Технологические основы процесса сварки металлов и сплавов

 

     Для получения  плотного и ровного шва для  сварки в нижнем положении  на горизонтальной плоскости  угол наклона электрода должен  быть 15-30° от вертикали в сторону  ведения шва углом назад. Обычно  дуга сохраняет направление оси  электрода: указанным наклоном  электрода сварщик добивается  не только максимального проплавления  металла и лучшего формирования  шва, но и так же уменьшается скорость охлаждения металла сварочной ванны, что предотвращает образование горячих трещин в шве.

 

 

10.1.4.   Колебательные  движения электрода.  

 

     Для получения  валика нужной ширины производят  поперечные колебательные движения  электрода. Если перемещать электрод  только вдоль оси шва без  поперечных колебательных движений, то ширина валика определяется  лишь сварочным током и скоростью  сварки и составляет от 0,8 до 1,5 диаметра электрода. 

 

     Такие узкие  (ниточные) валики применяют при  сварке тонких листов, при наложении  первого (корневого) слоя многослойного  шва, при сварке по способу  опирания и в других случаях.  Чаще всего, применяют швы шириной  от 1,5 до 4 диаметров электрода, получаемые  с помощью поперечных колебательных  движений электродов.

 

     Движение треугольником  применяют при выполнении угловых  швов с катетами шва более  6мм и стыковых со скосом  кромок в любом пространственном  положении. В этом случае достигается  хороший провар корня и удовлетворительное  формирование шва.        

 

              

 

10.1.5.   Способы заполнения  шва по длине и сечению. 

 

     Швы по длине  и сечению выполняют на проход  и обратно ступенчатым способом. Сущность способа сварки на  проход заключается в том, что  шов выполняется до конца в  одном направлении. Обратно- ступенчатый  способ состоит в том, что  длинный предполагаемый к исполнению  шов делят на сравнительно  короткие ступени.

 

     По способу  заполнения швов по сечению  различают однопроходные, однослойные  швы, многопроходные и многослойные. Если число слоев равно числу  проходов дугой, то такой шов  называют многослойным.

 

     Многослойные  швы чаще применяют в стыковых  соединениях, многопроходные- в угловых  и тавровых. Для более равномерного  нагрева металла шва по всей  его длине выполняют двойным  слоем, секциями, каскадом и блоками, причем в основу всех этих способов положен принцип обратноступенчатой сварки.

 

 

10.1.6.   Окончание шва. 

 

      В конце  шва нельзя сразу обрывать  дугу и оставлять на поверхности  металла шва кратер.

 

     Кратер может  вызвать появлений трещины в  шве в следствии содержания  в нем примесей, прежде всего,  серы и фосфора. При сварке  низкоуглеродистой стали, кратер  заполняют электродным металлом  или выводят его в сторону  на основной металл.

 

     При сварке  стали, склонной к образованию  закалочных микроструктур, вывод  кратер в сторону недопустим  ввиду возможности образования  трещин.

 

     Не рекомендуется  заваривать кратер за несколько  обрывов и зажиганий дуги ввиду  образований оксидных загрязнений  металла. 

 

     Лучшим способом  окончания шва будет заполнения  кратера металлом в следствии  прекращения поступательного движения  электродов в дугу и медленного  удлинения дуги до ее обрыва.

 

                  

 

11.   Подготовка металла  к сварке.

 

      Подготовка  металла под сварку заключается  в очистке, разметке, резке и  сборке. Правка в моем узле  не применяется. Очистка применяется  для того, чтобы очистить металл  от ржавчины, краски, шлака, и.т.д.

 

     Перенос размеров  детали на натуральную величину  с чертежа на металл называют  разметкой. При этом пользуются  инструментом: рулеткой, линейкой, угольником  и чертилкой. Проще и быстрее  разметка выполняется шаблоном, изготовляемый из тонкого металлического  листа. 

 

     При разметке  заготовок учитывается укорачивания  их в процессе сварки конструкции.  Поэтому предусматривается припуск  из расчета 1мм на каждый  поперечный стык и 0,1-0,2мм на 1мм продольного шва.

