3. СБОРОЧНО-СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ (ЛИСТЫ 23... 90)

ПОЯСНЕНИЯ К ЛИСТАМ 23... 90

СВАРОЧНЫЕ ОПЕРАЦИИ И ЭЛЕМЕНТЫ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ

Газовая сварка находит применение при монтаже санитарно-технических трубопроводов и ремонте.

Дуговая сварка покрытым электродом (лист 23) находит широкое применение. Этим способом (рис. 1) наплавляют около 50 % массы металла, наплавляемого всеми способами сварки. Применяемые соединения пока­заны на рис. 2: а — стыковое, б — тавровое, в — угловое, г — нахлесточное. Сварку коротких швов (до 300 мм) производят на проход (рис. 3, а), швов средней длины (300 ... 1000 мм) — от середины к краям (рис. 3, б) или обратноступенчатым способом, (рис. 3, в), длинных швов (более 1000 мм) — от середины к краям обратноступен­чатым способом (рис. 3, г). При многослойной сварке длинными участками элементов большой толщины с раз­делкой кромок каждый предыдущий слой до наложения последующего успевает значительно охладиться. Для уменьшения сварочных деформаций или с целью полу­чения более благоприятного термического цикла (нап­ример, при сварке низколегированных сталей) приме­няют многослойную сварку короткими участками. В этом случае каждый последующий шов накладывает­ся на не успевший еще остыть предыдущий слой, и за­полнение пространства разделки выполняется "блока­ми" (рис. 4, а), каскадным методом (рис. 4, б) или "горкой" (рис. 4, в).

Механизация и увеличение производительности свар­ки покрытыми электродами в нижнем положении дос­тигаются применением сварки лежачими (рис. 5) и нак­лонными (рис. 6, а, б и 7) электродами. В этом случае используют электроды больших диаметров и длины, и сварщик может обслуживать от трех до шести однов­ременно работающих установок. Электродами можно выполнять и точечную дуговую сварку (рис. 8). Сущест­венное увеличение глубины проплавления и соединение прославлением нескольких элементов без пробивки от­верстий могут быть обеспечены при применении покрыто­го электрода 2 (рис. 9), опирающегося на свариваемые элементы 1 и нагруженного грузом 3, расположенным на штанге 4. При включении тока дуга проплавляет верх­ний элемент и углубляется в металл (см. рис. 8). По достижении необходимой глубины проплавления регу­лировочное кольцо 5 (рис. 9) упирается в кронштейн б, и дуга удлиняется вплоть до ее естественного обрыва. Толщина верхнего проплавляемого элемента может дости­гать 30 мм.

Дуговая сварка под флюсом (листы 24 ... 26). Автоматическая дуговая сварка под флюсом (лист 24. рис. 1, а ... г) применяется для выполнения стыковых тавровых, угловых и нахлесточных соединений деталей из углеродистых, низколегированных и высоколегирован­ных сталей, имеющих прямолинейные швы значительной протяженности (более 100 мм) или кольцевые швы при диаметре детали более 90 мм. Для выполнения коротких или криволинейных швов используют полуавтоматы. Основной областью применения сварки под флюсом следу­ет считать выполнение соединений элементов средних толщ ин (4 ... 40 мм).

В ряде случаев целесообразно использование мно­годуговой сварки (рис. 2, д, б). Так, например, сварка рас­щепленным электродом с расположением электродов поперек шва (рис. 2, б) позволяет понизить требования к точности сборки и производить сварку при перемен­ной величине зазора (до 3 мм). Многодуговую сварку в общем плавильном пространстве (рис. 1,б,в) применяют, когда требуются большие скорости сварки (80 ... 150 м/ч) стыковых и угловых швов большой длины (сварные тру­бы, балки, колонны, некоторые плоские конструкции). Двухдуговую сварку с раздельными сварочными ваннами (рис. 1, г) применяют при изготовлении конструкций из сталей, склонных к закалке.

Сварка по слою флюса применяется для конструк­ций из сплавов алюминия средней толщины. Требуемая высота слоя флюса обеспечивается дозатором (рис. 3).

По сравнению с дуговой сваркой покрытыми элект­родами сварка под флюсом требует более тщательной сборки. Зазор и взаимное расположение листов при свар­ке стыковых швов без разделки кромок фиксируются прихватками и технологическими планками, на которых начинают и заканчивают сварку шва. Выводные планки /рис. 4, а, б) должны прикрепляться к торцам сварива­емых листов ручной или механизированной дуговой свар­кой. При сборке стыковых соединений с разделкой кро­мок (рис. 4, б) прихватки по длине стыка ставить не ре­комендуется, выводные планки скрепляются с листами и между собой прихватками.

Наиболее рационально выполнять стыковые швы с полным проплавлением с одной стороны. Если при свар­ке изделий нет доступа к обратной стороне шва для разме­щения устройств, удерживающих жидкий металл сва­рочной ванны, например при сварке замыкающих швов сосудов, производят сварку на остающейся подкладке (рис. 5, а) или применяют соединение в замок (рис. 5,б). Изредка, когда применять подкладные устройства за­труднительно, используют автоматическую сварку по подварке ручной или механизированной дуговой сваркой (рис. 5,в).

