книги из ГПНТБ / Глебов А.З. Организация труда электросварщиков-полуавтоматчиков

обычно применяемых для изготовления сопел, и боль­ шими отходами меди, при изготовлении сопел из мед­ ного круга на многих предприятиях проведена работа по изысканию неметаллических материалов для замены меди. Неметаллические сопла применяют в основном при сварке тонкими проволоками на нормальных ре­ жимах.

Первоначально была сделана попытка использования огнестойкой керамики, такой как синоксаль, применяе­ мой для изготовления сопел в горелках для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. Низкая механи­ ческая прочность этого материала при очистке от брызг и случайных ударах не позволила получить положитель­ ных результатов. Такие же недостатки имеют сопла, из­ готовленные точением из асбоцементных плит толщиной 23—25 мм. Хотя стойкость асбоцементных сопел равна 6 сменам при сварке тонкой проволокой и при силе тока до 180 А, из-за низкой механической прочности и боль­ шой трудоемкости изготовления они не нашли широкого применения.

Более совершенной является технология изготовле­ ния керамических сопел методом горячего литья под давлением в металлические формы [31]. Для литья приготовляют шликер-дисперсную систему, в которой в качестве дисперсной фазы применен миасский тальк (60%) и нижне-увельская глина (40%), а в качестве технологической связки — парафин в количестве 8—10% от веса шихты. Сопло находится в эксплуата­ ции 3—4 смены. Из-за низкой механической прочности и сравнительной сложности технологии изготовления керамические сопла находят ограниченное приме­ нение.

Хорошие эксплуатационные показатели имеют сопла, изготовленные из материала АГ-4В (ГОСТ 10087—62), который состоит из основы (путанное стекловолокно), пропитанной фенолформальдегидной смолой [37]. Соп­ ла изготовляют прессованием, после чего подвергают термообработке (нагреву до 200° С и выдержке в тече­ ние 30—40 мин). Стойкость таких сопел достигает 4—6 смен при сварке током силой до 400 А, проволокой

29

атационные показатели имеют сопла к горелкам для сварки топкой проволокой, изготовленные из стекло­ ткани [28, 29]. В зависимости от возможностей произ­ водства сопла из стеклоткани можно изготовлять по

16 мм, в качестве связки применяют один из упомя­ нутых мономеров. Затем стержень, обмотанный стекло­ тканью, подвергают термообработке (сушке 24 ч при 60°С и прокалке 4—6 ч при 300°С). После термообра­ ботки трубку снимают с оправки и разрезают на сопла нужной длины. Сопло из стеклоткани лишено недостат­ ков, присущих медным, керамическим и асбоцементным.

щие на сопло брызги легко удаляются.

Вместо мономеров для изготовления сопел можно применять андезитовую или каменную пасту (30 г 93%-ного кремнесртористого натрия и 1000 г аидезитовой или диабазовой муки, которую можно заменить измель­ ченным кирпичом или стеклом), замешанную на жидком стекле (500 г). Пасту наносят между слоями при на­ мотке на оправку стеклоткани. По истечении 1—2 ч после намотки трубку снимают с оправки и сушат при нормальной температуре 24 ч. Ориентировочная стои­ мость изготовления 100 м трубки из стеклоткани диа­ метром 17 мм в 4 раза дешевле медной [29].

При сварке током силой более 300 А в основном при­ меняют медные сопла.

Для защиты металлических сопел от прилипания брызг расплавленного металла можно применять спе­ циальные смазки. Так, в ГДР изготовляются силиконо­ вые материалы, которые можно использовать при тем­ пературе от 100 до 250° С. Выпускается пять марок силиконовых материалов: NM50, -NM52, NM8, силиконшпрей 50 и силикон-шпрей 200. Силиконовую смазку по­ ставляют в тюбиках,-что позволяет наносить ее на сопло распылением. После испарения растворителя на по­ верхности остается тонкая прочная силиконовая плен-

30

Повысить надежность подачи электродной проволо­ ки, как указывалось раньше, можно уменьшением со­ противления проталкивания за счет выбора положения подающего механизма на рабочем месте, оптимальной длины шланга и надежного сцепления между подаю­ щими роликами и проволокой. Сцепление у подающих механизмов типа А-537, ПШ-5 и др. может быть улуч­ шено путем замены имеющихся роликов новыми и уста­ новки дополнительной пары роликов. Все ролики делают ведущими с гладкой поверхностью. Конструкция подающих роликов подобна конструкции роликов,

на роликах позволяет проталкивать в шланг проволоку без поперечных рисок и вмятин. Такая проволока имеет минимальное сопротивление при скольжении внутри спирали, что обеспечивает большую стабильность по­ дачи, чем при подаче проволоки роликами с поперечной насечкой.

