Сварка в различных пространственных положениях. Виды швов по расположению в пространстве. Особенности сварки швов в различных пространственных положениях
По расположению швов в пространстве в момент их исполнения различают:
- нижние;
- горизонтальные;
- вертикальные;
- потолочные швы.
Промежуточные положения относят к одному из них соответственно.
Сварка швов в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях в отличие от нижнего имеет ряд особенностей.
Нижние швы самые удобные для сварки тому, что капли электродного металла под собственной массой легко переходят в сварную ванну. Кроме того в этом положении удобно наблюдать за процессом сварки.
Вертикальные швы свариваются снизу вверх и сверху вниз. При этом основной и электродный металлы текут вниз. Поэтому при вертикальном сварке сварочный ток уменьшается на 10-15% по сравнению со сваркой в нижнем положении, а диаметр электрода не должен превышать 4-5 мм. Чтобы металл не вытекал из ванны, следует поддерживать очень короткую дугу, при которой расстояние между каплями электродного и основного металла настолько мала, что между ними возникает взаимное протягивания.
При сварке снизу вверх кривая возбуждается в самой низкой точке шва и после образования сварочной ванны электрод, первоначально установлен горизонтально (положение 1), отводится вверх (2 положения) на угол 45-50 градусов. При этом нижняя часть сварочной ванны начинает кристаллизоваться и образуется полочка, на которой содержатся капли металла. Чтобы предотвратить утечку металла из ванны необходимо осуществлять поперечные колебательные движения электродом с отводом его вверх и поочередно в разные стороны. Это обеспечивает быструю кристаллизацию жидкого металла.
При сварке сверху вниз в начальный момент электрод располагается перпендикулярно к основному металлу и дуга возбуждается в верхней точке шва. После образования сварочной ванны электрод наклоняют на 15-20 градусов так, чтобы дуга направлялась на основной и наплавленный металл. В этом случае жидкий металл частично подтекает под дугу и толщина металла искусственно увеличивается, что дает возможность избегать о топлив. Поэтому сварки сверху вниз используют для сварки тонких металлов. Для уменьшения окапывание металла применяют электроды с целлюлозным или пластмассовым покрытием органического вида (ОЗС-9, АНО-9, ВСЦ-2, ВСЦ-3 и др.). Производительность сварки сверху вниз выше по сравнению со сваркой снизу вверх. Вертикальные швы удобно сваривать электродом с выпиранием покрытия на сварных кромки.
Горизонтальные швы (в вертикальной плоскости) сваривать сложнее вертикальных. На верхнем листе возможные подрезы. Поэтому сварки ведут короткой дугой и электродами диаметром до 4-5 мм. Силу сварочного тока уменьшают на Ю-15% по сравнению с нижним положением. Чтобы предотвратить скатывания жидкого металла скос кромок выполняют на одном верхнем листе под углом 50 +5 градусов. Дуга при этом возбуждается на нижней горизонтальной кромке (положение 1), а затем переносится на преклонный скос (2 положения), поднимая вверх капли металла. Электродом выполняют спиральные колебательные движения. Горизонтальные швы внахлест сваривать легче стыковых том, что кромка нижнего листа способствует удержанию расплавленного металла от окапыванием вниз. Когда сваривают горизонтальные швы с двумя скосами кромок, устанавливают следующий порядок наложения швов, при котором в процессе проваливанием верхней кромки удается избежать потолочного положения кратера с расплавленным металлом. При сварке горизонтальных швов высокое качество обеспечивают электроды с целлюлозным покрытием (выполняют упиранием покрытие у кромки металла).
Потолочные швы сваривать сложнее всего. их выполняют сварщики высшей квалификации. Сложность сварки заключается в том, что капли металла пытаются скапывать вниз и затрудняется перенос капель с электродного металла в сварную ванну. Сложностей можно избежать, уменьшая силу сварочного тока на 15-20% по сравнению с нижним положением, используя электроды диаметром до 4 мм. При этом уменьшится объем сварочной ванны. Основным условием получения качественного шва является поддержание очень короткой дуги путем периодических замыканий электрода с металлом ванны. Угол наклона электрода до основного металла составляет 70-80 градусов. В момент короткого замыкания капля металла под воздействием си
Сварка швов в различных пространственных положениях — Студопедия.Нет
Выборрежимаручнойдуговойсварки
Выбор режима ручной дуговой сварки сводится к следующему:
1. Необходимо, в первую очередь, выбрать диаметр электрода в зависимости от толщины свариваемого металла. Для этого существуют таблицы, которые трудно запомнить, поэтому практически поступают так:
— если толщина металла до 4 мм – диаметр электрода равен толщине;
— если толщина металла более 4 мм – диаметр электрода 4 – 6 мм.
На выбор диаметра, так же влияет пространственное положение шва при сварке. Так, например, при сварке вертикальных швов сверху – вниз и потолочных не рекомендуется использовать диаметр более 4 мм, так как при большем диаметре сила тока большая, что увеличивает объем сварочной ванны и вытекание из нее расплавленного металла. При сварке толстого металла, со скосом кромок, для коренного шва, во избежании непроваров, использовать электроды диаметром не более 3 мм, а при наложении последующих слоев можно использовать электроды и большего диаметра.
2. При выбранном диаметре, необходимо подобрать силу сварочного тока. Для этого можно использовать общую формулу I = K × D, где D – диаметр электрода; K – коэффициент, равный (40 – 60) А/мм; Коэффициент ближе к 40 выбирается при сварке легированных сталей, так как, чем более легирован стержень электрода, тем больше его сопротивление и больше вероятность его перегрева. Коэффициент ближе к 60 выбирается при сварке более высокоуглеродистых сталей, с целью более ускоренного введения тепла и меньшей ширины закалки зоны термовлияния. При сварке низкоуглеродистых конструкционных сталей, силу сварочного тока можно примерно определить, используя коэффициент 50, т. е I= 50 × D.
Для более точного определения силы сварочного тока, при сварке низкоуглеродистых конструкционных сталей, используется формула академика Хренова I = (20 + 6хD) × D.
Такой расчет производится при нижнем положении шва. При сварке швов в вертикальном и горизонтальном положении, силу сварочного тока уменьшают на 5 – 10%, а в потолочном на 10 – 15%, с целью уменьшения объема сварочной ванны и вытекания из нее расплавленного металла.
При сварке металла толщиной более 1,5 Dэ, силу тока можно увеличить на 10 – 15% для большей производительности, не опасаясь прожогов.
3. Напряжение дуги можно определить, используя уже известную формулу Uд = а + B × Lд, где коэффициенты а = 10 B; b = 2 B/мм, а Lд – длина дуги. При расчетах следует считать, что Lд = Dэ, так как в этом случае дуга считается короткой и которую следует применять при сварке.
4. Род и полярность сварочного тока выбирается в зависимости от вида покрытия электрода. Электроды с кислым, рутиловым и целлюлозным покрытием позволяют вести сварку как на переменном, так и на постоянном токе любой полярности. Электроды с основным видом покрытия устойчиво горят, лишь на постоянном токе обратной полярности и требуют его применения.
5. Оптимальную скорость сварки можно определить используя формулу
V = 
где Kн – коэффициент наплавки электрода, выбираемый по таблицам;
I – сила сварочного тока;
j –плотность стали равная 7,85 г/куб. см;
F – площадь поперечного сечения шва:
— для угловых швов F = ½ K × K K – катет;
— для стыковых швов F = 0,7 S × S S – толщина металла;
Практически, выбор режима сводится к следующему. Диаметр электрода должен быть выбран в соответствии с толщиной металла, до 4 мм толщины – равен толщине, а при большей – 4–6 мм.
О силе же тока судят по следующим признакам:
а) по степени выпуклости и устойчивости дуги:
— если швы получаются выпуклые, провар неглубокий, дуга малоустойчивая при изменении ее длины – сила сварочного тока мала;
— если швы получаются с вогнутой поверхностью, образуются подрезы, давление дуги на расплавленный металл повышенное – сила тока большая;
б) по звуку и тону, с каким горит дуга. При правильно выбранной силе тока, звук который издает дуга одного тона.
