Практическая работа № 3
Тема: Изучение полуавтомата.
Цель: Изучить конструкцию полуавтомата.
Оборудование и материалы: сварочный полуавтомат, чертежные принадлежности.
Время выполнения: 2 часа.
Ход работы:
Изучить конструкцию сварочного полуавтомата.
Изобразить схематично сварочный полуавтомат.
Расставить позиции.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Опишите конструкцию полуавтомата для сварки плавящимся электродом в защитных газах.
Каково устройство и назначение полуавтомата для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом.
Устройство полуавтомата
Полуавтоматическая сварка в защитной газовой среде, широко применяется при кузовном ремонте на специализированных СТО, при строительно-монтажных работах и многих других областях производства.
Используя сварочный полуавтомат, можно получить качественный, прочный шов, даже при соединении листов металла различной толщины или при недостаточно точной подгонке поверхностей друг к другу.
Применяя точечную сварку в газовой среде, можно выполнять одностороннее соединение, в том случае, когда доступ к другой детали затруднен либо невозможен. Качество соединительных точек не снижается, даже если между листами остаются воздушные зазоры.
Популярность этого метода, объясняется целым рядом преимуществ, получаемых при его использовании:
Узкая зона нагрева, благодаря чему, соседние детали получают минимальное тепловое воздействие, также деформация деталей, очень незначительна.
Уменьшается разрушение лакокрасочного покрытия в околосварочной зоне и отпадает необходимость в тепловой изоляции этой зоны.
Быстрое плавление электрода, способствует возрастанию скорости проведения работ.
При полуавтоматическом методе, защитный газ поступает в зону электрической дуги и защищает металл от воздействия воздуха (азотирования, окисления). Защитный газ, может быть инертным (аргон, гелий) или активным (углекислый газ).
Работа с металлом в защитной среде инертного газа получила название MIG (Metal Inert Gaz), а если, в качестве защитной среды, используется активный газ – MAG (Metal Active Gaz).
Основные узлы аппарата для газовой среды:
Баллон с газом (углекислота или аргон),
Шланг для подачи газа;
Кассеты с проволокой;
Механизм подачи проволоки;
Трубопровод подачи проволоки;
Газовая горелка;
Источник питания;
Блок управления;
Газовая аппаратура;
Провод цепи управления.
Практическая работа № 4
Тема: Изучение конструкции сварочной горелки.
Цель: Изучить конструкцию сварочной горелки для полуавтомата.
Оборудование и материалы: образцы сварочных горелок, чертежные принадлежности.
Время выполнения: 1 час.
Ход работы:
Изучить образцы сварочных горелок для полуавтомата.
Зарисовать схематично конструкцию горелки.
Расставить позиции.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Каково назначение газовой горелки.
Какова ее конструкция.
Конструкция сварочной горелки
Сварочная горелка для полуавтомата может иметь разные показатели в зависимости от вида охлаждения, номинального тока сварки и вида разъема для подключения в сварочный аппарат.
Длину рукава выбирают исходя из производственных задач, она может составлять от трех до семи с половиной метров.
Сварочная горелка для полуавтоматов
Для токов, не превышающих 350 ампер, в условиях выполнения швов относительно небольших размеров обычно применяются горелки с воздушным охлаждением.
Аналоги с жидкостным (водяным) охлаждением применимы для выполнения длинных швов в условиях любого сварочного тока.
Устройство сварочной горелки
Горелка для сварки полуавтоматом имеет три основные части:
Сварочная горелка, выполняющая роль непосредственной связи с процессом сварки полуавтоматом;
Ее шлейф, по которому происходит подача сварочной проволоки, жидкости для охлаждения (если конструкция предусматривает) и тока для сварки;
Элемент контактного соединения. Он необходим для непосредственного соединения сварочной горелки с источником сварки полуавтомата.
Устройство сварочной горелки для полуавтомата представлено следующими элементами.
Сварочная горелка для полуавтоматов
С помощью горелки в зону горения подается защитный газ или флюс, а также электродная проволока.
Ее рукоятка выполнена с особым удобством и прочностью благодаря использованию литого материала с изоляционными свойствами.
Во время сварочных работ на поверхности сопла остается налипший расплавленный металл, для устранения такого недостатка сопло подвергается полировке, хромированию или полной замене на керамический материал.
Сопло дополнительно охлаждается при увеличении значения сварочного тока от 325 А и выше. Горелку необходимо заменять на новую каждые полгода.
При непрерывной работе, наконечники, через которые проходит ток — рассчитаны на 5-10 часов эксплуатации.
Материал для изготовления наконечников используют разный – бронза, медь, сплав из графита и меди, вольфрама и меди, наиболее маленький срок службы у наконечника из меди.