При правильной эксплуатации подающие механизмы полуавтоматов А-825, А-537, А-765 и др. обеспечивают надежную подачу электродной проволоки. Перерывы в работе при сварке в поточном производстве, особенно при повышенной плотности тока, происходят от пере­ грева горелки, износа ее деталей или выхода из строя при работе в аварийном режиме. Чтобы избежать пере­ рывов в работе, вызванных ремонтом, иногда устанав­ ливают на особо ответственных рабочих местах запас­ ной полуавтомат, что снижает коэффициент использова­ ния сварочного оборудования. Наиболее рациональным в этом случае явилась бы модернизация подающего ме­ ханизма полуавтомата для поочередной работы двумя горелками. Это позволило бы практически без переры­ вов переходить при сварке с одной горелки на другую. Такая модернизация позволила бы без потерь времени на смену кассет и шлангов переходить на сварку прово­ локой другого диаметра, что особенно важно в единич­ ном производстве.

Для бесперебойной работы полуавтомата необхо­ димо систематически следить за состоянием смазки под­ шипников и редуктора подающего механизма. Ежеднев­ но необходимо проверять состояние контактов сварочной

31

цепи и схемы управления. Подгоревшие и ненадежные контакты нужно зачищать и затягивать, а поврежден­ ную изоляцию заменять.

В зависимости от загрязненности поверхности сва­ рочной проволокой один раз в неделю или в две недели направляющую спираль шланга необходимо промывать

вкеросине или бензине, для чего шланг заменяют новым,

аиз загрязненного вынимают спираль и погружают в керосин или бензин на двое-трое суток. Если спираль не вынимается из шланга, в нее заливают 25 г бензина или спирта на 5—10 мни. После промывки шланги тщатель­ но продувают воздухом.

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ

Повышение производительности полуавтоматической сварки в углекислом газе может осуществляться в двух направлениях. Первое направление заключается в со­ кращении основного времени, затрачиваемого на сварку. Этого можно достигнуть повышением производитель­ ности наплавки и уменьшением объемов наплавляемого металла. Второе направление — совершенствование организации труда электросварщиков с целью сокраще­ ния вспомогательного времени и времени обслуживания. Сократить время, не связанное с процессом сварки, можно за счет лучшего оснащения, рациональной орга­ низации рабочего места, труда и обслуживания, а так­ же создания нормальных условий для труда рабочих.

Количество наплавляемого металла в г, идущего на формирование сварного шва, определяют по формуле

тивность расплавления электрода зависит от количества тепла, выделяемого на электроде активным пятном дуги, и степени предварительного подогрева электрода про­ ходящим по нему Сварочным током. При сварке током обратной полярности мощность, развиваемая на элек­ троде, определяется зависимостью

32

выхода.

Поэтому повышение силы тока и напряжения дуги увеличивает количество тепла, выделенное на электроде, и предварительный нагрев вылета электрода джоулевым теплом, так как последний зависит от силы тока, сопро­ тивления и скорости подачи проволоки.

Из всего сказанного следует, что интенсификация плавления электродной проволоки и увеличение произ­ водительности наплавки при полуавтоматической сварке могут быть достигнуты увеличением силы тока и на­ пряжения, уменьшением коэффициента разбрызгивания и повышением предварительного подогрева вылета элек­ тродной проволоки.

Уменьшение объемов наплавляемого металла воз­ можно за счет рациональной формы кромок и оптималь­ ных параметров сварных швов, обеспечивающих необхо­ димый провар и прочность сварного соединения.

При сварке металла малых толщин и швов во всех пространственных положениях тонкой электродной про­ волокой диаметром до 1,4 мм обычно применяют ре­ жимы (см. рис. 3, область режимов 1), обеспечивающие перенос металла с периодическими короткими замыка­ ниями дугового промежутка. Однако при сварке метал­ ла толщиной более 3 мм, особенно в нижнем положе­ нии, необходимо увеличить силу тока для более глубо­ кого провара и повышения скорости сварки.

Увеличение силы тока до 190—240 А и напряжения до 22—26 В при сварке проволокой диаметром 1,2 мм обеспечивает некоторое повышение производительности сварки, удовлетворительную форму шва. Перенос метал­ ла происходит крупными каплями с апериодическими короткими замыканиями и повышенным разбрызгива­ нием. При дальнейшем увеличении силы тока до 250—350 А улучшается стабильность процесса, умень­ шается размер капель и разбрызгивание. Перенос ме­ талла при этих токах — смешанный. При сварке током силой 350 А и выше при напряжении 33В перенос ме­ талла переходит в мелкокапельный без коротких замы­ каний.