На изменение напряжения дуги сварщик будет влиять только в том случае, если длина дуги у него будет значительно меняться. А это – один из навыков определяющих квалификацию сварщика – умение поддерживать постоянную длину дуги.
Выбор рода и полярности тока зависит от вида покрытия электрода, толщины металла, теплоемкости свариваемого металла или сплава и других факторов.
Выбор оптимальной для данной толщины металла (диаметра электрода и других факторов) скорости сварки, так же один из навыков определяющих квалификацию сварщика.
Правильно подобранный режим сварки во многом определит качество шва, его механические свойства и производительность.
Элементырежимасварки.
Ихвлияниенаформуиразмершва
Под режимом сварки понимается совокупность факторов, обеспечивающих устойчивое протекание процесса сварки и получения шва заданного размера и формы.
Эти факторы являются элементами режима сварки и делятся на две группы.
I.ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА. Как раз и обеспечивающие устойчивость дуги, заданную глубину проплавления (Нпр) и ширину шва (В).
К ним относятся:
1. Диаметр электрода — Dэ
2. Сила сварочного тока —Iсв
3. Напряжение дуги — Uд
4. Род и полярность сварочного тока
5. Скорость сварки — Vсв
Эти элементы режима являются основными для всех дуговых способов сварки, будь то, ручная дуговая, полуавтоматическая или автоматическая.
II.ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РЕЖИМА, которые вносят некоторое влияния на Нпр и В, но меньше влияют на устойчивость дуги. Их достаточно много и к ним можно отнести:
1.Вылет электрода — это расстояние от места токоподвода до конца электрода. При сварке плавящимся металлическим электродом, вылет будет уменьшаться, а при сварке неплавящимся, угольным или вольфрамовым, оставаться постоянным.
2.Наклон электрода при сварке, чем он меньше от вертикали, тем Нпр будет меньше. Максимальное проплавление будет наблюдаться при угле 10 — 15 градусов от вертикали. Сварка наклонным электродом возможна «углом вперед» и «углом назад», причем при сварке «углом назад» проплавление наблюдается большее.
3.Наклон шва, так как швы могут быть наклонные.
4.Начальная, перед сваркой, температура металла.
5.Шлакообразующие свойства покрытия электрода и др.
Рассмотрим, как влияет изменение того или иного элемента режима, на глубину проплавления Нпр и ширину шва В, при условии, что изменяется только рассматриваемый элемент режима. Остальные элементы остаются в это время постоянными.
Влияние основных элементов режима:
1.При увеличении диаметра электрода Dэ, плотность тока в нем уменьшается, что вызывает уменьшение глубины проплавления Нпр и увеличения ширины шва В. Наоборот, уменьшение диаметра приводит к увеличению глубины проплавления (плотность тока повышается) и уменьшению ширины шва.
2.При повышении силы сварочного тока, глубина проплавления возрастает, но на ширину шва сила тока практического влияния не оказывает. При уменьшении тока, глубина проплавления понижается, но опять токи это не сказывается на ширине шва.
3.Повышение напряжения дуги, вызывает увеличение ширины шва, но на глубину проплавления оно, практически не оказывает влияния. Понижение напряжения, уменьшает только ширину шва.
4.Максимальное проплавление наблюдается при сварке на постоянном токе прямой полярности. Изменение полярности на обратную, уменьшает глубину проплавления на 40 — 50 %. При сварке на переменном токе, глубина проплавления меньше на 20 — 30%, по сравнению с обратной полярностью.
5. -При малых скоростях сварки, до 1м/ч, глубина проплавления небольшая. Это объясняется тем, что под действием давления дуги, на дне сварочной ванны образуется прослойка из расплавленного металла, препятствующая дальнейшему проплавлению. Швы получаются широкими, с неглубоким проваром.
-При оптимальных скоростях сварки, от 1,5 до 25м/ч, а скорость сварки устанавливает сам сварщик, в зависимости от толщины металлов, диаметра электрода и других факторов — глубина проплавления максимальная. За счёт большей скорости перемещения, жидкая прослойка дна сварочной ванны давлением дуги удаляется, что способствует большему проплавлению. Выбор оптимальной скорости, один из навыков определяющих квалификацию сварщика.
При дальнейшем повышении скорости варки, более 25 м/ч, глубина проплавления будет уменьшаться, так как все меньше будет вводиться тепла, а при скорости около 100 м/ч, происходит несплавление кромок, хотя процесс сварки будет идти стабильно.
Влияние дополнительных элементов режима:
1.При сварке плавящимся металлическим электродом вылет уменьшается, т. е длина стержня, а при этом и его электрическое сопротивление уменьшается. По закону Ома это вызывает повышение силы тока и увеличение глубины проплавления. При том ширина шва, практически, не меняется.
2.Для получения максимального проплавления и высокой производительности, сварка ведется наклонным электродом, отклонив его от вертикали на угол 10—15 градусов. При этом возможна сварка «углом вперед» и «углом назад». При сварке «углом назад», глубина проплавления будет несколько большая, так как давлением дуги, расплавленный металл будет вытесняться на образующий шов. Меняя угол наклона от вертикали можно несколько менять глубину проплавления, чем умело должен пользоваться сварщик.
3.Сварка наклонных швов возможна на «спуск» и «на подъём». При сварке «на подъём» наблюдается несколько большее проплавление, за счёт удаления жидкостей прослойки дна сварочной ванны не только давление дуги, но силой тяжести.
4. При сварке сталей недостаточной свариваемости используют предварительный подогрев. Температура металла до 200 градусов, не влияет на глубину проплавления и ширину шва. Повышение начальной температуры, вызывает увеличение, как глубины проплавления, так и ширины шва.
5. Электроды с основным видом покрытия более склонны к «длинным» шлакам, более тугоплавким, медленнее затвердевающим. Это способствует замедленной кристаллизации сварочной ванны, более широким и более гладким швам.
Техникаручнойдуговойсварки
1)Для того, чтобы начать сварку, необходимо возбудить дугу одним из способов:
— «чирканьем» или «спичкой», когда электрод своим концом проводится по поверхности металла;
— «постукиванием», когда электрод постукивается о поверхность металла;
В это время конец электрода, за счет которого замыкания нагревается для последующей, при возбуждении дуги термоэлектронной эмиссии и ионизации.
2)После возбуждения дуги, необходимо установить ее определенную длину и поддерживать ее как можно более постоянной, так как это один из навыков определяющих квалификацию сварщика. По длине, дуга может быть короткой и длинной. Короткой считается дуга до диаметра, применяемого при сварке электрода. Желательно с начала практического обучение приобретать навык поддержания длины дуги 2-3 мм. Более диаметра применяемого электрода дуга считается длинной.
3)В это же время, надо электрод установить наклонно, под углом 10-15 градусов от вертикали для максимального проплавления и начать его перемещать в направлении сварки «углом вперед» или «углом назад». При этом будет получаться шов в виде валика или шнура уложенного в кромки.
4)Различают узкий и уширенный валики. Узким считается валик шириной до 1,5 диаметра применяемого при сварке электрода. При его наложении сварщик совершает два движения:
— поступательно вниз, по мере расплавления электрода и скорости его плавления;
— поступательно в направлении сварки.
Уширенным считается валик шириной от 2 до 4 диаметров применяемого при сварке электрода. Большую ширину использовать не рекомендуется, так как необходимо, чтобы на ширине шва сварочная ванна находилась в расплавленном состоянии, иначе поверхность шва получится не гладкой и не ровной. При наложении уширенного валика к предыдущим двум движениям добавляется третье – колебательное концом электрода, той амплитуды, которую требует ширина шва.
Виды колебательных движений самые разнообразные. К наиболее широко применяемым относятся:
«ёлочкой»: «полумесяцем вперед»; «полумесяцем назад»; «спиралью» — их применяют при
V- образном скосе кромок, когда толщина металла до 20 мм. На кромках при изменении направления движения следует задерживаться, а корень шва проходит более ускоренно.
