Сварочная практика Отчет 1

40

Окончание шва также имеет специфические особенности. При окончании сварки - обрыве дуги в конце шва следует правильно заваривать кратер. Кратер является зоной с наибольшим количеством вредных примесей, поэтому в нем наиболее вероятно образование трещин. По окончаний сварки не следует обрывать дугу, резко отводя электрод от изделия. Необходимо прекратить все перемещения электрода и медленно удлинять дугу до обрыва; расплавляющийся при этом электродный металл еаполнит кратер.

При сварке низкоуглеродистой стали кратер иногда выводят в сторону от шва на основной металл. Если сваривают сталь, склонную к образованию закалочных структур, вывод кратера в сторону недопустим ввиду возможности образований трещин. При случайных обрывах дуги или смене электродов дугу возбуждают на еще расплавленном основном металле перед кратером и затем проплавляют металл в кратере.

8ыиоя»енме сварных швов в никнем положении.

Выполнение сварных ' швов в нижнем пространственном положении наиболее удобно потому; что расплавленный металл с электрода под действием сил тяжести переходит в шов сверху вниз. Силы тяжести и нерасгшавившиеся кромки удерживают расплавленный металл от вытекания из сварочной1 ванны,что создает оптимальные условия для формирования металла шва. При сварке в нижнем пространственном положений получают швы наиболее высокого качества еще и потому, что в этом случае из расплавленного металла сварочной ванны легко выделяются газы и неметаллические включения. Во всех случаях свариваемое изделие надо пытаться разместить так, чтобы свариваемый шов располагался в нижнем пространственном положении.

• i,Наложение валиков рекомендуется производить слева направо или на себя^'Вэтих случаях сварщик четко видит место соединения, длину дуги,

. перенос электродных капель и формирование валика^ Нормальной считается ширина валика, равная 3... 4 диаметрам электрода.'

/ Стыковые швы сваривают без разделки (скоса) кромок или с V-, Х- и U-образной разделкой^

Стыковые, швы без разделки кромок в зависимости от толщины сваривают с одной или двух сторон. При этом конец электрода совершает поперечные колебания. Необходимо тщательно следить за равномерным расплавлением обеих свариваемых кромок ,повсей их толщине и особенно стыка между ними в нижней части (в корне.шва).

Одностороннйе стыковые швы без сноса кромок выполняют покрытым электродом диаметром, равным толщине свариваемых листов, она не превышает 4 мм. Сварочный ток подбирают s соответствии с диаметром электрода, с учетом вида и толщины покрытия (табл.5.1). Листы без скоса кро-

41

мок толщиной 5 мм и больше сваривают двухсторонним швом. Таблица 5.1

Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений

-- .

Примечание. Максимальные: значения тока должны уточняться по паспорту электродов.

дОднопроходную сварку с V-образной разделкой кромок обычно выполняют с поперечными колебаниями электрода на всю ширину (рис.5.5.а), чтобы дуга перемещалась со скоса кромок на необработанную поверхность металла. Однако в этом случае очень трудно обеспечить равномерный

Положение электрода при сварке нижних швов;

а - стыкового соединения; 6 - таврового соединении наклон-

нымэлектродом; в - таврового "а лодочку"; г - вннхлестку; д - углового соединения

42

провар шва'по всей его длине, особенно при . изменении величины притупления кромок и зазора между ними^/

/При сварке шва с V-образной разделкой за несколько проходов обеспечить хороший провар, первого слоя в корне- разделки гораздо легче. Для этого обычно применяют электроды диаметром 3...{ мм и сварку ведут без поперечных колебаний. Последующие слой выполняют электродом большего диаметра с поперечными колебаниями. Для обеспечения хорошего провара между слоями предыдущего шва, а также кромки следует тщательно очи-

Сварку швов с Х- или U- образной разделкой кромок выполняют так же, как и с V-образной. Однако для уменьшения остаточных . деформаций и напряжений, если это возможно, сварку ведут, накладывая каждый валик или слой попеременно с каждой стороны: Швы с Х-образным скосом кромок

по сравнению с V-образным более предпочтительны, так как при их сварке в 5,6... 1,7 раза уменьшается-объем наплавленного металла, повышается производительность сварки и, кроме того, снижаются угловые деформации.

ния затекания в него расплавленного ме-, талла.

Сварка"в лодочку", угловых швов для листов толщиной до 14 мм возможна без скоса кромок. Зазор между свариваемыми элементами не должен превышать 10Ж толщины листа. -Режимы сварки угловых швов "в лодочку"

при сварке с опиранием электрода даны в табл.5.3.

