Сварка и свариваемые материалы. Том 2. Технология и оборудование

Линия

замыкания

ВЕ=ЕС

товляют шаблон для вырезки начала шва и определяют форму входного кармана (рис. 8.12). Карман по форме максимально должен приближаться к форме линии замыкания для обеспе­ чения минимальной вырезки некачественной начальной части шва. Карман, как правило, прихватывается ручной дуговой сваркой к торцевой поверхности одной из частей по разметке. Ниже кармана на 35—40 мм к свариваемым кромкам прихва-

хватываются в точках /, II и III дистанционные прокладки (см. рис. 8.12), которые фик­ сируют требуемую величину сборочного зазора (табл.8.3)-

Собранные части фикси­ руют шестью или восемью планками, приваренными рав­

ция положения мундштуков и электродов в зазоре, быстрая и качественная вырезка начала кольцевого шва;

2) медная водоохлаждаемая кольцевая накладка целесооб­ разна при изготовлении однотипных изделий с < 150-мм стен­ кой, а переставные накладки — при сварке кольцевых швов на вальцованных обечайках, где нет гарантии соблюдения одина­ ковой кривизны внутренней поверхности свариваемых кромок;

3) с т а л ь н а я остающаяся накладка и «замковое» соедине­ ние применимы при сварке кольцевых швов с внутренним диа­

метром 0,20—1,0 м.

Собранное под сварку изделие укладывается на роликовые опоры и соединяется через кардан с торцевым вращателем или зажимается одним концом в планшайбе вращателя. Карман устанавливают в рабочее положение, вращая изделие в на­ правлении сварки для гарантированного устранения всевоз­ можных люфтов. Дно кармана в начале сварки должно быть горизонтальным.

Сварочный аппарат придвигают к свариваемым деталям так, чтобы при полностью отжатом ползуне зазор между пол­ зуном и изделием против горизонтального диаметра был 10—

12мм.

Мундштуки сдвигают до минимально возможного расстоя­

ния между электродами и опускают их в карман, чтобы мунд­ штуки находились на расстоянии ^ 1 2 см от дна кармана (рис. 8.13). На ндчало кармана устанавливается внутренний пслзун и прижимается подвеской к свариваемым кромкам. Передний

Рис. 8.13. Схемы сварки замыкающей части кольцевого шва. Стрелками указано рабо* чее движение

ползун при заварке кармана отжат. С помощью концевого вы­

начало провара внутренних кромок на линии замыкания, т. е. выше дна кармана на 20 мм (см. рис. 8.11). Все зазоры между свариваемыми кромками и формирующим устройством, кар­

маном и подкарманником замазывают глиной. Пространство между карманом и подкарманником засыпают флюсом для предотвращения вытекания шлаковой ванны при прожоге кармана.

Весь цикл сварки кольцевого шва делится на три этапа:

этапу соответствует свой режим сварки. Следует заметить, что скорость сварки кольцевого шва выбирают на 10—15 % ниже

диаметра цилиндра для разведения электрошлакового процесса в кармане. Карман или большая его часть (до подъема уровня металлической ванны на горизонтальный диаметр) заварива­ ется с подъемом аппарата без вращения изделия; конец кар­ мана— при неподвижном аппарате и вращении изделия. После наведения шлаковой ванны глубиной 20—30 мм верхним элект­ родом включается прижимным роликом подача второй (сред­ ней) электродной проволоки. Постепенно увеличивают ско­ рость подачи электродов ve и глубину шлаковой ванны до рас­ четных значений.

При уменьшении «сухого» вылета /с электродов до 70 мм включается подъем аппарата. Внутренний ползун на этом этапе перемещают вверх слабыми ударами снизу по кронштейну. При увеличении размаха колебаний нужно тщательно контро­ лировать величину Дь Она должна составлять 15—18 мм. Одновременно с увеличением размаха колебаний раздвигают мундштуки, манипулируя концевыми выключателями и меха­ низмом раздвижки. Величина ve, м/ч: 100—120 в начале кар­ мана, 140—150 в середине и 160—180 в конце. При заварке кармана необходимо регулярно замерять Г-образным щупом из проволоки 0 4 —5 мм глубину шлаковой вашны и досыпать не­ большими порциями флюс, так как с увеличением плавильного ■пространства ванна мелеет и при слишком малой (<30 мм) глубине может нарушиться устойчивость электрошлакового процесса.

При достижении шлаковой ванной уровня на 20—30 мм ниже верха кармана на переднюю подвеску устанавли­ вается наружный ползун и прижимается к свариваемым кром­ кам.

После выхода верхней части ползуна на 50—60 мм выше горизонтального диаметра подъем аппарата прекращают и включают вращение изделия.

Вт о р о й этап. При сварке погонной части периодически (через 20—30 мин) контролируют режим сварки.

После поворота изделия на треть оборота начальный уча­ сток выходит на противоположную от сварочного аппарата сторону и здесь приступают к вырезке кармана и начального участка шва газовой резкой. Форму вырезки контролируют заранее изготовленным шаблоном (см. рис. 8.11).

Ширина вырезки должна соответствовать величине зазора. Местные выхваты и выступы более 3 мм нё допускаются. Да­ лее кромки тщательно очищаются от окалины специальной металлической щеткой.

Тр е т и й этап. Сварка замыкающего участка кольцевого шва — наиболее ответственная и трудоемкая операция. Слож­ ность сварки этого участка усугубляется опасностью возник­ новения трещин из-за большой жесткости закрепления соеди­

к началу замыкания.

Вращение изделия прекращают и включают подъем аппа­ рата тогда, когда прямолинейная часть начала шва (см. рис.

мыкании кольцевого шва место остановки при колебаниях верхнего электрода следует максимально (на 2—3 мм) прибли­ зить к вырезанной поверхности шва для максимального провара.

