книги из ГПНТБ / Евсеев, Роман Евгеньевич. Новое в технологии электромонтажных работ

Этот ручей должен быть выполнен с большей точностью, чем для обычных газоводопроводных труб; его диаметр не должен

превышать больше, чем на 0,6 мм номинальный наружный

диаметр трубы. При больших отклонениях в размере ручья неизбежно сминание трубы. Труба перед гнутьем жестко за­

крепляется к сектору при помощи скобы, охватывающей трубу. При вращении сектора по часовой стрелке он как бы навивает на себя трубу.

закрепляющий трубу на секторе; 5 — ось вращения сектора; 6 — катающаяся желобчатая рейка; 7 — направляющие ролики; 8 — формующий ролик; 9 — направляющий ролик

Трубогибы, изображенные на рис. 28, отличаются друг от

друга устройствами, предотвращающими сминание труб при

гнутье. Трубогиб по схеме а имеет приспособление для фор­

мовки трубы изнутри, так называемый дорн — длинный ци­ линдрический стержень диаметром, соответствующим внутрен­ нему диаметру изгибаемой трубы. При изгибании труба наде­

вается на дорн и закрепляется к сектору хомутом. Конец дорна расположен в том месте, где при поворачивании сектора начи­ нается изгибание трубы (в месте сопряжения уже изогнутой и прямолинейной частей трубы). При вращении сектора он

52

тянет за собой трубу, которая, загибаясь, стягивается с дорна.

Деформация стенок трубы (сжатие внутренних волокон и рас­

тяжение наружных) происходит у конца дорна, заполняю­ щего в этом месте внутреннюю полость трубы. Стенки трубы

На трубогибах с дорном целесообразно выполнять гнутье только коротких отрезков труб, например, заготовку стандарт­ ных колен. Выполнение изгибов на длинных трубах сопряжено с неудобствами и поэтому не может быть рекомендовано.

Большим недостатком этого трубогиба является значительное трение между трубой и дорном при движении трубы, что при­ водит к невозможности изгибания окрашенных труб. Кроме того, длинный дорн, равный по длине трубе, которая изги-

Рис. 29. Приспособление существующих трубогибов с вращаю­ щимся сектором для гнутья тонкостенных труб:

а — трубогиб для гнутья труб диаметром до 33 мм', б — трубогиб типа ВГС-10 для гнутья труб диаметром до 60 мм

бается, увеличивает габариты трубогиба и затрудняет выпол­ нение операций по изгибу. Особенно сложно на подобных тру­ богибах выполнять несколько изгибов на одной трубе в раз­

ных плоскостях.

В трубогибе по схеме б используется принцип формовки

трубы снаружи при изгибе (создается равностороннее сжа­

тие трубы снаружи в месте изгиба). Это достигается при по­ мощи зажатия трубы, лежащей в ручье сектора, между стен­ ками ручья и прямолинейной рейкой. Последняя при враще­ нии сектора перемещается по роликам 7, чем значительно

снижается трение.

Равностороннего сжатия трубы при изгибе — формовке снаружи — можно достичь и более простым способом при по­

мощи нажимного, формующего ролика (рис. 28, в). В этом

случае труба в месте изгибания зажимается между сектором и роликом 8. Дополнительный ролик 9 направляет трубу и не

53

дает ей возможности отходить в сторону, предотвращая та­ ким образом сминание.

Схема с формующим роликом предложена трестом Уралэлекгромонтаж, который использовал ее для переделки рас­ пространенных трубогибных станков типа ВГС-10 для гнутья тонкостенных труб (рис. 29). При переделке трубогибов типа

ВГС-10 или других необходимо иметь в виду следующее: 1) ручьи на секторе и роликах, как уже отмечалось, должны

быть на 0,6 мм больше номинального диаметра изгибаемой

трубы и 2) формующий и направляющий ролики должны иметь устройства для плотного поджатия их к трубе.

