0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обратный валик сварного шва

Обратный валик сварного шва

► Надежный контроль проплавления.
► Стабильное сплавление кромок.
► Гарантированное формирование обратного валика.
► Легкость работы.
► Значительное снижение разбрызгивания и дымообразования.
► Комфортные условия работы оператора.

Сварка низкоуглеродистых и высокопрочных сталей

► Низкое содержание водорода в металле шва.
► Уменьшение разбрызгивания при сварке в среде CO2.
► Более высокая скорость сварки, чем при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом.
► Процесс легок в обучении и применении в отличие от традиционной полуавтоматической сварки.

Сварка нержавеющей стали и других подобных сплавов

► В три раза быстрее, чем при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом.
► Процесс более легок в работе, чем аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом.
► Пониженное тепловложение.
► Поперечное сечение корневого шва трубы диаметром 762 мм из нержавеющей стали типа 316 по стандарту AISI выполненного полуавтоматической сваркой STT.
Метод STT (процесс переноса металла силами поверхностного натяжения) делает менее трудоемкой задачу выполнения корневого шва стыка труб по открытому зазору и обеспечивает лучшее формирование обратного валика и сплавление кромок, а также снижает разбрызгивание и дымообразование.
Данный процесс отличается от традиционной сварки короткой дугой в среде защитных газов тем, что сварочный ток в этом процессе контролируется независимо от скорости подачи проволоки. Кроме этого, не происходит характерного для традиционных методов сварки выплеска жидкой сварочной ванны при переносе металла. Это уменьшает степень смешивания сварочной ванны с основным металлом, разбрызгивание и задымление; и обеспечивает более точный контроль сварочной ванны и проплавления со стороны оператора. Обычный способ сварки короткой дугой чаще всего рассматривается как процесс с низким тепловложением. Для него характерно возможное снижение глубины проплавления и непровар кромок. Однако, сварочный ток, величина которого пропорциональна скорости подачи проволоки, может быть увеличен, что повлечет повышение тепловложения и увеличение проплавления. Это свойство позволяет добиться баланса уровня проплавления, однако предполагает значительный уровень квалификации сварщика для достижения такого баланса. Требуется вложить такое количество тепла, которое обеспечит необходимое проплавление стыкуемых кромок, но не допустит прожога. Оператор должен постоянно вести дугу по переднему краю сварочной ванны, чтобы добиться нормального проплавления и стараться не делать слишком широких колебательных движений. Проплавление становится недостаточным в случае если дуга смещается к заднему краю ванны. Если же дуга располагается слишком близко к передней кромке ванны или выходит за ее пределы, то неизбежен прожег и пробой ванны сварочной проволокой, приводящий к появлению «усиков» на обратной стороне шва, а так же к образованию зоны усадки обратного валика, особенно в нижней части кольцевого шва.

В свое время было установлено, что при использовании сварки пульсирующей дугой значительно улучшается контроль сварочной ванны.
Плавное понижение сварочного тока в конце сварочного цикла приведет к охлаждению ванны.
Например, при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом мгновенное повышение тока до пикового уровня, а затем снижение его до «базовой» величины позволило бы получить шов с хорошим проваром и сплавлением кромок, но без прожога основного металла. Этот принцип и применяется в STT-процессе. Максимальный («пиковый») ток действует в течении фиксированного промежутка времени.
Это обеспечивает определенную длину дуги и плавление основного металла. Затем ток снижается до низкого («базового») уровня, на котором контролируется общее тепловложение в сварочную ванну.
► Перенос капли процессом STT Фильм .
При использовании процесса STT сварка корневого шва на спуск менее трудоемка. Это достигается за счет управления тепловложением в сварочную ванну независимо от скорости подачи проволоки. Процесс требует некоторого изменения техники сварки. В позиции от 12 до 2 часов сварка ведется с углом наклона электрода 450 в направлении сварки и с небольшими поперечными колебаниями. Между 2 и 4 часами угол наклона электрода изменяется до 10°-20° от перпендикуляра в направлении сварки. В процессе сварки необходимо следить за правильным формированием сварочной ванны. При этом поперечные колебания электрода обычно не требуются (необходимость колебаний зависит от величины зазора). Между 4 и 6 часами, может потребоваться колебание электрода в поперечном направлении.
После нескольких практических занятий сварщик средней квалификации способен овладеть процессом. При выполнении корневых швов величина усиления обратного валика будет находиться в пределах 1,0 — 2,0 мм. При выполнении процесса STT желательно использовать малый вылет электрода — порядка 1/4” (6-7 мм).

СВАРКА КОРНЯ.

В современном мире всё чаще слышится слово качество. Всё чаще требуют от сварщиков профессиональной работы при сварке теплотрасс, водопроводов. Проверяют св.стыки ультразвуком и даже светят на полном серьёзе.

Человеку, который не проходил подготовку, довольно трудно выглядеть достойно в такой ситуации. В этой статье рассмотрим: что такое корень и как быстро, не выдумывая велосипед, научиться его правильно варить.

Корень варить очень не сложно. Нужно выполнять некоторые, если хотите, правила.

Корень — это самый важный шов. Если корень сварен качественно, то всё остальное идёт как по маслу. Очень редко бывают поры в заполнении или в облицовке.

