Сварка и свариваемые материалы. Том 2. Технология и оборудование

стабильность процесса сварки.

При сварке в С02 без коротких замыканий на средних и боль­ ших токах, а также в смесях А г+ 02+ С 0 2 и А г+С02 скорости нарастания /к. э оказывают значительно меньшее влияние на течение процесса. В этих случаях оптимальные характеристики источника питания определяются прежде всего диаметром электрода и родом защитного газа, а также условиями получе­ ния хорошего начала и окончания сварки.

С б о р к а с о е д и н е н и й под с в а р к у плавящимся электродом в С02 зависит от типа соединения, толщины ме­ талла, расположения шва в пространстве, способа сварки (ав­ томатическая или полуавтоматическая).

Требования к качеству сборки и подготовки соединения под полуавтоматическую сварку в С02 проволоками 0 0,8—2,5 мм должны соответствовать ГОСТ 14771—76. Чем выше качество сборки соединения, тем выше производительность в процессе сварки. По возможности рекомендуется собирать и сваривать

тактной сваркой, сваркой неплавящимся электродом и сваркой тонкой проволокой в СОг. Размеры прихваток и их располо­ жение зависят от толщины металла и типа свариваемого сое­ динения. Прихватки перед сваркой должны быть тщательно очищены. При выполнении прихваток в СОг проволоками 00,8—

3.4. Т ехника сварки

О с о б е н н о с т и т е х н и к и с в а р к и с о е д и н е н и й о с ­ н о в ных т ипо в . Стыковые соединения металла толщиной 0,8—1,2 мм можно сваривать на медных, стеклянных и кера­ мических подкладках, а также на весу. Для получения швов высокого качества необходимы: тщательная сборка, точное на­ правление электрода по шву и поддержание неизменным ре­ жима сварки. Для соединения металла такой толщины приме­ няют следующие способы:

1. Сварка в СОг проволоками 0 0,8—1,2 мм током обрат­ ной полярности с использованием источников питания с ком­ бинированной характеристикой и высокими скоростями нара­ стания /к . 3.

2. Сварка на обратной полярности проволокой 0 0,7— 0,8 мм на малых токах и напряжениях при питании от источ­ ника с повышенными динамическими свойствами по току, обе­ спечивающими получение процесса с принудительными корот­ кими замыканиями. В качестве источников рекомендуются пре­ образователи ЗП 4/30, ЗП 7,5/30 и выпрямители ВСП-160, ВСП-315, ВДГ-303, ВСЖ-303 и ВС-300Б. Последовательно в сварочную цепь включают дополнительную индуктивность 0,2—0,25 мГн. Сварку ведут вертикальным электродом и на­ правляют дугу на ванночку жидкого металла. В качестве за­ щитных газов рекомендуются СОг и его смеси с аргоном и кислородом.

3.Сварка с принудительными короткими замыканиями и гашением дуги.

4.Сварка с периодическим изменением мощности дуги, так

называемая сварка модулированным током, или с прекраще­ нием процесса проволокой 0 0,7—1,2 мм. При этом дуга легко возбуждается на горячем металле, а тепловая инерция ванны обеспечивает равномерное проплавление и формирование шва;

в предыдущих вариантах).

— Сварку металла малой толщины всегда рекомендуется выполнять в вертикальном положении сверху вниз с подводом тока в верхней части изделия. При сварке тонкого металла ширина провара обычно одинакова с обеих сторон стыка. При чрезмерно большой ширине шва возможны прожоги. Во избе­ жание этого рекомендуется уменьшать напряжение дуги, диа­ метр электрода, сварочный ток и увеличивать скорость сварки. При сварке на подкладках важно обеспечить плотное прижа­ тие листов к подкладке. При нагреве дугой листы, деформиру­ ясь, теряют устойчивость и изгибаются непосредственно перед дугой. Для исключения этого рекомендуют делать отбортовку или изгибать стык вдоль сварки таким образом, чтобы при на­ греве листы прижимались к подкладке.