В заключение следует отметить, что трубогибы для тонко­ стенных стальных труб с формующими роликами являются

наиболее простыми и удобными, хорошо зарекомендовавшими себя в работе. Главэлектромонтажем Минстроя РСФСР при­ няты меры к серийному выпуску таких трубогибов.

III. АРГОНО-ДУГОВАЯ СВАРКА АЛЮМИНИЕВЫХ ШИН

1. Общие сведения

Сварка алюминиевых тонкопроводящих шин с целью их соединения прочно вошла в настоящее время в практику при монтаже электротехнических установок. Это объясняется большими преимуществами сварных соединений перед болто­ выми. При использовании сварки значительно повышается производительность труда монтажников, экономятся крепеж­ ные материалы, повышается надежность электроустановок за счет создания сплошных электрических цепей, экономится большое количество электроэнергии в эксплуатации вслед­ ствие устранения потерь энергии в контактных соединениях.

В зависимости от местных условий применяется электриче­ ская или газовая ручная сварка с использованием флюсов для удаления пленки окиси алюминия и защиты сварочной ванны от окисления в процессе сварки. Наибольшее распространение получила электросварка угольным электродом на постоянном токе вследствие относительно большей производительности и хорошего качества получаемых с ее помощью соединений.

Одной из особенностей обычной ручной электрической или

газовой сварки алюминиевых шин с применением флюсов яв­

ляется то, что соединения можно выполнять только в нижнем

положении в специальных приспособлениях, формующих свар­ ные швы снизу и с боков для предотвращения растекания жидкого алюминия из сварочной ванны.

По этой причине затруднена, а в ряде случаев и просто невозможна сварка неповоротных стыков смонтированных секций шинопроводов, в частности шинопроводов коробчатого

54

или трубчатого сечения. Остатки флюса и шлаки необходимо удалять после сварки, так как они могут повести в присутствии влаги к коррозии алюминия. Но это не всегда возможно в монтажных условиях, в особенности, когда контактные сое­ динения выполнены внахлестку, при сварке пакетов шин и гиб­ ких температурных компенсаторов. Последнее обстоятельство сильно затрудняет использование сварки в установках, нахо­ дящихся на открытом воздухе и в сырых помещениях.

От упомянутых обычных методов сварки выгодно отли­ чается сварка в среде защитного газа, позволяющая осуще­

ствлять швы в любых пространственных положениях и совер-

Рис. 30. Принцип электродуговой сварки неплавящимся эле­ ктродом в среде защитного газа:

1,2 — свариваемые детали; 3 — вольфрамовый электрод; 4 — сопло горелки; 5 — присадочный пруток; 6 — защитный газ; 7 — сварной шов; 8 — провода к сварочной установке

шенно устраняющая опасность коррозии соединений от остатков флюсов, так как вообще отпадает надобность в их приме­ нении. Важным преимуществом этого вида сварки является также и то, что ее выполнение может производиться на пере­

менном токе, что даст возможность использовать обычное широко распространенное в монтажных организациях свароч­ ное оборудование переменного тока (трансформаторы).

Принцип электродуговой сварки в среде защитного газа

заключается в том, что сварочная ванна, концы электрода и присадочного прутка, определенные участки шва и околошов-

Этот газ подается в зону сварки через сопло специального электрододержателя-горелки. В качестве защитного газа чаще всего применяется аргон, поэтому и сварка получила назва­

ние аргоно-дуговой.

55

Аргоно-дуговая сварка заслуженно получила распростра­ нение в ряде отраслей промышленности, где используется алюминий и его сплавы, например в авиастроении, судострое­ нии, химическом машиностроении и др. Известным тормозом к распространению в прошлом аргоно-дуговой сварки в элек­ тромонтажном производстве являлась дефицитность аргона. В настоящее время выпуск аргона резко возрастает, что обес­ печит широкое внедрение этого прогрессивного способа сварки и в электромонтажную практику. Ее использование будет спо­ собствовать индустриализации работ по монтажу цельносвар­ ных шинопроводов и ошиновок распределительных устройств вследствие возможности сваривать неповоротные стыки смон­ тированных секций шин, изготовленных заводским путем.

