Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ

.pdf
Скачиваний:
28
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
11.64 Mб
Скачать

испарении

1 кг жидкой

углекислоты при 0°С и 760 мм

рт. ст. образуется

506,8 л газа. В стандартный

баллон

емкостью 40 л заливают 25 кг жидкой

углекислоты, что

составляет

12,67 мѣ газа. Вредными примесями

в

угле­

 

 

 

 

кислом газе являются азот и влага.

 

 

 

 

Влага удаляется из газа осуши­

 

 

 

 

телем, который

заполняется

снлика-

 

 

 

 

гелем, алюмогелем пли медным ку­

 

 

 

 

поросом, которые

перед

заправкой

 

 

 

 

в осушитель необходимо

прокалить

 

 

 

 

при температуре 250—300° С в тече­

 

 

 

 

ние 2—2,5 ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рекомендуется

также

для

сни­

 

 

 

 

жения

влажности

углекислого

газа

 

 

 

 

баллон с углекислотой ставить вен­

 

 

 

 

тилем вниз (рис. 93)

и дважды че­

 

 

 

 

рез

15—20 мин

после

опрокидыва­

 

 

 

 

ния

баллона спускать

воду.

 

 

 

 

 

 

Сварочная

проволока

применя­

 

 

 

 

ется в зависимости от марки

свари­

Рис.

93.

Приспособ­

ваемой

стали.

 

 

 

 

 

 

 

В табл. 42 приведены

некоторые

ление

для

 

удаления

 

влаги

из

баллона с

марки

сварочных

проволок,

приме­

углекислотой

няемые

при

сварке

различных

 

 

 

 

сталей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Полуавтоматы. Для сварки в уг­

лекислом газе применяют следующие полуавтоматы. ПШП-10, А-547, Л-537," сварочную головку ТСГ-7 для сварки труб и другое оборудование.

Полуавтомат ПШП-10 предназначен для дуговой сварки углеродистых, нержавеющих и жаропрочных ста­ лей, алюминиевых сплавов и других металлов плавящим­ ся электродом в среде защитных газов. Полуавтомат по­ зволяет выполнять сварку постоянным током. В его ком­ плект входят катушка с кронштейном и шкаф с электро­ аппаратурой.

Полуавтомат А-547 предназначен для сварки тонкой' электродной проволокой диаметром 0,8-1,0 мм.

Полуавтомат А-537 предназначен для сварки элект­ родной проволокой диаметром 1,6-2 мм.

Сварочная головка типа ТСГ-7 предназначена для сварки в защитных газах плавящимся колеблющимся электродом поворотных стыков труб из низкоуглеродис­ тых и нержавеющих сталей без подкладных колец.

230*

Т а б л и ц а 42 Применение марок проволоки для сварки сталей различных марок

Марка Применение

Св-08ГС

 

Для сварки углеродистых и низколеги­

 

 

рованных сталей на токах 300—400 а

Св-08Г2С

 

Для сварки углеродистых и низколеги­

 

 

рованных сталей на токах 600—750 а

Св-10ХГ2С

 

Для

сварки

низколегированных

сталей

 

 

повышенной

прочности

 

Св-08ХГ2СМ

 

Для сварки теплоустойчивых сталей ти­

 

 

па 15ХМА

 

 

Св-ОВХГСМФ

 

Для сварки теплоустойчивых сталей ти­

 

 

па 20ХМФ

 

 

Св-08ХЗГ2СМ

 

Для

сварки стали ЗОХГСА

 

Св-08Х14ГТ

I

Для сварки хромистых сталей типа Х13,

CB-10X17T

J .

Х17

 

 

Св-06Х!9Н9Т

 

Для

сварки коррозионностойких

сталей

Св-08Х19Н10Б

 

марок 0Х18Н10, 0Х18Н9, 0Х18Н9Т

 

 

и 0Х18Н10Т

 

 

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и

1.Каковы особенности металлургии сварки в защитной, среде углекислого газа?

2.Какими свойствами обладает углекислый газ?

3. Каковы преимущества сварки в углекислом газе?