Более целесообразно выполнять однопроходные одно­сторонние стыковые соединения с формированием обратной стороны шва флюсовой подушкой, медными под­кладками, флюсомедными подкладками и другими ус­тройствами.

При сварке на флюсовой подушке (рис. б, а) фор­мирование швов в значительной степени определяется величиной давления флюса и равномерностью его поджатия по длине шва (рис. 6, б ... г). Поджатие флюса обеспечивается различными устройствами. Для сварки продольных швов флюсовая подушка подводится к мес­ту расположения шва тележкой 1 (лист 25, рис. 7), пред­варительно прижимается снизу к свариваемому стыку винтовым домкратом 2, а более плотный поджим флю­са (до требуемого давления) создается подачей сжатого воздуха в шланги. Сварка прямолинейных швов дви­жущихся изделий 1 (рис. 8, а) может осуществляться на флюсоременной подушке. Флюс 2 подается винто­вым конвейером 5 и прижимается движущимся ремнем 3 с помощью пружинного устройства 4. На рис. 8, б при­ведена схема флюсоременной подушки для сварки коль­цевых швов.

Более надежное и качественное формирование шва при односторонней сварке достигается на медных и осо­бенно на флюсомедных подкладках (рис. 9 ... 11). На­личие канавки в медной подкладке и зазора в стыке обеспечивает доступ флюса к обратной поверхности шва при сварке и хорошее формирование шва. Медные водо-охлаждаемые подкладки сложной формы (рис. 11, а ... в) позволяют сваривать листы одинаковой (рис. 11, в) и различной (рис. 11,6, в) толщины. Сварка осуществля­ется как на неподвижных (рис. 11, а), так и на сколь­зящих (рис. 10, б; 12) относительно свариваемых кро­мок подкладках.

Одностороннюю сварку листовых полотнищ с форми­рованием обратной стороны шва скользящей медной под­кладкой, перемещающейся в процессе сварки, успешно осуществляют сварочным трактором (лист 26, рис. 12,13). Реборды колес 3 (рис. 13) трактора входят в зазор меж­ду листами. Прижатие бегунков 4 подвески, несущей фор­мирующий медный ползун 1, охлаждаемый водой, дости­гается поворотом эксцентрика с помощью пружины 2 и тонкой тяги5, проходящей через зазор.

Приемы выполнения угловых швов под флюсом по­казаны на рис. 14, а ... ж. Основным способом является однопроходная сварка в симметричную "лодочку" на весу. Если ширина зазора превышает 1 ... 1,5 мм, то, как и при сварке стыковых швов, необходимо принимать меры против протекания жидкого металла. Сварку угловых швов следует начинать и заканчивать на выводных план­ках (рис. 15).

Для многослойной сварки стыковых соединений эле­ментов большой толщины (30 ... 350 мм) применяют раз­делку кромок различной формы (рис. 16). Щелевая раз­делка (рис. 16, б, ... д) имеет значительно меньшее сече­ние шва, чем обычные разделки (рис. 16, д), что приводит к меньшим сварочным деформациям. Щелевая разделка успешно применяется в соединениях углеродистых, низко­легированных 'и коррозионно-стойких сталей, а также алюминиевых и титановых сплавов.

Первый слой при сварке может быть выполнен на медной подкладке (рис. 16, б), остающейся или съемной подкладке (рис. 16, в), на притуплении разделки (рис. 16, г) или на притуплении, образованном предварительно наплавленными валиками (рис. 16, д). Притупление в се­редине стыка при двусторонней разделке кромок так­же может быть образовано предварительной наплавкой валиков. Электродная проволока 1 (рис. 17, а) пода­ется сварочной головкой 4 в узкую разделку по кон­тактной токоподводящей трубке 2 или по изолирующей жаростойкой направляющей 3 (рис. 17, б), которая не­обходима при увеличенном вылете электрода. Для раск­ладки валиков при сварке в два или три слоя по ширине разделки используют изогнутый токоподводящий мунд­штук 1 (рис. 17, в), который поворачивается при наплав­ке соседнего шва в слое.

Дуговая сварка в защитном газе (листы 27 ... 29). Сварка в углекислом газе, в инертных газах или в смесях газов (лист 27, рис. 1, а,б) широко применяется для сое­динения деталей из малоуглеродистых, низколегирован­ных и коррозионно-стойких сталей.

Автоматическую аргонодуговую сварку вольфра­мовым электродом используют для сварки стыковых со­единений элементов толщиной 0,8 ... 3,0 мм с прямолиней­ными и кольцевыми швами из легированных, корро­зионно-стойких и жаропрочных сталей и сплавов, а так­же из титана и его сплавов; при этом требуется весьма тщательная подгонка свариваемых кромок. Автоматичес­кую аргонодуговую сварку вольфрамовым электродом с присадкой применяют для стыковых, тавровых и угло­вых соединений деталей толщиной 1 мм и более из тита­на и его сплавов и деталей толщиной 0,8 мм и более из кор­розионно-стойких, жаропрочных, легированных сталей и сплавов. Сварку элементов больших толщин (до 40 мм и более) можно выполнять, используя узкую щелевую разделку кромок. Сварка неплавящимся вольфрамо­вым электродом в щель шириной 7 ... 9 мм может выпол­няться электродом с изогнутым на 20 ... 25 ° концом дли­ной 8 ... 12 мм.