«одной петлей»; «двумя петлями»; «накидом» — при более толстом металле со скосом кромок, т.к. при совершении петель приходится больше задерживаться на кромках проплавляя их.
«треугольником»; «двойной спиралью» — можно использовать при толщине более 4 мм без скоса кромок, когда тепло концентрируется в середине кромок.
«накидом в одну сторону» — применяется при сварке деталей разной толщины. Накид производится на большую толщину для большего ее проплавления.
Чем большим числом колебательных движений владеет сварщики способен их использовать в различных ситуациях, тем выше его квалификация.
Сварка швов в различных пространственных положениях
Для того чтобы меньше возникало трудностей связанных с вытеканием расправленного металла из сварочной ванны, желательно соединения располагать, так чтобы швы были в нижнем положении. Но не всегда его можно обеспечить. Да и в нижнем положении, при сварке угловых швов, когда одна из кромок расположена вертикально, а другая горизонтально, возникает трудность, так как наблюдается стекание металла с вертикальной кромки на горизонтальную. При этом образуется неравномерность катета, на горизонтальной – меньший, на вертикальной — больший. На вертикальной кромке часто образуются подрезы, на горизонтальной — наплывы. Для избежания этого, сварку лучше вести в положении «в лодочку». Но не всегда можно обеспечить это положение и приходится вести сварку, когда одна из кромок расположена вертикально, а другая – горизонтально. При этом рекомендуется следующая техника сварки.
— если катет углового шва до 8 мм, его можно выполнить за один проход, используя петлеобразные колебательные движения. При этом дугу следует возбудить на горизонтальной кромке в точке А(смотри опорный конспект), иначе возможны наплывы и шлаки в шве. Электрод должен быть расположен под углом 45 градусов к деталям и во время совершения петлеобразных движений менять его для проплавления кромок.
-если катет углового шва более 8 мм, рекомендуется использовать многопроходные швы, накладывая слои, после отбивки шлака друг на друга снизу вверх, добиваясь необходимого размера катета.
При сварке вертикальных швов, также происходит вытекание расплавленного металла из сварочной ванны, под действием силы тяжести. Для того чтобы уменьшить
— сварочный ток необходимо уменьшить на 5-10 % по сравнению с нижним положением, а диаметр электрода использовать не более 4 мм. Этим самым уменьшиться объём сварочной ванны и расплавленный металл будет быстрее переходить в твердое состояние.
— сварку вести короткой дугой, поддерживая каплю расплавленного металла от стекания «козырьком» на конце электрода.
Сварка вертикальных швов возможна в двух направлениях: снизу – вверх и сверху — вниз.
Сварка снизу-вверх более проста по технике исполнения, так как образующийся внизу шов создает препятствие для стекания расплавленного металла и опытные сварщики могут использовать диаметр электрода до 5 мм.
Сварка снизу-вверх более производительна, но более трудна по технике исполнения, так как металл поддерживается от стекания только «козырьком» электрода
Электрод, при обоих вариантах, сначала располагают вертикально к кромкам, для получения большего проплавления, а затем наклоняют на угол 15 градусов , поддерживая каплю от стекания и отводят несколько в сторону давая возможность сварочной ванне перейти в твердое состояние.
При сварке горизонтальных швов, следует пользоваться теми же рекомендациями, что и при сварке вертикальных швов:
— уменьшить сварочный ток на 5-10 %;
— выбрать диаметр электрода не более 4 мм;
— сварку вести короткой дугой;
— и кроме того, скос кромки сделать только у верхней детали, а нижней нескошенной кромкой, препятствовать стеканию.
При толщине металла до 8 мм, шов можно выполнить за проход, используя колебательные движения в виде спирали . При сварке более толстого металла рекомендуется использовать многопроходные швы, накладывая слои друг на друга снизу-вверх.
При сварке потолочных швов, расплавленный металл еще более интенсивно вытекает из сварочной ванны, поэтому сверху следует вести очень короткой дугой, опирая «козырек» на кромки. Следует уменьшить сварочный ток на 10-15 мм, по сравнению с нижним положением и использовать диаметр электрода 3 мм, а для опытных сварщиков 4 мм. Применять сварку швов в потолочном положении следует только в том случае, когда другое пространственное положение не возможно, так как шлаки и газы образующие при плавлении покрытия электрода перемещаются вверх и в корне шва образуются дефекты (шлаки и поры), снижающие механические свойства соединения.
Для сварки швов в различных пространственных положениях должны применяться электроды с толстым и особо толстым покрытием, образующие при горении дуги «козырек», препятствующий короткому замыканию между стержнем и металлом и которым поддерживают металл от стекания. Сварку швов в различных положениях следует вести непрерывно, не обрывая дуги. Пользоваться периодическими короткими замыканиями не рекомендуется, ввиду непроваров и зашлаковывания.
Сварка швов в различных пространственных положениях. Сварочное дело. Сварочные швы и соединения. Технология выполнения сварочных швов
Сварку швов нужно стремиться выполнять в нижнем положении, где создаются наиболее благоприятные условия для получения швов хорошего качества.
Это объясняется тем, что расплавленный металл электрода переносится в ванну в направлении силы тяжести, поверхность сварочной ванны занимает горизонтальное положение. Кроме того, в нижнем положении рабочему удобнее выполнять сварку, легче наблюдать за процессом.
Качество сварного стыкового соединения без скоса кромок обусловлено правильным выбором диаметра электрода и тока. Стыковые соединения с У-образной разделкой кромок в зависимости от толщины металла сваривают однослойными или многослойными швами. На рис. 44 показано место возбуждения дуги и движения торца электрода при сварке за один проход соединения с V-образной разделкой кромок (на ответственных изделиях дуга возбуждается только на кромках). На скосах кромок движение дуги замедляют для получения необходимого провара, а в корне шва ускоряют, чтобы избежать прожога. У изделий, где доступ для сварки возможен с двух сторон, с обратной стороны накладывают подварочный шов, предварительно очистив корень шва от наплывов металла, грата и шлака.
Рис. 44. Возбуждение дуги и траектория движения торца электрода при сварке за один проход соединения с V-образной разделкой кромок
Рис. 45. Порядок наложения швов при многослойной сварке
На рис. 45 цифрами показан порядок наложения швов при многослойной сварке. Сварка швов с Х-образной разделкой не отличается от сварки с-образной разделкой кромок. Для получения качественного шва при многослойной сварке толщина нижележащего слоя не должна превышать 4-5 мм. В этом случае хорошо проплавляется и отжигается металл нижележащего слоя. Площадь поперечного сечения F наплавляемого слоя обычно увязывается с диаметром применяемого электрода.
Угловые швы следует сваривать также в нижнем положении. Такой способ называется сваркой «в лодочку» (рис. 46).
Рис. 46. Сварка «в лодочку»
Рис. 47. Сварка угловых швов
Расплавленный металл электрода при сварке вертикальных швов переносится в ванну в направлении, перпендикулярном силе тяжести. Поэтому качественный шов можно получить только при сварочной ванне небольшого объема. Вертикальные швы завариваются более короткой дугой, тогда вследствие действия сил поверхностного натяжения между расплавленным металлом ванны и каплей электродного металла возникает взаимное притяжение. При переходе металла электрода в сварочную ванну количество жидкого металла в ней увеличивается и под действием силы тяжести металл может вытечь. Во избежание этого электрод необходимо быстро отвести вверх или в сторону, чтобы металл затвердел. На рис. 49 представлены положения электрода в отдельные моменты сварки вертикального шва. Сварка вертикальных швов, как правило, выполняется снизу вверх. Образовавшийся в начале сварки кратер будет удерживать капли расплавленного металла. Электрод может быть наклонен вверх или вниз. При наклоне электрода вниз рабочему легче наблюдать за процессом сварки. Сварка сверху вниз обычно применяется для тонколистового металла. Дуга в этом случае возбуждается при перпендикулярном положении электрода к свариваемой поверхности, а после образования капли металла электрод отклоняется вниз, удерживая короткой дугой расплавленный металл от стекания (рис. 50).
