Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Характеристика сопл Рис. 60. Зависимость эффективности газовой защиты от пористости (%) материала линзы при разных расходах аргона; 7 — 4 л7мнн; 2 — 5 л/мин; 3— 7л7мин; 4 — 9 л/мин; 5 — 15 л/мин; расстояние от сопла 15 мм для определения углекислого газа Сома 2,7 Сома о,о,а оооо 1 Размеры, ,ь сопла Профиль сопла 37 Коническн Кон нчески стью на вык 37 16 По кривой переходит в ламннарный пограничный слой начального участка струи. Благодаря этому защитные свойства струи существенно повышаются.
Переход от конической к цилиндрической части должен быть плавным. Недопустимы скругления и дефекты внутренней кромки среи',мм за сопла. 5 При повышении расхода газа 2» выше определенной величины поток газа турбулизуется, смешивается 21 3 с окружающим воздухом, защитг ные свойства ухудшаются. Струя газа при повышенном расходе оказывается более устойчивой, если применять сопло сложной формы, ,в 1 в „„„состоящее из цилиндрической части и конфузора с образующей в виде рис.
Бо. Зависимость диаметра с( неокис- паРаболической кРивой, в частности лентюй зоны от расхода аргона су при кРивой Витошинского (Рис. 59, расстоянии горелки от изделии 16 мм (номера кривых см. табл. 25) На защитные свойства струи влияет способ ввода газа в сопло. При вводе газа через крупные отверстия струями, параллельными оси электрода, повышается масштаб турбулентности и увеличивается неоднородность поля скоростей. Защитные характеристики значительно улучшаются, если газ вводить через мелкие отверстия, тонкими струями, направленными на стенки сопла или специальные отражатели.
Гашение турбулентности в потоке газа на входе в сопло осуществляется при применении металлических сеток с числом отверстий 80 — 250 на 1 смв. Применяется пакет. При этом происходит перевод крупномасштабной турбулентности в потоке до сетки в мелкомасштабную, пропорциональную размеру ячейки. Уменьшению турбулентности способствует повышение аэродинамического сопротивления, что достигается установкой двух-четырех сеток на расстоянии друг от друга, превышающем 15 диаметров проволоки сетки. Недостатком металлической сетки является относительно низкая стойкость, быстрое выгорание при сварке. Этого недостатка лишены керамические пластинки (газовые линзы).
Оптимальная толщина керамической линзы 2 — 3 мм. С увеличением пористости керамики защитные свойства струи повышаются (рис. 60). Эффективная защита при применении керамических линз может быть на расстоянии до 25 — 30 мм от сопла изделия. При сварке на ветру струя защитного газа деформируется, защищаемое пятно на изделии смещается в направлении ветра. Для улучшения защиты зоны сварки рекомендуется увеличивать расход защитного газа, уменьшать зазор между соплом и свариваемым изделием, а также принять меры к уменьшению воздействия ветра (защнта зоны сварки сетчатыми колпаками или подвижными микрокамерами, установка ветроотбойных экранов, применение дополнительных газовых веерных струй).
При сварке на ветру неактивных металлов с применением в качестве защитной среды углекислого газа и с использованием цилиндрических сопл расход газа можно определять по номограмме (рис. 61). При сварке активных металлов, когда защита осуществляется потенциальным ядром струи, необходимо применять конфузорное сопла с цилиндрическим окончанием, образующая которого выполнена по параболической кривой, в частности по кривой Витошинского, а перед соплом устанавливать газовую линзу или мелкоячеистую сетку. Ориентировочные данные для подсчета расхода аргона на 1 м шва при сварке в нормальных цеховых условиях без сносящих потоков приведены в табл.
26 и 27. При нормировании расхода газа следует учитывать расход в количестве 15% па продувку газопровода перед началом работы, на неиспользуемый остаток 213 212 Сварка в защитных газах Сварка плавлением варки, м/и Свариваемый материал ванной 25 !5 17 36 1г Р4 3О Алюмин иевые сплавы Рис. 62. Схема защиты лицевой и обратной сторон соединения при механизированной аргонодуговой сварке титана и его сплавов: 70 42 100 60 180 108 105 150 270 7 10 18 28 40 72 1 3 ~ )5 28 40 72 42 60 108 2! 30 54 17 24 42 Гй 20 36 Маги невые сплавы Рис. 63.
Продольный разрез за. щитного колпака, изображенного на рис. 62 1 — канал для аргона, сообщающийся с канавкой в подкладке; 2 — свариваемые листы титана; 3 — защитный колпак. приставка; 4 — сопло сварочной горелки; 5 — прижимы приспособления; 5 — приспособление Низко- и средне- лсгировавная сталь 75 120 20 32 15 24 20 32 30 48 12 19 10 16 0,5 0,8 — 1,0 1,2 — 1,5 2,0-3,0 30 40 60 80 !8 24 36 48 45 60 90 120 12 16 24 32 12 16 24 32 18 48 9 12 18 24 7 10 15 19 8 12 16 Коррозионно.
