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

наплавленный металл образовал внутри трубы узкий ниточный валик высотой 1 —1,5 мм, равномерно распре­ деляющийся по всей окружности. Для получения прова­ ра без сосулек и грата движение электрода должно быть возвратно-поступательным с непродолжительной задер­ жкой электрода на сварочной ванне, незначительным по­ перечным колебанием между кромками и образованием небольшого отверстия в вершине угла скоса кромок. От-

1—2 мм больше установленного зазора между трубами. Сварка поворотных стыков. ПерЕый слой высотой 3—4 мм сваривают электродами диаметром 2—3—4 мм. Второй слой наплавляется электродами большего диа­ метра и при повышенном токе. Первые два слоя можно

выполнить одним из следующих способов:

1. Стык делят на четыре участка. Вначале сваривают участки 1—2, после чего трубу поворачивают па 180° и заваривают участки 3 и 4 (рис. 101). Затем трубу пово­ рачивают еще на 90° и сваривают участки 5 и 6, затем поворачивают трубу на 180° и сваривают участки 7 и 8.

2. Стык делят на четыре участка. Вначале сваривают участки / и 2, затем поворачивают трубу на 90° и свари­ вают участки 3 и 4 (рис. 102). После сварки первого слоя трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 5 и 6, затем поворачивают трубу на 90° и сваривают участки 7 и 8.

ступенчатым способом отдельными участками (рис. 103).

240

Третий слой во всех рассмотренных выше способах накладывают в одном направлении при вращении трубы. На трубах диаметром до 200 мм можно не делить стык

Рис. 102. Схема сварки стыка трубы по второму методу

Рис. 103. Схема сварки стыка труб большого диаметра:

а — первого шва, б — второго шва

Рис. 104. Схема сварки стыка труб малого диаметра

Рис. 105. Схема наложения слоев шва при сварке неповоротных сты­ ков труб диаметром до 400 мм (цифрами показана последователь­ ность сварки участков по слоям, а стрелками — направление сварки)

на участки и сваривать его сплошным швом с поворотом трубы в процессе сварки (рис. 104). Второй и третий слои выполняются аналогично первому, но в противопо­ ложных направлениях. Во всех случаях необходимо каж-

дып последующий слой перекрывать предыдущим па 10—15 мм.

Сварка кеповоротных стыков. Неповоротные стыки труб при толщине стенок до 12 мм свариваются в три слоя. Высота каждого слоя не должна превышать 4 мм, а ширина валика, должна быть равной двум-трем диа­ метрам электрода!

Стыки труб диаметром более 300 мм свариваются обратно-ступенчатым способом. Длина каждого участка

б)

Первый слон образуется при поступательно-возврат­ ном движении электрода с задержкой дуги на сварочной ванне. Величина тока устанавливается в 140—170 а, что позволяет проплавлять кромки стыка с образованием узкого ниточного валика высотой 1 —1,5 мм на его внут­ ренней стороне. При этом па свариваемые кромки не должны попадать крупные брызги расплавленного ме­ талла и сварка должна быть выполнена без прожогов. Для этого дугу необходимо держать короткой, а отрывая от ванны, удалять ее не более чем на 1—2 мм. Перекры­ тие начала и конца смежного слоя должно составлять 20—25 мм.

Режим для сварки второго слоя тот.же, что и для свар­ ки первого слоя. Электрод при сварке второго слоя дол­ жен иметь поперечные колебания от края одной кромки к краю другой кромки.

При сварке поверхность каждого слоя может быть вогнутой (рис. 106, а) или слегка выпуклой (рис. 106,6). Чрезмерная выпуклость шва особенно при потолочной сварке (рис. 106, в) может быть причиной непровара.

242

Для облегчения наблюдения за зоной сварки в на­ правлении ведения последнего слоя, предпоследний слой накладывают в области кромок так, чтобы его поверх­

2—3 мм и шириной на 2—3 мм большей, чем ширина разделки кромок. Он должен иметь плавный переход от наплавленного металла к основному.

