2. Дуговая сварка плавлением. Конструктивные элементы кромок свариваемых деталей, назначение и влияние на процессии качество сварки.

При дуговой сварке наиболее рационально выполнять сварные соединения за один проход с минимальными затратами на подготовку кромок соединяемых изделий к сварке, т.е. не придавая им

какой-либо особой формы (рис. 32, а). Однако предельная толщина свариваемого металла в этом случае ограничена проплавляющей способностью сварочной дуги, которая при ручном процессе на применяемых и допустимых при сварке режимах не превышает для стали 4 мм. Из-за этого при ручной дуговой сварке стальных изделий толщиной свыше 4 мм наблюдается недостаточное для получения качественного соединения проплавление (рис. 32, б).

Для увеличения предельной толщины свариваемого металла, при которой обеспечивается полное проплавление*, свариваемым кромкам придают специальную форму, позволяющую приблизить сварочную дугу к самому отдаленному от поверхности участку металла. На рис. 33 показаны типичные формы подготовленных к сварке кромок соединяемых изделий толщиной до 120 мм. Основными элементами разделки кромок, а именно так называют пространство (канавку) между собранными под сварку кромками являются: угол скоса кромки α (острый угол между плоскостью скоса кромки и плоскостью торца), угол разделки кромок β (угол между скошенными кромками свариваемых деталей), притупление кромки р (нескошенная часть торца кромки, подлежащей сварке), зазор b (кратчайшее расстояние между кромками собранных под сварку изделий), подкладка.

Угол скоса кромки (в ряде случаев совместно с зазором) создает условия для проникновения электрода в глубину разделки и свободной манипуляции им, в результате чего появляется возможность расплавления металла в корне шва (части сварного шва, наиболее удаленной от его лицевой поверхности) и на поверхности кромок соединяемых изделий, а также качественного наложения валика шва. С увеличением угла скоса кромки улучшаются условия ведения процесса ручной дуговой сварки, однако одновременно повышается количество наплавленного металла, расход электродов и электроэнергии, а также снижается производительность сварочных работ. Рациональное значение угла скоса кромки в зависимости от типа свариваемой конструкции в большинстве случаев составляет 25-30° для У-образной разделки и 40-50" для К-образной разделки.

Притупление призвано предотвратить образование прожогов при сварке и способствовать правильному формированию обратной стороны шва.

Зазор обеспечивает более надежное проплавление металла в корне шва. Нужную, равномерную по длине свариваемого стыка величину зазора устанавливают при сборке соединяемых элементов под сварку. Она зависит от состава основного металла и его толщины, типа соединения и вида конструкции. Заметные отступления от требуемой величины способны вызвать появление дефектов: непроваров, прожогов, превышение проплава (см. гл. 11).

3. Точечная контактная сварка. Конструктивные элементы сварных соединений, влияние на процесс и качество сварки.

Основные этапы под­готовки деталей: придание деталям необходимой фор­мы в местах сварки (при стыковой и рельефной свар­ке); подготовка поверхности деталей; сборка деталей под сварку.

Для получения заданной длины сваренных деталей предусматривают припуски на сварку (подогрев, оплав­ление, осадку). Величину припуска устанавливают опытным путем при отработке режима сварки и получе­ния соединения требуемого качества. На заготовки ре­комендуется наносить установочные риски, которые должны совпадать с торцом зажимов машины. Концы трубчатых и профильных заготовок рекомендуется ка­либровать в штампе для совмещения сечений при уста­новке в зажимах машины.

При точечной сварке от состояния поверх­ности деталей (шероховатость, окислы, загрязнения) существенно зависит качество соединений и стойкость электродов. Поверхность деталей перед сваркой очища­ют от жира, краски и других загрязнений. Обезжирива­ние поверхности выполняют ацетоном, бензином и дру­гими растворителями, а также путем обработки в спе­циальных растворах. Для деталей из коррозионно-стой­ких сталей, жаропрочных и титановых сплавов, не под­вергаемых термической обработке, не требуется никакой подготовки, кроме обезжиривания. В серийном и массовом производстве (автомобиле- и вагоностроении) подготовка поверхности деталей из холоднокатаной стали не требуется, так как тонкий слой масла практи­чески не влияет на процесс сварки и ведет лишь к уве­личению износа электродов.

С поверхности деталей, изготовленных из горячека­таных сталей, перед сваркой следует удалять окалину. Это может быть выполнено путем травления в специ­альных растворах (обычно водных растворах кислот) или механической обработки: гидропескоструйной, дро­беструйной, абразивной и т. п.). После механической обработки с поверхности деталей должны быть удале­ны остатки песка и абразивной пыли. Поверхность в местах сварки должна иметь равномерный металличе­ский блеск или матовый оттенок.

Более высокие требования предъявляются к качест­ву поверхности деталей из алюминиевых и магниевых сплавов. Целью подготовки поверхности под сварку является удаление без повреждения металла относи­тельно толстой пленки окислов с высоким и неравно­мерным электрическим сопротивлением. Окислы можно удалять механической зачисткой проволочной щеткой или абразивным полотном, а также химическим травле­нием. После механической зачистки или травления в щелочных растворах происходит активация поверхности деталей и через короткий промежуток времени (несколь­ко часов) они вновь покрываются неоднородной окисной пленой. Поэтому в состав травильного раствора вводят пассиваторы, тормозящие процесс нарастания окисной пленки. Для травления алюминиевых сплавов применяют водный раствор ортофосфорной кислоты с калиевым или натриевым хромпиком в качестве пассиватора. Порядок и режимы травления выбирают в за­висимости от марки сплава, из которого изготовлены свариваемые детали.

Если сваривае­мые детали изготов­лены путем обработ­ки резанием (точе­ние, фрезерование), то шероховатость поверхности в местах сварки допуска­ется не ниже 4-го класса для черных металлов и не ниже 5-го класса для легких сплавов.