Для проволоки диаметром 1,6 и 2 мм повышение стабильности процесса и переход к мелкокапелыюму переносу без коротких замыканий наступает при силе тока соответственно 360—400 А, 450 А и напряжении на дуге — 34—36 и 34 В. Осциллографнрование показы­ вает, что независимо от плотности тока в электроде при снижении напряжения ниже оптимального перенос ме­ талла вновь осуществляется с периодическими корот­ кими замыканиями. Дуга при этом горит на 2—4 мм ниже поверхности основного металла. Форма шва не­ удовлетворительная, с большим усилением.

Разбрызгивание металла при сварке на оптимальных режимах минимальное, на поверхности деталей нет при­ липших брызг. Брызги оседают на поверхности кратера. Потери на угар и разбрызгивание составляют 6—8% и остаются практически неизменными во всем диапазоне оптимальных режимов. Для обеспечения минимального разбрызгивания металла угол наклона горелки необхо­ димо выдерживать в пределах 90 ± 10°.

Улучшение формирования швов достигается увеличе­ нием напряжения на дуге с таким расчетом, чтобы ее видимая часть между торцом электрода и поверхностью изделия составляла 2—3,5 мм. Формирование шва так­ же улучшается с увеличением диаметра электрода. Швы, выполненные проволокой диаметром 2 мм, имеют форму лучше, чем швы, выполненные проволокой диа­ метром 1,6 и 1,2 мм. Очевидно, лучшему формированию швов способствует большая подвижность дуги на торце электрода большого диаметра.

Рекомендуемые режимы полуавтоматической сварки

34

сварки при повышенной плотности тока проволокой диа­ метрами 1,2; 1,6 и 2 мм на глубину проплавления, ширину шва и высоту технологического выступа пока­ зано на рис. 13.

Если сравнить производительность сварки при повы­ шенной плотности тока с обычно рекомендуемыми ре­ жимами для проволок диаметром 1,2; 1,6; 2,0 мм, сила тока соответственно 180, 320 и 450 А и напряжении на дуге — 23, 32 и 36 В, то производительность наплавки выше в 2,5—4 раза (рис. 14). При такой высокой произ­ водительности наплавки возможно увеличение скорости сварки до 45—70 м/ч, что приводит к уменьшению ос­ новного времени сварки в 2—4 раза. Для обеспечения надежной защиты жидкого металла на больших ско­ ростях сварки необходимо увеличить расход газа и под­ держивать постоянный вылет электрода в рекомендуе­ мых пределах.

Как показывают расчеты, проведенные на Минском автозаводе, полуавтоматическая сварка в углекислом газе при повышенной плотности тока может успешно конкурировать со сваркой под флюсом (рис. 15).

Величина вылета электродной проволоки оказывает существенное влияние на режимы, производительность процесса сварки и параметры швов. Повышение эффек­ тивности процесса сварки можно получить за счет уве­ личения вылета электрода при увеличении плотности тока. Сравнительно небольшое увеличение вылета элек­ трода при высоких плотностях тока приводит к значи­ тельному его подогреву до попадания в зону дуги, благодаря чему увеличивается скорость расплавления проволоки при той же величине силы тока. Однако уве­ личение вылета электрода приводит к уменьшению глу­ бины проплавления и увеличению "технологического выступа по сравнению со сваркой при обычном вылете (рис. 16, а ) . Поэтому сварку при увеличенном вылете электрода можно рекомендовать в тех случаях, когда нужно получить большие объемы наплавленного метал­ ла, например, при многопроходной сварке в разделку и при наплавке.

С изменением длины вылета электрода сила тока уменьшается при постоянной скорости сварки и неиз­ менном напряжении. Это имеет большое значение при полуавтоматической сварке, так как дает возможность изменять величину силы тока за счет изменения вылета

37

"в пределах устойчивого горения дуги и в известных пре­ делах регулировать соотношение между количеством 'расплавленного электродного и количеством основного металла. Этот прием может применяться при заварке кратеров и сварке стыков с завышенными зазорами. " При сварке проволокой диаметром 1,6—2 мм с удлинен­ ным вылетом электрода напряжение в сварочной цепи повышается только на 10—15%, а коэффициент наплав­ ки возрастает на 50—100% [Ю]. Следовательно, расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла будет ниже на 20—35%. Объяснить это можно тем, что к. п. д. нагрева вылета электрода протекающим через него то­ ком значительно выше, чем к. п. д.

нагрева торца электрода свароч­ ной дуги. Зависимость коэффици­ ента наплавки и силы тока дуги от величины вылета показана на рис 17.

Предварительный подогрев вылета электродной про­ волоки уменьшает размер капель и способствует умень­ шению разбрызгивания (см. рис. 16, б).

Нагрев вылета электрода возможен от постороннего источника, например переменным током от низковольт-