книги из ГПНТБ / Елагин А.В. Электродуговая сварка порошковой проволокой
.pdfокончательно доваривают первый и второй стыки. Про цесс отличается исключительно высокой производитель ностью, хорошим формированием шва, устойчивостью горения дуги, малым разбрызгиванием расплавленного
Рис. 27. Подготовка стыков арматуры под сварку |
_. |
|||||
а — горизонтальное расположение стержней; |
б — вертикальное |
расположе |
||||
ние стержней диаметром |
д о 40 |
мм; в — вертикальное расположение |
стер |
|||
жней диаметром |
свыше |
40 мм; |
1 — свариваемые стержни; 2 — прорезь |
д л я |
||
у д а л е н и я шлака; |
3 — с т а л ь н а я |
ж е л о б ч а т а я |
скоба - подкладка; |
4 —- козырь |
||
|
ки; |
5 — технологические |
планхи |
|
|
|
металла. Сварка производится на |
режимах, |
указанных |
в табл. 39.
Полуавтоматическая ванная сварка порошковой про волокой имеет некоторые отличия от сварки многослой ными швами. Сущность ее заключается в образований между торцами стержней сварочной ванны большого объема. Заканчивается сварка после того, как все пла вильное пространство оказывается заполненным элект родным металлом и образовывается усиление шва, равное
90
3—4 мм. Сварка порошковой проволокой диаметром 3 мм производится «а следующем режиме: /С в=400 ~ 450 Л; t/n =28-T- 30 В; Ѵп.п=:283 м/ч; зазор 6—16 мм.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 39 |
|
Режимы |
полуавтоматической сварки стержней многослойными |
||||||
|
|
швами порошковой проволокой |
|
||||
|
|
|
Параметры |
режима |
|
|
|
|
Д и а |
|
|
|
|
|
|
Располо |
мететр |
|
|
|
скорость |
|
|
ж е н и е |
с т е р |
сила тока |
напряже |
подачи |
вылет про |
Примечание |
|
ж н е й |
ние |
д у г и |
волоки |
|
|||
стержней |
в А |
проволоки |
|
||||
|
в мм |
|
в |
В |
в м/ч |
в мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
240- —260 |
26—28 |
382 |
20—30 |
Сварка в |
|
Гори |
30 |
280- —320 |
28—30 • |
382 |
20—30 |
медной фор |
|
зонталь |
40 |
340- -380 |
28—30 |
435 |
30—40 |
ме |
|
ное |
|
|
|
|
|
|
Сварка на |
|
20 |
200- -220 |
24-26 |
188 |
20—30 |
||
|
стальной |
||||||
|
30 |
220- -260 |
26—28 |
210 |
20—30 |
скобе-под |
|
|
40 |
240- -280 |
28—30 |
236 |
30—40 |
кладке |
|
Верти |
20 |
• 180--200 |
24—26 |
' 178 |
20—30 |
|
|
кальное |
30 |
200- -220 |
24—26 |
178 |
20—30 |
|
|
|
40 |
220- -260 |
26—28 |
178 |
30—40 |
|
В качестве материала формирующих элементов при меняется чаще всего медь (графит менее стоек).
Преимуществами этого способа являются: простота процесса; высокая производительность труда;
экономия электродного материала; высокое качество наплавленного металла.
