Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 63. Шланговая сварка, полуавтоматическая и автоматическая

Способ шланговой сварки разработан Институтом электросварки им. Е. О. Патона и является дальнейшим развитием автоматизации процесса сварки. Сущность этого способа состоит в повышении плотности сварочного тока в электродной проволоке До 100—200 а/мм2, поэтому в качестве электрода можно пользоваться тонкой и очень гибкой проволокой диаметром от 1,2 до 2 мм.

При повышении плотности тока возрастает температура столба дуги, увеличиваются коэффициент плавления и глубина провара. При сварке стыковых швов это позволяет уменьшать угол скоса кромок, а при сварке угловых швов—размер катета, что сокращает объем наплавленного металла на единицу длины шва. Вследствие этого повышается производительность сварки, а расход энергии сокращается на 30—40%.

При многослойной сварке молибденовой стали под флюсом применяют режимы, указанные в табл. 27.

Сварка проволокой малого диаметра, обеспечивающая достаточный провар при меньшем сварочном токе, позволяет применять автоматическую сварку под флюсом стыковых швов тонкого металла (от 1 мм и выше) и угловых швов мелкого калибра, повышает качество швов, снижает расход электроэнергии, флюса и проволоки, а также значительно облегчает вес и упрощает конструкцию аппаратуры.

На постоянном токе обратной полярности проволокой диаметром 1—1,2 мм можно сваривать сталь толщиной 1 мм со скоростью 100—120 м/час, причем величина тока составляет всего 70—90 а.

Метод сварки тонкой проволокой при повышенной плотности тока положен в основу способа шланговой сварки под флюсом.

В зависимости от конструкции аппаратуры различают два вида шланговой сварки: полуавтоматическую и автоматическую.

Схема полуавтоматической сварки под флюсом изображена на рис. 94. Тонкая электродная проволока диаметром от 1,2 до 2 мм из кассеты 3 с помощью подающего механизма 4 непрерывно проходит через полый гибкий шланг 5 и держатель 6 в зону сварочной дуги. Шланг имеет диаметр 27 мм, длину 3,5 м и обладает достаточной гибкостью. Держатель представляет собой трубчатый мундштук с ручкой и воронкой для флюса. После возбуждения дуги под слоем флюса сварщик вручную перемещает держатель вдоль шва, производя сварку. Защищающий дугу слой жидкого шлака образуется от плавления сыпучего флюса.

Сварочный ток проходит по проводу, расположенному в гибком шланге 5, внутри которого движется проволока. Скорость подачи проволоки можно изменять в пределах от 70 до 600 м/час. Для питания током используется сварочный трансформатор 1 с отдельно стоящим или встроенным дросселем и распределительная панель (аппаратный ящик) 2. Напряжение холостого хода трансформатора должно быть не ниже 60 в. Можно применять также постоянный ток от сварочного преобразователя.

Поскольку шланговая сварка характеризуется большой плотностью тока в электроде, то для нее используются специальные флюсы: АН-348-Ш, ОСЦ-45П, ФЦ-9 и ФЦ-10, так как обычные флюсы АН-348А и ОСЦ-45 не пригодны для шланговой сварки. Флюс АН-348-Ш применяют для шланговой сварки малоуглеродистой стали малоуглеродистой проволокой. Этот флюс при плавлении выделяет меньше вредных газов: фтористого водорода и фтористого кремния. Кроме того, он содержит больше окиси кальция (мела), что повышает устойчивость горения дуги и имеет особенно большое значение при сварке на малых токах. С той же целью во флюсе указанной марки уменьшено содержание фтористого кальция. Флюс ФЦ-9 содержит фтористого кальция еще меньше и поэтому он безвреднее флюса АН-348-Ш. Флюс ФЦ-Ю безмарганцовистый и применяется при шланговой сварке марганцовистой

проволокой. Составы флюсов АН-348-Ш, ФЦ-9 и ФЦ-Ю даны в табл. 23.

Стекловидный флюс АН-348-Ш состоит из мелких прозрачных зерен размером до 1,5 мм. Вес 1 л составляет от 1,6 до 2 кг. Перед употреблением флюс рекомендуется подсушивать при 200°. Флюсы ФЦ-9 и ФЦ-Ю должны иметь зерна, проходящие через сито с 36 отв/см2. Объемный вес флюса ФЦ-9 равен 1,3— 1,6 кг/л, флюса ФЦ-Ю—1,2—1,4 кг/л.

Техника сварки шланговым полуавтоматом. Сварщик начинает перемещать держатель вдоль шва в направлении на себя одновременно с включением подачи проволоки и сварочного тока. Вследствие большой плотности тока дуга под флюсом возбуждается легко. Конец проволоки нужно вести возможно точнее по оси шва.