Для обеспечения высокого качества стыковых со­единений элементов малой толщины большое значение имеют конструкция подкладок и плотность прижатия к ним кромок листов. Материал подкладок, а также форма и размеры канавок могут быть различными в зависи­мости от материала изделия, толщины свариваемых эле­ментов и расположения шва. Так, например, при сварке тонколистовых элементов из жаропрочных и коррозион­но-стойких сталей используют медные подкладки с пря­моугольными канавками, размеры которых приведены на рис. 2. Для обеспечения более полной защиты в канав­ку подкладки часто вводится струя защитного газа (рис. 3 и 8). Простейшее устройство для прижатия кромок к подкладке показано на рис. 4. Однако оно не обеспечи­вает достаточной равномерности давления по длине, и для сварки тонких листов прижимы рекомендуется осуществ­лять в виде раздельных сегментов длиной 100 ... 150 мм. Сегменты крепятся к балке шарнира, зазор между ними должен быть не более 0,5 мм. Равномерности прижа­тия можно достигнуть постановкой между прижимной балкой 2 (рис. 6) и сегментами 1 пружин 3 или резиновых прокладок (рис. 5) с регулировочными винтами, одна­ко чаще всего Прижатие каждого сегмента осуществляют пневматическим или гидравлическим устройством. С целью максимального приближения к стыку прижимных пластин последние должны быть скошены вблизи шва с некоторым притуплением (рис. 7) и иметь ширину плос­кости поджима не более 5 ... 7 мм. В этом случае сила под­жима, приходящаяся на 1 см длины свариваемого листа, должна быть 750 ... 800 Н. Кроме того, желательно иметь боковое усилие, прижимающее стыкуемые кромки друг к другу. В настоящее время у нас и за рубежом создано много различных установок для односторонней сварки

тонколистовых элементов встык в защитной среде. Для обеспечения надежности качества соединения в таких ус­тановках стремятся автоматизировать операции воз­буждения дуги, заварки кратера, контроля давления за­жимов (при уменьшении давления на 50 % сварка прек­ращается) , длины дуги и расхода газа.

На рис. 9 показано приспособление диафрагменного типа с клавишными прижимами. Приспособление сос­тоит из жесткого каркаса, на верхнем основании которого закреплен ложемент б с подкладкой 2. Поджим сварива­емых кромок осуществляется раздельно для каждого лис­та через набор прихватов 3, укрепленных на балках 4. Давление на прихваты передается пневмокамерами 1 и 5 и регулируется редуктором. Установка и зажатие листов производятся в такой последовательности: поворотом эксцентрикового валика 7 из подкладки выдвигаются фиксаторы 8, после чего до упора в них справа заводится листовая заготовка и зажимается подачей воздуха в ка­меру 5. Затем фиксаторы убираются; до упора в кромку правой заготовки устанавливается левая заготовка и зажимается подачей воздуха в камеру 1. Этим достигается легкая и точная установка заготовок по ручью подклад­ки и совмещение стыка свариваемых кромок с плос­костью перемещения электрода сварочной головки.

Автоматическую сварку кольцевых швов тонких обечаек обычно производят на распорных кольцах с под­кладками. Типы распорных колец могут быть различными. На рис. 10 и 11 (лист 28) показаны распорные кольца пневмошлангового и рычажного типов. Подкладки на распорных кольцах должны быть быстросъемными и иметь канавки для формирования обратной стороны шва Места разъема подкладок рекомендуется оформлять, как показано на рис. 10 и 11. Подкладное кольцо с разъ­емом другого типа показано на рис. 12. Иногда в канавку кольцевой подкладки подается защитный газ. Для прижа­тия кромок тонких обечаек можно применять стяжные кольца (ленты) (рис. 13).

Применение различных активных металлов требует защиты зоны шва не только в момент расплавления, но и в процессе нагрева и охлаждения. Улучшение защиты об­ратной стороны шва может осуществляться постановкой в подкладку уплотнения из резины (лист 29, рис. 14) или подклейкой лент из газонепроницаемого материала (рис. 15) с подачей в эти "карманы" защитного газа. Форма под­кладок 1 (рис. 16, а, б, в) с каналами а для подачи защит­ного газа может быть различной в зависимости от типа сое­динения, причем иногда для увеличения скорости охлаж­дения. Прижатие свариваемых листов 2 осуществляется медными пластинами J и J с медными охлаждаемыми во­дой трубками 4. Для улучшения защиты шва с верхней стороны применяют специальное сопло с дополнитель­ной камерой (рис. 17, 19). Сварочная горелка 1 (рис. 19), подвешенная на оси 2, с помощью пружины 3 прижимает своим мундштуком 5 с направляющим выступом 6 каме­ру 4 к изделию 7, поворачивающемуся со скоростью свар­ки. Наблюдение за дугой производится через защитное стекло 8.