 

     При подготовке  детали к сварке применяют  преимущественно термическую резку.  Механическую резку целесообразно  выполнять при заготовке однотипных  деталей, главным образом с  прямоугольным сечением.

 

Часто кислородную резку  применяют, особенно машинную, сочетают со снятием угла скоса кромок.

 

 ГЛАВА III

 

12.   Предупреждение  деформации.     

 

      Деформацией  называется изменение формы и  размеров изделия под действием  внутренних и внешних сил. Деформации  могут быть упругими и пластическими.

 

     Они подразделяются  на деформации растяжения, сжатия, кручения, изгиба, среза. Деформации  при сварке возникают при неравномерном  нагреве и охлаждении металла.  Уменьшение деформаций производят  конструктивным и технологическим  способом.

 

Конструктивным- уменьшение количества сварных швов и их сечений, что снижает количество вводимой теплоты. Между количеством теплоты  и деформацией существует прямая зависимость.

 

Технологический способ- применение силовой обработки металла сварочного изделия в процессе его сварки.

 

Виды применяемых сил:

 

·   Внешняя статическая  или пульсирующая сила, приложенная  к собранному под сварку изделию.

 

·   Местная проковка и обкатывание металла шва, околошовного металла.

 

     Деформации  выражаются в изменении формы  и размеров детали по сравнению  с намеченными до резки. 

 

 

12.1.   Способы борьбы  с деформациями при кислородной  резке:

 

     Рациональная  технология резки, применение  жесткого закрепления концов  реза, предварительный подогрев  вырезаемой детали, применения искусственного  охлаждения и др.

 

     В рациональную  технологию резки входят, правильный  выбор начала резки, установление  правильной последовательности  резки, выбор наилучшего режима  резки. Защемлением концов реза  можно снизить деформацию по  кромкам. Уменьшать деформацию  можно предварительным подогревом  места вырезки детали, что приводит  к более равномерному охлаждению  металла.

 

     Уменьшение  деформаций достигается также  непрерывным охлаждением струей  воды по зоне термического  влияния у разрезаемой части.

 

     Чтобы не  образовалось деформаций вне  плоскости листа, нельзя допускать  провисания его под действием  нагрева при резке. Поэтому  резку надо выполнять на стеллажах  с большим числом опор.

 

 

13.  Прогрессивные методы  сборки и сварки узла.

 

     Чтобы повысить  производительность труда и облегчить  труд сварщика применяют различные  высокопроизводительные способы  сварки.

 

     Сварка пучком (гребенкой) электродов. Принцип  этого способа состоит в том,  что два или несколько электродов  соединяет пучок, которым с  помощью обычного электрода-держателя  ведут сварку. При сварке пучком  электродов, дуга возникает между  свариваемым изделием и одним  из его стержней, по мере оплавления  последнего, переходит на соседний,  то есть дуга горит попеременно,  между каждым из электродов  пучка и изделия. В результате  этого нагрев стержней электродов внутренней теплотой будет меньше, чем при сварке одним электродом при той же величине тока. Поэтому при сварке пучком можно устанавливать большую величину тока, чем при сварке одинарным электродом того же диаметра, а это в свою очередь позволяет увеличить производительность труда.

 

     Сварка с  глубоким проплавлением. Составы  некоторых покрытий, нанесенные  на стержень электрода более  толстым слоем, чем обычно, позволяет  сконцентрировать теплоту сварочной  дуги, повысить ее проплавляющие  действия: увеличить глубину проплавления  основного металла. Сварка в  таких случаях ведется короткой  дугой, горение которой поддерживается  за счет опирания козырьком  покрышки на основной металл.

 

При сварке наклонным электродом оплавляющийся конец электрода  опирается о свариваемые кромки, а сам электрод перемещается вдоль  линии соединения по мере заполнения разделки кромок.

 

 

14.   Контроль качества  сварки.

 

     В производстве  сварных изделий различают дефекты:  наружные, внутренние и сквозные, исправимые и неисправимые, внутрицеховые  и внешние.

