2 Задания

Задача 1. Определить количество наплавленного металла, если сварка производится электродами АНО-4С при силе тока Jсв = 140А, времени сваркиt= 0,02 ч.

Задача 2. Определить количество наплавленного металла, если сварка производится электродами УОНИ-135/45 при электрической мощности, потребляемой дугой, N = 4320 Вт, напря­жении на дуге U_СВ= 24 В; время сваркиt= 0,08ч.

Задача 3. Определить количество наплавленного металла, если сварка производится электродами 12АН/ЛИВТ при элек­трической мощности, потребляемой дугой, N = 4400 Вт, напря­жении на дуге U_СВ= 22 В, длине шваl= 0,42 м, скорости сварки V_СВ= 0,14 м/с.

Задача 4. Определить коэффициент наплавки a_Н, если из­вестны коэффициенты плавленияa_Э= 14 г/(А-ч) и потерь= 20 %.

3 Вопросы к практическому занятию

1 От каких факторов зависит производительность электри­ческой сварки плавящимся электродом?

2. Что характеризует коэффициенты плавления, наплавки, потерь; их единицы измерения и значение для основных марок электродов?

3. Почему коэффициент плавления _Эв начале и конце плавления электрода разный?

4. Как влияет плотность тока на размер потерь при ручной дуговой сварке?

5. В каких случаях коэффициент наплавки может оказаться больше коэффициента плавления?

6. Почему коэффициент наплавки при сварке электрода­ми ЭА-395/9 будет больше, чем при сварке электродами УОНИ-13/45?

Практическая работа 7 Общие положения технологии сборки и сварки стыков труб

1 Теоретическая часть

Сварку стыков труб рекомендуется начинать сразу после прихватки. Промежуток времени между окончанием выполнения прихваток и началом сварки стыков труб из низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, а также мартенситного и мартенситно-ферритного классов должен быть не более 4 ч. Непосредственно перед сваркой необходимо проверить; состояние поверхности стыка и в случае необходимости зачистить его.

Стыки труб (деталей) из низколегированных тепло-устойчивых сталей перлитного класса, а также мартенситного и мартенситно-ферритного классов следует сваривать без перерыва.

При вынужденных перерывах в работе (авария, отключение тока) необходимо обеспечить медленное и равномерное охлаждение стыка любыми доступными средствами (например, обкладкой листовым асбестом), а при возобновлении сварки следует подогреть стык (если это требуется) до температуры. Эту температуру нужно поддерживать до окончания сварки.

Не допускается, никаких силовых воздействий на стык до завершения его сварки и проведения термообработки, если таковая необходима.

Сварное соединение трубопроводов из теплоустойчивых сталей, выполненное с перерывом, должно быть обязательно проконтролировано УЗД по всему периметру шва.

Во всех случаях многослойной сварки разбивать шов на участки необходимо с таким расчетом, чтобы стыки участков («замки» швов) в соседних слоях не совпадали, а были смещены один относительно другого, и каждый последующий участок перекрывал предыдущий. Размер смещения и перекрытия «а» (рисунок 7.1) при автоматической сварке под флюсом» должен быть не менее 50 мм, при всех других способах сварки – 12-18 мм.

Рисунок 7.1- Схема наложения «замков» швов

Ручную дуговую сварку следует выполнять возможно короткой дугой, особенно при использовании электродов с основным покрытием, для которых длина дуги должна быть не более диаметра электрода. В процессе сварки необходимо как можно реже обрывать дугу. Перед гашением дуги сварщик должен заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15-20 мм на только что наложенный шов. Последующее зажигание дуги производится на кромке трубы или на металле шва на расстоянии 20-25 мм от кратера.

При ручной дуговой сварке во избежание зашлаковки металла шва около кромок труб следует наплавлять возможно более плоский валик.

В процессе сварки должны быть обеспечены полный провар корня шва и заделка кратера. По окончании наплавки каждого валика необходимо полностью удалить шлак после его охлаждения (потемнения) При обнаружении на поверхности шва дефектов (трещин, скоплений пор и т.п.) дефектное место следует удалить механическим способом до «здорового» металла и при необходимости заварить вновь.

Для придания сварному соединению надлежащего внешнего вида верхние слои шва следует выполнять по специальной технологии.

Независимо от технологии наложения облицовочного слоя, выполненного ручной дуговой сваркой, он должен отвечать следующим требованиям:

• иметь равномерную чешуйчатость с размером чешуек 1-1,5 мм;.

