книги / Технология металлов

нозернистое строение и соответственно обладает пониженной вязкостью. На участке 3—4 при 900—1100° С металл, нагревае­ мый выше критической точки ЛС3, самопроизвольно подвергал­ ся нормализации, в результате чего образовалась более мелко­ зернистая структура, чем у основного металла, не подвергающе­ гося нагреву. Соответственно и механические свойства его не­ сколько выше. Участок 4—5, имевший нагрев от точки ЛС до точ­ ки ЛС3, характеризуется частичной перекристаллизацией. На этом участке наряду с крупными зернами имеются и мелкие,

Содержание углерода,;

прошедшие превращение. Область, охватывающая участок 5—б, по структуре не имеет отличий от основного металла, как и на участке 6—7, называемом участком синеломкости.

Величина зоны термического влияния около сварного шва в зависимости от свариваемых сталей и способов дуговой сварки находится в пределах от 2 до 6 мм.

При сварке малоуглеродистых сталей независимо от способа сварки структурные изменения в малой степени отражаются на механических свойствах. При сварке конструкционных сталей повышенной прочности в зоне термического влияния в процессе сварки могут образоваться закалочные структуры, которые сни­ жают пластические свойства сварных соединений и могут явить­ ся причиной образования трещин.

5.СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

Всварочном производстве имеются общепринятые типы

способа сварки. При сварке металла толщиной до 2 мм применя­ ют отбортовку и присадочным материалом является разваривае­ мый бортик. Для металла толщиной 2—12 мм используют бес-

медной подкладке или на стальной остающейся подкладке. Оста­ ющаяся подкладка должна быть проверена на 7з—7г своей тол­ щины. Детали толщиной до 6—12 мм при бесскосном соединении сваривают двусторонним стыковым швом. Обычно в данном слу­ чае сварку ведут толст’ообмазанными электродами. При толщинесвариваемых деталей до 20 мм применяются стыковые U-образ- ные соединения (pitc. 210).

Разделку кромок производят под углом 55—60°. В ответствен­ ных конструкциях осуществляют подварку после подрубки с об­ ратной стороны на глубину 3—6 мм. Величину притупления при­ нимают 2,5 мм, величину зазора-— 3—3,5 мм, величину усиления шва 2—4 мм и величину усиления подварки 1,5—2 ммЛСтыковые

U-образные соединения без подварки (рис. 210, II) применяют­ ся для сварки неответственных конструкций.

Если свариваемые конструкции имеют толщину свыше 15 мм, рекомендуется применять стыковые Х-образные соединения (рис. 211). Такие сварные соединения обладают высокой проч­ ностью при любых нагрузках. Величину угла и другие величины принимают такими же, как и при U-образном стыковом соеди­ нении.

Сварные соединения внахлестку изготовляют с лобовыми или с фланговыми швами (рис. 212). При сварке внахлестку расхо­ дуется большее количество металла, чем при стыковой сварке. Но нахлесточные соединения не требуют точной обработки кро­ мок и проще в сборке. Соединения внахлестку с лобовыми швами

1Н1И111Н1111IHII1II

ПНИНWII111II(11111 1

в

Рис. 212. Сварные соединения внахлестку:

а — слабовой сварки; б — с фланговым швом

применяются преимущественно при изготовлении различных ем­ костей — резервуаров, цистерн, сосудов и других подобных кон­ струкций. При этом виде сварки размеры перекрытия соединяе­ мых элементов применяются равными трехили пятикратной толщине соединяемого элемента. Сварные соединения с фланго­ выми швами применяют при изготовлении профильных материал лов, величину перекрытия рассчитывают.

Тавровые соединения выполняют приваркой одной детали к другой под углом 90° (рис. 213). Соединения без скоса кромок на

качества электрода и скорости сварки. Глубина проплавления при сварке в основном зависит от режима сварки, силы тока и применяемых электродов. При нормальных режимах сварки и использовании толстопрокатных электродов глубина проплавле­ ния находится в пределах 2—5 мм. Сварку вертикальных швов производят в основном снизу вверх, чтобы расплавленный ме­ талл меньше стекал вниз. Для потолочной сварки применяют электроды с тугоплавкими покрытиями, которые расплавляются позднее металла электрода. Поэтому на конце такого электрода образуется чашечка, в которой удерживается металл от сте­ нания.

При сварке двумя электродами одним из них проваривается корень шва. Для этого электрод располагают под углом 30° к свариваемой плоскости и не производят колебательных движе­ ний. Вторым электродом сваривают остальную часть и совершают как продольные, так и поперечные (колебательные) движения. Производительность при сварке двумя электродами выше на 50— 60% по сравнению со сваркой одним электродом, но этот про­ цесс сварки требует высококвалифицированного исполнения.

Для сварки спаренными электродами один электрод по от­ ношению к другому сдвигают на 30—40 мм, соединяют друг с другом, связывают проволокой или сварной точечной сваркой и обмазывают. Конец одного электрода закрепляют в электрододержателе, а концом другого электрода зажигают дугу. Процесс сварки ведут при силе тока, на 15—20% большей, чем при сварке одним электродом. В связи с увеличением силы тока и лучшим использованием тепла электрической дуги производительность сварки при этом способе также повышается.

