические замыкания дугового промежутка (до 150—300 за­ мыканий в секунду), что определяется такими факторами, как: напряжение между электродами, скорость подачи и диаметр

электрода, индуктивность сварочной цепи, свойства защитной среды [4].

При сварке короткой дугой имеет место в основном мелкокапельный перенос электродного металла с частотой, равной частоте коротких замыканий.

Сварка короткой дугой обладает рядом технологических преимуществ: возможность осуществления процесса при низ­ ких значениях тока и, как следствие, сварка во всех простран­ ственных положениях; высокая стабильность процесса и малые потери металла на разбрызгивание при оптимальных электри­ ческих параметрах сварочной цепи.

Сварка длинной дугой — это процесс с редкими случайными замыканиями дугового промежутка (3—10 замыканий в се­ кунду). В зависимости от режима сварки, защитного газа и применяемых сварочных материалов наблюдаются разные формы переноса металла: крупнокапельный, мелкокапельный, струйный и струйно-вращательный.

При крупнокапельном переносе капля сравнительно боль­ шого размера образуется на электроде постепенно и долго удерживается на нем. Основными силами, ответственными за крупнокапельный перенос, являются сила тяжести и сила по­ верхностного натяжения.

При взаимодействии жидкого металла капли с защитными газами по­ верхностное натяжение существенно изменяется. Азот повышает поверхност­ ное натяжение, а кислород — снижает. С повышением температуры поверх­ ностное натяжение уменьшается. С увеличением сварочного тока уменьша­ ется роль силы тяжести в формировании капли и растет сжимающее действие электромагнитных сил, способствующих отделению капли от конца электрода. Благодаря этому по мере увеличения тока уменьшается размер капель электродного металла, изменяется характер переноса металла от крупнока­ пельного к мелкокапельному, а затем при определенном значении тока, назы­ ваемом критическим, к струйному. Струйный процесс отличается высокой стабильностью размеров капель и мелким разбрызгиванием.

Определенным недостатком сварки плавящимся электродом в Аг или смеси Аг—Не является сложность поддержания ста­ бильности струйного переноса из-за высокого поверхностного натяжения жидкого металла в среде инертного газа. Для по­ вышения стабильности сварки, улучшения процесса переноса электродного металла и формирования швов к аргону добав­ ляют окислительные газы: 1—5 % 0 2 или 5—25 % СОг. Диа­ пазон токов при стабильном ведении процесса сварки расширя­ ется. Обеспечиваются лучшее формирование металла шва и меньшее разбрызгивание, лучшая форма провара по сравне­

нудительными перерывами в горении дуги обеспечивает надеж­ ный разрыв перемычки между электродом и сварочной ванной, и заданное время горения дуги после короткого замыкания мо­ жет найти практическое применение для сварки малых тол­ щин [4].

Значительная часть тепловой энергии переносится в свари­ ваемый металл электродным металлом.

Сварку плавящимся электродом обычно выполняют на токе обратной полярности. При прямой полярности скорость рас­ плавления металла в 1,4—1,6 раза выше, чем при обратной, однако дуга горит менее стабильно, с интенсивным разбрызги­ ванием.

Вылет электрода благодаря высокой плотности тока оказы­ вает существенное влияние как на энергетический баланс при сварке, так и на стабильность процесса. К примеру, оптималь­

ники питания с жесткой внешней характеристикой. При автоматической свайке, когда вылет электрода изменяется мало, можно применять источники с жёсткой и пологопадающей характеристиками.

Механизированная сварка осуществляется сварочными автоматами и по­ луавтоматами, обеспечивающими автоматическую подачу электродной прово­ локи и других сварочных материалов в зону плавления. При полуавтомати­ ческой сварке перемещение дуги вдоль свариваемого изделия осуществля­ ется сварщиком вручную. Полуавтоматы состоят из: горелки или комплекса горелок со шлангами; механизма подачи электродной проволоки; кассеты ка­ тушки для электродной проволоки; шкафа или блока управления; провода сварочной цепи и цепей управления; аппаратуры для регулирования и измере­ ния параметров газа и шлангов для газа; источника питания (см. гл. 7).

Техника сварки. К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся ток, полярность, напряже­ ние дуги, диаметр и скорость подачи электродной проволоки, расход и состав защитного газа, вылет электрода, скорость сварки.

Сварочный ток, определяющий размеры шва и производи­ тельность процесса, зависит от диаметра и состава проволоки и устанавливается в соответствии со скоростью ее подачи (рис. 2.4). В зависимости от диаметра проволоки рекомендуются оп­ ределенные пределы сварочного тока, при которых обеспечива­ ется стабильность процесса сварки. Напряжение на дуге уста­ навливается в соответствии с величиной тока и учетом форми­ рования шва, разбрызгивания металла и производительности