Наконечники из сплава меди и графита имеют также короткий срок эксплуатации, но обеспечивают надежный контакт при работе и отличаются хорошим скольжением, что немаловажно при сварочных работах с проволокой из алюминия.
Медно-вольфрамовые наконечники имеют наиболее длительный срок эксплуатации, соответственно, такая сварочная горелка для полуавтомата прослужит дольше.
Практическая работа № 5
Тема: Подготовка деталей под сварку полуавтоматом.
Цель: Изучить особенности подготовки деталей к полуавтоматической сварке.
Оборудование и матералы: ручной слесарный инструмент, сборно-разборные приспособления, чертежные принадлежности.
Время выполнения: 2 часа.
Ход работы:
Изучить приемы подготовки деталей под сварку.
Изобразить схематично сборочные операции.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Какие слесарные операции производятся перед полуавтоматической сваркой.
Какими сборно-разборными приспособлениями следует пользоваться при сварке полуавтоматом.
Практическая работа № 6
Тема: Разновидности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.
Цель: Изучить разновидности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.
Оборудование и материалы: вольфрамовые электроды.
Время выполнения: 2 часа.
Ход работы:
Изучить разновидности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Каковы особенности аргонодуговой сварки.
В чем состоит выбор электродов.
Аргонодуговая сварка
Дуговая сварка, при которой в качестве защитного газа используется аргон. Применяют аргонодуговую сварку неплавящимся вольфрамовым и плавящимся электродами. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом может быть ручной и автоматической. Сварка возможна без подачи и с подачей присадочной проволоки. Этот процесс предназначен главным образом для металлов толщиной менее 3—4 мм. Большинство металлов сваривают на постоянном токе прямой полярности. Сварку алюминия, магния и бериллия ведут на переменном токе. При прямой полярности (плюс на изделии, минус на электроде) лучше условия термоэлектронной эмиссии, выше стойкость вольфрамового электрода и допускаемый предельный ток. Допускаемый ток при использовании вольфрамового электрода диаметром 3 мм составляет ориентировочно при прямой полярности 140"—280 А, обратной — только 2—4 А, при переменном токе — промежуточное значение lit—16 А. Дуга на прямой полярности легко зажигается и горит устойчиво при напряжении 10— 15 В в широком диапазоне плотностей тока.
При обратной полярности возрастает напряжение дуги, уменьшается устойчивость ее горения, резко уменьшается стойкость электрода, повышаются его нагрев и расход. Эти особенности дуги обратной полярности делают ее непригодной для непосредственного применения в сварочном процессе. Однако дуга обратной полярности обладает важным технологическим свойством: при ее действии с поверхности свариваемого металла удаляются окислы и загрязнения. Это явление объясняется тем, что при обратной полярности поверхность металла бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, которые, перемещаясь под действием электрического поля от плюса (электрод) к минусу (изделие), разрушают окисные пленки на свариваемом металле, а выходящие с катода (поверхности изделия) электроны способствуют удалению разрушенных окисных пленок. Этот процесс удаления окислов называется катодным распылением. Указанное свойство дуги обратной полярности используют при сварке Al, Mg, Be и их сплавов, имеющих прочные окисные пленки. Но так как при постоянном токе обратной полярности стойкость вольфрамового электрода низка, то для этой цели используют переменный ток. При этом удаление пленки, т. е. катодное распыление, происходит, когда свариваемое изделие является катодом. Таким образом, при сварке неплавящимся электродом на переменном токе в определенной степени реализуются преимущества дуги прямой и обратной полярности, т. е. при этом обеспечивается и устойчивость электрода и разрушение окисных пленок. Простейшие электрические и газовые схемы для аргонодуговой сварки приведены на рис. 60, с, б.
Технология аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом.
