Билет 5. Способы защиты плавящегося металла от воздуха при дуговой сварке

Для получения высококачественного металла шва и сварного соединения применяют защиту расплавляемого при сварке металла от окружающего воздуха защитным газом или шлаком. В качестве защитного газа широко используют двуокись углерода (углекислый газ), аргон, гелий и др. Защитный газ из баллонов подают по шлангам в зону дуги. Наиболее распространенной является газошлаковая защита, которая образуется при расплавлении специального покрытия, нанесенного на электрод, специального порошка - флюса, насыпанного слоем определенной толщины на место сварки или запрессованного внутрь трубчатой порошковой проволоки. В процессе сварки покрытие или флюс плавятся, образуя газ, окружающий зону сварки, и шлак, обволакивающий капли расплавленного металла и сварочную ванну, что преграждает доступ к ним кислорода и азота воздуха. Однако, несмотря на защиту, некоторое количество кислорода будет проникать в зону дуги из воздуха, защитных газов и шлака, а также из ржавчины и окалины, имеющихся на металле. Поэтому электродные покрытия и флюсы должны обеспечивать удаление кислорода из стали. Что же касается азота, то защитные газы и шлаки должны максимально предохранять расплавленный металл от контакта с азотом воздуха, так как дальнейшие меры по удалению азота из сварочной ванны малоэффективны. Вследствие этого количество покрытия на электроде, расход защитного газа, количество или толщина слоя флюса подбираются из условия максимально возможной защиты сварочной ванны от окружающего воздуха. Например, коэффициент массы покрытия Kn, т. е. отношение массы защитного покрытия электрода к массе покрытого стержня электрода Kn = gJSa.c^ ис~ ходя из условия максимальной защиты от азота воздуха принимается от 0,25 до 0,35.

Билет 6. Понятие о сварной конструкции

Главное требование — это соответствие эксплуатационному назначению.

Конструкции должны быть прочными, жесткими и надежными, а также экономичными и минимально трудоемкими при изготовлении и монтаже.

Каждая конструкция проходит три этапа: проектирование, изготовление и сборка или монтаж.

Проектирование начинается с вариантов компоновки возможных схем конструкции и заканчивается методами изготовления, сборки или монтажа.

Конструкция должна обладать устойчивостью, долговечностью, надежностью — по показателям наработки; ремонтопригодностью и технологичностью изготовления.

На этапе проектирования решают следующие вопросы: варианты изготовления, способы сварки, качество и точность заготовок и конструкции в целом, возможность применения механизации сварочных процессов, технологическая простота деталей, заготовок с возможностью применения более производительных процессов изготовления, например, резка на ножницах, пробивка, вырубка на прессах производительней газовой и плазменной резки.

На этом этапе выполняется проработка чертежей всех деталей и заготовок, определяются требования к ним и к конструкции в целом.

При проектировании также решается вопрос выбора материалов по марке и экономичности профилей, с учетом имеющихся типовых схем и конструктивных элементов. Конструктивно предусматривается минимальное воздействие от деформаций при сварке путем применения наименьшего количества сварных швов (в том числе в одном месте), максимальное использование сварки в нижнем положении при минимуме кантовок.

Не допускается на одной несущей конструкции применять и сварку и клепку — по противоположным концам, так как эти два способа по-разному распределяют воспринимаемую нагрузку, в особенности — знакопеременную.

При проектировании также решаются вопросы сборки, монтажа готовой конструкции.

Понятие технологичности сварной конструкции — это возможность изготовления всех деталей конструкции и ее с наименьшими трудовыми затратами удобными способами и с применением самого производительного оборудования, например штамповка деталей вместо кислородной вырезки, и т. п.

Мелкие или самостоятельные сварные конструкции называются сварными узлами. Сварной узел — это часть конструкции (необязательно сварной), представляющей собой соединение двух или нескольких деталей при помощи сварки.

При проектировании, а также при изготовлении сварных конструкций необходимо помнить, что очень большие внутренние напряжения (иногда — до частичного саморазрушения) возможны при сварке электрозаклепками, поэтому следует избегать таких соединений, применяя нахлесточную сварку либо в широких прорезях, либо в отверстиях не менее, например, диаметра 30 мм при толщине верхнего листа 8 мм.