4. С В А Р К А Э Л Е К Т Р О З А К Л Е П К А М И
Сварка электрозаклепками порошковой проволокой применяется для соединения тонколистовой стали (тол щиной 0,5—6 мм) с уголком, швеллером или другим профилем в тех случаях, когда сварка сплошными или прерывистыми швами неприемлема. С этой целью, ис пользуется порошковая проволока ПП-АН4 с дополни тельной защитой СС>2 или проволока ППЗ-ПСК, разра ботанная ПИ Промстальконструкция. Сварочной лабо раторией Ждановского завода металлоконструкций rfa базе полуавтомата А-1035М создан электрозаклепочник
5* Зак . 628 |
91 |
проволоки; S — накидная гаііка |
1 |
для сварки порошковой проволоки ПП-АН4 диаметром
2,3 мм нахлесточных |
соединений с толщиной |
верхнего |
проплавляемого листа |
до 6 мм включительно, |
без за- |
сверловки. В комплект электрозаклепочника входят:
держатель (рис. 28), подающий механизм и |
аппарат |
ный шкаф. |
|
Механизм подачи полуавтомата А-1035М |
использу |
ется без изменения. Электрическая схема электрозакле
почника предусматривает как ручное, так |
и автомати |
ческое управление процессом. При ручном |
управлении |
выключатель ВК устанавливается .в положение «Выклю чено», а тумблер Г в положение «Включено»-Время свар
ки регулируется |
кнопкой П, |
расположенной на руко |
||||
ятке держателя |
(рис. 29). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 40 |
|
Режим сварки электрозаклепками |
порошковой проволокой |
П П - А Н 4 |
||||
Толщина свариваемых Сварочный |
Н а п р я ж е |
Скорость |
Вылет э л е |
П р о д о л ж и |
||
подачи |
тельность |
|||||
листов в мм |
ток в А |
ние |
д у г и |
проволоки |
ктрода |
горения |
|
|
в |
В |
в м/ч |
в мм |
д у г и |
|
|
|
|
|
|
в сек |
1 + 1 |
250—260 |
26-29 |
І80 |
10—12 |
1,6 |
|
1,5+1,5 • |
290—300 |
30—31 |
210 |
10—12 |
2,2 |
|
2,5+2,5 |
420—430 |
35—36 |
265 |
16—18 |
3 |
|
3+3 |
420—430 |
35—36 |
265 |
15—18 |
3,6 |
|
4+4 |
450—480 |
35—36 |
337 |
15-18 |
4,2 |
|
6+6 |
500—550 |
38—40 |
500 |
18—20 |
6,8 |
92
Рис. 29. Принципиальная электрическая схема электрозаклепочника для сварки >в С 0 2
Режимы сварки электрозаклепками проволокой ГІП-АН4 приведены в табл. 40.
Самозащитная порошковая проволока ППЗ-ПСК выпускается диаметром 2; 2,5; 2,8; 3 мм. Проволока ди аметром 2 мм применяется для сварки во всех прост ранственных положениях. Сварка в потолочном положе нии производится при условии хорошего контакта меж ду свариваемыми элементами.
Сварку в нижнем положении лучше производить на медной или алюминиевой подкладке. Приварка тонкого элемента к более толстому выполняется без подкладки. Сварка проволокой ППЗ-ПСК осуществляется с помо щью специальной установки, разработанной ПИ Промстальконструкция. Установка состоит из источника пи тания постоянного тока и серийного полуавтомата (в электросхему которого встроено реле времени) с шлан гом и держателем. Для изменения продолжительности сварочного импульса используется реле времени, поз воляющее менять выдержку от 0,2 до 10 сек. На уста новке обеспечивается сварка элементов толщиной до 6+6 мм без засверловки верхнего листа. Для сварки элементов большей толщины (8 мм и более) необходимо производить засверловку или устанавливать более мощ ный источник питания (ПСМ-1000-1). Ориентировочные
режимы |
сварки |
электрозаклепками |
порошковой |
прово |
|||||
локой ППЗ-ПСК приведены в табл. 41. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 41 |
|
|
Режимы сварки порошковой проволокой |
ППЗ-ПСК |
|
||||||
Толщина |
Д и а м е т р |
|
Н а п р я ж е |
Скорость |
Вылет э л е |
Продол |
|||
сваривае |
Сварочный |
подачн |
ж и т е л ь |
||||||
мых |
л и с |
проволоки |
ток в А |
ние |
д у г и |
проволоки |
ктрода |
ность |
|
тов |
в мм |
в мм |
|
в |
В |
в |
м[ч |
в мм |
сварки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в сек |
0,5+0,5 |
1,8—2 |
100—120 |
22—24 |
250^300 |
8—10 |
0,2 |
|||
1 + 1 |
1,8—2 |
120—150 |
22—24 |
250--300 |
10—12 |
0,5 |
|||
2+2 |
|
2—2,5 |
350—400 |
25—27 |
300—350 |
15—20 |
1 |
||
3+3 |
|
2,5—2,8 |
450—460 |
27—29 |
350—400 |
20—25 |
2 |
||
4 + 4 |
|
2,5—2,8 |
460—480 |
28— 30 |
400—460 |
20—25 |
3 |
||
6 + 6 |
|
2,8—3 |
500—550 |
30—32 |
460—590 |
20—25 |
5 |
||
Для |
получен ня наиб<эльшей |
глубинь |
пропл авления |
процесс следует вести при минимально возможном на пряжении. При сварке следует учитывать, что увеличе ние зазооа между свариваемыми элементами приводит к снижению механических свойств сварного соединения.