Характерная циклограмма процесса аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом. На циклограмме показано изменение основных параметров процесса ручной сварки: сварочного тока /св, напряжения дуги f/a, скорости подачи присадочной проволоки, скорости сварки, расхода аргона Qr и дополнительного параметра — напряжения осциллятора в течение цикла сварки t. Газ подают за 10—15 с до начала горения дуги, давление газа составляет (1,1—1,3) «105? Па, средний расход газа для защиты зоны сварки — 10—15 л/мин, для обратной стороны шва — 30—50% от основного расхода. Дуга возбуждается замыканием электрода и металла угольным стержнем или кратковременным разрядом высокой частоты и напряжения с помощью осциллятора. Ручную сварку выполняют наклонной горелкой углом вперед, угол наклона к поверхности изделия составляет 70—80°. Присадочную проволоку подают под углом 10— 15° (рис. 62). По окончании сварки дугу постепенно обрывают для заварки кратера, при ручной сварке — ее постепенным растяжением, при автоматической — специальным устройством заварки кратера, обеспечивающим постепенное уменьшение сварочного тока. Для защиты охлаждающегося металла подачу газа прекращают через 10—15 с после выключения тока. Примерный режим ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом стыкового соединения из высоколегированной стали толщиной 3 мм: диаметр вольфрамового электрода 3—4 мм, диаметр присадочной проволоки 1,6— 2 мм, сварочный ток 120—160 А, напряжение на дуге 12— 16 В, расход аргона 6—7 л/мин. Аргонодуговой сваркой выполняют швы стыковых, тавровых и угловых соединений. При толщине листа до 2,5 мм целесообразно сваривать с отбортовкой кромок, при малой величине зазора (0,1—0,5 мм) можно сваривать тонколистовой металл толщиной от 0,4 до 4 мм без разделки кромок. Допустимый зазор тем меньше, чем меньше толщина свариваемого материала. Листы толщиной более 4 мм сваривают встык с разделкой, при этом допустимый зазор должен быть не более 1,0 мм. Разработано несколько разновидностей, аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом, основанных на увеличении проплавляющей способности дуги за счет увеличения интенсивности теплового и силового воздействия дуги на свариваемый металл. К этим разновидностям относятся: сварка погруженной дугой, с применением флюса, при повышенном давлении защитной атмосферы, импульсно-дуговая, плазменная сварка. Сварка погруженной дугой. С увеличением диаметра электрода и силы тока увеличиваются давление дуги и удельное количество вводимой теплоты. Под давлением дуги происходит оттеснение под электродом жидкого металла. Дуга при этом погружается в сварочную ванну, а поддержание заданного напряжения (длины дуги) достигается опусканием электрода ниже поверхности свариваемого металла.
Глубина проплавления достигает 10— 12 мм и выше, расход аргона в сопло горелки составляет 15—20 л/мин, в приставку для защиты остывающего шва 15—30 л/мин и на обратную сторону шва 6—10 л/мин. Сварка с применением флюса. Нанесение на поверхность свариваемого металла слоя флюса не большой толщины (0,2—0,5 мм), состоящего из соединений фтора, хлора и некоторых окислов, способствует повышению сосредоточенности теплового потока в пятне нагрева и увеличению проплавляющей способности дуги. При этом благодаря концентрации тепловой энергии повышается эффективность проплавления и снижаются затраты погонной энергии при сварке. Сварка при повышенном давлении защитной атмосферы. Мощность дуги возрастает с увеличением давления защитной атмосферы при неизменном токе и длине дуги. Дуга при этом сжимается, благодаря чему увеличивается ее проплавляющая способность примерно на 25—60%. Этот способ можно использовать при сварке в камерах с контролируемой атмосферой. Импульсно-дуговая сварка вольфрамовым электродом заключается в применении в качестве источника теплоты импульсной (пульсирующей) дуги с целью концентрации во времени теплового и силового воздействия дуги на основной и электродный металл. При стесненном теплоотводе полнее используется теплота на расплавление основного металла, чем при сварке постоянной дугой. Дуга пульсирует с заданным соотношением импульса и паузы.
Сплошной шов получается расплавлением отдельных точек с определенным перекрытием. Повторные возбуждения и устойчивость дуги обеспечиваются благодаря горению маломощной дежурной дуги (10—15% от силы тока в импульсе). Наряду с силой тока, напряжением, скоростью сварки к основным параметрам импульсно-дуговой сварки относятся длительность импульса и паузы, длительность цикла сварки t=tCB+tn и шаг точек где vcb — скорость сварки. Отношение называется жесткостью режима. Жесткость режима при заданной энергии импульса и длительности цикла характеризует проплавляющую способность дуги. Изменяя параметры режима импульсно-дуговой сварки, можно в широких пределах изменять кристаллизацию металла и таким образом влиять на свойства сварных соединений. Технологические преимущества сварки импульсной дугой вольфрамовым электродом в наибольшей степени проявляются при сварке тонколистовых материалов: практически отсутствуют дефекты формирования шва, провисание и подрезы, улучшаются условия формирования шва в различных пространственных положениях, снижаются требования к квалификации сварщика при ручной сварке. Так как для сварки металла определенной толщины требуется значительно меньшая погонная энергия, существенно уменьшаются деформации и прожоги тонколистовых материалов. Таким образом, импульсно-дуговая сварка вольфрамовым электродом предназначена главным образом для регулирования проплавления основного металла и формирования шва при сварке тонколистового металла. Аргонодуговая сварка плавящимся электродом. Область применения этого вида — сварка цветных металлов (А1, Mg, Си, Ti и их сплавов) и легированных сталей. Сварка происходит с капельным и струйным переносом, С увеличением тока капельный перенос металла электрода сменяется струйным и глубина проплавления увеличивается. Критическая величина тока, при которой капельный перенос сменяется струйным, составляет: при сварке сталей — от 60 до 120 А на 1 мм2 сечения электродной проволоки, при сварке алюминия — 70 А. Например, для проволоки марки Св-12Х18Н9Т разных диаметров при горении дуги в среде аргона критический ток имеет следующие значения: диаметр электрода, мм 1,0 2,0 3,0 критический ток, А , ISO 280 350 При аргонодуговой сварке плавящимся электродом предъявляются более жесткие требования к сборке, чем при сварке вольфрамовым электродом, перед сваркой необходима тщательная очистка кромок свариваемых материалов и проволоки.