• отсутствие западаний между валиками;

• иметь плавный переход от одного валика к другому и к поверхности трубы;

• выпуклость (усиление) шва следует выдерживать в пределах, указанных в приложении 12; для труб с толщиной стенки более 20 мм максимальный размер выпуклости может составлять 5 мм;

• перекрытие крайними валиками кромок труб должно быть 1-3 мм.

В стыковых швах, выполненных автоматической сваркой, при толщине стенки до 8 мм допускается выполнять шов без выпуклости (шов накладывается заподлицо с трубой).

Во время сварки элементов из подкаливающихся сталей (труб из сталей марок 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФСР, 10Х9МФБ, ЦХ11В2МФ и литья аналогичного состава) следует заглушать концы труб или закрывать задвижки на трубопроводе.

При температуре окружающего воздуха ниже 0°С сваривать и прихватывать стыки трубопроводов и труб котлов необходимо с соблюдением следующих требований:

а) минимальная температура окружающего воздуха, при которой может выполняться прихватка и сварка элементов, котлов и трубопроводов в зависимости от марки стали, приведена в таблице 1;

б) стыки труб, которые при положительной температуре: полагается сваривать с подогревом и термообрабатывать, при отрицательной температуре должны быть подвергнуты термообработке непосредственно после сварки; перерыв между сваркой и термообработкой допускается при условии поддержания в это время в стыке температуры сопутствующего подогрева;

Таблица 7.1 – Требования к температуре окружающего воздуха при сварке и прихватке элементов котлов и трубопроводов

Сталь свариваемых элементов	Номинальная толщина металла, мм	Минимальная температура окружающего воздуха, °С
Ст2, СтЗ, СтЗГ, Ст4, 08, 10, 20	Независимо	-20
15Л, 20Л, 25Л, 20ГСЛ,	Независимо	-10
10Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 15Г2С, 16ГН, 14ХГС, 17Г1СУ, 15ГС		-20 -10
12МХ, 15ХМ, 12Х1МФ		-15 -10
15Х1М1Ф, 15Х1М1Ф-ЦЛ,		-10 0
20ХМЛ, 15Х1М1ФЛ, 20X13, 13Х11Н2В2МФ, ХН35ВТ	Независимо	0
12Х18Н12Т, 12Х18Н10Т	Независимо	-20

в) стыки, которые при положительной температуре полагается сваривать с подогревом без термообработки (включая продольные швы плавников и варку уплотнений), при отрицательной температуре должны быть непосредственно после окончания сварки (не допуская остывания стыка) укрыты слоем теплоизоляции толщиной 8-15 мм для обеспечения замедленного охлаждения;

г) металл в зоне сварного соединения перед прихваткой и сваркой должен быть просушен и прогрет с доведения его температуры до положительной. В случае сварки на трассе трубопроводов из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей стык может не прогреваться, если не требуется подогрева стыка.

д) подогрев стыков при прихватке и сварке производится в тех же случаях, что и при положительной температуре окружающего воздуха, но температура подогрева должна быть на 50 ºС.

е) во время всех термических операций (прихватки, сварки, термообработки и т.д.) стыки труб должны быть защищены от воздействия осадков, ветра, сквозняков до полного их остывания.

Сваренный и зачищенный стык труб с толщиной стенки 6 мм и более сварщик должен заклеймить присвоенным ему клеймом. Клеймо ставят на самом сварном шве вблизи верхнего «замка» (на площадке размером около мм, зачищенной абразивным камнем или напильником) или на трубе на расстоянии 30-40 мм от шва.

Если стык сваривают несколько сварщиков, каждый ставит свое клеймо в верхнем конце того участка, который он выполнял. Если стык сваривают по технологии, при которой каждый сварщик должен накладывать швы (слои) в разных местах или по всему периметру стыка (например, при сварке поворотных стыков труб большого диаметра), клеймо ставят все сварщики, выполнявшие этот стык, в одном месте, желательно на его верхнем участке.

При зачистке стыка для ультразвукового контроля место расположения клейма не зачищается; если клеймо было сошлифовано, то его необходимо восстановить.

Для стыков труб из углеродистых сталей диаметром 200 мм и более с рабочим давлением до 2,2 МПа (22 кгс/) клеймо может наплавляться сваркой. Клеймение стыков трубопроводов диаметром более 100 мм из перлитных сталей можно производить также с помощью металлической пластины размероммм, на которой выбивается клеймо сварщика (сварщиков); пластина прихватывается около верхнего «замка» шва вертикального стыка или в любом месте по периметру горизонтального стыка непосредственно к сварному шву или к трубе на расстоянии не более 200 мм от шва. Пластина должна быть изготовлена из малоуглеродистой стали (марок 10, 20, Ст2, Ст3).