Сварка горизонтальных стыков. При сборке горизон­ тальных стыков труб нет необходимости полностью сни­ мать кромки, нижней.трубы, достаточно лишь раскрыть

Рис. 108. Схема разделки кромок горизонтальных стыков ответственных (а) и неответственных (б) трубопроводов и их сварки (О); цифрами указан порядок наложения слоев

ее на угол 10—15°, что улучшает процесс сварки без из­ менения ее качества (рис. 108, а) . При сборке неответст­ венных трубопроводов на нижней трубе фаска совсем не снимается (рис. 108,6).

Лучшим методом сварки горизонтальных стыков яв­ ляется сварка отдельными валиками небольшого сече­ ния. Первый валик накладывают в вершине шва (рис. 108,6), электродами диаметром 4 мм (при токе 160— 190 а) при возвратно-поступательном движении электро­ да с обязательным образованием на внутренней стороне

Второй валик накладывают так, чтобы он перекрывал первый при возвратно-поступательном движении элект­ рода и его небольшом колебании от края нижней кромки до края верхней кромки. Сварка выполняется в том же направлении, что и сварка первого слоя (валика). Затем

ток увеличивают до 250—300 а и сваривают третий ва­ лик электродами диаметром 5 мм, что повышает произ­ водительность сварки. Третий валик накладывают в про­ тивоположном направлении, чем сваривался первый шов. Он должен перекрывать 70% ширины второго валика. Четвертый валик укладывают в том же направлении, но располагают в углублении между третьим валиком и верхней кромкой.

При сварке стыка трубы более, чем в три слоя, на­ чиная с третьего слоя, каждый последующий выполня­ ется в противоположном направлении, чем лредыдущий. Трубы диаметром до 200 мм сваривают сплошными шва­ ми, а диаметром более 200 мм — обратно-ступенчатым методом.

§ «8. СВАРКА С О С У Д О В И РЕЗЕРВУАРОВ

К сосудам относятся паровые котлы, цистерны для сжиженных газов, химическая аппаратура и т.д., в ко­

Рас. 109. Узлы сосуда:

Вначале собирают карты из листов, которые свари­ вают между собой. Затем сваренные карты изгибают по радиусу в вальцах для получения заготовки обечайки. Потом сваривают продольный шов с последующей прав­ кой (обкаткой) сваренной обечайки на вальцах.

Сваренные и отвальцованные обечайки собирают между собой, с патрубками и сферическими днищами. Кольцевые швы сваривают участками обратно-ступен-

244

чатым способом. Патрубки приваривают либо в одном

Сваренные сосуды обязательно проходят специаль­ ный контроль на прочность и плотность сварных соеди­ нений.

Резервуары, являющиеся листовыми конструкциями, по форме бывают цилиндрическими и шаровыми (сфе­ рическими). Цилиндриче­ ские резервуары подразде­ ляются на вертикальные и горизонтальные. Технология сборки и сварки горизон­ тальных резервуаров анало­ гична технологии сборки и сварки сосудов.

днище и корпус вертикального резервуара сваривают ав­ томатической сваркой на заводе, а затем свертывают в рулой и отправляют на место монтажа. Кровлю также изготовляют по узлам на заводе и отправляют на место монтажа отдельными узлами (щитами).

При монтаже резервуаров ручной сваркой выполня­ ют кольцевой шов, соединяющий корпус резервуара с днищем, замыкающий шов корпуса резервуара и другие сварочные работы. Кольцевой шов выполняют обратноступенчатым способом, а замыкающий шов—снизу вверх участками. Сферические резервуары собирают из от­ дельных элементов (лепестков), изготовленных методом холодной или горячей штамповки, методом взрыва или вальцовки.

Сварку лепестков выполняют в специальных мани­ пуляторах ручной или автоматической сваркой.

§69. СВАРКА РЕШЕТЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Крешетчатым конструкциям относятся фермы, фа­ хверки, мачты, различные опоры и т. д. Они изготавли­ ваются из профильного металла (двутавровых балок,

245

уголка, листа, труб, швеллера и т.д.). В решетчатой кон­ струкции вначале, сваривают все короткие швы, соеди­ няющие между собой однотипные элементы, применяя обратно-ступенчатый метод. Затем выполняют сварку данных длинных швов также обратно-ступенчатым спо­ собом, соблюдая определенную очередность наложения швов.