44

Таблица 5.3 Режимы сварки угловых швов "в лодочку"с опиранием электрода

Толщина металла, мм Катет шва, мм Диаметр электрода, мм Сила тока, А

На практике не всегда можно установить угловое соединение для сварки "влодочку". В таких случаях угловые швы выполняют наклонным электродом (рис.5.5). Дугу обычно зажигают на нижнем листе в точке (рис. 5.5.6). Сварю угловых швов может быть однослойной или многослойной. Однослойная применяется для швов с катетом до 6 мм. При сварке многослойного углового' шва сначала накладывают узкий ниточный валик электродом 3...4 мм для обеспечения провара корня шва. Однако при сварке наклонным электродом трудно обеспечить провар шва по нижней плоскости (из-за вытекания на нее расплавленного металла). Затруднительно также избежать подреза на вертикальной плоскости (из-за стенания расплавленного металла). Поэтому таким способом обычно сваривают швы катетом до 6-8 мм.

При сварке угловых швов наклонным электродом сложно обеспечить глубокий провар и в корне шва, поэтому в односторонних или двусторонних швах без разделки кромки возможен непровар, который при нагружении шва может послужить причиной возникновения трещины. Для предупреждения, непровара в ответственных соединениях при толщине металла 4 мм и более необходимо односторонняя, а при толщине 12 мм и более - двусторонняя разделка кромок. Режимы сварки угловых швов со скосом кромок даны в табл. 5.4.

Таблица 5.4 Режимы ручной дуговой сварки угловых швов со скосом кромок

45

При сварке наклонным электродом многопроходных швов первым выполняют шов на горизонтальной плоскости. Формирование последующего валика происходит с частичным удержанием расплавленного металла сва рочной ванны нижележащим валиком.

При сварке угловых швов применяют поперечные колебания "электрода. Особенно важен правильный выбор их при сварке наклонным электродом с целью предупреждения возникновения указанных выше дефектов. .

5.4.Выполнение сварных швов в вертикальном и горизонтальном пространственных положениях.

t-Выполнение сварных швов в положениях, отличающихся от нижнего, требует повышенной квалификации сварщика. При её проведении возможно вытекание расплавленного металла из сварочной ванны или падение капель электродного металла мимо нее. Для предотвращения этого сварку следует вести по возможности наиболее короткой дугой, в большинстве случаев с попеременными колебаниями^

1, Расплавленный металл в сварочной ванне от вытекания удерживается в основном силой поверхностного натяжения. Поэтому необходимо уменьшить объем сварочной ванны, для чего конец электрода периодически отводят в сторону от ванны, давая возможность ейчастично закристаллизоваться. Ширину валиков также уменьшают до двух-трех диаметров электрода. Кроме того, применяют пониженный на }0-20% ток и электроды уменьшенного диаметра^

Сварку вертикальных швов можно выполнить на подъем(снизу вверх рис. 5. 7.а) или на спуск (сверху вниз рис.5.7.б).При сварке на подъ-

- ем нижележащий закристаллизовавшийся металл шва помогает удержать расплавленный металл' сварочной ванны. При этомспособе облегчится возможность

бпровара корня шва и кромок, так как расплавлен-

ный металл стекает с них в сварочную ванну, улучшая условие теплопередачи от дуги к основному метал-

лу. Однако поверхность шва получается грубочешуйчатой. При сварке на спуск получить качественный провар трудно: шлак и расплавленный металл подтекают под дугу и от дальнейшего стенания удерживаются толь-

-; 46

ко силами давления дуги и поверхностного, натяжения.В некоторых случаях их оказывается недостаточно, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.

Сварка стыковых горизонтальных швов (рис. 5. 8)более затруднена,

ностей и по технике не отличается от сварки в нижнем положений. 5.5 Выполнение потолочных сварных швов.

Выполнение потолочных сварных швов наиболее сложно и по возможности выполнение таких швов следует избегать. Сварку выполняют пери-

одическими короткими замыканиями конца электрода на сварочную ванну, во время которых металл сварочной ванны частично кристаллизуется, что уменьшает её объем. В то же время расплавленный электродный металл вносится в сварочную ванну. При

Рис. 5- 9. удлинении дуги образуются подрезы. При Положение электрода сварке таких швов создаются неблагоприят-

при сварке потолоч- ные условия для выделения ишаков и газов ных швов

из расплавленного металла сварочной ванны (рис.5.9). Техника выполнения потрлоч-

ных швов требует высокой квалификации испотителя.

5.6. Сварка тонколистовой стали.

Основной трудностью при соединении металла толщиной 2 мм ручной дуговой сваркой является образование прожогов. Для исключения появления прожогов используют следующие приемы: швы сваривают электродами малого диаметра (1, 6-2 мм): сварку ведут на минимальном токе (50... 70 А); для устойчивого горения<дуги в сварочную цепь включают

47

осциллятор; предусматривают такие соединения,которые исключают прожоги в процессе сварки, например соединение с отбортовкой кромок.

Для приварки тонкого металла к толстому необходимо: обеспечить плавный переход от толстого металла к тонкому; сварку выполнить на подкладках; во время сварки применять осциллятор.

5.7. Точечная дуговая сварка.