Небольшие колебания держателя по вертикали, а также вдоль или поперек шва допустимы и не нарушают процесса сварки. Вылет проволоки из токоподводящих губок держателя должен составлять 15—25 мм.

Для сохранения постоянного вылета держатель опирают на кромки свариваемых деталей. Перемещать держатель нужно с равномерной скоростью, заданной режимом сварки. Положение держателя зависит от типа шва и схематически показано на рис. 95.

Примерные режимы сварки швов шланговым полуавтоматом приведены в табл. 28. Окончательные режимы подбираются путем сварки пробных швов. Швы с увеличенными зазорами между кромками, швы на наклонной плоскости и наплавка выполняются с поперечными движениями электрододержателя. При этом шов получается более широким, а утолщение его и глубина провара уменьшаются. При сварке «углом вперед» глубина провара уменьшается и возрастает ширина валика.

Для сварки швов малого калибра и в трудно доступных местах применяют держатели специальных конструкций.

Угловые швы малого калибра сваривают на постоянном токе обратной полярности. Зазор между кромками таких швов не должен превышать 1 мм. Угловые соединения можно выполнять прерывистыми и точечными швами шланговой сваркой.

Точечная шланговая сварка применяется в случае приварки ребер жесткости в листовых конструкциях из металла толщиной от 2 мм и выше. При сварке точками угловых швов держатель устанавливают с наклоном поперек шва под углом 40—45°, опирая кромки держателя о полки соединения. Затем в держатель засыпают флюс и возбуждают дугу. Когда наплавится точка нужного размера, держатель быстро поднимают и, не выключая тока, переставляют на следующее, заранее намеченное место.

Сварку ведут со скоростью 25—30 точек в минуту. При сварке точками существенно уменьшается коробление конструкций. Сварка точками ведется на режимах, приведенных в табл. 29.

Автоматическая шланговая сварка отличается от ручной тем, что вместо держателя применяется легкая самоходная сварочная головка, имеющая электродвигатель для перемещения ее по свариваемому изделию. Включение и выключение сварочного тока осуществляется дистанционно с помощью кнопочного устройства.

Сварочный ток обычно применяется в пределах от 180 до 600 а. Головка к свариваемому изделию прижимается эксцентриковыми зажимами или магнитными присосами.

Флюс в зону дуги подается пневматически сжатым воздухом из бункера, смонтированного в кожухе механизма подачи проволоки или устанавливаемого отдельно. Флюс может подаваться либо по гибкому шлангу, по которому идет сварочная проволока, либо по отдельному шлангу.

Механизм подачи проволоки и бункер для флюса установлены на тележке, которая катится за самоходной головкой под действием натяжения гибкого шланга. На корпусе механизма подачи смонтированы амперметр, вольтметр и маховички для плавного регулирования скорости сварки и напряжения дуги. Гибкий шланг имеет диаметр 35 мм и длину 2,5—3,5 м.

Для питания шлангового автомата сварочным током используется сварочный трансформатор или сварочный преобразователь.

Самоходная головка весит 10—14 кг и позволяет вести сварку со скоростью от 10 до 65 м/час. Головки с магнитными присосами могут передвигаться по вертикальной плоскости. При автоматической шланговой сварке применяют те же флюс и режимы, что и при полуавтоматической сварке.

При сварке одной проволокой диаметром 2 мм повышение производительности за счет увеличения плотности тока свыше 130 а/мм2 невозможно, так как при этом получаются узкие швы неудовлетворительной формы и процесс сварки становится неустойчивым. Поэтому институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан способ многоэлектродной штангозой сварки. По специальному гибкому шлангу в дугу одновременно и с одинаковой скоростью подаются три электродные проволоки диаметром 1,6—2 мм При такой сварке можно применять переменный ток до 800—900 а, вследствие чего производительность сварки возрастает в два раза по сравнению со сваркой одной проволокой. Используя проволоки разных марок, можно регулировать химический состав металла шва.

[1] В настоящее время ВНИИСТ (Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов) разработал способ сварки стыков трубопроводов с полным проваром стенки без применения вставных колец, поскольку эти кольца уменьшают сечение трубы и затрудняют ее очистку изнутри перед сдачей в эксплуатацию. При новом способе корень шва проваривается голой проволокой в защитной среде углекислого газа. Последующие слои могут свариваться с применением покрытых электродов или под флюсом.

[2] Рентгеновскими и гамма-лучами называются невидимые лучи, обладающие способностью проникать через толщу металла и, действуя на фотографическую пленку, отмечать на ней скрытые пороки шва: трещины, непровар, поры, шлаковые включения и др. (см. гл. XXIV).

вверх страницы