 

·   наружные дефекты: трещины, микротрещины, осадочные раковины, утяжины, вогнутости корня, несквозные свищи, пары, брызги металла и.т.д.

 

·   внутренние дефекты: непровар, внутренняя пора и.т.д.

 

·   сквозные дефекты: свищи, прожоги, трещины, сплошные непровары.

 

·   исправимые дефекты- дефекты, устранение которых технически возможны и экономически целесообразно  и т.д.     

 

     Основные виды  контроля классифицируются по  форме воздействия на производство, активный и пассивный. По охвату  продукции на сплошной и выборочный. По месту проведения на стационарный  и подвижной. 

 

     Различают следующие  виды контроля за качеством  сварки:

 

     Внешний осмотр- служит для определения наружных  дефектов в сварных швах и  производится невооруженным глазом  или с помощью лупы, увеличивающий  в 5-10 раз.

 

     Испытание керосином-  применяется для определения  плотности сварных швов. Доступную  для осмотра сторону шва покрывают  водной суспензией мела или  каолина и подсушивают. Другую  сторону смазывают керосином.  Появление жирного пятна на  меле выявляет место дефекта.

 

     Испытание обдувом  воздуха- состоит в том, что  одна сторона обдувается сжатым  воздухом, а другая покрывается  водным раствором с мылом. Появление  пузырей показывает место дефекта  шва.

 

     Испытание вакуумом- определенный участок шва покрывают  мыльным раствором и устанавливают  вакуумную камеру, появление пузырей  или пены показывает место  дефекта шва.

 

     Испытание водой-  под давлением одну сторону  шва обливают водой, если с  другой стороны появляются течи, капли, это значит, что шов с  дефектом.

 

     Также проводятся  испытания воздушным давлением,  гидравлическим давлением, просвечиванием  сварных соединений, ультразвуком, магнитографическим методом, технологические,  химические и механические испытания.

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

15.   Техника безопасности  и противопожарная безопасность  при

 

сварке.

 

     Сварочные работы  должны производиться в электросварочных  цехах или на специально оборудованных  площадках.

 

           Сварочный пост находящийся как  в помещении, так и на открытом  воздухе, должен быть огражден  щитами либо ширмами для защиты  окружающих от вредного действия  электрической дуги.

 

           При сварке изделий массой  более 20 кг., должны быть установлены  подъемно-транспортные механизмы.

 

           В электросварочном цехе должен  быть предусмотрен проход, обеспечивающий  удобство и безопасность производства  сварочных работ и передвижения. При всех условиях ширина прохода  должна быть не менее 1 метра.

 

           Сварочный цех должен иметь  отопление и температура в  помещение должна быть не ниже +16°С.

 

           В сварочном цехе должна быть  вентиляционная система.

 

           В сварочном цехе должна быть  система общего или комбинированного  освещения.

 

     Сварочные работы  должны выполняться в специальной  одежде и обуви, в рукавицах,  берете. Для защиты глаз и лица  применяются щитки или маски,  газорезчики и вспомогательные  рабочие - очками. Корпус маски  должен быть изготовлен из  несгораемого материала, а прорезь  для глаз защищена светофильтром  (стеклом) различной плотности.

 

     Корпус трансформатора, рабочий стол, и все металлические  нетоковедущие части устройства, должны быть заземлены.

 

     Провода и  кабели сварочного аппарата должны  быть хорошо заизолированы и  защищены от механических повреждений  и высокой температуры.

 

     Рукоятка электродержателя  должна быть из токонепроводящего  и огнестойкого материала.

 

           Исправлять электрическую цепь  может только электрик и при  выключенном рубильнике.

 

           После окончания работы или  при временной отлучке с рабочего  места сварщик обязан отключить  оборудование от сети.

 

 

16. Нормы расхода электродов.

 

Расход материалов:

 

     1)  общая  длина L = 470мм

 

     2)  F шва- площадь  поперечного сечения шва Fшва  = 5мм