Теперь о правилах при сварке корня.

Нарушив хоть одно из них, можете не рассчитывать на чистый качественный корень.

Притупление 2мм (лучше чуть — чуть больше, чем меньше).

Не должно быть ветра, сквозняка в трубе (даже лёгкий ветерок — это поры).

Постоянка очень боится воды, электроды просушены (труба тоже теплая , сухая).

Сварочный ток не должен быть большим (нарушает структуру металла и поры).

Короткая дуга (слегка касаемся обмазкой сварочной ванны, очень слегка).

Правильный зазор (зависит от толщины стенки трубы и металла из которого труба).

Чтобы не повторятся, прочитайте статью: КАК ЗАВАРИТЬ ЧИСТЫЙ СТЫК НА ПРОСВЕТ. Приготовили катушку, выставляем зазор 2,6мм (оббитым электродом). Прихватываем, желательно прихватки длинной по 15мм. Труба 219. Толщина стенки 8мм. Это самая лёгкая труба для учёбы.

Начинаем варить корень.

Лучше учиться с поворотки. Варите вертикал, по началу он самый простой. Сели поудобней, электрод перпендикулярно к трубе и электрод направлен на ось трубы или немножко задран вверх. Задирать вверх даже лучше.

Зажгли дугу, ток правильный, (прочитайте: КАК ЗАВАРИТЬ ЧИСТЫЙ СТЫК НА ПРОСВЕТ) короткая дуга, расплавьте притупление и у вас получится между трубами начало св.шва. Варим не спеша, аккуратно , ТОК НЕБОЛЬШОЙ, МЕТАЛЛ ВЯЗКИЙ. Вы увидите, что расплавленное притупление с двух сторон образует окошко. Это окошко называется технологическим окном.

ПРИ СВАРКЕ КОРНЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОКНО -ЭТО САМОЕ ГЛАВНОЕ ДЛЯ СВАРЩИКА. По технологическому окну сварщик имеет представление о проваре, о ширине и высоте провара (сварочный шов внутри трубы, он же провар). И вообще технологическое окно говорит о том: есть провар или нет.

ПРОВАРОМ НАЗЫВАЕТСЯ СПЛАВЛЕНИЕ КРОМОК РАЗДЕЛКИ ТРУБЫ (разделка трубы — это фаска и притупление в нашем случае).

Катушка должна быть не шире 20см, чтобы было удобно рассмотреть шов (провар) внутри трубы. Узкая катушка быстро нагреется и будет не правильно работать теплопоглощение.

Немножко проварив, посмотрите что получается, сделайте поправки и пробуйте варить дальше. Не лезьте на потолок , пока не научитесь варить уверенно вертикал, поверьте, будет только хуже. Научившись уверенно варить вертикал, вы будете знать, что требовать от потолка и потом от выхода с потолка на вертикал. Самое сложное нижнее положение, учитесь его варить в последнюю очередь.

При сварке корня обратите внимание на то, что большой обратный валик склонен к внутренним порам. Большой обратный валик дольше остывает и успевает вступить в реакцию с внешней средой. А если ещё и ветер или сквозняк в трубе — это почти гарантия появления пор.

При сварке корня сила тока должна быть такой, чтобы металл остывал (кристаллизовался) за вами буквально за одну секунду. Провар (высоту св. шва внутри трубы) лучше держать в диапазоне от нуля до одного миллиметра.

При маленьком притуплении вам не на что будет опереться и будет появляться не технологическое окно, а отверстие, куда бесконтрольно будет стекать металл, а на потолке будет провис.

Зазор должен быть от 1мм до 2мм в зависимости от толщины стенки. В крайнем случае, 2,5мм.Большой зазор — это тоже почти гарантия внутренних пор.

И так, мы увидали технологическое окно, расплавляем притупление равномерно с двух сторон, сварочный шов поднимается вверх. Весь смысл в том, чтобы вы постоянно видели технологическое окно, которое является гарантией провара. Но окно само не будет появляться, надо приложить всё ваше мастерство, чтобы оно было всегда одного диаметра. А это естественно ваш провар, он будет ровный одной высоты и ширены. Потом со временем вы само собой научитесь формировать высоту обратного валика, это придёт само.

Диаметр технологического окна не делайте большим, до трёх мм,больше не надо. Большое тех. окно — это тоже внутренние поры. Причём поры располагаются очень коварно и они вроде бы в разрезе не участвуют в толщине стенки трубы, но на плёнке видны очень отчётливо и естественно: ремонт. Попробую изобразить на картинке обычное расположение пор в корне.

Если у вас не получается, обратите внимание в первую очередь на силу тока ( правильную сборку катушки не обсуждаем, всё должно быть идеально). Если ток маленький, вы не увидите тех.окно, если ток большой, будет не окно ,а отверстие куда устремится металл.

При большом токе не надо делать разные хитроумные движения, которые гасят ток, просто скиньте ток на пружине(баластнике, гитаре). Если всё правильно, корень варится очень даже легко. Варите, смотрите что получается, поправки в голове и пробуйте(тренируйтесь). Потом, когда получится вертикал ,пробуйте потолок или постепенно опускайтесь в низ и поднимайтесь вверх.