'94
Свариваемые элементы должны по возможности плотно соприкасаться друг с другом.
Следует отметить, что большая глубина проплавления и меньший диаметр заклепки при прочих равных условиях получаются при сварке порошковыми прово локами с защитой СО2. При этом сохраняются довольно высокие механические характеристики заклепочных со единений (рис. 30). Прочность заклепочных соединений, выполненных порошковыми проволоками, приведена в табл. 42, где способы защиты указаны в скобках: СЗ — самозащитная, СО2 — в среде углекислого газа.
а)
/і,т |
|
|
|
|
|
|
|
|
du» |
— П |
а |
h - |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
/ |
h |
|
35 |
|
|
|
|
|
/ s— |
d |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
d |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
І5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
a nn. |
|
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
C3 |
|
|
|
|
1 |
1 |
|||||
|
200 |
|
300 |
|
|
|
|
500 |
3câ, a |
6) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d мм |
|
в |
|
|
й |
|
h |
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
55 |
|
|
|
м- h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
15 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
— |
— |
— |
- - |
|
|
|
5 |
|
|
0\ |
•2,0 |
|
4,0 |
6,0 |
tcg, |
сек |
|
||
|
|
|
Рис. 30. Зависимость глубины проплавления и диаметра электро заклепки при оварк» самозащитными (СЗ) проволоками и в СО2 от тока (а) и времени сварки (б)
95
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 42 |
|
Прочность заклепочных соединений, выполняемых |
порошковыми |
|||||
|
|
проволоками |
|
|
|
|
|
Разрушающая нагрузка на срез (в кгс) |
одной заклепки |
||||
Спосопособ выполне |
|
при толщине металла в лш / |
|
|||
ния соединения |
|
|
|
|
|
|
|
1+1 |
2,5+2,5 |
4+4 |
|
6+6 |
|
ППЗ-ПСК (СЗ) |
760—875 |
3200—3700 |
2000—3700 |
2350—3100 |
||
ПП-АН4 (С02 ) ' |
760—850 |
3280—3900 |
3900-4000 |
3200—5250 |
||
5. С В А Р К А С П Р И Н У Д И Т Е Л Ь Н Ы М Ф О Р М И Р О В А Н И Е М Ш В А |
||||||
Порошковая проволока используется |
н |
для сварки |
||||
вертикальных |
швов с |
принудительным |
формированием |
|||
сварочного шва (рис.31). |
|
|
|
|
||
Сущность |
этого способа заключается |
в |
следующем. |
В зазор, образованный кромками изделия, подается по рошковая проволока. За счет излучения дуги и тепла сварочной ванны кромки изделия оплавляются и жид кий металл, стекая в зазор, образует с переплавленным основным металлом общую сварочную ванну, которая защищается от влияния атмосферы шлаком и газом, об разующимися при расплавлении .компонентов шихты по рошковой проволоки. Для принудительного охлаждения сварочной ванны и формирования шва используются медные ползуны. В зависимости от требований, предъ являемых к сварному соединению, могут применяться разные типы ползунов: водоохлаждаемые, с медной под-
Рис. |
31. Схема |
сварки |
порошко |
|||
вой |
проволокой |
с |
принудитель |
|||
ным |
|
формированием |
сварного |
|||
|
|
шва |
|
|