Практическая работа № 7
Тема: Изучение проволоки для механизированной сварки.
Цель: Изучить марки проволоки для механизированной сварки.
Оборудование и материалы: образцы сварочной проволоки.
Время выполнения: 2 часа.
Ход работы:
Изучить маркировку сварочной проволоки.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Какие марки сварочной проволоки вам известны.
Каковы особенности сварки порошковой проволокой.
Проволока для механизированной сварки.
Отметим, что марок сварочной проволоки существует большое количество, всего около семидесяти семи все они предусмотрены по ГОСТ 2246-70. Но в производстве и строительстве используются всего несколько видов марок, остальные, же являются специальными по назначению и применяются в энергетике, машиностроении, специальном строительстве и атомной промышленности, где в условиях специфики применяются особенные требования.
Но мы остановимся на рядовых нуждах, а именно на сварке металлоконструкций из нержавеющего или серийного проката, общестроительных и кузовных работах, где все достаточно унифицировано.
Итак, наиболее распространенная и применяемая проволока для сварочных полуавтоматов в работе с низколегированными сталями (а к ним относятся более 90% металлопроката), является сварочная проволока марки 08Г2С и её стандартные аналоги, производимые на множественных заводах по всему мира, но уже по международным классификациям.
Сварочная проволока для полуавтоматов
Сварочная проволока 08Г2С по продажам расходных материалов для полуавтоматов занимает до 95% от всех продаж. Данная марка проволоки выпускается как без защитного покрытия, так и в омедненном варианте (антикорозийнной защите). Высокая популярность этой проволоки может объясняться её универсальностью и широким спектром применения, так же достаточно низкими ценами на эту проволоку и высоким качеством сварных соединений. Упомянутая проволока СВ-08Г2С с диаметром 0,6 мм отлично подойдет для сварочного полуавтомата Сварог MIG 160 (J35) при подварке кузовщины и работах в быту. Так же её можно использовать на более мощных аппаратах до 500А!
Что касается проволоки для аргонодуговой сварки и для газосварки, то она поставляется в виде прутьев длинной обычно в 100 мм и представляется в основном марками СВ08Г2А и СВ-08. Эти марки сварочной проволоки отлично справляются со сваркой швеллеров, водопроводных труб и другого металлопроката из низкоуглеродистых сталей.
Для нержавеющей стали подойдет сварочная проволока марок СВ01Х19Н9, СВ01Х18Н10, СВ06Х19Н9Т, они заменяют зарубежные аналоги ER 316L Si и ER 308L
Маркировка сварочной проволоки
Итак, мы уже познакомились с несколькими представителями сварочных проволок, а теперь разберемся с расшифровкой обозначений, при помощи, которой Вы сможете самостоятельно узнать назначение и состав любой сварочной проволоки.
Приступим. Производство проволоки для сварки по ГОСТ 2246-70 происходит в 3-х классах из 77 марок: легированная проволока (30 представителей марок), низколегированной сварочной проволоки (6 марок) и высоколегированной сварочной проволоки (41 марка).
В составе низколегированной проволоки содержится менее 2,5% легирующих элементов. В легированной от 2,5% до 10, соответственно, в высоколегированной от 10%.
Т.к. по маркировке можно с легкостью судить о химическом составе проволоки и для примера разберем обозначение СB-08Г2С:
Первые две буквы СВ говорят о том, что данная проволока предназначена для сварки, следующие цифры обозначают процентное содержание легированных элементов в металле проволоки, соответственно, массовая доля углерода в 100-х долях процента, для данной марки проволоки будет означать 0,08 % углерода. Это будет говорить о том, что данная сварочная проволока низкоуглеродистая. Символ «Г» указывает о том, что в составе проволоке присутствует марганец, цифра «2» обозначает его процентное содержание. «С» обозначает, что в составе есть кремний и его содержание в этом типе проволоки менее одного процента, но больше 0,5. Из этого выходит, что СB-08Г2С низкоуглеродистая легированная сварочная проволока, так как сумма легирующих элементов марганца и кремнияпревышает 2,5%
Другие обозначения в маркировке проволоки для сварки:
"А"- обозначает наличие в составе азота.Порошковая сварочная проволока
"Б"- ниобий;
"В" - вольфрам;
"Д" - медь;
"М" - молибден;
"С" – кремний (как в нашем примере);
"Т" - титан;
"Х" и "Н" - хром и никель, легирующие добавки, при изготовлении проволоки для сварки нержавейки;
"Ю" - алюминий;
"Ф" - ванадий;
"Ц" - цирконий.
