3.27. Электроды для ремонтной сварки стальных деталей

Показатели	Марка электрода
	ОММ-5	ЦМ-7	АНО-1	ОЗС-3	МР-3	ОЗС-4	УОНИ- 13/45	УОНИ- 13/55	УОНИ- 13/65		ВН-48У
Тип электрода по ГОСТу 9467—75	Э42		Э42	Э46			Э42А	Э50А	Э60		Э46А Э50А
Вид покрытия по ГОСТу 9467-75	Кислое		Рутиловое				Основное
Коэффициент веса покрытия	30—38	40—45	140-150	145-175	35—45	30—40	33—38	33-38	33-38		110-130
Коэффициент наплавки, г/а • ч	7—8	10-11	16-18	16-18	8,5-9,5	8,5-9,5	8-9	8-9	8-9		2,5-14
Род тока, полярность	Переменный и по­стоянный прямой полярности		Переменный и постоянный				Постоянный обратной полярности
Предел проч-ности наплав-ленного металла в кГ/мм2	48—49	48—49	48—49	46—52	46—51	46—50	43—45	50—55	60-55		47—55
Относительное удлинение в %	18-27	21—28	28—32	20—32	18-31	20—26	28-32	25-30	20-25		25-33
Ударная вязкость в кГ/см2	8-14	10-11	11—16	12-22	13—20	9-12	25-30	25—30	18—30		14-22
Для сталей каких марок могут быть рекомендованы при ремонте	Углерод Ст. 3	истые до Ст. 4	Углеродистые до Ст. 4; низколегиро­ванные строи-тель­ные, вклю-чая сталь Г2		Углеродистые до Ст. 4		Углеродистые стали всех марок и ряд низколегированных конструкционных
Для каких толщин свариваемого ме­талла при ремонте	>50 мм	Для лю­бой тол­щины	Для любой толщины, начиная от 5 мм		Для любой толщины от 5 мм		Для любой толщины, начиная от 1 мм
Положение шва в пространстве	В любом положении; для сварки в потолоч­ном положении диа­метры электрода должны быть не бо­лее 4 мм		Нижнее и слегка наклонное		В любом положении шва, для сварки в потолочном положении диаметры электрода должны быть не более 4 мм					Нижнее и слегка наклон­ное
Примечание. Кроме указанных в таблице электродов могут быть применены и другие марки, выпускаемые промыш­ленностью для сварки углеродистых сталей, например: УП2-45У; ОЗС-6; АНО-2; АНО-3; АНО-4 и ряд других.

Оборудование для ручной дуговой сварки.

Ремонтные работы можно выполнять обычным стандартным оборудованием, выпускаемым промышленностью.

Для сварки переменным током наиболее удобны трансформаторы типа СТЭ-24, СТЭ-34 с отдельной дроссельной катушкой. Можно также применять трансформаторы типа ТС и ТСК-300, ТСК-500 и СТН-500.

Для сварки легированных сталей и применения электродов с.по­крытиями типа Б используются источники постоянного тока. Очень удобными для ремонтных работ являются сварочные выпрямители типа ВСС-300 и ВСС-500. Эти установки питаются от трехфазной сети напряжением 220—380 в, позволяют регулировать силу тока в широких пределах, обладают высокими динамическими свойствами, хорошо стабилизируют дугу и уменьшают разбрызгивание металла. Можно применять также сварочные мотор-генераторы типа ПС-300, ПС-500, ПСО-300, ПСО-500, ПСО-800 и др.

Для сварки толстостенных изделий рекомендуются многопостовые установки ВСК-1000 и ПСМ-1000.

В последнее время всё большее применение находят инверторные источники питания, обладающие рядом технологических преимуществ:

- минимальное разбрызгивание металла при сварке,

- сварка короткой дугой,

- сварка плохо свариващихся сталей,

- минимальный перегрев изделия,

- высокие технические характеристики (КПД=95-98%, cosφ=1, высокое быстродействие)

Подготовка деталей к сварке.

Разделка трещин, отколов, изломов должна производится так, чтобы было проварено все сечение. При разделке следует особенно тщательно контролировать направление трещины и вести разделку так, чтобы трещина была удалена полностью. Следует всегда стремиться, чтобы объем удаляемого металла, а следовательно, и объем после­дующей сварки был минимальным. В ряде случаев, когда объем дефектного ме­талла значителен, целесообразно удалить этот участок полностью и на его место вварить вставку, по составу близкую к основному металлу. Разделку можно выполнять: механическими способами, фрезерованием, строжкой, рубкой пневматическим или ручным зубилом, проточкой на станках и огневыми спосо­бами, резкой кислородными резаками, воздушнодуговым способом, резкой плаз­мой, дуговой выплавкой.

Выполнение сварочных работ.