Читать еще:  Потолочный шов полуавтоматом

Сварщиком ещё никто не родился, но есть правда такой момент: одному даётся быстрее, чем другому. Поэтому, у кого не получается , не расстраивайтесь и не опускайте руки, вы ещё вполне возможно будете варить лучше тех, кто быстрее схватил и успокоился.

Теперь о секретах .

Поверьте, что их нет. Есть у сварщика только личный опыт. Поэтому и делимся личным опытом.

Сварку корня трубы со стенкой 8 — 10мм, лучше варить сразу с заполнением.При стенке 12мм и толще заполнение придётся варить отдельно. Ход электрода напоминает треугольник. С края на край, посмотрели в тех.окно (посмотрели, имеется ввиду электродом, обозначили тех.окно), чуть назад и опять с края на край и в тех.окно и т.д. При движении с края на край не сплавляйте края фаски, они вам послужат направляющими при сварке облицовки.

Но такой ход не пройдёт на потолке, будет провис. Почему провис, ответ в статье: КАК ЗАВАРИТЬ ЧИСТЫЙ СТЫК НА ПРОСВЕТ. Хотя, кто знает чужие возможности.

При толщине 10мм и больше варите в три прохода. Корень, заполнение, облицовка. Но если надо заработать стенку 10мм, можно и в два прохода выкрутить.

Регламентировать ход электродом нельзя, он меняется по ситуации, главное выполнять правила , это варим только с низу вверх и не бросаем сварочную ванну от защиты газовым облаком. Не делаем электродом больших движений, не больше 5мм.

Прочитав советы, вы должны чётко понимать, что надо делать, а чего категорически нельзя. Всё остальное зависит от вас, не спеша, спокойно, аккуратно; скорость придёт сама. Когда был молодой, один сварщик со стажем 35 лет сказал: Учись варить хорошо, плохо получится само.

Следующий шаг в сварке корня это научится варить так, чтобы не было видно где закачивался один электрод и начинался другой. Обратный валик должен быть без кратеров(ямка в сварочном шве) и без непровара. Чтобы не было статовых пор и пор при окончании электрода.

Все картинки будут вид с боку в разрезе. Когда вы прихватываете трубу(варите корень) сварочный шов выглядит так.

Вы видите, что в начале и в конце св .шва образуются поры — это неизбежный процесс. Такие поры на плёнке, это ремонт. Не полагайтесь на ремонт, это очень коварная процедура. Во время ремонта варить тяжелей в силу разных нюансов. Это вы поймете, когда начнёте работать, объяснять очень долго. Не думайте , что всё ремонтируется с первого раза, бывает четыре ремонта потом вырезка стыка. Поэтому не спеша , медленно, правильно с первого раза. Не ленитесь брать в руки шлифмашинку, это ваш лучший помощник.

Давайте сварим 159 трубу, поэтапно в разрезе.

Собрали стык по всем правилам, прихватили в разрезе — это получилось так.

Варим корень дальше, между прихватками покажем один электрод, меньше рисовать, но смысл не меняется.Получается следующая картинка.

Варим корень дальше,между прихватками покажем один электрод,меньше рисовать,но смысл не меняется.Получается следующая картинка.

При сварке обращаем всё внимание на то,что получается внутри(на провар).Снаружи нас выручит шлифмашинка,электрод начинаем сплавлять толко в зоне шва.Как видим корень варится очень даже не сложно.Надо просто выполнять все действия,и не лениться брать в руки шлифмашинку. Для тех кому надоело брать в руки после каждого электрода шлифмашинку.

Следите за тем, чтобы после окончания электрода металл не вздувался пузырем,
если это происходит, то надо правильно уходить из сварочной ванны, мы говорим о корне.
Поджали электродом технологическое окно( ткнули в зазор), отойдите назад, влево на фаску
(обязательно короткая дуга). Отходите в низ на 4-5мм, затем полумесяцем через низ на правую
фаску и выход. Обязательно короткая дуга. Смысл в том, что вы даёте остыть корню
(закристаллизироваться), не прекращая защищать его от воздействия внешней среды.
Если пора не появляется вы всё делаете правильно, не давайте металлу остыть, как можно
быстрее меняйте электрод и вперёд. Не дать остыть для того, чтобы не было видно перехода
с электрода на электрод

Техника выполнения нижних швов

Техника сварки в нижнем положении. Это пространственное положение позволяет получать сварные швы наиболее высокого качества, так как облегчает условия выделения неметаллических включений, газов из расплавленного металла сварочной ванны. При этом также наиболее благоприятны условия формирования металла шва, так как расплавленный металл сварочной ванны от вытекания удерживается нерасплавившейся частью кромок.

Стыковые швы сваривают без скоса кромок или с V-, Х- и U-образным скосом.Стыковые швы без скоса кромок в зависимости от толщины сваривают с одной или двух сторон. При этом концом электрода совершают поперечные колебания (см. рис. 12) с амплитудой, определяемой требуемой шириной шва. Следует тщательно следить за равномерным расплавлением обеих свариваемых кромок по всей их толщине и особенно стыка между ними в нижней части (корня шва).

Однопроходную сварку с V-образным скосом кромок обычно выполняют с поперечными колебаниями электрода на всю ширину разделки для ее заполнения так, чтобы дуга выходила со скоса кромок на необработанную поверхность металла. Однако в этом случае очень трудно обеспечить равномерный провар корня шва по всей его длине, особенно при изменении величины притупления кромок и зазора между ними.