Уточним, что символ "А", который стоит в самом конце маркировки, обозначает что сварочная проволока произведена из стали высокого качества с меньшим содержанием вредных элементов. Два символа «А», т.е. «АА» обозначает, что проволока выполнена по принципу самой высокой очистки и вредных элементов еще меньше.
Порошковая сварочная проволока для полуавтоматов
Теперь перейдем к более подробному обзору проволоки для сварочных полуавтоматов, а именно порошковой или как часто её еще называют флюсовой, самозащитой проволоки. Данный тип проволоки имеет отличную особенность, а именно то, что при её использовании, можно смело отказаться от громоздких и тяжелых газовых баллонов, и хлопот связанных с их аттестацией, хранением, заправкой и т.п. Эта сварочная проволока защищает сварочную ванну не газовым потоком, как при обычной сварке полуавтоматом со сплошной проволокой, а путем газирования или газовым пузырем, который образуется при испарении флюса. От этого и происходит название «самозащитная проволока», или чаще «флюсовая проволока». К положительной особенности этой проволоки, так же можно отнести то, что с ней можно работать при сильном ветре, что нельзя сделать при сварке полуавтоматом в среде защитных газов, т.к. ветер сдувает защитный газ. И самое главное при массе плюсов это то, что техника выполнения сварки при помощи порошковой проволоки не отличается от техники с применением сплошной проволоки для сварочных полуавтоматов.
Диаметры сварочных проволок
В виду того, что стандарты производства сварочной проволоки за рубежом отличаются от стандартов проволоки производимой в нашей стане, а большую часть оборудования для сварки составляют зарубежные аппараты, то мы рассмотрим самые популярные диаметры, которые покрывают большинство запросов и требований сварщиков.
Проволока диаметрами 0,6 мм, 0,8 мм, 1 мм, 1,2 мм, 1,6 мм выпускается для полуавтоматов. Упомянутая выше порошковая проволока выпускается от 0,6 до 6 мм толщиной.
Проволока для сварки электродами и присадочными прутками производится от 1,6 до 5 мм.
Главное это то, что конкретный диаметр проволоки для сварки подбирают только в зависимости от сварочного тока, в виду особенностей соединения и толщины свариваемого металла.
Практическая работа № 8
Тема: Отработка приемов зажигания и устойчивого горения дуги.
Цель: Освоить навыки зажигания и устойчивого горения дуги при сварке полуавтоматом.
Оборудование и материалы: сварочный полуавтомат, инструменты и принадлежности сварщика.
Время выполнения: 4 часа.
Ход работы:
Изучить приемы зажигания дуги.
Отработать устойчивость горения дуги
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Опишите технику полуавтоматической сварки.
Какие сложности могут возникать при сварке полуавтоматом.
Полуавтоматическая сварка
Подготовка изделий и материалов к сварке. Чтобы предотвратить образование пор в швах, свариваемые поверхности изделий перед сваркой должны быть очищены от грязи, масла, ржавчины и кузнечной окалины. При этом нужно отметить, что окалина, образующаяся на поверхности стали после прокатки, не оказывает заметного влияния на качество металла шва.
Сварка изделий после газовой резки допускается только при условии очистки поверхности реза от шлака.
Сварка в углекислом газе
Режимы сварки. Основными параметрами режима сварки в углекислом газе являются:
род тока и полярность,
диаметр электродной проволоки,
сварочный ток,
напряжение дуги,
скорость подачи электродной проволоки,
расход углекислого газа,
вылет и наклон электрода.
Диаметр электродной проволоки и сварочный ток выбирают в зависимости от толщины и химического состава свариваемого металла, количества слоев шва, наклона свариваемой поверхности (положение шва в пространстве) и применяемого сварочного оборудования.
Сварку в улекислом газе следует производить при короткой дуге, так как при увеличении длины дуги (напряжения дуги) ее горение становится менее устойчивым и спокойным, увеличивается разбрызгивание жидкого металла, возрастает возможность попадания воздуха в зону сварки и насыщение наплавленного металла азотом. Однако чрезмерное укорочение дуги (снижение напряжения) также нарушает процесс ее горения.
Напряжение дуги, достаточное для обеспечения устойчивого процесса сварки, находится в прямой зависимости от плотности сварочного тока. При сварке проволокой диаметром 1,6-2,0 мм на токе 200-500 а длина дуги должна быть в пределах 1,5-4,0 мм.