§ 64. СВАРКА В ИНЕРТНЫХ Г А З А Х И АЗОТЕ

Сварка в инертных газах. Сварка в аргоне и гелии выполняется как плавящимся, так и пеплавящимся

(вольфрамовым)

электродом

 

 

 

 

(рис. 94).

 

 

 

 

 

 

Аргоно-дуговую сварку при­

 

 

 

 

меняют для соединения легиро­

 

 

 

 

ванных сталей, цветных металлов

 

 

 

 

и их сплавов, ее выполняют по­

 

 

 

 

стоянным

(рис. 95) и перемен­

 

 

 

 

ным (рис. 96) током плавящимся

 

 

 

 

и неплавящимся

электродами.

Рис.

94.

Схема

горения

Упрощенная схема поста механи­

дуги

в

инертных

газах:

зированной сварки приведена на"

/ — электрод, 2 — присадоч­

ная

проволока, 3 —• изделие.•

рис. 97.

 

 

4 сварно/і шов, S — дуга,

При

ручной

аргоно-дуговой

6 — поток

защитного газа,

7 — горелка, 8 — воздух

231

сварке конец вольфрамового электрода затачивают на конус. Длина заточки, как правило, должна быть равна двум-трем диаметрам электрода.

Дуга зажигается на специальной угольной пластине. Зажигание дуги на основном металле не рекомендуется из-за возможности загрязнения и оплавления конца

Рис. 95. Упрощенная схема ручной аргоно-дуговой сварки постоянным током:

/ — горелка, 2—

баллон с защитным

га­

зом, 3 реостат,

4 — генератор, 5

свар-

 

noil шов

 

Рис. 96. Упрощенная схема ручной аргоно-дуговой сварки переменным током:

/ — баллон с защитным

газом,

2 — г о р е л ­

ка, 3 — с в а р н о й

шов,

4

осциллятор,

5 — трансформатор с

регулятором

электрода.

Для возбуждения дуги можно применить источник питания с по­ вышеи н ы м и а п р я жен и- ем холостого хода или дополнительный источ­ ник питания с высоким напряжением (осцил­ лятор), так как потен­ циал возбуждения и ионизации инертных газов значительно вы­ ше, чем кислорода, азота или паров метал­ лов. Дуговой разряд инертных газов отли­ чается высокой ста­ бильностью.

Характерной осо­ бенностью аргоно-ду- говой сварки неплавя­ щимся вольфрамовым электродом при исполь­ зовании переменного тока является возник­ новение в сварочной цепи составляющей по­ стоянного тока, вели­ чина которой может достигать 50% от ве­ личины эффективного значения переменного тока сварочной цепи. Выпрямление тока, т. е. появление составляю­ щей постоянного тока, зависит от размеров и

232

формы вольфрамового электрода, материала изделия и режимов сварки (величины тока, скорости сварки и дли­ ны дуги). Появление в сварочной цепи составляющей по­ стоянного тока особенно отрицательно сказывается на

Рис. 97. Схема

поста

механизированной сварки

плавящимся

электро-

 

 

 

• дом:

 

 

 

 

/ — балластный

реостат,

2 — контактор, 3

горелка,

4—подающий

механизм,

5 — ротаметр (расходомер

газов), 6 — редуктор, 7 — б а л л о н

для газа,

Г — с в а ­

рочный

генератор,

А — амперметр,

V — вольтметр,

Щ—шунт

процессе сварки и качестве сварных соединений из алю­ миния и его сплавов.

При чрезмерной величине составляющей постоянно­ го тока нарушается стабильность горения дуги, резко ухудшается чистота поверхности наплавляемого метал­ ла, появляются подрезы, чешуйчатость и снижается проч­ ность сварных соединений и пластичность металла шва. Устранение составляющей постоянного тока в сварочной цепи переменного тока является первостепенным усло­ вием для получения качественных сварных соединений.

Гелие-дуговая сварка имеет одинаковый принцип ра­ боты с аргоно-дуговой сваркой, поэтому отдельно не рас­ сматривается.

Аргоно-дуговой сваркой можно выполнять все виды соединений: стыковые, тавровые, нахлесточные и угло­ вые.