Для сварки пучком соединяют три, четыре и более покрытых электрода и зажимают их в электрододержателе так, чтобы был обеспечен контакт каждого электрода с источником питания то­ ка. Во время сварки дуга загорается между металлом и тем электродом, который ближе к его поверхности. По мере оплав­ ления этого электрода дуга появляется на другом, затем на тре­ тьем и т. д. Во время горения дуги между одним электродом и свариваемым металлом другой электрод нагревается и плавится, являясь как бы присадочным материалом. При этом способе свар­ ки производят только два движения: вниз по мере сгорания электродов и вдоль шва. Этот способ сварки обеспечивает повы­ шение производительности до 100% и уменьшение расхода элек­ троэнергии на 20—30%.

Сварка угольным электродом. Сварку угольным или графито­ вым электродом производят на постоянном токе. Длина дуги меж­ ду электродом и свариваемым металлом колеблется от 6 до 15 мм. При этом способе сварки для образования сварного со­ единения используют присадочный материал в виде прутка круг­

рез него электрического тока. Следовательно, шлаки должны обладать электропроводностью.

Схема вертикальной электрошлаковой сварки приведена на рис. 218. Как показано на схеме, в пространстве, образованном кромками свариваемых деталей 1 и шлакоудерживающими при­ способлениями 2 получается ванна расплавленного шлака 3, в которую погружается электрод в виде металлической проволо­ ки 4. При пропускании электрического тока расплавленный ме­

статков, основными из которых являются -невысокая производи­ тельность и неоднородное качество получаемого сварного шва. При автоматической сварке под флюсом производительность повышается в 5—10 и более раз и получается однородное каче­ ство сварного соединения.

Автоматическую сварку (рис. 219) производят при помощи автоматов. Электродуговой сварочный автомат состоит из источ­ ника питания (электросварочного генератора или трансформа­ тора), автоматической сварочной головки, бункера для подачи флюса и каретки, обеспечивающих автоматизацию процесса сварки.

Намотанная на барабан электродная проволока непрерывно подается кассетой автоматически действующей сварной головки к месту сварки. При этом головка перемещается вдоль шва. Впереди дуги, образующейся между концом электродной прово-

локи свариваемыми деталями, из бункера подается гранули­ рованный флюс. Падающий флюс частично во время процесса сварки расплавляется, равномерно покрывает шов и при затвер­ девании образует корочку шлака. Расплавленный флюс защи­ щает металл от насыщения азотом и кислородом воздуха, поглощает окислы, обеспечивает теплоизоляцию и качественное формирование шва. Остатки неиспользованного флюса отсасы­ ваются обратно в бункер при помощи шланга. Во время сварки

)

Рис. 219. Схема автоматической сварки под флюсом:

образующиеся под слоем флюса пары и газы вытесняют расплав­ ленный металл в сторону, противоположную движению электро­ да, и образуют валик плотно наплавленного металла. С увеличе­ нием силы тока и скорости подачи проволоки глубина провара свариваемых деталей увеличивается. На глубину провара ока­ зывает влияние также плотность тока, напряжение дуги и раз­ меры сечения валика.

Установлено, что для* сварки проволокой средней толщины оптимальным является напряжение дуги 25—35 в. Толщина слоя флюса рекомендуется 25—40 мм. Чтобы флюс не рассыпался вдоль шва, по обе стороны электрода устанавливают флюсоудер­ живающие планки.

Автоматическая сварка осуществляется также сварочным трактором, представляющим собой самоходную тележку со смон­ тированной на ней автоматической головкой. Во время сварки тележка перемещается по свариваемому металлу. Автоматы

такого типа находят применение при сварке таких, конструкций, где сварочный трактор может свободно передвигаться по свари­ ваемым деталям. Трактор движется при помощи роликов по на­ правляющему уголку или рельсу, расположенному по разделке шва или вдоль шва на некотором расстоянии от него.

Сила тока при сварке сварочными тракторами 300—1200 в, диаметр электродной проволоки 3—6 мм, скорость сварки 6—32 м/час и более.

В нашей промышленности для сварки используют три основ­ ных типа сварочных тракторов:

1. Трактор ТС-17-М-У универсального типа для сварки сты­ ковых соединений с разделкой и без разделки кромок, а также

Н аправление

Направление

с в а р к и

внахлестку и угловых соединений. Таким трактором можно сва­ ривать продольные, прямоугольные и круговые швы резервуаров.

2. Трактор УТ используется для сварки продольных прямо­ линейных швов. Этот трактор снабжен механизмом для скорости подачи электродной проволоки и перемещения каретки трактора.

3. Трактор АДС-1000-2. Этот трактор работает при силе тока 1000 а и используется для сварки стыков листовых соединений при толщине листа 6—200 мм и угловых швов.

Многодуговая сварка под флюсом. Для повышения произво­ дительности труда применяют многодуговую сварку под флюсом. Сущность сварки состоит в том, что под слоем флюса в свароч­ ном пространстве горят две дуги (рис. 220). Во время сварки один из электродов располагают вертикально, а второй наклонно к свариваемому изделию. Электроды располагают так, чтобы рас­