Аргоно-дуговая сварка может выполняться как плавя­ щимся электродом, который подается непрерывно в зону сварки специальным устройством, так и неплавящимся (чаще всего вольфрамовым) электродом. В последнем случае приса­ дочный материал вводится в шов извне из прутка, погружае­ мого периодически в сварочную ванну. Практически для вы­ полнения сварки вольфрамовый электрод закрепляется в спе­ циальном держателе внутри сопла, через которое к месту сварки подается аргон. Оборудование для сваркинеплавя­

щимся электродом значительно проще, чем для сварки пла­

вящимся электродом. Кроме того, имеет место определенная дефицитность специальной калиброванной, твердотянутой алюминиевой проволоки, необходимой для сварки плавящимся электродом. Поэтому следует рекомендовать первоочередное внедрение в электромонтажную практику первого способа.

Особенностью аргоно-дуговой сварки, как уже отмечалось, является то, что для разрушения тугоплавкой пленки окиси,

покрывающей алюминий и препятствующей сварке, не тре­

буется применения флюсов. Окись разрушается в процессе сварки в результате действия дуги вследствие явления так на­

зываемого катодного распыления, вызываемого «бомбарди­ ровкой» потоком ионов. Оно наблюдается при сварке на пере­ менном токе только в те полупериоды тока, когда свариваемые изделия являются катодом. Разрушение окиси может быть эф­ фективным только в случае очень малой толщины окисной пленки. Поэтому перед сваркой требуется тщательная очистка свариваемых кромок и присадочных прутков. Очистка необ­ ходима также для уменьшения количества окиси, попадающей в швы, так как при сварке происходит только «взламывание», но не полное удаление окиси (в противоположность тому, что наблюдается при использовании флюсов, когда окись перево­ дится в легкоплавкий шлак, всплывающий на поверхность

сварочной ванны).

Другой важной особенностью аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом на переменном токе является эф­

56

фект частичного выпрямления тока, что приводит к образо­ ванию постоянной составляющей1 тока, затрудняющей сварку. Это объясняется тем, что при наличии постоянной составляю­ щей тока катодное распыление пленки окиси уменьшается,

что отрицательно влияет на качество образования швов; про­ цесс сварки делается неустойчивым, наблюдается значитель­ ное разбрызгивание металла. Применением специальных мер, о которых будет сказано ниже, удается снизить величину по­

стоянной составляющей тока до значений, при которых она практически не влияет на процесс сварки.

2. Аппаратура и материалы

Для устойчивого горения дуги при аргоно-дуговой сварке

лее. Повышенная опасность такого напряжения, даже не­ смотря на наличие в установках специальных блокировок, де­

лает его мало пригодным для монтажных условий. Поэтому

Рис. 31. Принципиальная электрическая схема поста аргоно-дуговой сварки неплавящимся электродом на переменном токе:

1 — сварочный трансформатор; 2— дроссель; 3 — осциллятор; 4 — балластный реостат; 5 — баллон с аргоном; 6 — кислородный редуктор; 7 — держатель для электрода (горелка); 8 — ротаметр; 9 — манометр

с целью использования обычных, широко распространенных,

сварочных трансформаторов, имеющих напряжение холостого хода в среднем 65 в, приходится применять осцилляторы — высоковольтные высокочастотные аппараты, стабилизирую­

1 Постоянная составляющая — выпрямленный ток постоянного направ­ ления, накладывающийся на сварочный ток переменного направления.

57

щие процесс горения сварочной дуги и облегчающие ее воз­ буждение.