В период всей заварки замыкания нужно очень внимательно следить за глубиной шлаковой ванны (систематически ее сли­ вать) и за Дь

После заварки вертикальной части замыкания (рис. 8.13,6) подъем аппарата прекращается и включается вращение изде­

^СВ <0,304-0,35 м/ч.

После уменьшения амплитуды колебаний до 30 мм нцжний электрод выводят из работы. На ползун сверху устанавлива­ ется поперек зазора стальная планка 20X30X250 мм, которую сварщик-оператор придерживает рукой. Наружный концевой выключатель колебаний отодвигается по рейке на 55 мм (рас­ стояние между электродными проволоками при полностью сдвинутых мундштуках). При возвратном колебании средний электрод наталкивается на планку и перегорает (рис. 8.13,в). В момент вспышки дуги подачу электрода прекращают, отжав прижимной ролик. Одновременно повышают Uc на 5—7 1J и vt на 30—40 %, уточняют концевыми выключателями Подход электрода к ползуну.

и экономична ЭШС. Однако длительное время пребывания металла в зоне термического влияния при высоких темпера­ турах, замедленное охлаждение приводит, к заметному разуп­ рочнению сварного соединения и снижению его ударной вяз­ кости, особенно при отрицательных температурах.

Высокотемпературная термическая обработка готового сварного изделия для восстановления механических свойств практически исключена из-за больших размеров конструкции.

При ЭШС термоупрочненных сталей применяют во время сварки сопутствующее охлаждение поверхности шва и околошовной зоны водяным душем; спрейер (см. рис. 8.2, д) укреп­ ляется под ползуном с одной или двух сторон свариваемого шва. Спрейер состоит из двух камер: через верхнюю подается воздух для создания отсекающей пар шторы, через нижнюю — охлаждающая вода. Ширина охлаждаемой водой зоны 130— 140 мм.

При сопутствующем охлаждении vCB можно увеличить в 1,5—2,0 раза по сравнению с обычной ЭШС. Наиболее эф­ фективен этот способ при сварке металла толщиной до 120 мм.

Сварка при увеличенном вылете электродной проволоки

Увеличивая /с до 180—200 мм, можно значительно повы­ сить нагрев проволоки сварочным током и нагреть электрод при подходе к шлаковой ванне до ^1200 °С. Нагретая до вы­ соких температур сварочная проволока плавится уже при по­ гружении в ванну на 16—18 мм. При этом сварочный ток уменьшается на 20—30 %.

Предварительный подогрев электродной проволоки позво­ ляет повысить скорость сварки в два—три раза. Процесс весьма устойчив даже при глубине ванны 20—25 мм.

Способ может применяться для сварки металла толщиной до 300 мм. Однако улучшение свойств сварного соединения на­ блюдается при сварке низколегированных сталей толщиной ^ 8 0 мм.

Для ЭШС на вылетах электрода >100—120 мм создан спе­ циальный мундштук, у которого ниже токоподвода установлена неэлектропроводная направляющая (см. рис. 8.2,г).

8.2.7. Сварка плавящимся мундштуком

Плавящийся мундштук представляет набор пластин или стерж­ ней с каналами для подачи электродной проволоки (рис. 8.14). В частном случае плавящийся мундштук может представлять собой толстостенную трубку.

Форма плавящегося мундштука определяется конфигура­ цией свариваемого стыка, а способ изготовления — числом сва­ риваемых стыков. Материал плавящегося мундштука, как правило, должен быть подобен основному. Наиболее широкое распространение получил мундштук с каналами для подачи электродной проволоки в виде спиралей. Спираль из сварочной проволоки диаметром 3—4 мм плотно навивается на токарном станке. Диаметр внутреннего канала спирали 4,5—5,0 мм. При­ варивается спираль к пластине мундштука посредством ЭДС электродом 0 2 —3 мм.

Плавящийся мундштук должен быть надежно изолирован в зазоре от кромок свариваемого металла во избежание воз­ никновения короткого замыкания.

Задача изоляции в значительной степени облегчается тем, что мундштук неподвижен в зазоре. Естественно, что при плав­ лении вместе с материалом мундштука в шлаковую ванну будет переходить и материал изоляторов. Поэтому химический состав изоляторов не должен оказывать вредного влияния на состав ванны. Изолятор должен быть эластичным (предпочти­ тельно из стеклоткани).

Наиболее перспективна для механизации производства штамповка изоляторов в виде таблеток из измельченного в по­ рошок флюса, замешенного на жидком стекле, на небольшом прессе. При изготовлении флюсовой таблетки в нее впрессовы­ вается проволока диаметром 3—4 мм длиной 80—100 мм. После этого изоляторы прокаливают при 600—700 °С.

Изоляторы устанавливаются: по горизонтали через 100— 150 мм, по высоте на расстоянии 200—250 мм между рядами.

в зазоре независимо от аппарата. Мундштук в выверенном по­ ложении крепится на специальном кронштейне.

Наиболее простая конструкция кронштейна [7] — две сталь­ ные пластины толщиной 10—12 мм, соединенные Г-образно через текстолитовую прокладку толщиной 12—18 мм четырьмя болтами, изолированными от пластин втулками. Одна часть кронштейна приваривается односторонним швом к изделию, другая — к мундштуку.

Каналы мундштука соединяются с механизмом подачи проволоки (рис. 8.15) трубками переходного тракта. Если

переходной тракт изготовляют из спиралей, то для прочности вдоль спирали приваривают проволоку диаметром 4—5 мм.

На дно кармана засыпают стальной порошок или стружку и стык закрывают формующими устройствами. Места неплот­ ного прилегания формующих устройств замазывают глиной.