При сварке шва с V-образным скосом кромок за несколько проходов обеспечить хороший провар первого слоя в корне разделки гораздо легче. Для этого обычно применяют электроды диаметром 3-4 мм и сварку ведут без поперечных колебаний. Последующие слои выполняют в зависимости от толщины металла электродом большего диаметра с поперечными колебаниями. Для обеспечения хорошего провара между слоями предыдущие
швы и кромки следует тщательно очищать от шлака и брызг металла.

Заполнять разделку кромок можно швами с шириной на всю разделку или отдельными валиками. В многопроходных швах последний валик для улучшения внешнего вида иногда можно выполнять на всю ширину разделки (декоративный слой).

Сварку швов с Х- или U-образным скосом кромок выполняют в общем так же, как и с V-образным скосом. Однако для уменьшения остаточных деформаций и напряжений, если это возможно, сварку ведут, накладывая каждый валик или слой попеременно с каждой стороны. Швы с Х- или U-образным скосом кромок по сравнению с V-образным имеют преимущества, так как в первом случае в 1,6-1,7 раза уменьшается объем наплавленного металла (повышается производительность сварки). Кроме того, уменьшаются угловые деформации, а возможный непровар корня шва образуется в нейтральном по отношению к изгибающему моменту сечении. Недостаток U-образного скоса кромок — повышенная трудоемкость его получения.

Сварку стыковых швов можно выполнять различными способами. При сварке на весу наиболее трудно обеспечить провар корня шва и формирование хорошего обратного валика по
всей длине стыка. В этом отношении более благоприятна сварка на съемной медной или остающейся стальной подкладке. В медной подкладке для формирования обратного валика делают формирующую канавку. Однако для предупреждения вытекания расплавленного металла из сварочной ванны необходимо плотное поджатие подкладок к свариваемым кромкам. Кроме того, остающиеся подкладки увеличивают расход металла и не всегда технологичны. При использовании медных подкладок возникают трудности точной установки кромок вдоль формирующей канавки.

Если с обратной стороны возможен подход к корню шва и допустимо усиление обратной стороны шва, целесообразна подварка корня швом небольшого сечения с последующей укладкой основного шва. В некоторых случаях при образовании непроваров в корне шва после сварки основного шва дефект в корне разделывают газовой, воздушно-дуговой строжкой или механическими методами с последующим выполнением подварочного шва.

Сварку угловых швов в нижнем положении можно выполнять двумя приемами. Сварка вертикальным электродом в лодочку обеспечивает наиболее благоприятные условия для провара корня шва и формирования его усиления. По существу этот прием напоминает сварку стыковых швов с V-образным скосом кромок, так как шов формируется между свариваемыми поверхностями. Однако при этом способе требуется тщательная
сборка соединения под сварку с минимальным зазором в стыке для предупреждения вытекания в него расплавленного металла.

При сварке наклонным электродом трудно обеспечить провар шва по нижней плоскости (ввиду натекания на нее

расплавленного металла) и предупредить подрез на вертикальной плоскости (ввиду стекания расплавленного металла). Поэтому таким способом обычно сваривают швы с катетом до 6-8 мм. При сварке угловых швов наклонным электродом трудно также обеспечить глубокий провар в корне шва, поэтому в односторонних или двусторонних швах без скоса кромок может образоваться непровар, который при нагружении шва послужит началом развития трещин. Для предупреждения этого в ответственных соединениях при толщине металла 4 мм и более необходим односторонний скос, а при толщине 12 мм и более — двусторонний скос кромок.

При сварке наклонным электродом многопроходных швов первым выполняют шов на горизонтальной плоскости. Формирование последующего валика происходит с частичным удержанием расплавленного металла сварочной ванны нижележащим валиком. При сварке угловых швов применяют поперечные колебания электрода. Особенно важен правильный выбор их траектории при сварке наклонным электродом с целью предупреждения возникновения указанных выше дефектов.

Моделирование процесса формирования обратной стороны шва на весу при односторонней сварке корневых стыков трубопроводов металлопорошковой проволокой Текст научной статьи по специальности « Технологии материалов»

Аннотация научной статьи по технологиям материалов, автор научной работы — Рыбачук А.М., Цзэжэнь Гу, Доронин Ю.В., Кузнецов П.С.

В работе смоделирован процесс формирования корневого валика шва при односторонней дуговой сварке металлопорошковой проволокой на весу. Показано влияние физико-химических свойств жидкого металла на границе с газовой средой на процесс образования поверхности обратного валика шва. Выполнен расчет силы давления дуги .

Похожие темы научных работ по технологиям материалов , автор научной работы — Рыбачук А.М., Цзэжэнь Гу, Доронин Ю.В., Кузнецов П.С.