На рис. 31 приведена принципиальная схема поста аргоно­ дуговой сварки неплавящимся электродом на переменном токе. Эта схема вследствие своей относительной простоты наи­ более рекомендована для монтажных условий. В качестве источника тока применяются сварочные трансформаторы типа

СТЭ-34 или СТЭ-23 с дросселями РСТЭ. При выборе осцил­ ляторов необходимо учитывать, что они, как аппараты, имею­ щие высокочастотные колебательные контуры, способны соз­ давать помехи радиоприему. Следует применять осцилляторы, снабженные фильтрами для устранения радиопомех (напри­ мер осциллятор типа ОСЦВ-1 конструкции ВИСХОМ1 или типа ОСПЗ-1). В зависимости от напряжения первичной об­ мотки трансформатора осциллятора он включается либо непо­ средственно в сеть, либо к обмотке 65 в сварочного трансфор­ матора. Клеммы высокочастотной цепи осциллятора присое­ диняются непосредственно к горелке и к свариваемому изде­ лию, т. е. параллельно сварочной дуге. Напряжение этой вы­ сокочастотной цепи —порядка 250043000 в, поэтому про­ вода от осциллятора должны иметь соответствующую изоля­ цию. Лучше всего применять для этой цели автомобильные провода «магнето» или же на обычные провода марки ПРГ надевать хлорвиниловые трубки.

Чтобы уменьшить постоянную составляющую тока, возни­ кающую, как уже отмечалось, при аргоно-дуговой сварке,

всхемы сварочных постов вводят балластные реостаты, пред­

ставляющие собой омическое сопротивление. В качестве та­ кого сопротивления используются балластные реостаты ти­

пов РБ-200 или РБ-300 завода «Электрик», которые, кроме

снижения постоянной составляющей тока, служат также и для регулирования (совместно с дросселем), в известных

пределах, сварочного тока.

Для этой же цели вместо балластных реостатов в зави­ симости от местных условий могут применяться автомобиль­

ные аккумуляторы. Емкость батареи аккумуляторов в амперчасах должна превышать в 1,5-—2 раза силу сварочного тока

вамперах. Батарея включается последовательно в сварочную цепь и присоединяется к держателю электродов (горелке) своим положительным полюсом. При постоянном использова­ нии сварочного поста аккумуляторная батарея не требует спе­

циальной зарядки.

Существует много различных типов электрододержателей

(горелок) для аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электро­

скохозяйственного машиностроения.

58

практики следует назвать электрододержатели типов ЭЗР-1-54 и ЭЗР-2-54 конструкции ВНИИАВТОГЕН и типа АР-9 НИАТ1 (рис. 32). Первые два электрододержатели без

водяного охлаждения и поэтому наиболее удобны для мон­

тажных условий. Горелка ЭЗР-2-54 аналогична по конструк-

пускает установку электродов большего диаметра. Горелка АР-9 имеет водяное охлаждение, что делает ее наиболее удобной в условиях монтажных мастерских и заводов, где

требуется длительная непрерывная работа. Некоторые дан­

ные указанных горелок приводятся в табл. 10.

Горелки снабжаются сменными цангами для закрепления электродов того или иного диаметра и соплами, которые могут быть как металлическими (медь, жаропрочная сталь), так и изготовленными из керамики. Последние очень удобны для

монтажных условий, в особенности для сварки угловых швов,

когда необходимо предотвратить закорачивание дуги при ка­ сании соплом к свариваемым изделиям. Для пуска аргона,

1 НИАТ — Научно-исследовательский институт авиационной техноло­

гии.

59

а также регулировки его расхода горелки имеют соответствую­

щие краники с маховичками.

Таблица 10

Данные горелок для аргоно-дуговой сварки вольфрамовым электродом

Аргон поставляется в баллонах, аналогичных кислородным, при давлении в 150 ати. Они имеют отличительную окраску: верхняя часть окрашена в белый цвет, нижняя —в черный

с надписью «Аргон чистый». Для снижения давления аргона,

при котором он заключен в баллоны до рабочего давления, применяются кислородные редукторы. Рекомендуется выби­ рать редукторы на малые расходы газа (4—5 м3/час) и не­ большое рабочее давление (3 ати), однако могут быть исполь­

зованы любые кислородные редукторы, например типов

РК-50, РДС-50 и др.