Рис. 49. Положения (а, б, в) электрода при сварке вертикального шва снизу вверх
Горизонтальные швы сваривать труднее, чем вертикальные. Чтобы расплавленный металл не мог стечь, кромки на нижнем листе не скашиваются. С этой же целью сварка начинается на кромке нижнего листа, затем проваривается корень разделки, а после этого дуга переносится на кромку верхнего листа (рис. 51). Порядок сварки горизонтального шва с F-образной разделкой показан на рис. 52. Для сварки вертикальных и горизонтальных швов ток уменьшается на 10-20% по сравнению со сваркой в нижнем положении.
Потолочные швы выполняются труднее всех других, так как расплавленный металл постоянно стремится вытечь из сварочной ванны. Это обстоятельство требует от сварщика поддержания возможно короткой дуги в течение всего процесса сварки. Этапы переноса капли с электрода в сварочную ванну при потолочной сварке показаны на рис. 53. Наклон электрода к направлению сварки должен составлять 10-15° (0,17-0,25 рад). Рекомендуется применять электроды с тугоплавким покрытием. Расплавляясь несколько позже, чем электродный стержень, покрытие образует на конце электрода чехол, который обеспечивает более направленный перенос металла, облегчая тем самым процесс сварки. При сварке потолочных швов ток уменьшается на 20-25% по сравнению со сваркой в нижнем положении.
Рис. 50. Сварка вертикальных швов способом сверху вниз
Рис. 52. Движение электрода при сварке горизонтального шва
Сварка тонколистового металла. Сварку металла толщиной 1,5-3 мм следует вести на постоянном токе обратной полярности. На переменном токе сварка возможна только с применением осцилляторов. Сварка выполняется с периодическими замыканиями дуги через расплавленные капли электродного металла. Основной металл проплавляется на всю глубину и даже немного протекает на обратную сторону.
Сварка швов различной протяженности и толщины. По протяженности швы делятся на короткие (до 300 мм), средней длины (300-1000 мм) и длинные (более 1000 мм). Короткие швы сваривают от начала до конца в одном направлении. Швы средней длины сваривают участками (1-6) от середины к концам шва или об-ратноступенчатым способом (рис. 54). Длину участков подбирают таким образом, чтобы каждый из них можно было сварить целым числом электродов. Для сварки длинных шзов также применяют обратноступенча-1Ь1Н способ, который дает возмолшость хорошо проплавить начальные участки швов и уменьшить коробление изделия.
Рис. 51. Положения (1, 2, 3) электрода при сварке горизонтального шва
Рис. 53. Схема переноса капель металла при потолочной сварке
Рис. 54. Сварка швов средней длины
а — участками от середины к концам; б — обратноступенчатым способом
Рис. 55. Сварка «горкой»
Для наложения длинных швов большой толщины используют способ сварки «горкой» или «каскадом». При сварке «горкой» (рис. 55) на участке длиной 200- 300 мм накладывают первый слой шва в середине. Затем, отступив на 200-300 мм от его начала, заваривают этот отрезок до начала первого слоя, перекрывают первый слой и заканчивают сварку на расстоянии 200- 300 мм от конца первого слоя. В таком же порядке располагают все последующие слои до достижения одним из них расчетной толщины шва. После этого подваривают уже более короткие отрезки на участках, не имеющих еше расчетной толщины шва. При сварке «каскадом» отрезок первого слоя длиной 200-300 мм накладывается в конце шва. После этого сварка выполняется в последовательности, аналогичной сварке «горкой».
Под сваркой понимают процесс неразъемного соединения металлических изделий путем местного нагревания их до расплавленного или тестообразного (пластического) состояния (без применения или с применением механического усилия).
Самым распространенным способом сварки металлов является электродуговая сварка, при которой для местного расплавления свариваемых изделий используется тепловой эффект вольтовой дуги.
Газовая сварка применяется в основном для соединения тонколистового материала, тонкостенных труб, а также в ремонтном деле.
Сварными соединениями называют совокупность деталей, соединенных сварным швом. Они разделяются на следующие виды (рис. 11.1):
а) стыковые; б) угловые; в) тавровые; г) внахлестку.
Рис
Сварка в различных пространственных положенияхСварка начинается с зажигания сварочной дуги, которое происходит при кратковременном касании концом электрода изделия. Благодаря протеканию тока короткого замыкания и наличию контактного сопротивления торец электрода быстро разогревается до высокой температуры и возникает сварочная дуга. В процессе зажигания дуги конец электрода следует удалить от изделия на 4—5 мм. Зажигание дуги производят прямым отрывом электрода после короткого замыкания — методом «впритык» или скользящим движением конца электрода с кратковременным касанием изделия — методом «спички». Дугу перемещают таким образом, чтобы обеспечивалось проплавление свариваемых кромок и получалось требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании шва. Это достигается поддержанием дуги постоянной длины и соответствующим перемещением конца электрода (рис. 30). При ручной сварке длина дуги в зависимости от марки и диаметра электрода, условий сварки составляет 0,5—1,2 диаметра электрода. Большое увеличение дуги приводит к снижению глубины провара, ухудшению качества шва, увеличению разбрызгивания, а иногда к порообразованию; значительное уменьшение — к ухудшению формирования и короткому замыканию. При газовой сварке мундштук располагается под определенным углом к поверхности свариваемого изделия (рис. 31). Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона. Для лучшего прогрева металла угол наклона в начале сварки устанавливают больше, а затем постепенно уменьшают до нормальной величины, а в конце сварки опять уменьшают, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережог металла. На рис. 31,6 показаны способы перемещения мундштука по шву. Способ 4 рекомендуется для сварки тонколистового металла, способы 2 и 3 — для сварки металла средней толщины, способ 1 применять не рекомендуется из-за возможности окисления расплавленного металла кислородом воздуха. Присадочной проволокой совершают такие же движения, но в обратном направлении. Существует правый и левый способы газовой сварки. При правом способе сварка ведется слева направо, пла-30. Схема основных движений торца электродамя направлено на заваренный участок шва, а присадочная проволока перемещается вслед за горелкой. Качество шва при правом способе выше, тепло пламени рассеивается меньше, чем при левом способе, поэтому угол разделки вместо 90° делают 60—70°, что уменьшает количество наплавленного металла и коробление конструкции. Производительность правого способа на 20—25 % выше, чем левого, а расход газов на 15—20 % меньше. Правый способ рекомендуется применять при сварке изделий толщиной больше 5 мм и металлов с большой теплопроводностью. Мощность пламени выбирается из расчета 120—150 дм3/ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Диаметр присадочной проволоки равен половине толщины свариваемого металла. Левый способ сварки, когда сварка производится справа налево, сварочное пламя направляется на еще не сваренные кромки, а присадочная проволока перемещается впереди пламени, рекомендуется для сварки тонких и легкоплавких металлов (при сварке металла толщиной до 3 мм он более производителен, чем правый способ). При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе. Мощность пламени выбирается из расчета 100—130 дм3/ч ацетиле-на на 1 мм толщины металла. Диаметр присадочной проволоки на 1 мм больше, чем при правом способе. Рис. 31. Углы наклона (а) и способы (1—4) перемещения (б) мундштука горелки Сварку нужно стремиться выполнять в нижнем положении, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия для получения швов хорошего качества. В этом положении расплавленный металл переносится в сварочную ванну, которая занимает горизонтальное положение, в направлении силы тяжести. При этом сварку в нижнем положении выполнять удобнее и легче наблюдать за процессом. Способ сварки в нижнем положении угловых швов называется сваркой «в лодочку» (рис. 32). Существуют различные способы сварки швов. Выбор их зависит от длины шва и толщины свариваемого металла. Условно принято швы длиной до 250 мм называть короткими, 