Точечные швы выполняют в нахлесточных соединениях дуговой сварной без перемещения электрода.

Точечную дугову4.рварку применяют при сборке конструкций для соединения тонких и,толстых листов, тонких листов с профильным прокатом, в угловых соединениях, для приварки шпилек (рис. 5.10) Еб ис-

Рис. 5.10.

Точечные сварные соединения:

а - без отверстия в верхнем листе;б - с предварительно выполненным отверстием; в - сварка двух листов с профильным элементом; г - угловое соединение; д - приварка

шпилек

пользуют также в случае, когда из-за крупных размеров конструкций затруднено использование контактной точечной сварки. Сварка выполняется с проплавлением свариваемых элементов или через отверстие.

При точечной, дуговой сварке сталей,покрытыми электродами,толщина верхнего листа может достигать 1...2 мм. Использование сварки в углекислом газе или под флюсом позволит соединить детали с толщиной верхнего листа более 30 мм (сварную точку выполняют через отверстие) .Основной трудностью применения точечной дуговой сварки является обеспечение плотного прилегания поверхностей свариваемых деталей. Для предупреждения вытекания расплавленного металла зазор не должен превышать 1 мм. На производстве широко используются различные механизированные установки для дуговой точечной сварки и приварки шпилек.

- 48 5.8.Электродуговая резка.металла

, Электродуговая резка металла применяется при раскрое металла, выплавке дефектных сварных швов, отрезке прибылей на стальных и чугунных отливках и т. д.

Сущность процесса состоит в том, что электрическая дуга, горящая между электродом"и разрезаемым металлом, выплавляет его из места реза под действием механического давления сварочной дуги и собственного веса расплавленного металла.

Способом электродуговой резки можно резать большинство сплавов: углеродистые, легированные и высоколегированные стали, чугуны и цветные металлы.

Электродуговая резка, металла может выполняться металлическим и угольным электродом. Угольными электродами резка производится только постоянном током прямой полярности. Производительность резки угольным электродом низкая, рез получается широким, с неровными кромками. Для получения более узкого рёза применяют пластинчатые графитовые электроды. Обычно для дуговой резки используют электроды, которые предназна-' чены для сварки. Силу тока при резке устанавливают ориентировочно на 20...30 % больше, чем при сварке электродами такого же диаметра. Хорошее качество резки получают при применении электродов со специальным толстым покрытием, которое, сгорая, выделяет теплоту или кислород, что ускоряет процесс резки. Резку металла выполняют на постоянном или переменном токе во всех пространственных положениях. На тех же режимах производится электродуговая строжка металла.

5.9. Технологические особенности сварки различных сталей

Способность металлов и сплавов к сварке оценивают по их свариваемости. Под сшривавмостью понимают возможность образования при сварке плотных герметичных швов с требуемыми прочностными и физико-химически- ми свойствами. Не все металлы и сплавы обладают хорошей свариваемостью. Обычно высокая теплопроводность, низкий коэффициент линейного расширения,нечувствительность к термическому изменению цикла, малая усадка обуславливают хорошую свариваемость металлов и сплавов.

. Лучшей свариваемостью обладают металлы, способные образовывать друг с другом непрерывный ряд твердых растворов. Хуже свариваются металлы с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Совершенно нельзя сваривать методом плавления те металлы, которые вовсе взаимно не растворяются в < твердом состоянии или образуют хрупкие соединения.

Эти металлы подвергают сварке давлением или вводят при сварке в приса-

50

дочный материал металл, который способен растворяться в обеих свариваемых деталях.

5. 9.1. Сварка углеродистых сталей.

Низкоуглеродистые стали (до 0,25 % С) имеют хорошую свариваемость. Электроды для них выбираются с учетом обеспечения равнопрочности сварного соединения с основным металлом. При сварке низкоуглеродистых сталей учитывают, что металл шва отличается от основного металла несколько пониженным содержанием углерода. Это незначительно понижает его прочность. Увеличение!.его прочности при дуговой сварке осуществляют легированием металла шва марганцем или кремнием через проволоку или покрытие, а также за счет увеличения скорости охлаждения.

Изменение скорости охлаждения металла шва изменяет его внутреннее строение , что отражается на его механических свойствах. В частности, при увеличении скорости охлаждения прочностные свойства сварного шва возрастают, а пластические (ударная вязкость, относительное удлинение и сужение) падают. Значительное влияние скорости охлаждения проявляется при дуговой сварке однослойных угловых швов. Рекомендуемыережимы сварки различных типов соединений даны в табл. 5.5.

Среднеуглеродистые стали j(0.26.. ,0,50 % С), имеют повышенное содержание углерода, который является причиной образования при сварке кристаллизационных трещин, а также малопластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне. Для повышения стойкости металла шва против образования кристаллизационных трещин необходимо понизить содержание углерода в металле шва путем применения электродов с пониженным количеством углерода, а также уменьшениемдолиучастия основного металла в металле шва.