Для защиты металла шва со стороны корня и обес­ печения формирования обратной стороны шва поддува­

ют защитные

газы

(создание

избыточного давления за­

щитного газа

со стороны корня шва).* При

сварке

тита­

на, алюминия

и их

сплавов

для поддува

применяют

аргон или в особых

случаях — гелий — при сварке

тита­

на. При сварке нержавеющих

сталей применяют

аргон,

233

азот, углекислый газ и смесь азота с водородом (азота—

93%, водорода — 7 % ) .

Ручную аргоно-дуговую сварку выполняют без ко­ лебательных движений горелки, которые не рекоменду­ ется применять из-за возможности нарушения защиты

зоны сварки. Угол между

осью мундштука аргоно-дуго-

 

 

вой

горелки

и

плоско­

 

 

стью

свариваемого

из­

 

 

делия должен

 

быть

 

 

75—80° (рис. 98). При­

 

 

садочную

 

проволоку

 

 

располагают

под

уг­

 

 

лом

90°

относительно

 

 

оси

мундштука

горел­

Рис. 98. Схема расположения

приса­

ки, а угол между про­

волокой

и

изделием

дочной проволоки H горелки по отно­

должен

быть

15—20°

шению к свариваемому изделию

Употребление

газо­

 

 

вых смесей вместо технически чистых газов аргона или гелия в некоторых случаях повышает устойчивость горе­ ния сварочной душ, уменьшает разбрызгивание метал­

ла, улучшает формирование шва,

увеличивает

глубину

проплавления, а также воздействует на перенос

металла

у, увеличивает производительность

сварки.

 

Для сварки используются гелии и аргон — инерт­ ные газы, не образующие с другими элементами химиче­ ских соединений, за исключением некоторых гидридов, устойчивость которых находится только в узких интерва­ лах температуры и давления. В промышленности гелий получают из природных газов путем их сжижения.

Аргон несколько тяжелее воздуха, поэтому струя его хорошо защищает дугу и зону сварки. Дуга в аргоне отличается высокой стабильностью.

По ГОСТ 10157—62 аргон вырабатывают трех соста­ вов (табл. 43).

Сварка в азоте. При сварке меди и некоторых типов' нержавеющих сталей для защиты зоны дуги можно ис­ пользовать азот, полученный путем ректификации возду­ ха на кислородных установках. Азот инертен по отноше­ нию к этим материалам. Хранят и транспортируют азот в стальных баллонах черного цвета с желтой кольцевой полосой при давлении 150 атм.

При азотно-дуговой сварке электродами служат угольные или графитные стержни, применять вольфра-

234

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 43

 

 

Состав аргона различных

марок

 

 

 

 

 

 

Марка

 

 

Показателоказатель

 

А

Б

 

 

 

 

 

 

Содержание

аргона, %,

не ме-

 

99,90

 

 

 

 

99,99

99,96

Содержание

кислорода,

7о,

не

0,005

0,005

 

 

 

 

0,003

Содержание

азота, %,

не

бо-

 

0,10

лее

 

 

 

0,01

0,04

Содержание влаги при давле-,

 

 

нпи

7G0

мм рт. ст.,

г/см3,

 

0,03

не

более

 

 

0,03

0,03

мовые стержни нецелесообразно, так как образующиеся на их поверхности нитриды вольфрама легкоплавки, вследствие чего расход вольфрама резко-возрастает. При азотно-дуговой сварке угольным электродом напряжение дуги должно быть 22—30 в. Сварку выполняют постоян­ ным током прямой полярности, диаметр угольного элект­ рода 6—8 мм при токе 150—500 а. Расход азота состав­ ляет 3—10 л/мин. Установка для сварки в азоте анало­ гична установке для сварки в аргоне. Горелка должна иметь специальные сменные наконечники для закрепле­ ния угольных стержней.

В о п р о с ы д л я с а м о п р о в е р к и •

1. Какие газы являются

инертными и какие активными?

2. Для чего применяют

поддув обратной стороны шва?

