Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 61
Текст из файла (страница 61)
Для получения точек высокого качества (без пор, трещин и подрезав) необходимо обеспечить замедленную кристаллизацию сварочной ванны. Это достигается или плавны программированием режима — повторным кратковременным возб з уждением дуги 40о Аг 6 ог ным уменьшением сварочного тока. Сварку рекомендуется вести с ~о + О.о Не торированным вольфрамовым электродом, заточенным на канв меси це под углом 40 — 60'. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 41. 255 Сварка в защитных газах 42, Ориентировочные режимы автоматической аргонодуговой сварки вольфрамовым влектродом неповоротных стыков труб Диаметр трубы и толщина стенки, мм Расход аргон а, л/мии Скорое сварки иуч Яа слоя Сила тока, А Напряжение дуги, В 1О-1! 12 — 13 130 140 !5Х3 27 31,5 170 †1 168 †1 165 †1 !Π— 11 12 13 34Х5 14,5 — 15 23 — 25 170 †!80 168 †1 165 — 175 и — 1! 12 13 12,5 — 13,5 89Х5 23 — 25 8-10 Гза — Рза ш — и 12,0 — 12,5 12 — 12,5 13 — 14 177 — 187 177 †1 !59Х6 24 — 27 12,5 — ! 3,5 Для обеспечения высокого качества сварки, равномерного формирования шва во всех пространственных положениях, получения швов без пор, раковин и подрезав осуществляется программированное управление циклом сварки; скоростью вращения сварочной головки, скоростью подачи присадочной проволоки, изменением силы тока, потока защитного газа.
Для формирования обратного валика корневого шва изнутри трубы применяют подкладные под стык кольца (остающиеся или съемные). Защита обратной стороны шва от взаимодействия с воздухом осуществляется подачей газа под стык через дренажные отверстия в подкладных кольцах или подачей защитного газа внутрь трубопровода. Вместо наддува аргоном изнутри для защиты металла шва можно использовать специальные пасты, наносимые заранее на кромки.
Образующаяся при этом на шве корка легко отделяется после остывания. При малой толщине стенки (до 2,5 мм) обеспечивается равномерное формирование шва во всех пространственных положениях. Прн большой толщине стенки вес сварочной ванны превышает силы поверхностного натяжения и силового воздействия дуги, что ухудшаег формирование шва, и может появиться вогнутость в околопотолочном положении или излишнее провисание в нижнем положении.
Одним из способов принудительного воздействия на формирование шва является способ формирующего давления. На стыке, подлежащем сварке, устанавливают снаружи или изнутри съемную камеру, в которой создают избыточное илн недостаточное (по отношению к атмосферному) давление. Формирующее давление по периметру шва изменяют по определенной программе таким образом, чтобы оно противодействовало силам, нарушающим равномерность заданного праплавления.
Для труб из нержавеющей стали, имеющих толщину стенки до 3 мм, можно применять сварку способом автоопрессовки, при котором стык без разделки кромок, сваренный за первый проход без присадочной проволоки, многократно прогревается без применения внешнего осевого усилия дугой при меньшей погонной энергии, чем при сварке. В результате многократного прогрева возникает усиление шва. Высокое качество с равномерным формированием шва получается при сварке неповоротных стыков труб импульсной дугой с неплавящимся электродом.
Сварка в заи!игных газах Сварка плавлением 256 Ы-яи Рис 112 Схема процесса атомно-водородной сварки: а — «спокойная» дуга; б— «звенящая» дуга а) Размер трубы, мм >>тДС, А Время сварки, с бб — б>0 70 — зо г ю — 120 !зь-)зо г>х ьо шх!,о 24Х!,0 ббхнб Сварка дугой, управляемой магнитным полем. Наложением внешнего магнитного поля можно управлять дугой. Поперечное поле (магнитные линии перпендикулярны оси шва и электрода) или параллельное поле (магнитные линии параллельны направлению сварки) вызывает перемещение дуги соответственно вдоль или поперек шва.
Продольное поле (магнитные линии параллельны оси электрода) вызывает вращение дуги, Магнитное управление дугой позволяет увеличить скорость сварки, уменьшить зону перегрева и повысить пластичность металла, управлять процессом дутья дуги и добиться хорошего формирования шва, управлять микроструктурой путем электромагнитного персмешивания сварочной ванны. Управление дугой при помощи магнитного поля облегчает сварку деталей малых толщнн.
Применение поперечных колебаний дуги уменьшает скорость охлаждения шва, что особенно важно при сварке закаливающейся высокопрочной стали, улучшает и стабилизирует пластические свойства сварных соединений, улучшает структуру металла шва, уменьшает склонность к образованию холодных трещин. При сварке в пульсирующем режиме или в знакопеременном магнитном поле титана, алюминиевых и магнитных сплавов отмечено нзмельчение структуры, а также положительное влияние магнитного поля на химический состав металла шва и структуру околошовной зоны. Эффективно применение дуги, вращаемой магнитным полем, при сварке стыковых швов замкнутого контура (труб между собой и с фланцами или сильфонами, кольцевых швов сосудов, прн приварке труб к трубным решеткам и т. п.).
В качестве неплавящегося электрода применяют медный электрод, охлаждаемый водой. Скорость вращения дуги составляет десятки метров в секунду. Сварное соединение получается в результате постепенного расплавления свариваемых кромок при многократном нагреве высокоскоростной дугой и в большинстве случаев с применением осадки.
43, Режимы сварки труб из стали 12Х!ЗН10Т дугой, вращаемой в магнитном поле П р и и е ч а я и е. Расход аргоиа па головку 6 — 3 л/мик, иа поддув 2 — 3 л/мии. Г. В. Волчков разработал способ сварки дугой, вращаемой в магнитном поле с малой скоростью (табл. 43). Процесс сварки осуществляется без применения осадки за один оборот дуги.
Область малых скоростей вращения дуги зависит от материала электрода. Наиболее широкая область присуща дугам с катодами, имеющими высокие термоэмиссионные свойства (вольфрам лантанированный ВЛ и торированный ВТ). Скорость вращения дуги в этой области зависит от тока, магнитной индукции, длины дуги, состава и расхода защитного газа. Сварка с применением горячей присадочной проволоки.
Способ сочетает высокое качество сварки вольфрамовым электродом с высокой скоростью сварки плавящимся электродом и обеспечивает высокую производительность и качество. Прнсадочная проволока нагревается переменным током от независимого источника питания до температуры, близкой к точке плавления, и при контакте со сварочной ванной немедленно расплавляется. Применение горячей проволоки резко увеличивает производительность сварки и уменьшает пористость наплавленного металла, так как происходит дегазация проволоки н удаление летучих включений — особенно водорода.
По сравнению с обычным способом сварки стыкового соединения без скоса кромок на медной подкладке с формирующей канавкой применение горячей присадочной проволоки повышает скорость сварки при толщине металла 1,6 мм на 30%; 2,4 — 3,2 мм — на !00%; 4,8 — 6>4 мм — на 40 — 70%. При производстве наплавочных работ с подогревом присадочной проволоки производительность увеличивается в 3 — 4 раза по сравнению с наплавкой холодной проволокой. Дуговую сварку с подогревом присадочной проволоки применяют для стали толщиной 1,6 — 50 мм в тех случаях, когда требуется большая производительность процесса, например в производстве труб, резервуаров и других изделий из углеродистой и коррозионно-стойкой стали. Атомно-водородная сварка.
Основной и присадочный металл расплавляется за счет тепла электрической дуги между двумя вольфрамовыми электродами и рекомбинации водорода, диссоциированного в столбе дуги (рис. 1!2). Тепловой эффект сгорания молекулярного водорода в наружной зоне пламени и тепловое излучение дуги по сравнению с термическим эффектом рекомбинации незначи- тельны. Температура веерообразного атомно-водородного пламени составляет около 3700' С. По степени концентрации тепла атомно-водородная сварка занимает промежуточное положение между кислородно-ацетиленовой сваркой и сваркой вольфрамовым электродом в среде инертных газов.
Химическая активность водорода в молекулярном и особениз атомарном состоянии способствует эффективной защите расплавленного металла от взаимо. действия с воздухом и обеспечивает высокую чистоту наплавленного металла, Независимая дуга питается от трансформатора с напряжением холостого хода 250 — 300 В. При силе сварочного тока больше 35 А можно использовать трансформатор с У,„= 220 В. Рабочее напряжение на дуге составляег 60 — 100 В. Высокое рабочее напряжение обусловливается охлаждающим действием эндотермической реакции диссоциации водорода, а также высоким потенциалом ионизации этого газа.
В зависимости от мощности дуги, расхода газа и расстояния между электродами дуга может быть «спокойной» или «звенящей». Звенящая дуга имеет форму веера, издает резкий звук и характеризуется большей мощностью, чем спокойная. Атомно-водородная сварка обеспечивает получение плотных швов с высокой прочностью и пластичностью, с чистой и гладкой поверхностью на низкоуглеродистой и легированной стали, на чугуне и других сплавах. Применение этого процесса ограничено из-за его сложности, трудности механизации н низкой производительности сварки металла средних и больших толщин.
Сварка в СОз угольным электродом. Тонколистовую сталь можно сваривать дугой с угольным электродом в среде углекислого газа. Поток углекислого газа направляется в зону сварки концентрично относительно электрода. Сварка осуществляется постоянным током прямой полярности. Внешняя характеристика 9 и/р. Ольшанского, т. 1 258 259 Сварка плавлением Электрошлаковая сварка источника питания должна быть крутопадающей с напряжением холостого хода не ниже 65 — 70 В, Этот способ сварки применяется для бортовых швов на стали толщиной до 1,5 — 2 мм. При этом можно получать швы с хорошим формированием во всех пространственных положениях.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