Текст научной работы на тему «Моделирование процесса формирования обратной стороны шва на весу при односторонней сварке корневых стыков трубопроводов металлопорошковой проволокой»

__СТРОИТЕЛЬСТВО И МОНТАЖ _

Читать еще:  Коэффициент прочности продольного сварного шва

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ОТРАСЛИ

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ОБРАТНОЙ СТОРОНЫ ШВА НА ВЕСУ ПРИ ОДНОСТОРОННЕЙ СВАРКЕ КОРНЕВЫХ СТЫКОВ ТРУБОПРОВОДОВ МЕТАЛЛОПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ

© 2015 г. А.М. Рыбачук*, Гу Цзэжэнь*, Ю.В. Доронин**, П.С. Кузнецов**

* Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Москва

** Аттестационный центр городского хозяйства (АЦГХ), Москва

В работе смоделирован процесс формирования корневого валика шва при односторонней дуговой сварке металлопорошковой проволокой на весу.

Показано влияние физико-химических свойств жидкого металла на границе с газовой средой на процесс образования поверхности обратного валика шва. Выполнен расчет силы давления дуги.

Ключевые слова: односторонняя сварка, корень шва, давление дуги, вязкость, межфазное натяжение.

Поступила в редакцию 15.05.2015

Сварка корневого слоя при сборке неповоротных стыков трубопроводов, эксплуатируемых для транспортировки нефти, газа и других продуктов является наиболее трудоемкой задачей при заполнении разделки.

Одним из известных способов формирования шва при сварке на весу является способ сварки в квадрупольном магнитном поле как немагнитных, так и магнитных материалов, позволяющих сваривать стыковые соединения толщиной до 12 мм [1]. Способ позволяет получать шов с близкой к идеальной форме поверхности обратного валика.

При ручной дуговой сварке качественный корневой шов получается при сварке электродами LB-52U за счет уникальной шлаковой системы обмазки и высокого уровня технологии производства электродов. Ответственными за качество валика внутри шлаковой системы являются физические (Тпл. и Ттв.) и физико-химические (вязкость, поверхностное и межфазное натяжение) свойства.

Разумеется, это достигается при известном мастерстве оператора, способном обеспечить высокую технологическую дисциплину по сборке и параметры режима сварки.

В последние десять лет, с учетом возросшей потребности в данной технологии и разнообразия конфигураций трубопроводов ведущими зарубежными компаниями для MIGIMAG сварки разработаны импульсные технологии для выполнения корневого шва. Принципиальные технологические возможности и недостатки данных способов подробно представлены в многочисленных источниках [2, 3].

Данные технологии, однако, характерны «холодной сварочной ванной», что приводит к значительному снижению тепловложения при корневом проходе, что делает невозможным переплавление прихваток, способствует газонасыщению корневого прохода газами и требует выполнения обязательного « горячего» прохода.

©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2015

Как следствие, в шве невысокие механические свойства и значительное количество дефектов-пор, шлаковых включений, несплавлений в заполняющих проходах.

ЗАО НПФ « ИТС» и ООО «АЦГХ» в работе [2] рассмотрели технологические особенности выполнения корневого прохода трубопровода по принципиально новой технологии с использованием металлопорошковой проволокой POWER BRIDGE 60 M диаметром 1,2 мм.

Авторы пришли к мнению, что эта безшовная, омедненная, металлопорошковая проволока обеспечивает высокую стабильность горения дуги, повышенную вязкость сварочной ванны, благоприятную форму обратного валика как с лицевой, так и с обратной стороны, и самое главное, гарантирует высокие механические свойства (ударную вязкость) при низких температурах.

Тем не менее, гарантируемые и здесь высокие характеристики ударной вязкости и микроструктура корневого слоя определяются не только типом, «но и термическими циклами в зоне от горячего прохода рутиловой порошковой проволокой и заполняющих слоев».

В целом, для потребителей данной технологии не так уж и важно, какой из факторов обеспечивает, безусловно, удовлетворительный результат. Состав ли и конструкция проволоки, условия сборки, параметры режима сварки, пространственные положения при сварке, используемое оборудование (в том числе и источник питания). Хотя внешний вид обратного валика, его геометрические размеры нисколько не отличаются от аналогов, полученных, например, при использовании Steel Root (Fronius).

В связи с этим, была сделана попытка проанализировать, в первую очередь, факторы, влияющие на формирование корневого валика. Как известно, все предыдущие исследователи, рассматривая сварочную ванну на весу при MIGIMAG-сварке в состоянии статического или динамического равновесия, исследовали физические и физико-химические свойства металла при температуре выше ликвидуса, параметр сил действующих на жидкий металл со стороны дуги, влияние газовой защитной среды и др.

В отличие от формирования корня шва при односторонней сварке на подкладках, где решающую роль играют свойства расплавленных при взаимодействии с металлом сварочной ванны оксидов подкладного материала, в нашем случае речь пойдет о процессах в корне шва на межфазной границе металл-газ.

На наш взгляд, решающими факторами, которые могут повлиять на геометрические размеры корня шва, ширину, высоту, угол перехода к основному металлу, а также структуру металла шва корневого валика, являются:

— межфазное натяжение на границе расплавленный металл шва — газ с обратной стороны;

— вязкость расплавленного металла при температуре выше ликвидуса;

— величина зазора в стыке;

— угол разделки кромок и величина притупления;

— химический состав и конструкция металлопорошковой проволоки;

— характер переноса металла через дуговой промежуток;

— параметры режима сварки (ток сварки, скорость сварки, напряжение на дуге, диаметр электрода) и, как следствие, все силовые характеристики, как факторы, влияющие на перемещение как электродного, так основного металла по сечению сварочной ванны в продольном и поперечном направлениях;

— электропроводность проволоки в холодном состоянии.