Г Л А В А XVI

Т Е Х Н О Л О Г И Я И М П У Л Ь С Н О - Д У Г О В О Й И П Л А З М Е Н Н О Й С В А Р К И

§ 65. ИМПУЛЬСНО - ДУГОВАЯ СВАРКА

Сущность импульсио-дуговон сварки состоит в том, что сварочный ток в зону дуги подается кратковремен­ ными импульсами. Этот способ сварки может применять­ ся при использовании как плавящегося, так и неплавя-

235

щегося электродов. Сварочная дуга питается от двух источников тока.

При ішпульсно-дуговой сварке сварочная дуга под­ разделяется на дежурную дугу (вспомогательная дуга) и рабочую дугу. Дежурная дуга питается от обычного источника, который обеспечивает постоянную величину силы тока. Эта дуга горит беспрерывно. Рабочая дуга питается от специального импульсного генератора, соз­ дающего импульсный ток.

Процесс пмпульсно-дуговой сварки состоит в следую­ щем:

1)дежурная сварочная дуга, питаемая от обычного сварочного выпрямителя, горит беспрерывно, но величи­ на тока небольшая;

2)создание импульсного тока осуществляется нало­ жением импульсов иа постоянный по величине неболь­ шой ток дежурной дуги. Импульсный генератор за­ ряжает электрический конденсатор, посылающий крат­ ковременные импульсы, т. е. разряды па сварочную дугу.

Импульсный генератор состоит из выпрямителя и конденсатора. Обычно число импульсов, поступающих на сварочную дугу, равно частоте питающей сети (50гц) пли вдвое больше (100 гц).

Использование импульсов тока бывает весьма эффек­ тивным при сварке плавящимся электродом. Импульсы тока, посылаемые конденсатором иа сварочную дугу, упорядочивают перенос металла в дуге. Например, уве­ личение тока в импульсе в 4 раза увеличивает усилия, воздействующие на металл в 16 раз.

В результате подачи импульсов тока капля жидкого металла отрывается от электрода и как бы стремитель­ но летит вперед по направлению к оси электрода, вслед­ ствие чего упорядочивается перенос металла в сварочной дуге, улучшается формирование шва, возрастает глуби­ на проплавления основного металла и улучшаются условия сварки в вертикальном и потолочном поло­ жениях.

Применение импульсно-дуговой сварки особенно важ­ но при наложении корневого слоя, так как в этом случае обеспечивается стабильный провар свариваемых кромок без прожогов.

Обычно величина тока дежурной дуги при сварочном токе 350 а составляет порядка 1—10 а. Напряжение

236

холостого хода источника, питающего дежурную дугу 70-80 s, а напряжение основного сварочного импульсно­ го источника находится в пределах 50—60 в.

§ 66. ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА

Дуговая сварка выделила в настоящее время особый вид сварки — плазменную сварку, которая наряду с об­ щими признаками имеет существенные отличия от дуго­ вой сварки.

В плазменной сварке основным источником энергии для нагрева металла служит плазма — ионизированный и нагретый газ. Плазма представляет собой смесь элект­ рически нейтральных молекул газа и электрически заря­ женных частиц, электронов и положительных ионов. По­ этому наличие электрически заряженных частиц делает плазму чувствительной к воздействию электрических полей.

Плазма, вследствие наличия в ней электрически заря­ женных частиц, является электропроводной, и при дейст­ вии электрических полей в плазме возникают электриче­ ские токи. Чем выше степень ионизации, тем выше элект­ ропроводность плазмы. Токи в ней отклоняются под действием магнитных полей. Ускорения, сообщаемые за­ ряженным частицам действием электрических и магнит­ ных полей путем соударения, передаются нейтральным частицам газа, и весь объем плазмы получает направ­ ленное движение, образуя струю, поток или факел горячего газа.

Электрические поля, воздействуя на плазму, сообща­ ют энергию заряженным частицам, а через эти частицы и всей плазме. В результате такой передачи энергии тем­ пература плазмы может достичь 20 000—30 000° С.

Плазму получают различными способами. Самый простой и распространенный из них — нагрев газа в ду­ говом разряде.