Скорость подачи электродной проволоки выбирается в зависимости от величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки и химического состава ее.
Количество углекислого газа, подаваемого в зону сварки, определяется:
размером сварочной ванны, зависящим от сварочного тока;
напряжения дуги и скорости сварки;
типом сварного соединения (стык или тавр) и вылетом электрода.
Минимальный расход углекислого газа, достаточный для защиты зоны сварки от воздуха, при сварке током величиной 60-150 а составляет 6 л/мин и при сварке током 200-500 а - 10 л/мин. Практически для более надежной защиты расплавленного металла расход газа увеличивают в полтора-два раза.
Техника полуавтоматической сварки. Перед началом сварки необходимо: открыть вентиль баллона с углекислым газом, отрегулировать расход газа по ротаметру или специально проградуированному манометру, выждать несколько секунд до полного вытеснения воздуха из шлангов и мундштука углекислым газом, укоротить вылет углерода до 25-30 мм. Несоблюдение этих условий может привести к неудовлетворительному формированию начала шва и появлению пор в нем.
При полуавтоматической сварке в углекислом газе в нижнем положении применяются те же приемы перемещения электрода, что и при ручной дуговой сварке металлическим электродом, а именно: поступательное вдоль оси шва, возвратно-поступательное, по спирали, змейкой и т.д. Применение того или иного вида перемещения электрода зависит от толщины свариваемого металла и количества слоев шва.
При сварке тонкого металла применяется равномерное поступательное перемещение электрода с данной скоростью и неизменным расстоянием между мундштуком и изделием. Однослойные швы, а также первые подварочные слои многослойных швов выполняются при возвратно-поступательном движении электрода (без поперечных колебаний). Средние слои многослойного шва выполняются путем перемещения электрода по вытянутой спирали, а верхние слои - змейкой. Величины перемещений (шаг и амплитуда) ринимают в зависимости от размеров сварочной ванны ширины разделки шва. Неравномерное перемещение электрода приводит к некачественному формированию шва и непроварам. Не следут допускать увеличение диаметра сварочной ванны более 30 мм.
Перемещение электрода при сварке можно производить слева на право "углом назад" или справа налево "углом вперед", а также "на себя" с перпендикулярным расположением электрода относительно оси шва или с небольшим наклонном "углом вперед" или "углом назад" в пределах 5-20 гр. Увеличение угла наклона до 30 гр и более ухудшает устойчивость процесса и эффективность газовой защиты.
При сварке углекислым газом, также как и при сварке под флюсом, отклонение электрода от вертикали "углом назад" увеличивают глубину проплавления основного металла и несколько увеличивает ширину шва; при наклоне же электрода "углом вперед" значительно уменьшается глубина проплавления и увеличивается ширина шва.
При сварке слева направо "углом назад" удобно наблюдать за формированием шва и неудобно - за разделкой кромок. При сварке же справа налево "углом вперед" улучшается наблюдение за разделкой и ухудшается наблюдение за формированием шва.
При выполнении первого слоя многослойного шва при сварке стыковых соединений с V-образной разделкой кромок, а также при однослойной сварке тонкого металла для уменьшения глубины проплавления и получения необходимой формы шва целесообразно применять сварку справа налево "углом вперед" при минимальном сварочном токе. Это особенно относится к легированным сталям, при сварке которых металл шва имеет недостаточную стойкость против образования холодных и горячих трещин.
При сварке тавровых соединений применяют те же приемы, что и при сварке стыковых швов. При этом угол между вертикальной стенкой изделия и осью электрода должен быть в пределах 25-35 гр.
При полуавтоматической сварке электродом диаметром до 1,6 мм на токе 60-200 а удовлетворительное качество швов можно получить на поверхностях изделий, расположенных под углом не более 60 гр к горизонту. При большом наклоне изделия сварку лучше производить сверху вниз, так как давление дуги в этом случае уменьшает стекание жидкого металла, обеспечивая этим удовлетворительное формирование шва.
Вертикальные швы на тонком металле, как правило, выполняют сверху вниз. При зажигании дуги для получения провара в начале шва электрод располагается перпендикулярно свариваемой поверхности, а затем несколько наклоняется "углом назад" (снизу вверх). При этом дуга расплавляет основной металл и предотвращает стекание жидкой металлической ванны вниз. Сварку производят на низком напряжении (17-18 в). Электродный металл переносится мелкими каплями и разбрызгивается незначительно.
Чтобы получить более широкий валик и лучшее проплавление кромок, сварку производят с небольшим поперечным смещением электрода. Требования к качеству сборки соединений тонколистового металла при сварке вертикальных швов (особенно полуавтоматом) менее жесткие, чем при сварке швов в нижнем положении.
