![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Фоминых В.П. Электросварка учеб. для проф.-техн. училищ
.pdfиспарении |
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 |
-гП 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