250—1000 мм — средними, более 1000 мм —длинными. Для коротких швов рекомендуется способ сварки «напроход» (рис. 33,а), швов средней длины —сварка от середины к краям или об-ратноступенчатый способ (рис. 33,6, в), швов однопроходных стыковых соединений, первого слоя многопроходных швов и угловых швов — от середины к концам обратноступенчатым способом (рис. 33, г, д). Сварка обратноступенчатым способом при правильном выборе длины ступени является наиболее эффективной, так как уменьшает неодновременность выполнения однопроходного шва и поэтому приводит к меньшим остаточным деформациям. При сварке стыковых или угловых швов большого сечения шов накладывается несколькими слоями. При этом каждый слой средней и верхней части может быть получен за один, два и более проходов. При сварке толстого металла не рекомендуется делать каждый слой «напроход», так как это может привести к значительным деформациям и появлению трещин в первых слоях. Для предотвращения образования трещин при сварке толстого металла Закладывать слои следует на еще не остывшие предыдущие слои. Это достигается при сварке блочным (рис. 34,в) и каскадным методами (рис. 34,а). При блочном методе весь шов по длине делится на равные участки — блоки длиной около 1 м, каждый блок заваривает определенный сварщик. Свар-32. Сварка «в лодочку» Рис. 33. Способы выполнения швов по длине ку начинают со среднего блока. Сразу после первого прохода на первом участке сварку начинают еще два сварщика и т. д., пока все участки по длине не будут закреплены за сварщиками. Каскадный метод заключается в сварке участков по 200 мм, на которые разбит весь шов, таким образом, чтобы по окончании первого слоя первого участка без остановки продолжать сварку первого слоя на соседнем участке. Сварка «горкой» (рис. 34,6) является разновидностью и ведется двумя сварщиками одновременно, от середины к краям. Рис. 34. Сварка длинных многослойных швов Рис. 35. Порядок (1—5) наложения швов Как и при дуговой сварке, нижние швы при газовой сварке выполняются легко. Сварка ведется левым и правым способами в зависимости от толщины свариваемого металла. При сварке длинных швов применяют ступенчатый и обратноступенчатый методы (рис. 35). Швы делят на участки, которые сваривают в определенном порядке. При наложении .каждого последующего участка предыдущий участок перекрывают на 10 — 20 мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Сварка швов в положениях, отличных от нижнего, имеет ряд особенностей. При сварке в вертикальном положении металл в сварочную ванну переносится перпендикулярно силе тяжести. Поэтому сварка покрытыми электродами должна выполняться по возможности наиболее короткой дугой. При этом диаметр электродов должен быть не более 4 — 5 мм, а ток на 15 — 20 % ниже значений тока при сварке в нижнем положении. При переходе металла электрода в сварочную ванну количество жидкого металла в ней увеличивается и под действием силы тяжести металл может вытечь. Поэтому электрод необходимо быстро отвести в сторону, чтобы металл затвердел. Сварку вертикальных швов ведут снизу вверх (рис. 36, а — в) или сверху вниз (рис. 36, г). Более удобной является сварка снизу вверх, когда дуга возбуждается в самой нижней точке, где образуется площадка из затвердевшего металла, на которой удерживаются следующие капли расплавленного металла. Выполнять сварку сверху вниз значительно труднее, чем снизу вверх. Обычно этот метод применяют для сварки тонкого металла. В начале сварки электрод располагают перпендикулярно поверхности и дуга возбуждается в верхней точке шва. После появления заметной капли жидкого металла на свариваемой поверхности электрод наклоняют вниз под углом 10— 15°, а дугу направляют на расплавленный металл. Горизонтальные швы сваривать труднее, чем вертикальные, поэтому их выполняют сварщики более высокой квалификации. Чтобы расплавленный металл не мог стечь, кромки на нижнем листе не скашивают, а сварку начинают на кромке нижнего листа, затем проваривают корень шва и переносят дугу на кромку верхнего листа (рис. 37). При наложении верхних уширенных валиков поперечные колебания конца электрода совершают под углом 45° к оси шва. Сварку ведут электродами тех же диаметров и на тех же режимах, что и сварку вертикальных швов. Рис. 36. Сварка снизу вверх (а—в) и сверху вниз (г) Рис. 37. Сварка горизонтального шва Рис. 38. Сварка вертикальных швов По технике выполнения сварка потолочных швов наиболее трудная. В данном случае сила тяжести препятствует переносу йапель металла электрода в сварочную ванну и они стремятся стечь вниз. Преодолеть силу тяжести и удержать расплавленный металл от вытекания можно при небольшом объеме сварочной ванны. Для этого сварку осуществляют электродами диаметром не более 4 мм при силе тока на 20 — 25% меньше, чем при сварке в нижнем положении, короткой дугой и узкими валиками. Рис. 39. Сварка горизонтальных (а) и потолочных швов левым (б) и правым (е) способами Пониженные режимы и неудобные условия для сварки в положениях, отличных от нижнего, снижают производительность труда и отрицательно влияют на качество сварных соединений. Поэтому необходимо всегда стремиться располагать изделия так, чтобы максимальное число швов можно было сварить в нижнем положении. При газовой сварке вертикальные швы на изделиях небольшой толщины заваривают сверху вниз правым способом и снизу вверх левым способом (рис. 38). Вертикальные швы при толщине металла 2 — 20 мм целесообразно сваривать способом двойного валика снизу вверх без скоса кромок и с зазором, равным половине толщины свариваемого металла. При толщинах более 6 мм сварку выполняют два сварщика. Горизонтальные швы сваривают правым способом, держа конец присадочной проволоки сверху, а мундштук горелки снизу ванны (рис. 39, а). Потолочные швы накладывают правым и левым способами в несколько слоев с минимальной толщиной каждого (рис. 39, б, в). Кромки шва нагревают до начала оплавления и в этот момент в сварочную ванну начинают вводить присадочную проволоку. Металл сварочной ванны от стекания вниз удерживается давлением газов пламени. Читать далее: |
Сварка в различных пространственных положениях — Студопедия.Нет
Сварка в нижнем положении. Нижние швы выполнять наиболее легко, так как расплавленный присадочный металл не вытекает из сварочной ванны. Кроме того, за сваркой такого шва удобно наблюдать.
В расплавленную ванну вводят конец проволоки и расплавляют небольшое ее количество, после чего перемещают в восстановительную зону пламени. Мундштуком совершают круговые движения и перемещают его для образования новой ванночки, которая должна перекрывать предыдущую на ⅓ диаметра. После расплавления новой ванны в нее погружают конец проволоки и повторяют процедуру.
Нижние швы выполняют как левым, так и правым способом в зависимости от толщины свариваемого металла. Тонкие пластины с отбортовкой кромок сваривают левым способом. Шов формируют без присадочного материала, за счет расплавления основного металла (рис. 43, а ).
Сварка нахлесточныхшвов. Шов накладывают левым способом с присадочным материалом (рис. 43, б ). При вынужденных перерывах в работе перед возобновлением процесса сварки нужно переплавить закристаллизовавшийся в кратере металл. Вообще, для получения нахлесточных швов рациональнее использовать дуговую сварку, а газовая применяется только при крайней необходимости (за исключением сварки свинца) из-за коробления соединяемых листов.
Сварка в вертикальном положении. Вертикальные швы при малой толщине металла сваривают сверху вниз правым способом (рис. 43, в ) и снизу вверх правым или левым способом (рис. 43, г – д ). Сварка тонколистового металла толщиной не более 4–5 мм производится снизу вверх – левым способом. Горелку перемещают таким способом, чтобы не дать стечь расплавленному металлу, и давлением газов пламени поддерживают в зазоре ванночку металла. Сварка сверху вниз правым способом требует большой сноровки – металл удерживают от стекания концом присадочной проволоки, погруженной в ванну.
При сварке металла толщиной от 2 до 20 мм вертикальные швы целесообразно выполнять способом двойного валика (рис. 43, е ). В этом случае скоса кромок не делают и свариваемые детали устанавливают с зазором, равным половине толщины свариваемого металла. Процесс ведется снизу вверх.