Сварка стальных изделий большой толщины (50 мм и более) с содержанием углерода более 0,23% производится, как правило, с общим или местным подогревом до температуры 200—450° С. Нагревать можно индукторами, в электрических печах, в горнах, многопламенными горелками. Когда по условиям технологии требуется последующая после сварки общая термообработка всего изделия, наиболее удобным является выполнение работ в специальных электропечах без извлечения изделия из печи на все время работ. Печь должна быть построена так, чтобы место, где производят сварочные работы, было доступно для работы на нагретой детали и было изолировано от общего объема печи. Сварку производят электродами с покрытиями типа Б, рекомен­дуются марки УОНИ-13/45, УОНИ-13/50, УОНИ-13/55, УОНИ-13/65 и УОНИ-13/85. Марку электрода выбирают в зависимости от свариваемой стали. При сварке больших толщин применяют электроды диаметром 5; 6; 8 мм, при отсутствии электродов большого диаметра рекомендуется спаривать элект­роды в пучки по 2, 3 и 4 электрода. Сварку выполняют от источников постоян­ного тока обратной полярностью.

Для уменьшения внутренних напряжений и короблений при сварке стальных изделий большой толщины применяют послойную проковку шва, типа чеканки. Проковку ведут пневматическим молотком, зубилом с затуплением режущей кромки по радиусу 2 мм.

Интенсивность проковки определяется уничтожением рисунка шва, обычно для этого нужно средним пневматическим молотком дать 4—8 ударов по одному участку. Значительно уменьшают коробления и напряжения: местный или об­щий нагрев детали до 250—350° С; выполнение швов каскадом и горкой, обратно-ступенчатым швом, предварительная обратная деформация изделия перед свар­кой; жесткое зажатие детали перед сваркой; постановка распорных клиньев в разделку; увеличение зазора в шве перед сваркой.

По окончании всех сварочных работ желателен высокотемпературный от­пуск при температуре 650° С. Наиболее целесообразен отпуск с общим нагревом изделия. В ряде случаев, когда общий нагрев осуществить нельзя, можно про­вести местный высокотемпературный отпуск только сварного соединения. В этом случае нагрев осуществляется: индуктором, газовыми горелками, переносным горном с древесным углем или коксом.

Газовая сварка.

Ацетилено-кислородную сварку достаточно широко приме­няют при ремонте стальных деталей малого габарита и изделий, изготовленных из тонкого листового металла. Газовой сваркой с успехом восстанавливают раз­личные мелкие детали в типографском, текстильном и швейном оборудовании. Она также является единственным способом при восстановлении различных дета­лей в приборах и аппаратах точного приборостроения. Положительными свой­ствами этого способа сварки для ремонта таких деталей являются: возможность точной сборки детали по излому с постепенным проплавлением этого места на полное сечение; возможность в широких пределах регулировать зону нагрева металла и благодаря этому избежать возможной подкалки и обеспечить нормаль­ную обрабатываемость сваренного участка.

Для сварки стальных деталей обычно используют сварочную проволоку Св-08 и Св-08А по ГОСТу 2246—60.

Для получения более высокой механической прочности сварного соединения нужно применять проволоки Св-08ГС, Св-12ГС, Св-10Г2. Особенно они реко­мендуются для сварки стыков трубопроводов малого диаметра и высокого дав­ления.

Оборудование для газовой сварки. Наряду с обычными переносными ацетиленовыми генераторами производительностью 1,25—2 м³/ч рекомендуется использование для ремонтных работ растворенного ацетилена в баллонах. Это значительно упрощает все выездные работы, обеспечивает безоопасность и высокое качество работы.

В настоящее время промышленность выпускает две универсальные инжектор­ные горелки «Москва» и «Малютка», первая рассчитана на сварку металла тол­щиной до 30 мм, вторая — 0,2—4,0 мм.

Газовая резка — технологический прием, широко применяемый в ре­монтной практике. Ее используют для вырезки поврежденных участков в ре­монтируемых изделиях; изготовления новых вставок; снятия кромок при под-готовке изделия к сварке; для разделки трещин и отколотых частей. Применяют: резаки для разделительной резки «Пламя», РЗР-01-55, керосинорезы, резаки, работающие на газах-заменителях. Особенно удобны для ремонтных целей вставные резаки, присоединяемые к стволу обычной горелки «Москва» — РГС-53 для разделительной резки; РАТ-01-55 для вырезки труб из трубных решеток; РАО-01/55 для вырезки отверстий малого диаметра; изделия из нержа­веющей стали обрабатывают установками типа УРХС-4, позволяющими выпол­нять разделительную и поверхностную резку. Для разделки трещин, удаления старых дефектных швов, подварки корня шва особенно рекомендуются резаки для поверхностной выплавки типа РПА-500, РАП-01-59 и другие этого типа. Эти резаки позволяют производить подготовку трещин и других дефектов на стальных изделиях большой толщины до 450 мм с образованием узкой и удобной по форме для сварки разделки с минимально возможной шириной и малым объе­мом наплавляемого металла.

Электрошлаковая сварка.

