7 Організація і технологія виконання зварювально-монтажних робіт

7.1 Вибір зварювального обладнання та режимів зварювання

Зварюванням називається процес отримання нероз'ємних з'єднань за допомогою встановлення міжатомних зв'язків між зварюваними частинами при їх місцевому або загальному нагріванні або пластичному деформуванні, а також спільною дією того та іншого.

Суть зварювання полягає в зближенні елементарних частин настільки, щоб між ними почали діяти міжатомні зв'язки, які забезпечують міцність з’єднання.

Так як зварювальні поверхні неоднорідні, мають макро та мікронерівності, окисні плівки, забруднення, то для зварювання необхідно прикласти зовнішню енергію. Залежно від виду енергії розрізняють три класи зварювання: термічний, термомеханічний та механічний.

До термічного класу відносять ті види зварювання, що здійснюються плавленням: дугове, газове, електрошлакове, електронно-променеве, плазмово-променеве, термічне.

До термомеханічного класу відносять види зварювання, при яких використовується теплова енергія та тиск: контактне, дифузійне, газопресове, дугопресове.

До механічного класу відносяться види зварювання, що здійснюються із використанням механічної енергії та тиску: холодне, вибухом, ультразвукове, тертям та інші.

Під час будівництва трубопроводу для зварювання труб "в неперервну нитку" використовується ручне дугове зварювання.

Основними матеріалами та обладнанням при ручному дуговому зварюванні є електроди, джерела живлення зварювальної дуги, а також інструмент та приспосіблення зварника, для захисту від дії електричного струму та зварювальної дуги.

Електроди, що використовуються для зварювання труб "в неперервну нитку" при ручному дуговому зварюванні класифікуються згідно таких ознак:

• за призначенням: для заварки сталі, чавуну, кольорових металів та для наплавочних робіт. Кожна із цих груп може, в свою чергу, підрозділятися на підгрупи;

• за технологічними особливостям: для зварювання в різних просторових положеннях, для зварювання із глибоким проплавленням і для ванної заварки;

• за типом покриття: (рудно-кисле, фтористо-кальцієве, рутилове,. газозахисне);

• за хімічним складом стержня покриття;

• за розмірами електродного стержня: довгі або короткі;

• за механічним властивостям металу шва;

• за способом нанесення покриття: занурюванням або опресовкою.

Для підвищення продуктивності зварювання в покриття додають залізний порошок до 60% маси покриття.

Стальні покриті електроди, для ручного дугового зварювання, згідно ГОСТ 9467-75 поділяються:

За товщиною покриття, залежно від відношення діаметра електрода (D) до діаметра стального стержня (d) розрізняють електроди з:

тонким покриттям (D/d < 1,20), які маркіруються літерою – М;

середнім покриттям (1,20< D/d < 1,45) – С;

товстим покриттям (1,45< D/d < 1,80) – Д;

особливо товстим покриття (D/d > 1,8) – Г.

За допустимим просторовим положенням зварювання та наплавлення електроди поділяють на наступні групи:

для всіх положень;

для всіх положень, крім вертикального зверху вниз;

для нижнього горизонтального на вертикальній площині та вертикального знизу вверх;

для нижнього положення.

За міжнародною класифікацією покриття позначають буквами: А-рудно-кисле; В-основне (фтористо-кальцієве); С-органічне (целюлозне); О-окислююче; R- рутилове; V- спеціальне.

Марки електродів, що використовуються при виконанні зварювальних робіт під час будівництва трубопроводу:

для зварювання кореневого шару шва УОНИ13/55 діаметром (2,5-3,5) мм;

для підварювання кореня шва УОНИ13/55 діаметром (2,5-3,5) мм;

для зварювання заповнюючого та зовнішнього шарів шва ВСФ-65 діаметром (3-4) мм.

При роботі в польових умовах для зварювання стиків трубопроводу доцільно використовувати зварювальні агрегати, що складаються із двох основних агрегатів (незалежно від їх типу): зварювального генератора, та звичайного двигуна внутрішнього згоряння (дизельного або карбюраторного).

Зварювальний агрегат АСБ-300 використовують при зварюванні постійним струмом. Він складається із бензинового двигуна внутрішнього згорання марки ГАЗ-МК і зварювального генератора ГСО-300, що з'єднані між собою еластичною муфтою. Двигун і генератор змонтовані на металічній зварній рамі, яка встановлюється на причепі або в кузові автомобіля. Під час роботи агрегат встановлюють в горизонтальне положення, бокові шторки знімаються, а корпус генератора заземляють.

Інструментами та приспосібленям ектрозварника є: електродотримач, щиток, або маска, спеціальний молоток із зубилом, металічна щітка, клеймо для маркування зварних стиків та ящик для зберігання і перенесення електродів та інструменту.

Електродотримач – є одним із основних інструментів електрозварника. Від типу та марки електродотримача залежить продуктивність й безпека умов праці електрозварника. Електродотримачі повинні задовольняти наступні вимоги: бути легкими (не більше 0,5 кг) та зручним у використанні; мати надійну ізоляцію; не перегріватися при роботі та забезпечувати максимальне розплавленім електроду; під'єднання зварювального дроту до стержня тримача повинно бути надійним і забезпечувати надійний контакт.

Щитки та маски використовуються для забезпечення безпеки очей та шкіри обличчя зварника від шкідливого впливу електричних променів і розбризкування розплавленого металу. Маса щитка або маски не повинна перевищувати 0,6 кг. За процесом зварювання зварник спостерігає через спеціальні світлофільтри. Існує 6 марок світлофільтрів: Е1, Е2, Е3„ Е4, Е5, Е6.

Для запобігання псування світлофільтру від бризків розплавленого металу, його закривають простим прозорим склом, яке швидко можна замінити при засмічуванні.

В світовій практиці відомі марки світлофільтрів-хамелеонів, які змінюють свою прозорість при зміні світлового опромінення в процесі зварювання.

Під режимом зварювання розуміють сукупність контрольованих параметрів, що визначають умови зварювання (табл. 7.1). Параметри режиму ручного електродугового зварювання поділяють на основні і додаткові.

Таблиця 7.1 – Зварювальні матеріали, режими прожарювання та зварювання

Призначен­ня	Марка електродів	Діаметр електро-ду, мм	Темпер- атура прожарювання,0С	Час прожа-рювання год	Зварюва­льний струм, А
1-ший корене­вий шар шва	УОНИ 13/55	2,5-3,25	300	1,0	80-130
Заповнюючі та зовнішні шари	ВСФ-65, АНО-ТМ60	3,0 4,0	350 350	1,0 1,0	80-130 120-180
Внутрішній шов	УОНИ 13/55	3,0; 4,0	300	1,0	110-160

До основних параметрів режиму ручного електродуго-вого зварювання належать діаметр електрода, величина, вид і полярність струму, напруга на дузі, швидкість зварювання.

До додаткових належать; величина вильоту електроду, склад і товщина покриття електродів, положення електроду та положення виробу при зварюванні.