Кроме манометра низкого давления, имеющегося на редук­

торе и снабженного грубой шкалой, необходимо дополнительно иметь манометр со шкалой до 0,5 ати.

Для регулирования расхода аргона желательна установка специального прибора — ротаметра, однако при его отсутствии расход аргона может быть определен и косвенно по мано­

метру со шкалой до 0,5 ати. Рекомендуются ротаметры типа РКС-6,5 треста Теплоконтроль, градуированные непосред­ ственно на расход аргона, или ротаметры РК-3 Московского завода «Манометр»,

Кроме указанной аппаратуры, полезно оснастить установки для аргоно-дуговой сварки контрольными приборами для из­ мерения силы сварочного тока и постоянной составляющей

соответственно амперметрами переменного и постоянного тока. Основными материалами для аргоно-дуговой сварки алю­ миниевых шин являются: аргон, вольфрамовые электроды и

алюминиевые присадочные прутки.

Аргон — инертный газ без цвета и запаха. Добывается из воздуха как побочный продукт при производстве кислорода.

К аргону для сварки алюминия предъявляются большие тре­

бования в отношении чистоты от посторонних примесей. Для этой цели должен применяться «Аргон чистый» I состава по

ТУ МХП 4315—54 с общим содержанием примесей не более

0,3% (в том числе азота 0,24%, кислорода 0,05% и углекис­ лого газа 0,01%). Аргон поставляется в баллонах, как об этом уже было сказано выше. Каждый баллон снабжается

60

паспортом, вкладываемым под колпак баллона. Аргон, яв­ ляясь нейтральным газом, не горит и не поддерживает горе­ ния и в этом смысле не является взрывоопасным. Однако при неосторожном обращении1 с баллонами возможен взрыв в ре­

зультате повреждения баллона.

В качестве неплавящегося электрода при сварке приме­

няется вольфрамовая проволока диаметром от 1 до 8 мм, ко­ торая поставляется по МПТУ 2402-49. Расход вольфрама не­ значителен, так как этот весьма тугоплавкий металл (темпе­ ратура плавления— 3600°) практически не окисляется при на­ гревании дугой в струе аргона.

К присадочным алюминиевым пруткам в отношении чис­ тоты материала предъявляются те же требования, что и к ос­ новному (свариваемому) материалу: в частности, при сварке

шин для присадки должна употребляться проволока из алю­ миния марки А-1. При отсутствии проволоки круглого сечения присадочные прутки могут быть нарезаны из алюминиевых шин или листов соответствующей толщины. Резка прутков

должна производиться с возможно большей точностью, чтобы сечение их по всей длине было одинаковым. Они должны быть тщательно очищены от окиси алюминия, для чего в те­ чение 1 мин. протравливаются в водном растворе едкого нат­ ра (50 г едкого натра на 1 л воды), а затем промываются в хо­ лодной воде и тщательно сушатся.

В случае невозможности по каким-либо причинам произ­ вести травление прутков очистка их от окиси может быть вы­ полнена стальной щеткой или наждачной бумагой. Очищен­ ные прутки следует хранить в пергаменте или целлофане. Прутки, не использованные в течение 3—5 дней, должны быть снова подвергнуты очистке.

Следует особенно подчеркнуть важность тщательной

очистки присадочных прутков от окиси, так как их доля в фор­

мировании шва относительно велика по сравнению с основ­ ным металлом; поэтому при плохо очищенных прутках воз­ можно засорение швов окисью алюминия в большей степени,

чем при недостаточно зачищенных свариваемых кромках.

Кроме того, наличие окиси затрудняет капельный процесс сплавления прутков в сварочную ванну и соответственно фор­ мирование качественных швов.

3, Технология аргоно-дуговой сварки

Аргоно-дуговая сварка может с успехом применяться во всех случаях для изготовления деталей и узлов ошиновок и секций шинопроводов из алюминия, а также для их соедине-

1 Обращение с баллонами (транспортировка, хранение, погрузка) дол­ жно производиться в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», утвержденных Гостех­ надзором СССР 17 декабря 1956 г.

61