Рис. 43. Выполнение сварных швов в разных пространственных положениях:
а – нижнем для тонкого металла с отбортовкой кромок; б – нахлесточных; в – вертикальных сверху вниз правым способом; г, д – вертикальных снизу вверх левым и правым способами; е – вертикальных двойным валиком; ж – горизонтальных; з, и – потолочных левым и правым способами
При толщине металла более 6 мм сварку таким способом выполняют два сварщика одновременно с противоположных сторон. В нижней части стыка проплавляют сквозное отверстие. Пламя, постепенно поднимаясь снизу вверх, оплавляет верхнюю часть отверстия. Шов формируют на всю толщину, а выпуклость получается с обеих сторон стыка. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слой металла на нижнюю сторону отверстия. Процесс продолжают до полного получения шва.
Горизонтальные швы навертикальной плоскости , при сварке которых металл может стекать на нижнюю кромку, выполняют правым способом, держа конец проволоки сверху, а мундштук горелки снизу ванны (рис. 43, ж ). Сварочная ванна располагается под небольшим углом к оси шва, что облегчает формирование шва и предотвращает стекание жидкого металла.
Сварка в потолочном положении. Наибольшие трудности возникают при сварке потолочных швов. Кромки нагревают до начала оплавления и в этот момент в сварочную ванну вводят присадочную проволоку, конец которой быстро оплавляется (рис. 43, з, и ).
Металл сварочной ванны удерживается от стекания вниз давлением газов пламени. Сварку лучше вести правым способом и выполнять в несколько слоев с минимальной толщиной каждого слоя. Присадочный пруток следует держать полого во избежание стекания по нему жидкого металла.
Кислородная резка металла
Процесс кислородной резки металлов основан на способности металла сгорать в струе технически чистого кислорода и удалении этой струей образующихся продуктов горения.
Резка начинается с нагрева металла в начале реза подогревающим пламенем резака до температуры воспламенения металла в струе кислорода. Металл сгорает с выделением тепла, которое передается через образовавшийся шлак нижележащим слоям; происходит сгорание металла по всей толщине разрезаемого листа с образованием узкой щели (реза). Образующиеся в процессе резки окислы и шлаки удаляются из реза струей кислорода, а также под действием силы собственного веса.
Различают поверхностную (срезается поверхностный слой металла), разделительную (металл разрезается на части) и копьевую (в металле прожигается глубокое отверстие) кислородную резку.
По характеру применяемого подогрева резка подразделяется на кислородную, кислородно-флюсовую, кислородно-дуговую, плазменно-кислородную и другие виды.
Особенности сварки в различных пространственных положениях Ю.А.Дементьев Краевое государственное образовательное учреждение начального профессионального. Сварка в различных пространственных положениях
Типы соединений по положению в пространстве:
Горизонтальное
Вертикальное
Потолочное
Наиболее оптимальным для сварки является нижнее положение шва. Поэтому при проектировании изделия и составлении технологии сварочного процесса следует это учитывать. Сварка в нижнем положении способствует высокой производительности, является наиболее простым процессом с получением качественного сварного шва.
Горизонтальное и вертикальное положение сварного соединения требует от сварщика повышенной квалификации, а потолочное является наиболее трудоемким и не безопасным.
23. Типы сварных соединений. Существует ряд типов сварных швов в зависимости от вида соединения: — шов стыкового соединения, — шов таврового соединения, — шов нахлесточного соединения, — шов углового соединения.
24. Что такое электродуговая сварка? Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу. Температура электрической дуги (до 7000 °С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.
К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.
В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.
Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.
Для повышения устойчивости электрической дуги в электроды могут вводиться легко ионизируемые элементы (калий, натрий, кальций)..
Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через ноль и смены полярности тока.
В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.
Возможно управление положением сварочной дуги при сварке постоянным током. Дуга является таким же проводником тока как и обычный проводник, и отклоняется в магнитном поле в соответствии с законом Ампера.
25. Что такое сварка по методу Славянова и Бенардоса ?
Основное различие между способами применения электрической дуги, предложенными Бенардосом и Славяновым, заключалось в том, что угольный электрод Бенардоса заменен у Славянова металлическим, в результате плавления которого получается нужный для работы жидкий металл.
Применением плавящегося металлического электрода были устранены и возможности слишком большого повышения температуры обрабатываемого предмета и опасность обуглероживания металла. Вместе с тем создана была возможность употребления расплавляемого дугой металлического электрода в качестве материала для отливок.
Метод Славянова, т. е. работу с металлическими электродами, оказалось возможным использовать и для сварки металлических частей. В дальнейшем Славянов стал применять для некоторых операций, например, для уплотнения стальных ОТЛИВОК, и угольный электрод. Таким обра
Сварка швов в различных пространственных положениях
Сварка швов в различных пространственных положениях
Сварку швов нужно стремиться выполнять в нижнем положении, где создаются наиболее благоприятные условия для получения швов хорошего качества.
Это объясняется тем, что расплавленный металл электрода переносится в ванну в направлении силы тяжести, поверхность сварочной ванны занимает горизонтальное положение. Кроме того, в нижнем положении рабочему удобнее выполнять сварку, легче наблюдать за процессом.
Качество сварного стыкового соединения без скоса кромок обусловлено правильным выбором диаметра электрода и тока. Стыковые соединения с У-образной разделкой кромок в зависимости от толщины металла сваривают однослойными или многослойными швами. На рис. 44 показано место возбуждения дуги и движения торца электрода при сварке за один проход соединения с V-образной разделкой кромок (на ответственных изделиях дуга возбуждается только на кромках). На скосах кромок движение дуги замедляют для получения необходимого провара, а в корне шва ускоряют, чтобы избежать прожога. У изделий, где доступ для сварки возможен с двух сторон, с обратной стороны накладывают подварочный шов, предварительно очистив корень шва от наплывов металла, грата и шлака.
Рис. 44. Возбуждение дуги и траектория движения торца электрода при сварке за один проход соединения с V-образной разделкой кромок
Рис. 45. Порядок наложения швов при многослойной сварке
На рис. 45 цифрами показан порядок наложения швов при многослойной сварке. Сварка швов с Х-образной разделкой не отличается от сварки с-образной разделкой кромок. Для получения качественного шва при многослойной сварке толщина нижележащего слоя не должна превышать 4—5 мм. В этом случае хорошо проплавляется и отжигается металл нижележащего слоя. Площадь поперечного сечения F наплавляемого слоя обычно увязывается с диаметром применяемого электрода.
Угловые швы следует сваривать также в нижнем положении. Такой способ называется сваркой «в лодочку» (рис. 46).
Рис. 46. Сварка «в лодочку»
Рис. 47. Сварка угловых швов
Расплавленный металл электрода при сварке вертикальных швов переносится в ванну в направлении, перпендикулярном силе тяжести. Поэтому качественный шов можно получить только при сварочной ванне небольшого объема. Вертикальные швы завариваются более короткой дугой, тогда вследствие действия сил поверхностного натяжения между расплавленным металлом ванны и каплей электродного металла возникает взаимное притяжение. При переходе металла электрода в сварочную ванну количество жидкого металла в ней увеличивается и под действием силы тяжести металл может вытечь. Во избежание этого электрод необходимо быстро отвести вверх или в сторону, чтобы металл затвердел. На рис. 49 представлены положения электрода в отдельные моменты сварки вертикального шва. Сварка вертикальных швов, как правило, выполняется снизу вверх. Образовавшийся в начале сварки кратер будет удерживать капли расплавленного металла. Электрод может быть наклонен вверх или вниз. При наклоне электрода вниз рабочему легче наблюдать за процессом сварки. Сварка сверху вниз обычно применяется для тонколистового металла. Дуга в этом случае возбуждается при перпендикулярном положении электрода к свариваемой поверхности, а после образования капли металла электрод отклоняется вниз, удерживая короткой дугой расплавленный металл от стекания (рис. 50).