Сварка металлов шириной более 2 мм может успешно выполняться также и снизу вверх. Электрод наклоняется "углом назад" (сверху вниз). Глубина провара при сварке снизу вверх больше, чем при сварке сверху вниз. Сварка снизу вверх производится на напряжении 17-18 в.
Сварка горизонтальных швов по технике выполнения близка к технике сварки вертикальных швов сверху вниз. Для предупреждения стекания металла ванны электрод направляют снизу вверх. Сварку рекомендуется производить на напряжении 17-18 в без поперечных колебаний электрода.
Сваривать потолочные швы труднее, чем другие типы швов. Однако сваривать эти швы полуавтоматической сваркой тонкой проволокой в углекислом газе намного легче, чем ручной электродуговой сваркой.
Главным требованием при выполнении сварки в потолочном положении является минимальное напряжение дуги. Электрод при сварке обычно распологают "углом назад" для предупреждения стекания металлической ванны. Рекомендуется также увеличивать расход углекислого газа.
При выполнении потолочных швов диаметр электродной проволоки и величина сварочного тока должна быть меньше, чем при сварке швов в нижнем положении. Для получения широких швов сварку ведут с поперечным перемещением электрода.
Стыковые соединения толщиной от 1,5 до 3 мм сваривают навесу. Более тонкий металл (толщиной 0,8-1,2 мм) во избежании прожогов сваривают в нижнем положении на медной или отстающей технологической подкладке, либо в вертикальном положении.
Сварку на весу производят вертикальным электродом при перемещении его строго по оси шва.
При сварке тонколистового металла толщиной 0,8-2,0 мм полный провар соединения достигается за один проход. При этом шов хорошо формируется как с лицевой, так и с обратной стороны стыка.
При сварке металла толщиной менее 1,5 мм ширина провара одинакова с обеих сторон стыка. При чрезмерной ширине развара металла образовываются прожоги.
Во избежании прожогов необходимо уменьшить сварочный ток, диаметр электродной проволоки и напряжение дуги.
Режимы сварки кольцевых стыковых швов не отличаются от режимов сварки продольных стыков. Дополнительным элементом режима сварки кольцевых швов является величина смещения электрода от верхней точки окружности стыка в сторону, обратную направлению вращения детали. Величина этого смещения зависит от объема ванны жидкого металла, диаметра изделия и скорости сварки. Она составляет от 2 до 20 м при диаметрах деталей соответственно от 6 до 200 мм. При увеличении диаметра кольцевого стыка более 200 мм смещение необходимо увеличивать и соединение следует сваривать в полувертикальном положении (сверху вниз).
Наклон электрода на 10-15 гр относительно вертикали "углом вперед" или "углом назад" мало отражается на процессе сварки и форме валика. Наклон же электрода на угол более 20 гр относительно вертикали при сварки "углом вперед" увеличивает разбрызгивание металла, а наклон электрода на угол 20-30 гр относительно вертикали при сварке "углом назад" не оказывает заметного влияния на процесс сварки.
Сваривать соединения в нахлестку при толщине металла 0,8-2,0 мм можно на весу или на медной подкладке.
При качественной сборке соединений внахлестку расходуется сравнительно малое количество электродного металла, что позволяет производить сварку на больших скоростях (60-80 м/час). При некачественной сборке (наличие зазоров между листами) приходится уменьшать сварочный ток и скорость сварки.
Соединения внахлестку сваривают при вертикальном положении электрода. Электрод при этом направляется на срез верхнего листа. В случае плохой сборки при наличии зазоров между листами следует наклонять электрод поперек шва на угол 50-60 гр к горизонту и направлять его на срез верхнего листа.
Металл толщиной менее 1,2 мм в нижнем положении сваривают на медной подкладке при вертикальном положении электрода.
Автоматическую сварку угловых соединений можно производить вертикальным электродом при положении шва "в лодочку" или наклоненным электродом при обычном положении шва. Наибольшее количество работ выполняется наклонным электродом. При этом для получения шва с равными катетами без подрезов и наплывов электрод наклоняется на угол 40-50 гр к горизонту.
Большой интерес представляет автоматическая и полуавтоматическая сварка в углекислом газе кольцевых стыков из толстого металла без подкладок и стыковых и угловых соединений в вертикальном положении.
При автоматической сварке корня шва кольцевых поворотных стыков с V-образной разделкой, без притупления и зазора используется проволока диаметром 1,0 мм. Электрод располагают в горизонтальном положении или смещают вверх под углом до 30 гр к горизонтали. Сварка производится сверху вниз. Режим сварки следующий Iсв = 180-190а; Uд = 20-22 в; vсв = 30 м/час. При этом получается хороший провар корня шва без прожогов.