|
|
/ — порошковая проволока; |
2 — |
свари |
||||
ваемый |
металл; |
3 — ползуны; |
4 — |
|||
шлак; |
5 — сварочная |
ванна; |
6—шов |
96
кладкой, с остающейся подкладкой |
и др. Сварка |
верти |
кальных швов с принудительным формированием |
может |
|
выполняться как самозащитными |
порошковыми |
прово |
локами, так и проволоками с дополнительной защитой
углекислым газом. В ИЭС им. Е. О. |
Патона разработан |
|||
вариант |
самозащитной |
порошковой |
проволоки |
марки |
ПП-АНЗ, |
специально |
предназначенной для этого |
мето |
да, и создана проволока марки ПП-АН5, предназначен
ная для сварки в С 0 2 вертикальных швов с |
принуди |
|
тельным |
формированием. Применение этого способа по |
|
зволило |
механизировать сварку вертикальных |
швов для |
.металла |
толщиной до 30 мм, кроме того, за счет умень |
шения зазора между свариваемыми элементами повы силась производительность самого процесса сварки. Сварка с принудительным формированием характери зуется неглубоким проваром, а следовательно, и мень шей шириной зоны термического влияния. Это позволя ет избегать дорогостоящей операции термообработки всей конструкции. Скорость сварки вертикальных швов проволокой ПП-АНЗ при зазоре между свариваемыми кромками 10—12 мм достигает порядка 3,8—6 м\ч. .Сила сварочного тока и напряжение дуги соответственно рав
ны 400—420 А и 26—28 В при сварке проволокой |
диа |
|||
метром 3 мм. Проволока |
ПП-АН5 |
позволяет достигать |
||
скоростей сварки порядка |
4,8—6,2 м/ч при том же зазо |
|||
ре, что в 5—6 раз больше, чем |
скорость сварки |
верти |
||
кальных швов проволокой |
Св 08Г2С в среде С 0 2 |
(0,8— |
||
1 м/ч). Сила сварочного |
тока |
и |
напряжение дуги при |
сварке проволокой ПП-АН5 диаметром 3 мм соответст венно равны 420—1550 А я 28—32 В. Для сварки металла толщиной до 30 мм ИЭС им. Е. О. Патона разработан специальный аппарат А-1027. Кроме этого аппарата при годен к использованию и аппарат для электрошлаковой сварки А-433. Он требует лишь незначительной передел ки ползунов. Техника сварки порошковыми проволока ми с принудительным формированием проще, чем тех ника электрошлаковой сварки, поскольку сварщик име
ет |
возможность непосредственно наблюдать за направ |
|
лением проволоки и состоянием сварочной |
ванны. Свар |
|
ка |
вертикальных швов порошковой проволоки ПП-АНЗ |
|
с |
принудительным формированием нашла |
наибольшее |
применение в монтажных условиях. В условиях производственных баз предпочтение отдается более простой проволоке — ПП-АН5 с защитой С0 2 .
97
6. Н А П Л А В О Ч Н Ы Е Р А Б О Т Ы
Наплавочные работы широко применяются в самых различных отраслях народного хозяйства. Применение наплавки позволяет значительно увеличить срок служ бы изделий и сокращает расход дорогостоящих и дефи цитных металлов и сплавов.
В настоящее время в строительстве и промышлен ности применяется большое количество наплавочных порошковых проволок.
Основными видами наплавки являются: наплавка под флюсом, в среде защитных газов и открытой дугой.