Рис. 49. Положения (а, б, в) электрода при сварке вертикального шва снизу вверх
Горизонтальные швы сваривать труднее, чем вертикальные. Чтобы расплавленный металл не мог стечь, кромки на нижнем листе не скашиваются. С этой же целью сварка начинается на кромке нижнего листа, затем проваривается корень разделки, а после этого дуга переносится на кромку верхнего листа (рис. 51). Порядок сварки горизонтального шва с F-образной разделкой показан на рис. 52. Для сварки вертикальных и горизонтальных швов ток уменьшается на 10—20% по сравнению со сваркой в нижнем положении.
Потолочные швы выполняются труднее всех других, так как расплавленный металл постоянно стремится вытечь из сварочной ванны. Это обстоятельство требует от сварщика поддержания возможно короткой дуги в течение всего процесса сварки. Этапы переноса капли с электрода в сварочную ванну при потолочной сварке показаны на рис. 53. Наклон электрода к направлению сварки должен составлять 10—15° (0,17—0,25 рад). Рекомендуется применять электроды с тугоплавким покрытием. Расплавляясь несколько позже, чем электродный стержень, покрытие образует на конце электрода чехол, который обеспечивает более направленный перенос металла, облегчая тем самым процесс сварки. При сварке потолочных швов ток уменьшается на 20—25% по сравнению со сваркой в нижнем положении.
Рис. 50. Сварка вертикальных швов способом сверху вниз
Рис. 52. Движение электрода при сварке горизонтального шва
Сварка тонколистового металла. Сварку металла толщиной 1,5—3 мм следует вести на постоянном токе обратной полярности. На переменном токе сварка возможна только с применением осцилляторов. Сварка выполняется с периодическими замыканиями дуги через расплавленные капли электродного металла. Основной металл проплавляется на всю глубину и даже немного протекает на обратную сторону.
Сварка швов различной протяженности и толщины. По протяженности швы делятся на короткие (до 300 мм), средней длины (300—1000 мм) и длинные (более 1000 мм). Короткие швы сваривают от начала до конца в одном направлении. Швы средней длины сваривают участками (1—6) от середины к концам шва или об-ратноступенчатым способом (рис. 54). Длину участков подбирают таким образом, чтобы каждый из них можно было сварить целым числом электродов. Для сварки длинных шзов также применяют обратноступенча-1Ь1Н способ, который дает возмолшость хорошо проплавить начальные участки швов и уменьшить коробление изделия.
Рис. 51. Положения (1, 2, 3) электрода при сварке горизонтального шва
Рис. 53. Схема переноса капель металла при потолочной сварке
Рис. 54. Сварка швов средней длины
а — участками от середины к концам; б — обратноступенчатым способом
Рис. 55. Сварка «горкой»
Для наложения длинных швов большой толщины используют способ сварки «горкой» или «каскадом». При сварке «горкой» (рис. 55) на участке длиной 200— 300 мм накладывают первый слой шва в середине. Затем, отступив на 200—300 мм от его начала, заваривают этот отрезок до начала первого слоя, перекрывают первый слой и заканчивают сварку на расстоянии 200— 300 мм от конца первого слоя. В таком же порядке располагают все последующие слои до достижения одним из них расчетной толщины шва. После этого подваривают уже более короткие отрезки на участках, не имеющих еше расчетной толщины шва. При сварке «каскадом» отрезок первого слоя длиной 200—300 мм накладывается в конце шва. После этого сварка выполняется в последовательности, аналогичной сварке «горкой».
Читать далее:
Сварочные флюсы
Сварочные электроды
Общие сведения о сварке арматуры
Противопожарные мероприятия при сварке
Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов
Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций
Защита от поражения электрическим током при сварке
Техника безопасности и производственная санитария при сварке
Управление качеством сварки
Статистический метод контроля
Общие сведения о режимах передачи для GMAW
Правильная регулировка индуктивности и наклона в режиме переключения при коротком замыкании помогает обеспечить более плоский вид валика с меньшим разбрызгиванием.
Процесс газовой дуговой сварки (GMAW) использует четыре основных режима для переноса металла от электрода к заготовке. Каждый режим переноса зависит от процесса сварки, источника сварочного тока и расходных материалов, и каждый имеет свои отличительные характеристики и области применения.
Тип переноса, который вы используете, зависит от нескольких переменных, включая количество и тип сварочного тока, химический состав электрода, поверхность электрода, диаметр электрода, защитный газ и расстояние от контактного наконечника до рабочей поверхности. Режим переноса также влияет на выбор используемого присадочного металла.
Какой режим вам подходит? Разумный выбор может сильно повлиять на вашу эффективность и производительность.
Передача короткого замыкания
При передаче при коротком замыкании электрод касается детали и замыкается, вызывая перенос металла в результате короткого замыкания.Это происходит от 20 до более чем 200 раз в секунду.
Преимущество передачи короткого замыкания — это низкая энергия. Этот метод обычно используется для тонких материалов толщиной ¼ дюйма или меньше, а также для корневых проходов на трубе без подкладки. Его можно использовать для сварки во всех положениях.
Этот режим передачи обычно требует электродов меньшего диаметра, например 0,023, 0,030, 0,035, 0,040 и 0,045 дюйма. Сварочный ток должен быть достаточным для расплавления электрода, но если он чрезмерный, это может вызвать резкое разделение. закороченного электрода, что приводит к чрезмерному разбрызгиванию.Использование регулируемых регуляторов наклона и индуктивности может улучшить передачу, чтобы минимизировать разбрызгивание и способствовать получению более плоского профиля сварного шва. Регулировка наклона ограничивает силу тока короткого замыкания, а регулировка индуктивности контролирует время, необходимое для достижения максимальной силы тока. Правильная настройка этих двух факторов может обеспечить превосходный внешний вид валика и очень важна для переноса короткого замыкания с электродами из нержавеющей стали.
Наиболее распространенными твердыми электродами из нержавеющей стали являются ER308L, ER309L и ER316L.Эти электроды также доступны в исполнении Si, например 308LSi. Типы LSi содержат больше кремния, что увеличивает текучесть сварочной ванны и помогает сварочной ванне лучше смачиваться, чем стандартные сплавы. Хотя может потребоваться небольшая регулировка источника питания, оба типа могут успешно использоваться, пока спецификация разрешений на сварочные материалы.
Для электродов из углеродистой стали классификация электродов определяет уровень кремния. ER70S-3 и ER70S-6 являются наиболее широко используемыми.Для конвейерных приложений ER70S-2, ER70S-4 и ER70S-7 иногда используются для работы с открытым корнем, поскольку они предлагают более низкие уровни кремния. Нижний силикон создает более жесткую лужу и дает вам больше контроля над профилем заднего борта. В шве с открытым корнем вы можете использовать электрод типа S-6 с меньшей индуктивностью, чем электрод типа S-2, потому что тип S-6 имеет более высокий уровень кремния и лужа более текучая.
Поддержание постоянного контактного расстояния между наконечником и изделием при передаче короткого замыкания важно для обеспечения плавного перехода.
Наиболее распространенным защитным газом для режима передачи короткого замыкания для электродов из углеродистой стали является 75 процентов аргона / 25 процентов CO 2 . Для этого режима перекачки также доступны многочисленные трехкомпонентные смеси защитного газа для углеродистой и нержавеющей стали.
Шаровой перенос
Шаровидный перенос означает, что металл сварного шва переносится по дуге большими каплями, обычно больше диаметра используемого электрода. Этот способ переноса обычно используется только для углеродистой стали и использует 100-процентный защитный газ CO 2 .Этот метод обычно используется для сварки в плоском и горизонтальном положениях, потому что размер капель большой и будет труднее управление при использовании в вертикальном и верхнем положениях по сравнению с переносом дуги короткого замыкания. В этом режиме образуется наибольшее количество брызг; однако, когда используются более высокие токи с экраном CO 2 и скрытой дугой, разбрызгивание может быть значительно уменьшено. Вы должны проявлять осторожность со скрытой дугой, потому что это может привести к чрезмерному усилению, если скорость движения не контролируется.