Второй и последующие слои шва могут выполняться под флюсом и в углекислом газе проволокой диаметром 2,0 мм.
Сварка неповоротных кольцевых стыков с V-образной разделкой производится полуавтоматом проволокой диаметром 1,0-1,2 мм. Первый слой шва (корень шва) выполняется сверху вниз (без колебаний электрода на режиме): Iсв = 190-200а; Uд = 21-22в. Второй и последующие слои шва выполняются снизу вверх с поперечными колебаниями электрода на режиме: Iсв = 150-160а; Uд = 20-21в.
Угловые вертикальные швы катетом до 6 мм выполняются полуавтоматом сверху вниз без колебаний электрода, а катетом более 6 мм - снизу вверх с поперечными колебаниями электрода. Режимы сварки аналогичны сварке стыковых кольцевых швов.
Практическая работа № 9
Тема: Оборудование для электрошлаковой сварки.
Цель: Ознакомиться с оборудованием для электрошлаковой сварки.
Оборудование и материалы: оборудование для электрошлаковой сварки.
Время выполнения: 1 час.
Ход работы:
Изучить аппараты для электрошлаковой сварки.
Выявить отличия от автоматов для электродуговой сварки.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Каковы особенности конструкции аппаратов для электрошлаковой сварки.
Какие типы аппаратов для электрошлаковой сварки вам известны.
Оборудование для электрошлаковой сварки
Электрошлаковая сварка применяется для соединения деталей практически неограниченной толщины. По сравнению с другими способами сварки толстого металла, в частности с многослойной, электрошлаковая сварка позволяет повысить производительность в 3 - 15 раз (в зависимости от толщины), улучшить качество соединения, снизить расход электроэнергии, флюса и проволоки.
Схема электрошлаковой сварки показана на рис.1. В пространстве между кромками свариваемых деталей 1 и медными пластинами 2 в начальный период сварки создается замкнутая ванна расплавленного шлака 8, в которую погружается металлический стержень - электрод 3, Ток, подведенный к электроду и свариваемому металлу, проходя через жидкий шлак, нагревает его до температуры, достаточной для плавления электрода и кромок свариваемого металла. Расплавленный электродный и основной металлы, смешиваясь, образуют общую металлическую ванну 7, которая после остывания образует сварной шов 6.
Наиболее благоприятны условия сварки при вертикальном расположении шва. В зависимости от типа применяемого электрода различают: а) сварку электродной проволоки 3 (рис.1, а и б), б) сварку электродами большого сечения, например, пластинами 5 или лентами (рис. 1, б), в) сварку плавящимся мундштуком 4 (рис. 1, г),
Схема процесса электрошлаковой сварки
Рис. 1. Схема процесса электрошлаковой сварки:
а - одним проволочным электродом с неподвижной осью или с колебанием электрода, б - тремя проволочными электродами с их колебанием, в - пластинчатыми электродами, г - плавящимся мундштуком
Автоматы для электрошлаковой сварки отличаются от ранее рассмотренных. Эти отличия вызваны особенностями процесса, который они выполняют: а) наличие в зазоре между кромками ванны, содержащей значительное количество расплавленного шлака и металла и обладающей, следовательно, большой тепловой инерцией; б) вертикальное или близкое к вертикальному расположение свариваемых швов; в) сварка в один проход металла практически неограниченной толщины.
Для этого оборудование снабжена: устройствами удержания жидкого металла и шлака в зазоре между кромками; механизмами для перемещения сварочной головки и других систем движения по вертикали, вдоль свариваемых кромок; механизмами перемещения электродов вдоль зеркала сварочной ванны для равномерного ее прогрева и, следовательно, для получения равномерного провара кромок.
Источники питания должны обеспечивать устойчивость процесса и теплосодержание шлаковой ванны, достаточное для оплавления кромок и присадочного металла.
Практическая работа № 10
Тема: Отработка приемов сварки углом вперед, назад.
Цель: Освоить навыки сварки углом вперед, назад.
Оборудование и материалы: оборудование для механизированной сварки.
Время выполнения: 6 часов.
Ход работы:
Изучить приемы сварки углом вперед и назад.
Отработать навыки сварки полуавтоматом.
Сделать вывод о проведении работы.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Каковы особенности сварки полуавтоматом.
Практическая работа № 11
Тема: Отработка приемов сварки в нижнем и горизонтальном положении.
Цель: Получить и освоить навыки автоматической сварки в нижнем и горизонтальном положении.
Оборудование и материалы: оборудование сварочной мастерской.
Время выполнения: 6 часов.
Ход работы:
Изучить приемы сварки в нижнем и горизонтальном положениях.
Отработать полученные навыки.
Сделать вывод о проделанной работе.
Ответить на вопросы.
Вопросы для контроля знаний
Каковы особенности автоматической сварки.