Рассмотрим в данной статье лишь некоторые из них, которые, на наш взгляд, являются наиболее значимыми, а именно — характер переноса металла через дуговой промежуток, физико-химические свойства расплавленного металла при температурах несколько выше ликвидуса, конструкция порошковой проволоки и влияние давления

Наиболее полно влияние поверхностных характеристик в сварочных процессах применительно к формированию корня шва освещено в работе [4].

Для проверки влияния физических свойств расплавленного шлака на форму усиления обратного валика к основному металлу и угол перехода, была решена статическая задача, показывающая влияние равновесия сил в сварочной ванне, выражаемое уравнением:

где Р^ — сумма объемных и поверхностных сил, действующих в сварочной ванне;

Ра — сила межфазного натяжения на границе расплава металл-шлак, которая определяется по формуле:

После записи уравнения в дифференциальной форме:

Сварка потолочных швов

Сварка потолочных швов : общие рекомендации .

Сварка потолочных швов требует сварочный ток выше, чем при вертикальной сварке, и ниже (или равный), чем при горизонтальной. В основном применяется электрод диаметром 3; 4 мм. Угол наклона электрода по направлению сварки (рис. 1) 80°-90°. Шлак, стекая вниз, под сварочный шов, не мешает вести сварку под прямым углом или «углом вперед», что позволяет в потолочном положении выполнять «нормальные» и «вогнутые» валики в разделке. Сварка потолочных швов ведется только короткой дугой.

Другие страницы по теме Сварка потолочных швов

Сварка потолочных швов

: требуемый угол наклона.

Сварку стыковых соединений рекомендуется производить на себя, что позволяет хорошо наблюдать за длиной дуги, наклоном электрода по отношению к обеим кромкам изделия и формированием валика. Наблюдая за полнотой и формой валика, легче выбрать скорость сварки, способ манипулирования электродом и время задержки на краях сварочной ванны. При манипулировании электродом рекомендуется применять два способа: «лестницей» и «дугой вперед». Ширина валика и его полнота должны составлять 1-3 диаметра электрода с покрытием, что позволяет легко управлять жидким металлом. При чрезмерной ширине, полноте валика и чрезмерном сварочном токе, жидкий металл шва становится трудно управляемым, что приводит к подтекам, «горбатости» валика, грубым перепадам между чешуйками и подрезам по краям шва.

Наплавка в потолочном положении .

При наплавке в этом положении важен подбор сварочного тока. Если позволяет толщина изделия — производительней применять электрод диаметром 4 мм. Наплавку рекомендуется производить узкими, 1,5-2 диаметра электрода с покрытием, одиночными валиками, что позволяет применять средний диапазон сварочного тока. Первый валик рекомендуется положить шириной в 2-3 диаметра электрода с покрытием по границе наплавки методом «сварка на себя» (рис. 2). Последующие валики, со 2 по 5 и т.д., рекомендуется прокладывать слева направо или справа налево, в этом случае сварщику необходимо поменять свое положение по отношению к валикам. Наклон электрода при этом необходимо выдерживать под углом 70°-80° к изделию. В остальном техника наплавки та же, что и в нижнем положении.

Сварка стыковых соединений в потолочном положении .

Корневой валик в зависимости от величины зазора и притупления кромок следует варить без манипулирования или с поперечными колебательными движениями по методу «лестница» электродом диаметром 3 мм на сварочном токе в диапазоне минимального или среднего значения. В зависимости от требований чертежа и техусловий сварку первого корневого валика можно выполнить по двум рекомендациям:

1) Если предусмотрена выборка и подварка обратной стороны корня шва, необходимо при проплаве в зазор все внимание обратить на формирование валика со стороны сварки. Валик должен быть без нависаний и подрезов. Лучше всего такой валик выполнить манипулированием электродом от кромки к кромке и задержками на них (рис. 3). Такой валик не потребует дополнительной выборки, и после зачистки от шлака и брызг сразу можно приступать к сварке второго валика.

Сварка второго и третьего валиков ведется в зависимости от ширины корневого валика электродом диаметром 3 мм на среднем-максимальном сварочном токе или диаметром 4 мм — в среднем диапазоне, достаточном для нормального сварочного процесса (рис. 5).

Чтобы избежать «горбатости» 2 и 3 валиков, очень важен момент задержки на краях валика, затем небольшой спуск по кромке изделия и после этого переход методом «лестница» на другую кромку «Нормальный» или «вогнутый» валик можно получить, так же используя скорость сварки, наклон электрода «углом вперед», величину шага чуть большую, чем при вертикальной сварке. Не рекомендуются валики большого объема, т.к. металл шва в жидком состоянии находится длительное время и стремится вниз, что приводит к чрезмерной выпуклости шва. 4-й и 5-й слои выполняются в зависимости от ширины предыдущего валика во всю ширину или в два валика. Последующие слои рекомендуется выполнять без колебательных движений в виде наплавки и при подходе к кромке оставлять расстояние между предпоследним валиком каждого слоя и кромкой не менее диаметра электрода (с покрытием). Последний валик каждого слоя выполнить по способу как второй и т.д.