— Металл толщиной > 1,2 мм легко сваривать на весу. При сварке металла толщиной 1,2—2 мм дугу рекомендуется направлять на ванну жидкого металла, сварку выполняют вер­ тикальным электродом. Для сварки металла толщиной до 2 мм следует выбирать такие режимы, чтобы полный провар полу­ чался за один проход. При значительных зазорах в соедине­ нии рекомендуется: выполнять сварку в вертикальном положе­ нии сверху вниз, сваривать шов с периодическим прекраще­ нием процесса или изменением мощности либо с поперечными колебаниями электрода. Для получения качественного форми­ рования шва важно правильно подобрать программу измене­ ния мощности процесса, частоту и амплитуду колебания элек­

делают в зависимости от конструкции изделия и допустимых режимов сварки согласно ГОСТ 14771—76.

— Для получения качественного стыкового соединения на металле толщиной > 3 мм необходимо предупредить подсос воздуха с обратной стороны стыка. Для этого, а также для по­ лучения полного провара соединения без прожогов при боль­ ших переменных зазорах рекомендуется корневой шов свари­ вать тонкой проволокой в СОг при сварочном токе 140—220 А.

кантовки крупных изделий. Сварка первого прохода может

параметром режима является смещение от серхней точки ок­ ружности. Соединение на металле толщиной 0,8—2,5 мм и кор­ невые швы на металле большой толщины рекомендуется сва­ ривать в вертикальном положении сверху .вниз или в полупо-

Ar+СОг). При выборе состава смеси исходят из конкретных условий производства.

— Нахлесточные соединения металла толщиной 0,8—1,5 мм сваривают на весу, на медной, стальной или стеклотканевой подкладке. Более толстый металл сваривают на весу. Высокое качество соединения получают при смещении электрода от кромки до ± (1 —1,5) мм. При большем смещении электрода в сторону нижнего листа возможны прожоги, а в сторону верх­ него— ухудшается формирование шва и возможен недостаточ­ ный провар нижнего листа. Максимальная скорость сварки достигается при выполнении соединений в вертикальном положе­ нии сверху вниз; тщательная сборка также позволяет повы­ сить скорость сварки. Металл малой толщины рекомендуется сваривать в СОг по технологии с принудительными короткими замыканиями, при этом достигаются наименьшие деформации изделия. Металл толщиной >1,5 мм сваривают электродом,

втабл. 3.3.

—Тавровые и угловые соединения можно сваривать на­ клонным электродом при вертикальном расположении стенки соединения и вертикальным электродом при расположении шва «в лодочку». При сварке наклонным электродом угол наклона его к полке должен составлять 40—50°. При сварке швов с ка­ тетом до 5 мм и одинаковой толщине листов электрод направ­ ляют в угол, при неодинаковой толщине — в сторону листа большей толщины. При сварке тавровых соединений на стали

толщиной > 5 мм электрод смещают на 1,0—2,5 мм в сторону полки. Сварку целесообразно вести «углом вперед» с накло­

толщины делают скос кромки. В этом случае электрод направ­ ляет в угол разделки. Для повышения производительности и

дочку». При этом возможно использование форсированных ре­ жимов. Кроме того, улучшается формирование шва, появляется возможность увеличить скорость сварки до 300 м/ч.

При сварке тавровых и угловых соединений можно реко­ мендовать приемы, повышающие скорость расплавления элек­ трода: сварку с подачей присадочной проволоки, с увеличен­ ным вылетом, с дополнительным нагревом электрода двумя и тремя электродными проволоками, подключенными к общему токосъемнику и в общую ванну. Некоторые режимы сварки тавровых и угловых соединений приведены в табл. 3.4.

— Замковые соединения наиболее часто применяют при сварке кольцевых швов. Такие соединения выполняют с раз­ делкой кромок согласно ГОСТ 14771—76. Режимы сварки вы­ бирают в зависимости от толщины листов и диаметра изделия. Замковые соединения позволяют выполнять сварку первых проходов на больших токах, поскольку в данном случае отсут­ ствует опасность прожога листов. При сварке замкнутых сосу­ дов во избежание появления пор в корне Шва требуется сборка без зазоров. Поэтому замок делают скошенным и детали со­ бирают с натягом. Для повышения производительности, улуч­ шения формирования шва и уменьшения разбрызгивания элек­

держании постоянного вылета электрода, равномерном переме­

ручной дуговой сварке штучными электродами, т. е. можно выполнять сварку на больших скоростях. Изменения скорости сварки, неизбежные при перемещении держателя вручную, ска­ зываются на глубине проплавления. Поэтому во избежание прожогов полуавтоматическую сварку выполняют при меньшем токе, т. е. в результате скорость полуавтоматической сварки меньше, чем автоматической.

