Сутність і технологія автоматичного зварювання самозахисним дротом.
Зварювання дротом суцільного перерізу без додаткового захисту розроблено для виконання монтажних робіт у заводських умовах, коли зварювання у вуглекислому газі застосовувати не можливо.
При зварюванні відкритою дугою звичайним дротом проходить вигорання легуючих елементів і насичення металів газами.
При використанні самозахисного дроту вигоряння компенсується за рахунок підвищеного вмісту легуючих елементів у Дроті.
Для зварювання у всіх просторових положеннях на будівельних майданчиках, при спорудженні бурових платформ, барж і для зварювання неповоротних стиків труб підприємства змушені були закупляти самозахисний порошковий дріт за кордоном за порівняно високими цінами, оскільки вітчизняна промисловість не випускала самозахисний дріт малого діаметра.
Тому в ІЕЗ ім. Є. О. Патона було створено самозахисний дріт марки ПП-АН60 діаметром 1,2-1,6 мм для зварювання у всіх просторових положеннях конструкцій з вуглецевих і низьколегованих сталей. Механічні властивості дроту не поступаються зарубіжним аналогам. Він забезпечує високу міцність і ударну в'язкість зварних з'єднань при низьких температурах. Крім того, він забезпечує відмінне відокремлення шлакової кірки, правильну форму швів, дозволяє проводити зварювання металоконструкцій в умовах монтажного майданчика у всіх просторових положеннях.
При зварюванні спостерігається незначне розбризкування металу і незначне виділення аерозолі. Дріт пройшов комплексне випробування на підприємствах України.
До легуючих елементів відносяться алюміній, титан, церій, цирконій, селен, лантан. Вони зв'язують кисень і азот у стійкі неметалеві включення, які майже не виливають на зниження пластичності й в'язкості металу.
Для підвищення стабільності процесу зварювання до дроту додають церій, залишки якого в шві (сліди) підвищують пластичність і в'язкість металу.
Легованим дротом суцільного перерізу за допомогою відкритої дуги можна зварювати метал, покритий окалиною, незначним налітом іржі, слідами масла.
Підготовка кромок металу, складання, техніка зварювання, продуктивність аналогічна зварюванню у вуглекислому газі. Зварювання виконують на постійному струмі прямої та зворотної полярності. Орієнтовні режими наведено в табл. 9.15.
Недоліком застосування цього способу зварювання є те, що зовнішній вигляд шва гірший, він покритий товстою плівкою оксидів, які щільно зчеплені з його поверхнею.
Білет № 17
Структура шва та зона термічного впливу.
Зварне з'єднання поділяють на чотири зони (рис. 4.2):
Рис. 4.2. Будова зварного з’єднання:
1 - метал шва; 2 - зона сплавлювання;
3 - зона термічного впливу; 4 - основний метал
– метал шва — це сплав, утворений переплавленим основним і наплавленим металами або тільки основним металом;
– зона сплавлювання — це метал, який знаходиться на межі шва і основного металу;
– зона термічного впливу — це ділянка основного металу, яка не підлягає розплавленню; її структура й властивості змінюються під впливом нагрівання при зварюванні;
– основний метал — це метал, який підлягає зварюванню.
Зона термічного впливу має декілька структурних ділянок, які відрізняються за формою і будовою зерен (рис. 4.3):
– неповного розплавленим знаходиться в твердо-рідкому стані і визначає якість зварного з'єднання. У цій зоні проходить сплавлення кристалів металу шва із зернами основного металу; температура в ній вища за температуру плавлення металу;
– перегріву — область основного, сильно нагрітого (1100-1500°С) металу з крупнозернистою структурою і зниженими механічними властивостями. В цій зоні можливе утворення гартованих структур;
– нормалізації — область основного металу (930-1100°С), набирає дрібнозернистої структури з найвищими механічними властивостями;
– неповної перекристалізації — область основного металу (720-930°С), у якій навколо крупних зерен розташовуються дрібні, утворені в результаті перекристалізації;
– рекристалізації — частина основного металу (450-720°С), для якої характерним є відновлювання форми і розмірів зруйнованих зерен металу, що раніше піддавався обробці тиском;
– синьоламкості — видимих структурних змін не має (200-450°С), але характеризується зниженням пластичних властивостей.
Д
ля
покращення структури і властивостей
металу шва і біляшовної зони використовують
гаряче проковування металу шва, загальну
термообробку в печах і повільне
охолодження.
Рис. 4.3. Будова зони термічного впливу
Коли зварюють середньо- і високовуглецеві сталі в зоні термічного впливу утворюються гартовані структури, які підвищують твердість, крихкість, спричинюють внутрішні напруги й тріщини. Тому зварювання виконують з попереднім і супровідним підігрівом, а після зварювання повільно охолоджують. Ширина зони термічного впливу залежить від способу та режимів зварювання й становить, мм:
– при ручному дуговому зварюванні — 3-6;
– при зварюванні під флюсом — 2-4;
– при зварюванні в захисних газах — 1-3;
– при електрошлаковому зварюванні — 11-14;
при газовому зварюванні — 8-28.
Ширина зони термічного впливу збільшується при збільшенні зварювального струму і зменшується з підвищенням швидкості зварювання.