Наплавка под флюсом порошковыми проволоками
применяется при наличии обширных наружных плоских, цилиндрических, конических и сферических поверхностей. Для наплавки используются бескислородные флюсы ма рок .БіК'Ф-1 и БКФ-2илифлюсы!марок48-ОФ-6и48-ОФ-7. Возможна замена этих флюсов широко распространен ными сварочными флюсами ОСЦ-45 или АН-348 А; при меняются также и химически нейтральные флюсы марок АН-70 и АН-25М- Правильность подбора флюса играет важную роль, так как неподходящий флюс не дает воз можности получить наплавленный металл с требуемым 'Химическим составом и механическими свойствами, вы зывает плохое формирование сварного шва и ухудшает отделимость шлаковой корки. В случае наплавки высо колегированных сталей применяются чаще всего низкокремнистые флюсы марок АН^20 и ФЦЛ-ß.
Наплавка порошковой проволокой в защитных газах
применяется в тех случаях, когда использование флюса технологически затруднено или просто невыполнимо (на плавка мелких деталей, цилиндрических изделий малого диаметра, деталей сложной формы и т. д.). С точки зре ния технологии наплавка в среде защитных газов имеет ряд преимуществ по сравнению с наплавкой под флюсом, главное из которых — возможностынепоередственного на блюдения за процессом горения дуги. В качестве за щитного газа применяется в основном углекислый газ, иногда инертные газы: аргон и гелий. В последнем слу чае порошковая проволока по своему химическому сос таву должна точно соответствовать требуемому составу наплавленного металла. При использовании в качестве защиты углекислого газа для исключения пористости, снижения разбрызгивания и предупреждения окисления
98
углерода и легирующих примесей в состав шихты |
про |
||
волок вводится титан |
или другой активный |
раскисли- |
|
тель. |
|
|
|
Наплавка открытой дугой самозащитной |
порошковой |
||
проволокой является |
одним из распространенных |
мето |
дов. Для получения наплавленного металла с требуемы ми свойствами в состав шихты проволок кроме легирую щих компонентов вводят еще газо- и шлакообразующие
компоненты в количестве 10 — 12% |
массы |
сердеч |
ника. При расплавлении проволоки |
образуется |
надеж |
ная газошлаковая защита ванны расплавленного метал ла, а легирующие вещества переходят в наплавку почти без выгорания. Такой метод избавляет от необходимости подавать в зону дуги защитный газ или флюс, что очень
Т а б л и ц а 43
Наплавочные порошковые проволоки
Марка |
Твердость |
Назначение порошковых проволок |
Защитная |
проволок |
HRC |
|
среда |
ПП-2ХЗВ10ГТ |
40—45 |
Наплавка |
прессового |
ин |
с о а |
ПП-5ХЗВ11Н4ГТ |
45—48 |
струмента, применяемого при |
|
||
|
|
горячем прессовании цветных |
|
||
|
|
• металлов |
|
|
|
ПП-Р9 |
55—62 |
Наплавка |
режущего ин |
с о , |
|
ПП-Р18 |
55—62 |
струмента |
|
|
|
ПП-ЗХ4ВЗФ-0 |
40—45 |
Наплавка |
деталей, |
рабо |
Самоза |
ПП-2Х4ВЗФ-0 |
42—46 |
тающих при больших давле |
щитные |
||
|
|
ниях и повышенной темпера |
|
||
|
|
туре |
|
|
|
ПП-У15Х12М-0 |
40—42 |
Наплавка деталей, подвер |
Самоза |
||
ПО-У35Х17РТ-0 |
54—58 |
гающихся интенсивному аб |
щитные |
||
|
|
разивному |
износу |
|
|
ПП-ЗХ2В8ГТ |
45—52 |
Наплавка кузнечно-прес- |
С 0 2 |
||
ПП-6Х10ГТ |
45—52 |
сового оборудования |
|
|
|
ПП-ЗОХ10Г10Т |
HR |
Наплавка деталей, работа |
Под |
||
|
250—280 |
ющих в условиях кавитацион- |
флюсом |
ного разрушения
99