Читать еще:  Дефектоскопия сварных швов неразрушающими методами

Сварка лицевого слоя .

Предпоследний слой в разделке должен быть выполнен так, чтобы незаполнение разделки было не более 0,5-2 мм. В зависимости от толщины металла и ширины лицевого слоя сварку можно выполнить в один или более проходов. При сварке в один проход при незаполненной разделке в 0,5-1 мм рекомендуется, во избежание излишней высоты шва, сварку производить методом «дугой вперед», подбирая шаг в зависимости от формирования валика. При глубине незаполненной разделки от 1 мм до 2 мм — методом «лестницей».

При сварке лицевого слоя в несколько проходов, как показано на рисунке 5, 9-й и 10-й валики выполняются в зависимости от каждого конкретного случая с манипулированием или без него, «лестницей» или «дугой вперед». Валик 11 выполняется с манипулированием электродом так, чтобы соединить вершины боковых валиков любым из методов, подходящих в данной ситуации.

Автоматическая сварка стыковых соединений с принудительным формированием обратного валика

Автоматическая сварка под слоем флюса стыковых и угловых соединений на заводе „Красное Сормово» впервые была применена в 1941 году. Этот способ сварки нашел широкое применение при постройке судов, изготовлении резервуаров и емкостей, оборудования для химической промышленности, труб газопровода. Общий процент автоматической сварки по отдельным видам продукции составляет: сухогрузный теплоход грузоподъемностью 2000 тонн—60%, воздушные ресиверы—75%.
Широкое применение нашла двухсторонняя сварка стыковых соединений без разделки кромок. Особенно успешно этот способ применяется при соединении изделий толщиной от 5 до 32 мм.
Однако и этот способ автоматической сварки стыковых соединений имеет ряд недостатков, которые сдерживают рост производительности труда, увеличивают стоимость выпускаемой продукции. К ним относятся: необходимость перекантовки изделия для сварки шва с обратной стороны, увеличенный расход электроэнергии и сварочных материалов (проволоки и флюса). На заводе нашел применение метод автоматической сварки стыковых соединений с принудительным формированием валика сварного шва с обратной стороны. Этот метод лишен недостатков, указанных выше, и заключается в следующем. Стыковые соединения собираются без разделки кромок стыкуемых деталей с обязательным зазором и свариваются за один проход. При этом производится полный провар стыкуемых кромок на всю их толщину и принудительное формирование валика сварного шва со стороны, противоположной стороне сварочной дуги.
Автоматическая сварка с принудительным формированием валика сварного шва с обратной стороны выполняется на стыковых соединениях деталей толщиной от 5 до 12 мм: при этом на, заводе нашли применение два способа сварки: сварка с принудительным формированием шва на скользящем красно-медном ползуне автоматом ТС-30 или ТС-32 и сварка с принудительным формированием шва на флюсовой подушке магнитного стенда.
Сварка автоматом ТС-30 или ТС-32. Автоматами ТС-30 и ТС-32 свариваются стыковые соединения полотнищ ресиверов, поперечных гофрированных переборок сухогрузного теплохода при толщине деталей от 3 до 10 мм.
Сварочный трактор выполняет следующие операции:
1) совмещение свариваемых кромок в одной плоскости,
2) поджатие и перемещение скользящей медной подкладки-ползуна,
3) подачу электродной проволоки,
4) перемещение дуги вдоль свариваемого соединения,
5) подачу флюса в зону сварки.
Стыковое соединение собирают с обязательным зазором в стыке от 2,5 до 4,5 мм. Кромки обрабатывают либо полуавтоматической газовой резкой, либо строжкой на станках. Кромки стыкуемых деталей должны быть чистыми (от окалины, ржавчины и других загрязнений) и не должны иметь заусенцев. Соединения собирают на гребенках, которые в процессе сварки стыка по мере продвижения автомата сварщик удаляет специальной вилкой-захватом. Гребенки прихватывают к деталям угловым швом калибром в 3— 4 мм и длиной в 40—50 мм. Расстояние между гребенками устанавливается для плоских деталей в 1200—1500 мм, для гофрированных в 800— 1000 мм.
Сборка под сварку значительно упрощается тем, что совпадение плоскостей стыкуемых деталей в данном случае не обязательно, так как конструкция автомата обеспечивает при движении его в процессе сварки устранение возможной „разностенности» листов. С обратной стороны валик сварного шва формируется красномедным охлаждаемым ползуном.
Ширина и высота сварного шва обусловлены толщиной свариваемых деталей и обеспечиваются наличием на медном ползуне канавки соответствующего профиля. Сила прижатия медного ползуна к плоскости стыка регулируется натяжением пружины прижимного устройства.
Сварка автоматами ТС-30 и ТС-32 может производиться как на постоянном токе, так и на переменном, однако при сварке на переменном токе формирование сварного шва происходит несколько хуже и имеют место „примерзания» ползуна. Опыт внедрения и производственного применения сварки с принудительным формированием обратного валика на красномедном ползуне позволил убедиться в безотказной работе автоматов и высоком качестве сварных швов при сварке неперекрещивающихся стыковых соединений. При сварке перекрещивающихся соединений в местах пересечений, как правило, происходит вынужденная остановка автомата и, как следствие, прожоги и „примерзания» ползуна.