стойкие стали 75 90 !05 0,5 1,0 1,5 — 3,0 50 60 70 20 24 28 30 36 42 30 36 42 20 24 28 15 13 21 12 15 17 10 12 14 Титановые сплавы Расход, л, на 1 и шва при скорости сварки м7ч Расход аргона, Свариваемый материал Толщина, М 90 2— 6— 1 ) 10 11 14 16 Алюминиевые сплавы 2 — 5 6 — 8 !О ) 12 8 10 13 15 32 40 52 60 24 30 39 45 19 24 31 36 16 20 26 30 12 15 20 25 ю 14 19 22 10 13 17 19 10 12 14 17 10 11 14 16 Магниевые сплавы 2 — 3 4 — 5 6 — 8 10 8 12 14 17 8 10 13 15 6 8 10 12 9 13 16 20 18 24 30 36 7 10 12 !4 6 1О 11 13 Коррозионно-стойкие стали 24 в баллоне (3 — 4 ат), на сварку контрольных образцов и на подварку дефектов сварных швов. При выполнении коротких швов (~ 60 мм) и при сварке арматуры диаметром < 20 мм данные табл.
26 и 27 необходимо умножать на коэффициент 1,2. Расход газа на прихватку составляет примерно 0,2 от общего расхода газа на сварку. 26. Расход аргона для соединений встык и внахлестку при сварке вольфрамовым электродом 27. Расход аргоиа для соединений встык и внахлестку при сварке плавящимся электродом Расход гелия рекомендуется определять по нормативам на расход аргона, вводя поправочный коэффициент 1,3.
Расход газа одним постом за рабочую смену можно ориентировочно определить по формуле й где д — часовой расход газа; 7 — продолжительность рабочей смены; 71 — коэффициент использования поста (при ручной сварке); к = 1,16 — коэффициент, учитывающий дополнительный расход газа на продувку шлангов и горелки до и после сварки. При сварке высокоактивных металлов (титан, цирконий, тантал, ниобий, молибден) необходимо защищать зону металла, нагретую до температуры > 300' С.
Для расширения зоны струйной защиты применяют дополнительные колпаки-приставки 1 (рис. 62, 63). Защиту обратной стороны шва осуществляют поджатием кромок свариваемого ме- 11 талла к металлической подкладке (медной, стальной, алюминиевой), к флюсовой подушке из безкислородного флюса, подачей инертного газа, например аргона, 4 — 6 л/мин в специальную подкладку с отверстиями, ,,/1~! /О,, расположенными вдоль стыка, нли подкладку, изготовленную из пористого металла.
При сварке замкнутых сосудов защиту обратной стороны шва осуществляют про- Рис. 64. Схема дуговой сварки пусканием инертного газа внутрь сосуда, с комбинированной защитой: Комбинированная струйная защита 1 — электрод; 2 — присадочный ме- В ряде случаев с целью экономии инертных талл; 3 — сварочная дуга; 4 — угле- газов, а также для получения оптимальных кислый газ; 5 — аргон технологических и металлургических свойств защитной среды применяют горелки, конструкция которых обеспечивает защиту двумя концентрическими потоками газов (рис.
64). Внутренний поток образуется аргоном или гелием, а наружный — более дешевыми азотом или углекис. лым газом. Сварка в контролируемой атмосфере. Наиболее эффективная защита металла шва и околошовной зоны обеспечивается при сварке в камерах с контролируемой атмосферой. 214 Сварка плавлением Сварка в защитных газах )Кесткие камеры представляют собой наиболее эффективное средство общей защиты свариваемого изделия при ручной и механизированной сварке. Перед заполнением камеру вакуумируют до 10 ' мм рт.
ст„ а затем наполняют аргоном до избыточного давления 0,05 — 0,1 ат. Ручную сварку осуществляют посредством специальных герметичных перчаток, вмонтированных в стенки камеры. Механизированную сварку произво- )й', )й а) ф Рис. 65. Концы электродов при горении дуги в среде инертных газов: дят при дистанционном управлении. Обитаемые камеры применяют для сварки сложных крупногабаритных дорогостоящих изделий.
Сварщик-оператор в этом — ~луч~~ работает ~~у~р~ каме б — электрод иэ вольфрама с акти- пенной инертным газом. Для защиты оператора, обеспечения его жизнедеятельности применяют специальный скафандр. В установках для сварки с контролируемой атмосферой, не оснащенных системами очистки аргона, качественная атмосфера может быть получена в камерах с предварительным вакуумированнем. Однако состав атмосферы в камере с течением времени изменяется за счет десорбции и диффузии газов и паров с внутренних поверхностей, а также в результате переплава основного и присадочного материалов в процессе сварки.
Работоспособность атмосферы сварочной камеры измеряется с момента напуска защитного газа в камеру до момента достижения предела допустимой концентрации примесей Оа, Хв, Н, или НвО. Сварка неплавящимся электродом. Источником тепла является дуга, возбуждаемая между вольфрамовым илп угольным электродом и изделием. Этот процесс предназначен главным образом для материалов толщиной ( 3 — 4 мм. Однако при использовании различных средств повышения проплавляющей способности и стабильности дуги и некоторых технологических мероприятий область применения может быть значительно расширена. Способы повышения стабильности процесса сварки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