— При сварке тонкими проволоками форма колебаний электрода обычно такая же, как при ручной дуговой сварке. При сварке проволоками 0 1,6 мм и более форма поперечных колебаний зависит от типа соединения и может изменяться от

слоя к слою. Корневые швы сваривают при возвратно-поступа­

Сварку стыковых соединений можно вести с наклоном элек­ трода как «углом вперед», так и «углом назад» до 10—30°.

— В первом случае глубина провара несколько меньше, шов шире, удобно направлять дугу по разделке шва, можно добиться существенного уменьшения разбрызгивания; сварку можно выполнять с большими скоростями, чем сварку верти­ кальным электродом. Возвратно-поступательные движения го­ релки обеспечивают снижение пористости при сварке во всех активных газах. Этому способствует как улучшение защиты, так и перемешивание и замедленное охлаждение жидкой ванны.

— При сварке «углом назад» рекомендуют наклонять го­ релку на 5—15°. В этом случае можно несколько увеличить глубину провара, но ширина шва уменьшается. Для расшире­ ния шва сварку выполняют с колебаниями электрода. При сварке угловых швов электрод наклоняют на 45—60° к полке поперек соединения. Сварку ведут вертикальным электродом или с наклоном «углом вперед» на 70—80° к изделию. Дугу направляют со смещением на 1—2 мм от угла к нижней полке или в угол. Желательно вести сварку на спуск с наклоном из­ делия на б—10°. Это существенно улучшает формирование шва, позволяет повышать скорости сварки и уменьшать раз­ брызгивание.

Для получения плотного шва и хорошего провара в начале сварки необходимо обеспечить предварительную подачу газа до зажигания дуги и начинать сварку вертикальным электро­ дом, а также выполнять сварку с программированием напря­ жения, тока и скорости подачи электрода. Для получения ка­ чественного конца необходимо заварить кратер и обдувать его газом до полного затвердевания металла. При сварке с боль­ шой силой тока для заварки кратера нужно уменьшить силу тока и напряжение (ориентировочно до 150—180 А и 22—24 В соответственно). Для окончания сварки могут быть использо­ ваны также другие приемы, осуществляемые с программирова­ нием напряжения.

— Вертикальные швы сваривают как со свободным, так и с принудительным формированием. Металл толщиной до 4 мм обычно сваривают «сверху вниз» со свободным формированием

25%). Сварку вертикальных швов сверху вниз ведут «углом

Рис. 3.8. Схемы расположения электрода и поперечных колебаний элек­ трода при сварке в С02 с формированием швов:

а — сверху вниз; б—г — снизу вверх; д — горизонтальных; е — потолочных

увеличению проплавления корня шва и исключает такие де­ фекты, как несплавление и натек по краям шва. При сварке металла толщиной до 1,2 мм эта техника исключает прожоги металла. Металл толщиной до 3 мм сваривают без колебаний электрода, металл толщиной 3—4 мм сваривают с попереч­ ными колебаниями электрода (рис. 3.8). Требования к каче­ ству сборки при сварке «сверху вниз» менее жесткие, чем при сварке в нижнем положении. Поэтому сварку сверху вниз при­ меняют для выполнения корневых швов металла разной тол­ щины при наличии переменных зазоров. Скорость сварки «сверху вниз» обычно в 2—2,5 раза выше, чем сварки «снизу вверх».

Для уменьшения разбрызгивания и увеличения провара ре­ комендуют вести сварку на пониженных напряжениях при пи­ тании от источников с повышенными динамическими свойст­ вами по току.

При сварке сталей толщиной >4 мм вследствие интенсив­ ного теплоотвода в изделие наблюдается неполный провар корня шва. Повышение тока приводит к увеличению объема жидкой ванночки и усилению ее стекания. В результате нате­ кания жидкого металла на холодный металл изделия наблю­ дается непровар корня и несплавления по краям шва. Поэтому стали толщиной ^ 4 мм при питании дуги от источников с же­ сткой и пологопадающей внешней характеристиками прихо­