3.2 Литературный обзор опыта сварки металла заданной толщины

Сталь 20 сваривается разделки кромок за один проход. Конструкция данной толщины хорошо сваривается практически всеми видами сварки, в частности РДС, механизированная сварка в СО2 плавящимся электродом.

При сравнении данных способов сварки можно сказать о следующих преимуществах и недостатках:

Дуговая сварка металлическим электродом с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных видов сварки.

Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом, также как и других способов ручной сварки,- малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика

Сварка в защитных газах нашла широкое применение в промышленности, этим способом можно соединять вручную, полуавтоматически или автоматически в различных пространственных положениях разнообразные металлы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров.

По сравнению с другими способами сварка в защитных газах обладает рядом преимуществ : высокое качество сварных соединений на разнообразных металлах и сплавах различной толщины; возможность визуального наблюдения за образованием шва, что особенно важно при полуавтоматической сварке; отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака; высокая производительность и легкость механизации и автоматизации; низкая стоимость при использовании активных защитных газов.

К недостаткам способа по сравнению со сваркой под флюсом относится необходимость применения защитных мер против световой и тепловой радиации дуги. При сварке в СО2 на качество металла шва значительное влияние оказывает качество газа. При повышенном содержании азота и водорода, а также влаги, в швах могут образовываться поры. В тоже время сварка в СО2 менее чувствительна к отрицательному влиянию ржавчины .[2, с.225]

При выполнении сварных соединений у корпуса взрывобезопасного манометра, для фиксации входящих в него деталей относительно друг друга и выдерживания необходимых зазоров перед сваркой собирается в сборочном приспособлении.

Расстояние от сопла горелки до изделия обычно выдерживают в пределах 8…15мм. Токопроводящий наконечник должен находится на уровне сопла или утапливаться до 3мм.

3. Выбор способа сварки.

Сварка в СО₂ , как и прочие способы сварки, имеет свои рациональные области применения. Целесообразность применения сварки в СО₂ должна решаться на основе анализа технических и экономических показателей сварки конкретных изделий обязательно с учетом перспективы расширения применения данного способа сварки в цехе и на заводе, а также хорошей организации работ.

Выбор того или иного способа сварки в каждом конкретном случае должен производится с учетом ряда факторов, главными из которых являются:

-свойства свариваемого металла;

-толщина металла;

-габариты конструкции;

-экономическая эффективность.

Рассмотрим ручную дуговую сварку покрытыми электродами и сварку в среде защитного газа СО_2..

К достоинствам ручной дуговой сварки покрытыми электродами можно отнести:

-простота процессов и оборудования;

-возможность выполнения сварки в различных пространственных положениях;

-сварка труднодоступных мест;

-возможность использования данного способа в монтажных условиях.

Существенный недостаток ручной дуговой сварки покрытыми электродами можно отнести:

-большие потери сварочного материала до 30%;

-низкая производительность;

-большое выделения вредных газов.

Сварка в защитных газах нашла широкое применение в промышленности. Этим способом можно соединить вручную, полуавтоматически, и автоматически в различных пространственных положениях, разнообразные материалы и сплавы толщиной от десятых долей до десятков миллиметров.

При сварке низкоуглеродистых низколегированных сталей для защиты расплавленного электродного металла и металла сварочной ванны широко используют углекислый газ (СО₂).

По сравнению с другими способами сварки в защитных газах обладает рядом преимуществом:

-высокая степень концентрации дуги, обеспечивающая минимальную зону структурных превращений и относительно небольшие деформации изделия;

-высокая производительность;

-высокоэффективная защита расплавленного металла;

-возможность визуального наблюдения за формированием шва;

-низкая стоимость углекислого газа;

-возможность сварки металлов различной толщины;

-отсутствие операции по удалению шлака;

-возможность сварки в различных пространственных положениях.

Недостатки способа:

-применение газовой аппаратуры;

-применение защитных мер против световой и тепловой радиации дуги;

-повышенное разбрызгивание электродного металла.

На основании из выше перечисленных факторов выбираем сварку в среде углекислого газа плавящимся электродом.

Основные рациональные области применения сварки в СО₂ проволоками Св-08Г2С и Св-08ГС Ø 0,7-1,4 мм : сварка углеродистых и легированных конструкционных и коррозионно-стойких сталей толщиной 0,8-5 мм со швами любой формы и длины во всех пространственных положениях, а толщиной 5-30 мм в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях; сварка деталей небольших размеров в массовом и серийном производстве; сварка неповоротных кольцевых швов трубопроводов диаметром от 10 мм и более; сварка поворотных кольцевых швов изделий, когда необходим полный провар соединения с обратным формированием шва; сварка разнородных термоупрочненных и закаленных сталей, сталей с чугуном; наплавка изношенных поверхностей деталей малых размеров и диаметров (от 10 мм и более); заварка трещин и других дефектов малых размеров на деталях из сталей и чугуна; сварка точками, электрозаклепками и выполнение сборочных прихваток.

Во всех перечисленных случаях сварка в СО₂ заменяет газовую и ручную дуговую сварку штучными электродами, обеспечивает увеличение производительности до 5 раз при полуавтоматической сварке в СО₂ и до 10 раз при автоматической сварке, улучшает качество швов, увеличивает ресурс работы сварных конструкций в несколько раз, уменьшает расход электродного металла на 1 м шва и деформации конструкции после сварки, упрощает технику сварки и облегчает работу, улучшает санитарно-гигиенические условия работы.

Производительность сварки в СО₂ проволокой Св-08Г2С Ø 1,6-2 мм, широко применяемой при сварке углеродистых и легированных конструкционных сталей толщиной более 5 мм в нижнем положении, всего в 1,5-2 раза выше, чем при ручной дуговой сварке штучными электродами, и примерно такая же, как при полуавтоматической сварке под флюсом. Внешний вид швов, выполненных проволокой Св-08Г2СЮ, в большинстве случаев недостаточно хороший, а разбрызгивание велико (до 12-15%). Тем не менее сварка в СО₂ почти повсеместно в заводских условиях заменяет ручную дуговую сварку и полуавтоматическую сварку под флюсом. Это, по-видимому, в большинстве случаев определяется большей простотой техники сварки в СО₂ и упрощением организации работ.

Известно, что наибольшая доля затрат при сварке в СО₂ приходится на зарплату и сварочные материалы. Поэтому для повышения эффективности сварке в СО₂ необходимо в первую очередь снижать расходы по этим статьям. Это может быть достигнуто уменьшением сечение разделки и катета шва, уменьшением разбрызгивания, увеличением глубины провара и ширины шва, увеличением коэффициента наплавки и скоростей сварки, экономией расхода СО₂ и снижением стоимости защитного газа, а также улучшением использования рабочего времени за счет улучшения организации работ.

Сущность способа сварки в углекислом газе. При сварке в зону дуги 4 через сопло 1 непрерывно подается защитный газ 3 и сварочная проволока 2 (рисунок 2). Теплотой дуги 4 расплавляется основной металл 5 и сварочная проволока 2.Расплавленный металл сварочной ванны, кристаллизуясь, образует сварочный шов.

Рисунок 3-Дуговая сварка в защитных газах

Сварка производится на постоянном токе обратной полярности. Это связано с лучшей стабильностью горения дуги и получением сварных швов более высокого качества