32 Сварочные материалы

Сварочными материалами называют расходные материалы, используемые при сварке.

Сварочные материалы могут выполнять следующие функции:

• обеспечение необходимых геометрических размеров сварного шва;

• получение металла сварного шва с требуемым химическим составом и свойствами;

• обеспечение защиты расплавленного металла от воздействия воздуха – газовой, шлаковой или газошлаковой;

• обеспечение стабильности процесса сварки;

• удаление вредных примесей из металла шва.

Сварочные электроды и присадочные прутки - плавящиеся электроды с покрытием (с кислым, основным, рутиловым, целлюлозным, смешанным покрытием), неплавящиеся электроды

Сварочная проволока - сплошная, порошковая, активированная

Флюсы - защитные и электропроводные

Газы - защитные (инертные и активные), горючие газы и газы, поддерживающие горение

Керамические подкладки - для сварки стыковых швов, угловых и тавровых швов, всепозиционные, круглые и др. виды

Сварочные электроды и проволока обеспечивают подачу электрического питания в зону сварки для нагрева. Плавящиеся покрытые электроды, порошковая и активированная проволока, защитный флюс для дуговой сварки содержат специальные компоненты, которые могут предназначаться для защиты металла от воздуха, поддержания стабильности процесса сварки, получения необходимого химического состава металла шва и т.п. Присадочный пруток вводится в сварной шов при сварке.

Основная роль защитных газов – обеспечение газовой защиты расплавленного металла от воздуха. К защитным газам относятся инертные (аргон, гелий и их смеси) и активные газы (углекислый газ и его смеси). Инертные газы не вступают в химические реакции с металлом и в нем практически не растворяются. Активные газы вступают в химические реакции с металлом или растворяются в нем.

Горючие газы и газы, поддерживающие горение применяются при газовой сварке и резке. К ним относятся ацетилен, пропан-бутановые смеси, метилацетилен-алленовая фракция (МАФ), водород, а также поддерживающий горение кислород.

Керамические подкладки используют для обеспечения высококачественного шва и формирования обратного валика.

Сварочные материалы (электроды, проволоку, присадочные прутки) также подразделяют по типу свариваемых сталей и металлов: для сварки углеродистых сталей, никзолегированных сталей, нержавеющих сталей, алюминия, меди, чугуна и т.п.

33 Подготовка металла к сварке

В подготовку металла под сварку входит правка, разметка и наметка, резка и обработка кромок, холодная и горячая гибка. Правка производится преимущественно на станках, а иногда вручную. Листовой, полосовой и профильный прокат правят на вальцах, которые чаще всего имеют семь или девять валков.

Вальцы оборудуются двумя роликовыми столами для загрузки и выхода металла в процессе правки. При правке листы пропускают через вальцы от 3 до 5 раз.

Наряду с машинной правкой иногда применяют ручную правку. Последнюю производят на чугунных или стальных правильных плитах ударами молота, кувалды и при помощи винтового пресса.

Правку угловой стали производят на углоправильных вальцах или на ручных винтовых прессах, а двутавров и швеллеров — на приводных или ручных правильных прессах.

Разметка и наметка. При индивидуальном производстве выправленный металл поступает на разметку, а при массовом и серийном производстве поступает для наметки. Перед разметкой и наметкой поверхность металла грунтуется меловой краской на клею.

При разметке однотипных деталей для массового и серийного производства пользуются металлическими или фанерными шаблонами. Разметка при помощи шаблонов называется наметкой. Инструментами для выполнения разметки и наметки служат чертилка из закаленной стали, кернеры, стальные линейки и угольники, стальные циркули и рейсмусы, молотки, клямеры, струбцины, стальные рулетки и др.

Резка. Резка металла на заготовки производится механическим способом на ножницах и пилах или газокислородным пламенем. Механическая резка производится в основном на ножницах и применяется преимущественно для прямолинейного реза листов толщиной до 20 мм. Наибольшее применение имеют гильотинные ножницы с ножами длиной от 1 до 3 м и пресс-ножницы с длиной ножей до 700 мм.

Для криволинейного реза толщин до 6 мм применяются роликовые ножницы с дисковыми ножами. Для прямолинейного реза больших толщин и дла криволинейного реза толщин свыше 6 мм применяется преимущественно газокислородная резка ручная, полуавтоматическая и автоматическая. Для холодной резки стержней круглого и других сечений применяются круглые (циркульные) зубчатые и фрикционные пилы.

Обработка кромок под сварку. Обработка и скос кромок под сварку производятся механическим путем на кромкострогальных и продольно-строгальных станках или газокислородным пламенем. При небольшом объеме работ иногда применяют рубку пневматическим зубилом.

Гибка. Гибка листового, полосового и широкополосового металла производится на листогибочных трехвалковых и четырехвалковых вальцах. На холодную гибку поступают листы с подготовленными кромками и вырезанными отверстиями малых диаметров. Гибка профильного металла производится на правильно-гибочных прессах и роликовых гибочных станах. Наименьший допустимый радиус гибки стали в холодном состоянии рекомендуют брать равным 25-кратной толщине листа или высоте симметричного профиля. Если радиус холодной гибки меньше 25 толщин деформируемой стали, то возможны надрывы наружных волокон.

Гибка больших толщин и гибка обечаек малого диаметра, при средней толщине листа, производится горячим способом в кузнечно-прессовых цехах. Нагрев деталей производится до температуры 1000—1100°С, при которой металл легко поддается деформированию. Подготовку кромок под сварку и вырезку больших отверстий производят после горячей гибки.

Поверхность свариваемых деталей нужно подготавливать в сварке, если она загрязнена, покрыта ржавчиной или краской.

При небольших объемах работ это можно сделать ручным инструментом — молотком и зубилом, металлической щеткой.

Очистку поверхности стали не склонной к закалке и используемой для неответственных сварных конструкций, можно производить быстрым нагревом поверхности пламенем газовой горелки. При этом окалина и ржавчина отслаиваются, краска сгорает без значительного нагрева основного металла. Несгоревшие остатки легко удаляются металлической щеткой.

Для нагрева очищаемой поверхности применяют пламя специальных многопламенных горелок типа ГАО, работающих с жестким окислительным пламенем со скоростью истечения смеси из сопел мундштука близкой к скорости отрыва для увеличения напора пламени на металл.

Угол наклона к горизонту горелки составляет 40...60°, а скорость ее перемещения — 0,5...1,0 м/мин, причем наименьшая скорость перемещения применяется для очистки красок и лаков, которые не отслаиваются, а обугливаются или сгорают.

В зависимости от состояния поверхности ее очистку делают в два или три прохода, в перерывах между которыми удаляют продукты сгорания и окисления и полностью охлаждают поверхность металла. Зачистка производится металлическими щетками после охлаждения поверхности.

Для очистки конструкционных сталей, применяемых для сварки ответственных конструкций, рекомендуется проводить пескоструйную обработку.