Электроды GMAW из нержавеющей сталиобычно не используются в этом режиме переноса, поскольку содержание в них никеля и хрома (от 9 до 14 процентов никеля и от 19 до 23 процентов хрома) создает более высокое электрическое сопротивление, чем электроды из углеродистой стали. Помимо различий в электрическом сопротивлении, использование 100-процентного CO 2 в качестве защитного газа может привести к коррозии. сопротивление электродов из нержавеющей стали. Электроды из углеродистой стали ER70S-3 и ER70S-6 обычно являются предпочтительными.
Режим распыления
Распылительная передача названа в честь распыления крошечных капель расплава через дугу, похожего на распыление, выходящее из садового шланга, когда отверстие закрыто. Перенос распылением обычно меньше диаметра проволоки и использует относительно высокое напряжение и скорость подачи проволоки или силу тока. В отличие от переключения при коротком замыкании, после возникновения дуги она постоянно горит. Этот метод дает очень мало брызг и чаще всего используется для толстых металлов в плоском и горизонтальном положениях.
Переходные токи защитного газа | ||
Диаметр проволоки | Защитный газ | Ток дуги распыла (амперы) |
0,023 | 98% Ar / 2% O 2 | 135 |
0.035 | 95% Ar / 5% O 2 | 155 |
0,035 | | 175 |
0.035 | 85% Ar / 15% CO 2 | 180 |
0,035 | 80% Ar / 20% CO 2 | 195 |
Распылительная передача достигается при высоком содержании аргона в защитном газе, обычно не менее 80 процентов. В этом режиме, также называемом осевым распылением, используется уровень тока выше того, который описывается как переходный ток.Переходный ток будет изменяться в зависимости от диаметра электрода, процентного содержания смеси защитного газа и расстояния между контактным наконечником и рабочей поверхностью. Когда текущий уровень выше чем переходный ток, электрод переходит в работу очень маленькими капельками, которые могут образовываться и отделяться со скоростью несколько сотен в секунду. Требуется достаточное напряжение дуги, чтобы эти маленькие капельки никогда не касались изделия, обеспечивая сварку без брызг. Перенос распылением также создает профиль проникновения, подобный пальцу.
Этот режим переноса используется в основном в плоском и горизонтальном положениях, потому что он создает большую сварочную ванну. По сравнению с другими режимами переноса можно достичь высоких скоростей наплавки. Из-за длины дуги на нее также легче воздействовать магнитными полями. Если это не контролировать, это может отрицательно повлиять на профиль проникновения, внешний вид валика и уровень разбрызгивания.
Основным фактором при выборе электрода из углеродистой стали иногда является количество силикатных островков, которые остаются на поверхности сварного шва.Это особенно актуально, если вам нужно минимизировать время очистки после сварки или если готовый продукт будет окрашен. По этой причине вы можете выбрать электрод ER70S-3, ER70S-4 или ER70S-7. С электродами из нержавеющей стали разница в появление шарика в типах Si из-за более высокой энергии, используемой в этом режиме переноса. Преимущество смачивающего действия кремниевых типов необязательно, и, если они используются, это обычно вопрос предпочтения. Влияние химии на переходный ток минимально, но для получения истинного распыления может потребоваться более высокое напряжение для одного сплава по сравнению с другим.
Импульсно-распылительный перенос
В режиме переноса импульсного распыления источник питания переключается между высоким током переноса распыления и низким фоновым током. Это позволяет переохлаждать сварочную ванну во время фонового цикла, что немного отличается от истинного распыления. В идеале в каждом цикле одна капля переходит от электрода в сварочную ванну. Из-за низкого фонового тока этот режим перенос может использоваться для сварки вне позиции на толстых секциях с более высокой энергией, чем перенос при коротком замыкании, что обеспечивает более высокий средний ток и улучшенное плавление боковых стенок.Кроме того, его можно использовать для снижения тепловложения и уменьшения деформации, когда высокие скорости движения не нужны или не могут быть достигнуты из-за ограничений оборудования или производительности.
Обычно те же защитные газы, что и для распыления, используются и для импульсного режима распыления.
Электроды, которые вы можете использовать, включают все стандартные типы углеродистой стали и нержавеющей стали, а также некоторые специальные сплавы, такие как INCONEL® (625), дуплекс (2209) и супердуплекс (2509). Благодаря программируемому импульсному источнику питания большинство сплавов со сплошной проволокой можно использовать с индивидуальной формой импульса.
Во всех режимах передачи тип провода будет иметь некоторое влияние на настройки машины. Кроме того, на перевод повлияет поверхность проволоки. Производители используют различные типы стабилизаторов дуги на поверхности проволоки для улучшения плавности переноса. Вот почему при сварке одним и тем же электродом разных производителей необходимо вносить небольшие изменения.
.Моделирование механизма формирования сварного шва при автоматической горизонтальной позиционной дуговой сварке под флюсом
[1] К.Дж. Болтон P.J.E. Бишлер и М.Р.Вуттон, Вязкость разрушения образцов металла сварных швов, извлеченных из списанного корпуса реактора Magnox под давлением, Международный журнал сосудов под давлением и трубопроводов, Vol.79 (2002), 685-692.
DOI: 10.1016 / s0308-0161 (02) 00071-6
[2] ИКС.П. Чжан, Л. Дорн, Исследование возможности использования метода наблюдения на микросдвиг для оценки механических свойств и трещиностойкости стали A508CL3 для сосудов под давлением для ядерных реакторов и их соединений, сваренных узкозазорной сваркой под флюсом, Международный журнал сосудов под давлением и трубопроводов , Том 76 (1999).
DOI: 10.1016 / s0308-0161 (98) 00097-0
[3] С.П. Кумареш Бабу, С. Натараджан. Влияние погонной энергии на коррозионную коррозию при сварке под флюсом углеродистой стали для электростанций.Материалы и дизайн, Том 29 (2008), 1036-1042.
DOI: 10.1016 / j.matdes.2007.04.009
[4] М.М. Махапатра, Г.Л. Датта, Б. Прадхан и др., Трехмерный анализ методом конечных элементов для прогнозирования влияния параметров процесса SAW на распределение температуры и угловые искажения в однопроходных стыковых соединениях с верхним и нижним усилением, Международный журнал сосудов под давлением и Трубопровод, Том 83 (2006).
DOI: 10.1016 / j.ijpvp.2006.07.011
[5] Чжэнвэй, Моделирование теплового поля и поля потока в ванне для дуговой сварки под флюсом квазистационарной зоны реакции, магистерская диссертация, Университет науки и технологий Цзянсу.(2008).
[6] Го Сяокай, Ли Пэйлинь, Чен Цзюньмэй и др., Инверсия значений параметров модели источника с двойным эллипсоидом во время дуговой сварки под флюсом с несколькими проволоками с использованием метода ступенчатого ускорения, Труды китайского сварочного института, Vol.30 (2), 2009, 53-56.
[7] Чжиго Гао, Цзянь Хуан, Исюн Ву.Анализ динамики сварочной ванны при стационарной гибридной лазерной сварке MIG. Международный журнал передовых производственных технологий. DOI 10. 1007 / s00170-008-1896-4.
DOI: 10.1007 / s00170-008-1896-4
[8] Чжиго Гао, Цзянь Хуан, Исюн Ву.Анализ механизма формирования шва и динамики сварочной ванны при гибридной сварке с подвижным лазером и МИГ. Прикладная механика и материалы. Тт. 34-35, 2010, 33-34.
DOI: 10.4028 / www.scientific.net / amm.34-35.33
[9] С.-ЧАС. Ким, В. Чжан и Т. Деброй, моделирование температурного поля и затвердевшей поверхности во время угловой сварки металл-газ, Журнал прикладной физики, том 94, номер 4, 2003 г., 2667-2679.
DOI: 10.1063 / 1.1592012
[10] Дхас ， Дж., Э., Р., Куманан, С. Прогнозирование качества сварки в процессе дуговой сварки под флюсом с использованием функции, заменяющей гибридную систему, Достижения в области производственной инженерии и управления5 (2010) 1, 5-12.
[11] У ганьшэн, Сварка под флюсом, Liaoning science and technology press, 2007, 181-182.
.