Г Л А В А XVIII

Д Е Ф Е К Т Ы И К О Н Т Р О Л Ь С В А Р Н Ы Х

СО Е Д И Н Е Н И Й

§7С. ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ ШВОВ

Классификация дефектов. Дефектами сварных соеди­ нений принято называть отклонения от норм, предусмот­ ренных ГОСТами, техническими условиями и чертежами проектов. В этих нормах предусматриваются: геометри­ ческие размеры сварных швов (высота и ширина), сплошность, герметичность, мех-анпческая прочность, пластичность, химический состав и структурные состав­ ляющие металла шва.

Дефекты сварных швов и соединений по природе их образования и по расположению весьма разнообразны. По природе образования можно выделить следующие ос­

кромках или вблизи шва; эти дефекты могут воздейство­ вать на формирование шва;

в) вызываемые плохой свариваемостью основного

246

металла (склонность к образованию холодных и горячих трешин в основном соединении) ;

г) образующиеся в результате несоответствия хими­ ческого состава и технологических свойств присадочных материалов;

д) образующиеся из-за нарушения технологическо­ го процесса сварки или термической обработки (несоот­ ветствие структурных составляющих, подрезы, поры, непровары, прожоги, шлаковые включения, ослабленные швы) ;

е) возникающие во время сварки или при охлажде­ нии конструкции из-за несоответствия зажимных при­ способлений, кондукторов и прочей оснастки;

ских размеров шва (излишнее или недостаточное усилие, неравномерность ширины шва), чрезмерная чешуйчатость, иезаплавленные кратеры, подрезы, поры, прожоги, шлаковые включения и трещины, выходящие на поверх­ ность.

Внутренние дефекты — это непровары между свари­

неравномерной шириной и высотой шва, наличием на­

247

П р о ж о г и (рис. 111,6) образуются в результате большой величины сварочного тока, из-за малого при­ тупления кромок свариваемого изделия, большого зазо­ ра между свариваемыми кромками, а также при нерав­ номерной скорости сварки. Прожоги являются недопус­ тимыми дефектами п подлежат исправлению.

ми валиками, основным и наплавленным металлом и не­ заполнение металлом расчетного сечения шва (рис. 111, ѳ ) . При V—образной разделке кромок могут быть непрова­

и тавровых швах и могут стать причиной разрушения конструкции в результате повышенных концентраций на­ пряжений и уменьшения площади поперечного сечения металла шва.

Т р е щ и н ы (рис. 11, г) являются наиболее опасными дефектами. Возникновение трещин связано с химическим составом основного и наплавленного металла, а также со скоростью охлаждения сварного соединения и с жест­ костью свариваемого контура.

Трещины, образовавшиеся в процессе сварки, назы­ ваются горячими, а после охлаждения металла — холод­ ными.

Трещины снижают статическую, динамическую и виб­ рационную прочность конструкции. В результате дина­ мических нагрузок трещины быстро развиваются (уве­ личиваются в размере) и приводят к разрушению кон­ струкции. На образование трещин влияет температура окружающей среды (чем ниже температура окружаю-

248

щей среды, тем больше вероятность образования тре­ щин). При сварке низкоуглеродистых сталей трещины встречаются редко.

Г а з о в ы е п о р ы (рис. 111,0) образуются в шве вследствие перенасыщения расплавленного металла сва­ рочной ванны газами. Поры могут быть внутренними, не выходящими на поверхность сварного шва, и наружны­ ми, выходящими на поверхность шва. Они могут быть

собой загрязнение металла. Это чаще всего шлаки, не успевшие всплыть на поверхность металла в процессе кристаллизации. Неметаллические включения уменьша­ ют рабочее сечение шва и приводят к понижению проч­

способления, контрольно-измерительные приборы, ин­ струмент, аппаратуру и приборы для проведения дефек­ тоскопии.

Обязательно должна быть проверена квалификация сварщиков, контролеров-дефектоскопистов и инженернотехнических работников, занимающихся вопросами конт­ роля сварных швов.

П о о п е р а ц и о н н ы й к о н т р о л ь включает:

а) контроль подготовки деталей под сварку, режимов сварки и правильности наложения швов;

б) контроль в процессе сварки за состоянием обору­ дования, за качеством и соответствием присадочных ма­

работки (если она предусмотрена требованиями техно­ логического процесса).

249