Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Рис. 8.4. Электрошлаковая наплавка:

а и б — плоских поверхностей в вертикальном н горизонтальном положениях; в — ци­ линдрических поверхностей трубчатым электродом; г — концевого инструмента; д — цилиндрических поверхностей при горизонтальной оси наплавляемого изделия

Рис. 8.5. Типы стыковых сварных соединений:

 

 

а и б — с равными н разными толщинами

свариваемых кромок;

в — с уменьшением од­

ной 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

 

сварку; ж— сварку пластинчатыми электродами с бифилярной схемой подключения электродов к источнику питания [4], при­ меняется для сварки сталей крайне редко. Наиболее распро­ странен этот способ при сварке меди и алюминия. Толщина пластинчатых электродов составляет 20—40 мм.

Все указанные способы можно использовать для наплавки (при ремонте) [1, 3, 4) (рис. 8.4).

ЭШС можно получить стыковые (рис. 8.5), угловые и тав­ ровые (рис. 8.6) и практически все виды швов (рис. 8.7).

При стыковом соединении между двумя прямыми кромками для возможности осуществления электрошлакового процесса предусматривается, как правило, зазор величиной Ь (см. рис. 8.5—8.7), являющийся одним из важнейших технологических параметров режима сварки. Различают зазоры расчетный Ьр— это фиктивная величина, на основании которой подсчитываются размеры свариваемых деталей, и больший, сборочный 6С— с учетом деформации соединяемых частей конструкции при сварке. Все конструктивные элементы сварных соединений и швов определены ГОСТ 15164—78.

При ЭШС стыковых соединений с разной толщиной кромок либо утончают более толстую, либо к тонкой приваривают до­ полнительную пластину до сравнения толщин.

Угловые и тавровые соединения (см. рис. 8.6) встречаются на практике значительно реже стыковых и, как правило, при изготовлении станин прессов из проката. При ЭШС трубчатым плавящимся мундштуком применяют V- или К-образную раз­ делку примыкающего элемента соединения. Трубчатым мунд­ штуком можно также сваривать крестообразные соединения.

Прямолинейные швы (см. рис. 8.7) свариваются в верти­ кальном положении. Возможный наклон не должен превышать 15—20°. Кольцевые швы могут выполняться не только на ци­ линдрической, но и на конической и сферической поверхно­ стях.

При сварке заготовок с фасонными кромками типа тавров, швеллеров или цилиндров существующее сечение дополняют до

прямоугольного специальными планками. Толщина

планок

в этом случае находится в пределах 60—200 мм.

 

8.1.3. Преимущ ества и недостатки

 

ЭШС отличает в ы с о к а я п р о и з в о д и т е л ь н о с т ь ,

которая

возрастает почти в геометрической прогрессии от толщины свариваемого металла. Это обусловлено не только высоким ко­ эффициентом наплавки, который почти в два раза превышает таковой для электродуговой сварки (ЭДС) под флюсом и до­ стигает 30 г/(А -ч), но и тем, что металл практически любой толщины сваривается за один проход.

Р а с х о д

ф л ю с а

при ЭШС меньше, чем при ЭДС, в 10—

20 раз и составляет

~5 % расхода электродной проволоки.

Р а с х о д

э л е к

т р о э н е р г и и в полтора — два раза

меньше, чем при ЭДС под флюсом, и в четыре раза меньше, чем при ручной ЭДС.

При вертикальном положении шва значительно облегчается всплытие газовых пузырей и частиц шлака и удаление их из металла. Поэтому склонность к образованию пор и других не­ плотностей при ЭШС во много раз ниже, чем при дуговой мно­ гопроходной сварке.

Наиболее существенным недостатком ЭШС является необ­ ходимость последующей ВТО сварного соединения для восста­ новления высоких служебных характеристик сварной конструк­ ции. Известно, что в процессе ЭШС металл шва и околошовной зоны подвергается значительному перегреву. Это способствует снижению пластических свойств сварного соединения, особенно при отрицательных температурах. Весь опыт ЭШС показывает, что вопросы необходимости применения ВТО, повышения каче­ ства сварных соединений и производительности процесса сле­ дует решать комплексно путем рационального выбора свари­ ваемых и сварочных материалов, приемов и режимов сварки П.5].

