11.5.5. Сварка порошковой проволокой
Общие сведения. Сварка порошковой проволокой – это дуговая сварка плавлением, при которой в качестве «непрерывного электрода» применяется трубчатая проволока с порошковым наполнителем (см. часть 1).
Основной способ сварки – механизированная.
Принципиальную схему сварочного поста см. в ч. 2.
Имеется несколько способов сварки порошковой проволокой:
- с дополнительной защитой металла сварочной волны газом (в строительстве – углекислым газом); как и при сварке в защитных газах стальной сплошной проволокой углекислый газ принимает участие в защите металла ванны (кроме шлака и газов, образующихся при плавлении порошкового сердечника);
- открытой дугой без использования дополнительных материалов для защиты расплавленного металла, т.е. сварка самозащитной порошковой проволокой. Газ и вся аппаратура и оборудование для него не требуются; защита металла ванны от воздействия воздуха осуществляется образующимися шлаками и газами при плавлении порошкового сердечника (рис. 11.34);
- с дополнительной защитой флюсом; в таком варианте сварка аналогична сварке под флюсом сплошной проволокой.
|
1 – свариваемые детали; 2 – образующиеся при сварке газы; 3 – ванна жидкого металла; 4 – порошковая проволока (электрод); 5 – капля электродного металла; 6 – дуга; 7 – слой жидкого шлака; 8 – корка твёрдого шлака; 9 – шов
|
Рис. 11.34. Схема процесса сварки самозащитной порошковой проволокой
В строительной индустрии широко применяются первые два способа. Сварка с дополнительной защитой углекислым газом применяется в стационарных условиях (в закрытых помещениях цехов заводов; мастерских и т.д.), т.к. не требуется устройство защиты от сдувания газа ветром.
В монтажных условиях – как при укрупнении конструкций так и установке их в проектное положение – сварку ведут с применением самозащитной порошковой проволоки. Сварку можно вести и в ветреную погоду (скорость ветра до 10 м/сек.). По технологическим возможностям и маневренности процесс приближается к ручной дуговой сварке, однако производительность увеличивается в 1,5 – 2 раза при снижении стоимости наплавленного металла на 15-25%.
Технология сварки. Механизированной сваркой порошковой проволокой могут быть выполненные все типы сварных соединений: стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные.
Подготовка деталей под сварку осуществляют в соответствии с принятой технологией сварки, толщиной металла и пространственным положением шва при сварке, руководствуясь отраслевыми или ведомственными нормами, т.к. стандарта на сварку порошковой проволокой нет.
Могут быть использованы конструкция соединений и формы выполненных швов, предусмотренные ГОСТом 5264-80 для ручной дуговой сварки.
Рекомендации по подготовке см. п.11.1.
Режимы сварки. Параметры режима сварки порошковой проволокой: сила сварочного тока, род и полярность тока, напряжение дуги, диаметр проволоки, скорость подачи и вылет проволоки, расход углекислого газа (в случае применения), угол наклона и поперечное колебание проволоки относительно оси шва и некоторые другие. Устанавливают параметры в зависимости от условий сварки.
Сварочный ток, Iсв, один из основных параметров сварки порошковой проволокой, от которых зависят стабильность процесса, производительность и качество шва, регулируют используя свойство саморегулирования дуги.
При этом обеспечивается равенство скоростей плавления и подачи проволоки.
Напряжение дуги Uд устанавливают путем регулирования напряжения холостого хода источника питания с учетом его внешней характеристики. Лучшие результаты получаются с повышением напряжения дуги, но в умеренных пределах, т.к. при чрезмерных напряжениях дуги увеличивается разбрызгивание металла и вероятность подрезов и образования пористости. Более чувствительны к изменению напряжения самозащитные проволоки.
Важным параметром режима сварки порошковой проволокой является ее вылет – расстояние от торца токоподводящего наконечника горелки до сварочной дуги. Вылет обычно назначают заранее в зависимости от способа сварки (с защитой углекислым газом или без), марки и диаметра проволоки, типа сварного соединения.
Увеличение вылета проволоки при одинаковой силе тока повышает производительность, увеличивает выпуклость шва, однако может привести к разбрызгиванию металла. Обычно в зависимости от марки самозащитной проволоки вылет устанавливают от 15 до 90 мм, а при сварке в углекислом газе – от 15 до 40 мм, т.к. при увеличенном вылете ухудшается защита металла ванны. Расход углекислого газа в последнем случае составляет 6-20 л/мин.
Чаще всего сварку порошковой проволокой ведут слева направо – углом назад, не допуская затекание шлака вперед сварочной ванны. При этом угол отклонения проволоки от вертикали при сварке стыка всех соединений (вдоль оси шва) не должен превышать 15º, т.к. в противном случае ухудшается защита металла ванны. При выполнении угловых швов в тавровых и угловых соединениях угол между вертикальной плоскостью соединения и проволокой должен быть в пределах 30-45º (рис.11.35).
Как и при ручной сварке в зависимости от ширины шва или валика при сварке порошковой проволокой сварщик осуществляет манипулирование концом электрода, как показано в качестве примера на рис. 11.36. При многослойной сварке каждый предыдущий валик должен быть тщательно очищен от шлака и брызг металла.
В таблице 11.3 приведены примерные режимы сварки многослойных швов.
|
1 – свариваемые детали; 2 – проволока. |
Рис 11.35. Положение порошковой проволоки при сварке таврового соединения
а I. |
|
II. |
|
III. |
|
б |
в |
Рис. 11.36. Манипулирование электрода при механизированной сварке порошковой проволокой
а – при сварке швов в нижнем положении: I – возвратно-поступательное движение; II – по вытянутой спирали; III – “змейкой”; б – то же, в вертикальном положении снизу вверх; в – то же, в горизонтальном положении
Таблица 11.3. Ориентировочные режимы механизированной сварки порошковой проволокой низкоуглеродистой и низколеги-рованной стали толщиной 12-30 мм (ток постоянный, полярность обратная)
Марка проволоки и ее диаметр |
Тип сварного соединения |
Номер слоя |
Сила сварочного тока, А |
Напряжение дуги, В |
Вылет проволоки, мм |
Расход газа, л/мин. |
Нижнее положение шва |
||||||
ПП-АН7 2;4мм |
Стыковое с V-образной разделкой кромок |
Первый последующий |
150-200 250-300 |
20-25 24-26 |
15-30 30-50 |
- - |
Тавровое с К-образной разделкой кромок |
Первый последующий |
150-200 250-300 |
21-22 24-26 |
20-40 30-50 |
- - |
|
Нижнее положение шва |
||||||
ПП-АН8 2;5мм |
Стыковое с V- образной разделкой кромок |
Первый последующий |
150-200 400-450 |
20-24 27-32 |
25-30 25-30 |
8-10 14-16 |
Тавровое с К-образной разделкой кромок |
Первый последующий |
200-250 450-500 |
24-27 30-36 |
25-30 25-30 |
12-14 16-18 |
|
