2.2 Технология сборки

Сварке всегда предшествует сборка конструкции, т.е. установление и фиксация деталей в предусмотренном проектом положении. Сборка под сварку является одной из трудоемких и механизированных операций. Она должна обеспечивать возможность качественной сварки конструкции. Для этого необходимо выдержать заданный зазор между соединяемыми деталями, установить детали в проектное положение и закрепить между собой так, чтобы взаиморасположение деталей не нарушилось в процессе сварки и кантовки, а если необходимо, - и транспортировки. Должен быть обеспечен свободный доступ к месту сварки. В подавляющем большинстве случаев взаимное расположение деталей перед дуговой сваркой фиксируется при помощи коротких отрезков швов, называемых прихватками. В ряде случаев, особенно при сварке жестких узлов, прихватки заменяют сплошным швом небольшого сечения (беглым швом), что значительно повышает стойкость металла шва против кристаллизационных трещин и уменьшает вероятность нарушения заданного взаимного расположения деталей в процессе сварки вследствие растрескивания прихваток. Беглый шов сваривают вручную или механизированным способом.

Для скрепления деталей перед сваркой и в процессе нее применяют специальные планки – гребенки, удаляемые по мере формирования шва. Для закрепления деталей широко применяют струбцины, клинья, стяжные уголки и другие механические приспособления. В некоторых случаях при массовом характере производства используют специальные кондукторы, в которых осуществляется сборка и сварка.

2.3 Технология сварки

2.3.1 Технология ручной сварки металлическим электродом

Зажигание сварочной дуги производится крат­ковременным прикосновением конца электрода к изде­лию. Вследствие протекания тока короткого замыкания и наличия контактного сопротивления торец электрода быстро нагревается до высокой температуры, при которой после отрыва электрода под действием термо- и авто-электронной эмиссии происходит ионизация газового промежутка, и возникает сварочная дуга. Для надежного зажигания дуги сварщик должен отводить электрод от изделия на высоту 4-5 мм, так как при большем расстоянии между концом электрода и изделием дуга не воз­никает.

Обычно зажигание дуги осуществляется либо прямым отрывом электрода после короткого замыкания (рис. 9 а), либо скользя­щим движением конца электрода с кратковремен­ным касанием изделия (рис. 9, б). Первый обыч­но называют зажиганием «впритык», второй - за­жиганием «спичкой».

Рисунок 9 – Способы зажигания дуги

Ведение дуги произво­дится таким образом, что­бы обеспечить проплавление свариваемых кромок и получить требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании. Это достигается поддержанием постоянства длины дуги и соответствующим перемещением конца электрода.

Если продольное перемещение электрода производить без поперечных колебаний, то ширина валика обычно со­ставляет: b = (0,8—1,5) d_э.

Такие валики применяют при выполнении первого слоя в разделку многопроходного шва, при сварке тонкого металла, а также при сварке с опиранием на че­хольчик толстого покрытия.

Нормально сформированный однопроходный шов в большинстве случаев должен иметь ширину b = (2-4) d_э. Это достигается при поперечных колебаниях конца электрода в необходимых пределах.

Длина дуги при ручной сварке в зависимости от усло­вий сварки и марки электрода должна быть в пределах (0,5—1,2)d_э. Чрезмерное уменьшение длины дуги ухуд­шает формирование шва и может привести к короткому замыканию. Чрезмерное увеличение длины дуги приводит к снижению глубины провара, увеличению разбрызги­вания электродного металла и ухудшению качества шва как по форме, так и по механическим свойствам, а при сварке электродами с покрытием основного вида - и к порообразованию.

Способы выполнения швов по длине и сечению

Способы выполнения швов зависят от их длины и толщины свариваемого металла. Условно считают швы длиной до 250 мм короткими, длиной 250 - 1000 мм - средними, а более 1000 мм - длинными.

Короткие швы по длине обычно сваривают напроход (рис. 10, а). Швы средней длины сваривают от середины к краям (рис. 10, б), либо обратноступенчатым способом (рис. 10, в). Длинные швы однопроходных стыковых сое­динений и первый проход многопроходных швов свари­вают от середины к концам обратноступенчатым способом (рис. 10, г), а в соединениях с угловыми швами также от середины к концам обратноступенчатым способом (рис. 10, д).

Рисунок 10 – Способы выполнения швов по длине

Обратноступенчатая сварка при правильном выборе длины ступени является наиболее эффективным методом уменьшения неодновременности выполнения однопроход­ного шва и поэтому приводит к меньшим остаточным де­формациям. Достигается это за счет того, что разбивка шва на участки производится с таким расчетом, чтобы при окончании сварки каждого последующего участка начало предыдущего участка имело определенную тем­пературу. Таким образом, меняя длину участка и по­гонную энергию дуги, можно подобрать определенный температурный перепад на границах между двумя сту­пенями. Обычно он составляет 200—300 °С, что дости­гается при однопроходной сварке, если длина ступени выдерживается в пределах длины, получаемой при рас­плавлении одного электрода с сечением валика не менее 1,0—1,5 сечения электрода. Это также приводит к умень­шению остаточных деформаций, потому что шов на каж­дом участке выполняется по расширенному зазору. При охлаждении одновременно с уменьшением ширины шва уменьшается и первоначально расширенный зазор, вслед­ствие чего остаточные деформации становятся минималь­ными.