8.1.4. Технологические возможности

В настоящее время ЭШС внедрена более чем на девяноста предприятиях нашей страны, в тяжелом и энергетическом ма­ шиностроении, в химическом машиностроении, в судо- и авиа­ строении.

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 8. 1

КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАТРАТЫ НА СВАРКУ 1 м ШВА

 

РАЗНЫМИ

СПОСОБАМИ*

 

 

Сварка

 

Затраты, руб., при А, мм

 

40

60

80

120

 

Электрошлаковая

12,2

14,0

17,3

21,8

Автоматическая в С02 в узкий щелевой

11,3

 

 

 

зазор

14,0

17,8

23,5

Электронно-лучевая

8,8

11,7

12,9

21,3

Однодуговая под флюсом в узкий ще­

13,5

 

 

 

левой зазор (22—24 мм) на подкладке

17,0

20,6

29,3

Вертикальная с принудительным фор-

 

 

 

 

мнрованнем порошковой проволокой

13,7

17,8

21,9

47,6

* Данные авторов.

На предприятиях страны, освоивших ЭШС, работают сотни аппаратов сварочного оборудования; средняя их загрузка со­ ставляет ~ 30 %.

ЭШС соединяют стали разных классов и марок, жаропроч­ ные и никелевые сплавы, титан, алюминий, медь и сплавы на их основе [1].

Внедрение ЭШС открыло возможность получения заготовок и изделий любой формы, практически неограниченных размеров из отливок, поковок и проката сравнительно малых размеров и простой формы. Причем разработанные методы точной компен­ сации деформаций позволяют изготовлять сварные крупногаба­ ритные конструкции с заданными размерами.

Диапазон толщин свариваемых металлов 2—300 см. Пока­ зано, что ЭШС наиболее экономична при толщине металла

40 мм (табл. 8.1).

8.2. Технология и техника сварки

8.2.1. Реком ендации по вы бору сварочных материалов

В табл. 8.2 приведены некоторые наиболее распространенные сочетания сварочных проволок и марок свариваемых металлов, которые обеспечивают сварным соединениям после ВТО меха­ нические свойства на уровне свойств основного металла [6]. Все приведенные сочетания можно выполнять с применением флю­ сов АН-8 и АН-99 кроме сталей 25ХНЗМФА и 0Х18Н10Т. При

 

 

 

 

Т А Б Л И Ц А 8. 1

БЛАГОПРИЯТНЫЕ СОЧЕТАНИЯ ОСНОВНЫХ

 

И

ПРИСАДОЧНЫХ

МАТЕРИАЛОВ*

 

Свариваемые стали

 

Марка проволоки

Н, мм

класс

 

марка

 

 

 

Конструкционная

Ст.2,

Ст.З,

МСт.З

Св-08А, Св-08ГА

40—300

Котельная

15К,

20К,

22К

Св-10Г2, Св-10Г2С

40—160

Среднеуглеродистая:

20Л,

25Л,

35Л

Св-10Г2, Св-10Г2С

40—1000

литая

кованая

Сталь 30, Сталь 40

Св-10Г2

40—500

Низколегированная

09Г2С

 

Св-10Г2С

40—160

 

12ХМ

 

Св-10Х2М, 18ХМА

40—120

 

20ГСЛ, 25ГСЛ

Св-08Г2С

200—1000

Среднелегированная

08ГДНФ,

16ГНМА

Св-08ХН2М

100—800

20ХНМФ, 20Х2МА

Св-08ХЗГ2СМ

200—800

 

30ХГСА

 

Св-08ХН2М

200—800

Высоколегированная

25ХНЗМФА

Св-20ХНЗМФ

До 2000

08Х18Н10Т

Св-04Х19Н11МЗ

40—350

* Данные авторов.

Источник: https://studfile.net/preview/19992768/