Основное отличие плазменной сварки от дуговой заключается в использовании энергии разряда. Если при дуговой сварке находят применение процессы, про­ текающие в приэлектродных областях, на поверхностях электродов, то при плазменной сварке используется энергия столба сварочной дуги. Если при дуговой свар­ ке должно быть сохранено постоянство величины свароч­ ного тока, то при плазменной сварке необходимо иметь

постоянство подводимой мощности. Питание сварочной дуги, создающей плазменный факел, обеспечивают по­ стоянным или переменным током различной частоты.

Плазма

имеет несколько

регулируемых

параметров,

а именно:

сварочный ток п

напряжение,

угол наклона

струп, скорость и расход истечения газов, а также состав газа, геометрическую форму струи.

Для придания факелу плазмы необходимой формы применяют различного рода іГасадкн, позволяющие по­ лучать форму плазмы в виде цилиндра, конуса, диска, петли и т. д.

Г Л А В А XVII

О С О Б Е Н Н О С Т И С В А Р К И Н Е К О Т О Р Ы Х В И Д О В

КО Н С Т Р У К Ц И Й

§67. СВАРКА ТРУ5

Общие сведения. При сооружении трубопроводов сварные стыки труб могут быть поворотными, неповорот­ ными и горизонтальными (рис. 99).

Перед сборкой и сваркой трубы проверяют на соот­ ветствие требованиям проекта, по которому сооружается трубопровод, и техническим условиям. Основными тре-

Рис. 99. Сварные стыки труб:

а — поворотный, б — неповоротный, я — горизонтальный

бованпямн проекта, а также технических условии явля­ ются: наличие сертификата на трубы; отсутствие эллиле­ ности труб; отсутствие разностениостн труб; соответст­

вие

 

химического

состава

и

механических

свойств

металла

трубы

требованиям,ука­

 

 

 

 

занным

в

технических условиях

1

60"-70°

 

пли

ГОСТах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

подготовке

стыков

труб

 

 

 

 

под

сварку

проверяют

перпенди­

 

 

 

 

кулярность

плоскости

реза

трубы

 

 

 

 

к ее оси, угол

раскрытия

шва и

 

'2

*, II

-

т

величину притупления. Угол

рас­

крытия

Шва

ДОЛЖен

составлять

 

Р и с - 1 0 °- ,

Подготовка

г п

П 0

 

 

 

 

притупления

 

кромок труо под

сварку

60—/0 , а величина

 

Т О л Щ и н е

 

стенок

2—2,5 мм (рис. 100). Фаски енн-

8—12 мм

 

мают

с

торцов

труб

механиче­

 

 

 

 

ским

способом,

газовой

резкой

 

 

 

 

или

другими

способами,

обеспечивающими

требуемую

форму, размеры и качество обрабатываемых

кромок.

 

Разностенность толщин стенок свариваемых труб и

смещение их кромок не должны

превышать

10% от тол­

щины

стенки, но быть

не более

Змм. При стыковке труб

должен обеспечиваться равномерный зазор между сое­ диняемыми кромками стыкуемых элементов, равный 2—3 мм.

Перед сборкой кромки стыкуемых труб, а также при­ легающие к ним внутренние и наружные поверхности на длине 15—20 мм очищают от масла, окалины, ржавчины и грязи.

Прихватки, являющиеся составной частью сварного шва, выполняют те же сварщики, которые будут свари­ вать стыки, с применением тех же электродов.

При сварке труб диаметром до 300 мм прихватка вы­ полняется равномерно по окружности в 4 местах швом высотой 3—4 мм и длиной 50 мм каждая. При сварке труб диаметром более 300 мм прихватки располагают

равномерно по всей

окружности

стыка

через

каждые

250—300 мм.

 

 

 

 

При монтаже трубопроводов

необходимо стремиться

к тому, чтобы по возможности больше

стыков сварива­

лось в поворотном

положении. Трубы,

толщина

стенки

которых составляет

12 мм, сваривают в три слоя. Пер­

вый слой создает местный провар в корне шва н надеж­ ное сплавление кромок. Для этого необходимо, чтобы

239

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