Этот способ сварки является наиболее производи­тельным для изделий, имеющих толщину стенки 50 мм и более. Он позволяет: сваривать практически неограниченные толщины изделий с минимально возмож­ным объемом наплавленного металла; полностью исключает тяжелый ручной труд; обеспечивает высокие механические свойства металла шва и равномерное распределение напряжений по всему сечению. Особенно следует рекомендовать этот способ сварки для восстановления поломанных колонн гидравлических и механических прессов, прямых участков валов приводных механизмов, валов, передающих усилие в прокатных станах и другого оборудования, имеющего круглое и прямоугольное сечение в изломе. Сварку таких изделий, имеющих свободные размеры по длине или допускающие изменения длины в пределах нескольких миллиметров, можно выполнять электрошлаковым способом с при­менением керамических или металлических форм проволочными или пластин­чатыми электродами.

Электрошлаковую сварку можно также с успехом применять в следующих случаях ремонта:

-приварка отбитых частей большого сечения при свободных размерах и до­статочно широких допусках, а также при возможности выполнения механиче­ской обработки после сварки;

-заварка трещин в массивных стальных изделиях при условии вертикаль­ного расположения трещины и достаточной ее прямолинейности;

-восстановление деталей электрошлаковой наплавкой отбитых и разбитых частей станин, когда приварка отбитых деталей или их изготовление вновь нецелесообразны;

-восстановление изделий путем приварки вновь изготовленных деталей с уче­том нужных допусков на усадку.

Для ремонтных работ можно применять все способы электрошлаковой сварки, одной или несколькими проволоками, плавящимся мундштуком, одним или не­сколькими пластинчатыми электродами.

Выбор способа определяется конфигурацией изделия, объемом наплавляе­мого металла, характером излома, наличием сварочного оборудования, мощно­стью имеющегося источника тока.

Оборудование для электрошлаковой сварки доста­точно сложно, дорого и требует наличия мощных источников тока в 500—1000— 3000 а. Приобретать такое оборудование для ремонтных работ целесообразно, если оно будет иметь систематическое применение. Для разовых случаев ремонта можно использовать оборудование, применяющееся на основном производстве, или привлечь для этих целей специализированную организацию, имеющую такое оборудование.

Формирование металла шва при электрошлаковой сварке является важным технологическим фактором. Применяемые часто в практике для этой цели медные охлаждаемые ползуны, перемещающиеся одновременно со сварочной ванной, могут быть использованы только для прямолинейных швов большой протяженности. Для сварки швов малой протяженности, а также сварки валов, колонн и изделий сложной конфигурации могут быть применены остаю­щиеся стальные накладки, заранее приваренные к изделию. Удобными являются формы, которые заранее крепят на детали. Эти формы могут быть изготовлены из литейной земли, скрепленной жидким стеклом, огнеупорных плит, из шамотного или динасового кирпича. В основание формы закладывают стальную плиту, которая должна иметь надежный контакт со свариваемой деталью или со сва­рочным кабелем. Между плитой и изделием устанавливают зазор, необходимый для начала шлакового процесса. Одноразовые керамические формы очень удобны для ремонтных работ. Форма перед сваркой должна быть тщательно просушена до полного удаления влаги.

Присадочные материалы и флюсы. В качестве присадоч­ного материала для электрошлаковой сварки можно применять обычные свароч­ные проволоки по ГОСТу 2246 — 60*, марку проволоки выбирают в зависимости от марки свариваемого металла; для углеродистых сталей применяют прово­локу Св-08, Св-08А, Св-08ГА. Марки стали пластинчатых электродов и плавя­щихся мундштуков выбирают также в зависимости от марки свариваемой стали. Обычно для углеродистых сталей рекомендуются МСт. 1, 10ХСНД и др.

Для электрошлаковой сварки применяют специальные плавленые флюсы марок АН-8, АН-22, АНФ-1, АНФ-7 Института электросварки им. Патона или ФЦ-7 Отдела сварки ЦНИИТМАШ и др.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом.

Эти способы сварки находят применение для ремонтных целей главным образом в крупных ремонтных предприятиях я в ремонтных цехах больших заводов, где восстанав­ливают однотипные изделия с разрушениями, доступными для автоматической сварки. Для сварки применяют флюсы ОСЦ-45 и АН-348А по ГОСТу 9087—59 и проволоки по ГОСТу 2246 — 60*, марку проволоки выбирают в зависимости от марки свариваемой детали. Более широко этот вид сварки применяют при наплавочных работах.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка в среде углекислого газа. Эта разновидность автоматической и полуавтоматической сварки может быть широко рекомендована для ремонтных работ. Особенно удобна полуавтоматическая сварка, которая позволяет выполнять швы в любом пространственном поло­жении; производить сварку изделий с малой и большой толщиной стенки; полу­чать швы с прочностью, равной основному металлу. Для сварки в углекислом газе рекомендуются полуавтоматы А-537, А-547 Института электросварки им. Па-тона и другие, предназначенные для этих целей. Углекислый газ по ГОСТу 8050 — 56 и углекислота техническая. Для сварки стальных изделий рекомендует­ся проволока марок Св-10ГА, Св-10Г2, Св-08ГС, Св-08Г2С по ГОСТу 2246—60*.

Для сварки изделий из легированных сталей проволоку по химическому составу выбирают близкой к основному металлу. Сварку выполняют от источ­ника постоянного тока обратной полярностью. Желательно применять источники тока с жесткой характеристикой, например ПСГ-350, ПСГ-500, ВС-200.