Сварка может производиться электродной проволокой диаметром от 2 до 5 мм на токах от 200 до 900 а.
На заводе „Красное Сормово» сварка производится электродной проволокой Св-08А диаметром 4 мм под слоем флюса ОСЦ-45. Изменение скорости подачи электродной проволоки и скорости сварки ступенчатое и производится при помощи восьмиступенчатой коробки скоростей.
Сварка стыковых соединений полотнищ секций сухогрузного теплохода производится на флюсовых подушках магнитного стенда. При этом используются два варианта: двухсторонняя сварка с повышенным зазором в стыке и сварка с принудительным формированием обратного валика на флюсовой подушке магнитного стенда.
Электромагнитный стенд с магнитно-флюсовой системой является специальной технологической оснасткой. Магнитный стенд состоит из трех продольных балок (с магнитно-флюсовой системой) длиной в 11 м каждая и одной поперечной балки длиной в 5,5 м, смонтированных стационарно. Расстояние между центрами продольных балок равно 1300 мм и соответствует ширине свариваемых листов полотнищ секций. В промежутках между флюсомагнитными балками расположены балки, не имеющие флюсомагнитной системы и служащие только как опоры. Настил балок и зеркало (верхняя поверхность всех электромагнитов) выдержаны в горизонтальной плоскости; при этом плоскость зеркала электромагнитов выше настила на 2—3 мм.
Флюсовая подушка имеет два прорезиненных шланга и систему штоков. Верхний шланг предназначен для подъема флюсового лотка с целью поджатия флюса к спариваемым кромкам, нижний шланг служит для принудительного опускания лотка с флюсом. Ширина флюсового лотка составляет 80 мм.
Электромагниты стенда имеют Ш-образное сечение и размер 500Х75ХПО. Для обмотки использован провод из красной меди диаметром в 1,92 мм с хлопчатобумажной изоляцией, пропитанной лаком. Марка провода ПЭЛБО. Магнитный ручей (балка) набирается из нескольких таких электромагнитов, которые включаются последовательно в группы по 4 штуки. Технические данные катушки и группы следующие:
Сечение проволоки без изоляции. 2,58 мм2
Допустимый ток в катушке . 9,05 а
Количество ампер-витков . 2000
Необходимое число витков в катушке. 223
Мощность, потребляемая катушкой . 151 вт
Падение напряжения на зажимах катушки. 16, 7 в
Количество электромагнитов, включенных последовательно . 3
Напряжение на зажимах группы. 50,1 в
Питание электромагнитов стенда осуществляется постоянным током от машины ПС-500, через распределительный щит. Электромагниты обеспечивают надежное прижатие (притяжение) листов к зеркалу электромагнитов.
Воздух для флюсовых подушек подводится через водомаслоотделитель от цеховой воздушной магистрали. Сварка выполняется автоматами ТС-17МУ.
Детали, поступающие для сборки и сварки на магнитном стенде, могут вырезаться как газовой резкой, так и механическими способами. При сборке допускается смещение кромок листов по высоте для полотнищ толщиной в 5 мм не более 0,5 мм, для полотнищ большей толщины—не свыше 1 мм.
Прихватка по стыкам выполняется электродами УОНИ-13/45. Расстояние между прихватками 500— 700 мм, длина прихваток 20—35 мм. Прихватки под одностороннюю сварку имеют размер по высоте не более 2 мм. В начале и в конце соединений на собранных полотнищах устанавливаются выводные планки для вывода кратеров швов.
При односторонней сварке с принудительным формированием обратного валика выводные планки должны быть не прихвачены, а приварены к кромкам листов, в противном случае по концам сварных швов появляются трещины. Сварка осуществляется на „проход» с последовательным переходом от одного соединения к другому. Поперечный стык (паз) заваривается в последнюю очередь. В качестве сварочных материалов используется сварочная проволока СВ-08А и флюс ОСЦ-45.
При однопроходной сварке с принудительным формированием обратного валика в случае применения флюса нормальной грануляции шов со стороны флюсовой подушки по высоте неравномерный (имеет гребешки). При использовании флюсовой пыли шов с обратной стороны имеет ослабление, доходящее до 2 мм. Для засыпки флюсового лотка применяется смесь флюса ОСЦ-45П нормальной грануляции (30%) и флюсовой пыли (70%). Однако и в этом случае вследствие неравномерности перемешивания флюсовой пыли с флюсом нормальной грануляции сварной шов ослаблен, хотя эти ослабления не превышают 0,5—1 мм и их протяженность не велика. Технологическая последовательность сборки и сварки полотнищ секций на магнитном стенде такова: укладка листов и их стыкование между собой, включение электромагнитов, поджатие флюса, сварка, опускание флюса, выключение электромагнитов и снятие сваренного полотнища.
Последовательность включения электромагнитов зависит от последовательности сборки полотнища. После включения электромагнитов и поджатия флюса производится легкое простукивание ручником вдоль стыка. Это простукивание обеспечивает более равномерное прижатие флюса по всему стыку. Электромагниты выключаются через 25—30 минут после окончания сварки, что резко снижает коробление. Применение электромагнитных стендов с флюсовыми подушками позволило резко улучшить качество сварных швов и сваренных полотнищ в целом (нет коробления), сократить трудовые затраты по сварке и сборке.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector