referat_svarka (729246), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

4. 2. особенности прОцесса

Продукты разложения воды – водород и кислород, находящийся в зоне дуги, оказывает заметное влияние на качество сварных швов. Водород интенсивно растворяется в жидком металле, вызывая охрупчивание швов, а кислород окисляет сталь и в первую очередь содержащиеся в ней легирующие элементы. Окислы частично всплывают, переходя в шлак, и частично остаются в металле шва в виде неметаллических включений, уменьшающие вязкость и пластические свойства металла шва.

Из-за непосредственного контакта с водой основного металла и металла шва теплоотдача низкоуглеродистой стали значительно выше, чем при сварке на воздухе, что может привести к появлению закалочных структур в металле шва и в зоне термического влияния.

Наличие повышенного давления и охлаждающее действие среды приводят к сжатию столба дуги и повышение температуры последнего. Это может увеличить температурный градиент металла шва и вызвать перегрев электродного металла.

Водолаз-сварщик заключен в водонепроницаемый костюм и находится в плотной среде, стесняющей его движение, кроме того, на него действует дополнительное гидростатическое давление, снижающее его подвижность. Водолаз находится в весьма неустойчивом положении с небольшой отрицательной плавучестью.

Ухудшенная видимость и наличие подводных течений создают неблагоприятные условия как для существования дугового разряда, так и для работы водолаза-сварщика, отрицательно сказываясь на качестве швов и производительности процесса.

Мокрая сварка имеет множество практических преимуществ: сварщик может осуществлять сварку в местах недоступных другими способами; ремонтные работы можно проводить быстрее и с меньшими затратами.

4. 3. ручная дуговая сварка

При сварке под водой выполняют соединения внахлестку, тавровые, угловые, реже стыковые, причем чаще всего способом опирающегося электрода. Горение дуги отличается в этом случае высокой стабильностью. Сварщик перемещает дугу без колебаний поперек шва с сохранением угла наклона электрода. Способом опирающегося электрода можно сварить швы во всех пространственных положениях. Сварку в вертикальном положении производят сверху вниз, при этом электрод наклонен в сторону ведения сварки. Силу тока при подводной сварке опирающимся электродом в нижнем положении устанавливают выше, чем при сварке в обычных условиях (табл 2.1).

Режимы ручной подводной сварки

Таблица 4.1.

Марка электрода	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А	Род тока, полярность	Коэффициент наплавки, г/А*ч
ЭП-35	4-5	220-240	постоянный, прямая	6,0-6,5
УОНИ-13/45П ЭПС-5	4 4 5	200-220 160-220 250-270	постоянный, прямая и обратная	6,3-7,0 9,2-9,8
ЭПО-55	4 5	240-260 200-275	постоянный, прямая и обратная; переменный	6,7-9,7
ЭПС-52	4 5	160-200 200-250	постоянный прямая; переменный	5,3-7,9

4. 4. полуавтоматическая сварка

Перспективной является полуавтоматическая сварка, сочетающая механическую подачу проволоки в зону дуги с маневренностью и универсальностью ручной сварки (рис.4.4). Кроме того, механическая подача проволоки позволяет длительное время вести процесс сварки без перерывов. Так как проволока имеет меньший диаметр, чем электрод, и не имеет покрытия, создаются благоприятные условия для наблюдения процесса управления формированием шва.

Создание мокрого способа полуавтоматической сварки было связано с большими трудностями. Проведенные предварительные опыты показали, что швы получаются узкими, высокими, с неудовлетворительным качеством поверхности. Кроме того, в швах было обнаружено значительное количество пор и неметаллических включений. Механические свойства этих швов оказались недопустимо низкими.

Использование для защиты дуги аргона и особенно углекислого газа позволяет не значительно понизить содержание водорода в металле шва.

Более эффективным способом защиты дуги от вредного воздействия окружающей среды является использование порошковой проволоки. Разработанная в институте электросварки им. Е.О. Патона порошковая проволока марки ППС-АН1 (диаметр 1,2 – 2,0 мм) позволяет обеспечить стабильное горение дуги и получение (на низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталях) сварных соединений, равнопрочных основному металлу.

Для механизированной подводной сварки и резки разработаны и применяются полуавтоматы типа ППСР–300–2, "НЕПТУН". Полуавтоматом ППСР – 300 – 2 (рис. 4.4) можно сваривать сталь толщиной 4 мм и более, резать сталь толщиной до 25 мм на глубине до 60 м. В качестве защиты используют углекислый газ. Полуавтомат рассчитан на номинальную силу тока 300 А. Скорость подачи сварочной проволоки диаметром 1,2 или 1,6 мм регулируется в пределах 6,6 – 21,6 см/с. При зарядке кассеты проволокой в количестве 4 – 5 кг сварщик может непрерывно работать 2 – 2,5 ч.

4. 5. Сварочные материалы

Для ручной дуговой сварки под водой используют электроды диаметром 4-6 мм (рис.4.1) из сварочной проволоки марок Св-08, Св-08А, Св-08ГА, Св-08Г2, а для полуавтоматической сварки – проволоки марок СВ-08Г2С, ППС-АН1. Наибольшее применение получили электроды марок ЭПС-5 и ЭПС-52, имеющие в составе покрытия ферросплавы, что улучшает химический состав и механические свойства металла шва. Водонепроницаемость покрытия достигается пропиткой такими составами, как парафин, раствор целлулоида в ацетоне, раствор синтетических смол в дихлорэтане, нитролаке и др.

Для подводной сварки применяют специальные электрододержатели, которые имеют надежную электроизоляцию по всей поверхности. Смена электрода производится только после отключения сварочного тока.

5. ПОДВОДНАЯ РЕЗКА

В данном разделе приводится обзор существующих в настоящее время методов подводной резки.

В подводных условиях применяют различные способы резки:

1. механические;

2. термические;

3. кумулятивные (взрывом).

Наибольшее распространение получили способы термической резки:

1. электродуговая;

2. электрокислородная;

3. газокислородная;

4. плазменная.

При подводной резке используется тепло концентрированных источников дуги или плазмы и тепло, выделяющееся в результате химического взаимодействия кислорода с металлом. Поскольку разрезаемый металл находится в воде и интенсивно охлаждается, то источник тепла должен иметь высокую концентрацию его в месте реза.

5.1. электродуговая резка

Подводная электродуговая резка отличается от дуговой подводной сварки повышенными значениями сварочного тока и приемами выполнения работ. Поэтому дуговую резку под водой можно выполнять на том же оборудовании, что и подводную сварку. Целесообразно использование постоянного тока прямой полярности, так как это приводит к выделению большого количества тепла в полости реза.

Электроды для резки отличаются от электродов для сварки размерами, толщиной и составом обмазки. Электроды изготовляются из проволоки диаметром 5 – 7 мм, длинной 500 – 700 мм.

При выборе режимов тока для резки следует применять коэффициент K равным 60 –80 А/мм. Практикой установлено, что электродами диаметром 5 мм можно успешно резать металл толщиной больше 50 мм при силе тока 350 – 500А.

Режимы резки, обеспечивающие максимальную производительность процесса, находят опытным путем.

Резка осуществляется непрерывным перемещением электрода. Она начинается с кромки или отверстия и производится пилообразными движениями конца электрода. Металл не большой толщины (до 10 –15 мм) разрезается непрерывным перемещением конца электрода вдоль линии реза (рис. 5.1.1). При резке металла большой толщины (рис.5.1.1) движение электрода от верхней поверхности к нижней осуществляется медленно, подъем его к верху – быстро.

Из табл.5.1. видно, что с увеличением толщины металла производительность дуговой резко падает, а расход электродов на один погонный метр реза растет.

Производительность и расход электродов при резке

Таблица 5.1.

5.2. электрокислородная резка

Электрокислородная резка впервые применена в 1915г и в настоящее время является самой распространенной. Способ электрокислородной резки удачно объединил преимущество дугового разряда и струи режущего кислорода. За счет тепла дуги происходит нагрев и плавление металла, а за счет струи кислорода – сгорание и выдувание металла из полости реза. В основном применяют трубчатые электроды с осевым каналом для режущего кислорода и специальные электроды из карборунда.

Стержни электродов изготовляют из толстостенной цельнотянутой трубки из малоуглеродистой стали наружным диаметром 5 – 7 мм и внутренним 1,5 – 2 мм (см. рис. 5.2.1). Длина электродов 350 – 400 мм. Трубчатый электрод покрывают обмазкой толщиной 1 – 1,2 мм. Время сгорания такого электрода 1 мин. Электроды из карборунда получили название керамических (рис. 5.2.1). Керамический электрод из карборунда длиной 250 мм сгорает через 15 мин. Однако из-за больших размеров (диаметр 15 – 20 мм) керамические электроды могут быть рекомендованы для резки сплошного металла толщиной до 30 мм.

Для электрокислородной резки применяют электродержатели специальной конструкции типа ЭКД4 и ЭКД4 – 60 (рис. 5.2.2).

Электрокислородную резку применяют для резки черных и цветных металлов толщиной до 100 – 120 мм на глубинах до100 м. По производительности электрокислородная резка электродуговой и газокислородной резки (табл. 5.2).

Показатели электрокислородной резки

Таблица 5.2

Электрокислородная резка на полуавтомате типа ППСР-300-2 осуществляется путем непрерывной подачи проволоки и концентрического обдувания ее струей кислорода, поступающего в режущую приставку головки полуавтомата (рис. 4.4).

Большая концентрация тепла и узкая струя кислорода обеспечивают резку металла толщиной 25 мм при силе тока 300А и давлении кислорода 6 кгс/см² со скоростью до 4 м/ч. Разработан способ дуговой резки углеродистой и нержавеющей стали и алюминия толщиной до 45 мм, который основан на выплавлении металла дугой, горящей между порошковой проволокой и разрезаемым металлом, с одновременной подачей в полость реза интенсивной струи воды. Резка при этом способе приводится постоянным током обратной полярности на режимах: сила тока 500-1000 А; напряжение 20-30 В; давление воды 5-10 кгс/см²; расход воды 6-12 л/мин; скорость резки до 14 м/ч.

5.3. ГАЗОКИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА

Газокислородная резка основана на сгорании металла в струе кислорода и выдувании окислов и металла из полости реза. Она возможна только при постоянном существовании газового пузыря вокруг подогревающего пламени (рис. 3.3). Создание газового пузыря возможно за счет продуктов сгорания подогревающего пламени, для которого используют ацетилен, водород, другие углеводороды и бензин. Устойчивость пузыря обеспечивается специальной конструкцией наконечника подводного резака и подачей защитного газа – воздуха или кислорода. В воде металл интенсивно охлаждается и поэтому для его подогрева требуется пламя в 10-15 раз больше, чем для аналогичных работ на воздухе.

Наибольшее распространение получили водородно-кислородная и бензокислородная резка. Подогревающее пламя образуется за счет водородно-кислородной смеси, подаваемой по кольцевому каналу между мундштуками 1 и 2 (рис. 5.3.1). Между наружным колпачком 3 и мундштуком 2 подается сжатый воздух для создания пузыря и предохранения пламени от соприкосновения с водой. Режущий кислород поступает по центральному каналу мундштука 4.

Характеристики

Список файлов реферата