10. Понятие о режиме и производительности сварки вручную под водой

Под режимом сварки понимают совокупность условии протекания процесса сварки, который зависит от толщи­ны металла, формы сварных швов, силы, рода и поляр­ности тока, а также от пространственного положения сварки и пр. Режим сварки преимущественно определя­ется типом и диаметром электрода и силой сварочного тока.

Для определения необходимой силы тока пользуют­ся формулой

I_cв= k*d,

где I_св — сила сварочного тока, А; d — диаметр электрода, мм; k — постоянный коэффициент, его значение 40 ... 50 А/мм (т. е. 40... 50 А на 1 мм диа­метра стержня электрода).

При сварке методом опирающегося электрода коэф­фициент берут равным 50... 60 А/мм. Увеличение сварочного тока может вызвать подрезы, провары, наруше­ния правильного формирования шва, разбрызгивание металла и другие дефекты. Помимо этого на формиро­вание шва влияют также род и полярность тока. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40... 50% больше, чем при сварке постоян­ным током прямой полярности, что вызвано различным выделением количества тепла. При сварке переменным током глубина провара на 15...20% меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности.

В подводных условиях сварочные работы целесо­образно вести при силе тока 180...240А. Эти режимы тока являются наиболее оптимальными при сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей.

Рекомендуемые режимы сварочного тока для раз­личных марок электродов приведены в приложении 5. Сила тока при сварке вертикальных швов должна быть меньше на 10... 15%, а при сварке потолочного шва на 15...20%, чем при сварке шва, расположенного в в нижнем положении.

Производительность процесса сварки оценивают по количеству проплавленного в единицу времени основно­го металла и количеству наплавленного металла. Производительность наплавки зависит от скорости плавле­ния электрода и определяется по формуле

Q = a * 1* t,

где Q — масса наплавленного металла, г; I — сила сварочного тока, А; t — время горения дуги, ч;

а — коэффициент наплавки, г/А-ч или кг/А-с (по

системе СИ), который показывает, сколько

металла с электрода под действием сварочно-

го тока в 1 А перейдет в шов за единицу вре-

. мени.

По этой формуле можно определить время, необхо­димое для сварки, а именно:

Коэффициент наплавки для подводной, сварки вруч­ную не очень большой и в среднем равен 7... 9 г/А-ч. При правильном выборе сварочного тока, с учетом всех условий сварки, коэффициент наплавки практически ос­тается постоянным. Считается, что из 1 кг электродов в среднем получается 0,5...0,6 кг наплавленного метал­ла.

11. Напряжения и деформации при сварке

Напряжения и деформации в свариваемом металле возникают вследствие неравномерного нагрева, тепло­вой усадки швов, структурных изменений металла шва и околошовной зоны и т. д.

Под воздействием сварочной дуги металл в месте нагревания начинает расширяться. Но этому расшире­нию будут препятствовать более холодные части листа металла, окружающие место нагрева. В результате лист (если размеры его достаточно большие) теряет ус­тойчивость и начинает деформироваться.

При наличии препятствий деформации в нагревае­мой детали возникают внутренние напряжения. Эти на­пряжения, в зависимости от степени нагрева, могут привести к остаточным (пластическим) деформациям, т. е. изделие начнет коробиться, терять свою прежнюю форму и размеры.

Другой причиной деформации и напряжений при сварке является усадка металла шва при переходе из жидкого состояния в твердое.

Коробление листов от усадки металла при

сварке: а — продольное; б — поперечное

Усадка при.сварке листов металла вызывает продольное и поперечное коробление. При продольном короблении происходит набегание еще несваренных кромок одна на другую. Попе­речное коробление листов от усадки показано на рисунке.

При подводной сварке, где поле температурного влияния меньше, а концентрация тепла значительно больше, чем при сварке на воздухе, при интенсивных скоростях охлаждения внутренние напряжения бывают несколько меньше. Однако соответствующие меры необ­ходимы и под водой. Особенно это важно при сварке протяженных швов. Для уменьшения

внутренних на­пряжений и деформаций при подводной сварке приме­няют прихватку, определенный порядок наложения швов, жесткое закрепление и предварительную обрат­ную деформацию (рис. 44).

Схемы наложения швов для уменьшения сва­рочных напряжений:

а — обратноступенчатый; б — комбинированный; в — уравно­вешивание деформаций; г — обратная деформация; д — сварка многослойных швов «гор­кой»