Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 61. Технология автоматической сварки под флюсом

Кромки под сварку могут подготовляться машинной кислородной резкой или обработкой на станке. Ручная кислородная резка дает недостаточно чистый разрез. Перед сваркой кромки должны быть тщательно просушены и очищены от ржавчины, масла, краски, шлаков на ширину 50—60 мм в обе стороны от шва, а также от наплывов после кислородной резки.

Детали перед сваркой должны прихватываться электродами с толстым покрытием. Площадь сечения прихваточных швов должна быть не более половины площади сечения основного шва.

Сварка стыковых швов. В зависимости от конструкции изделия применяют двухстороннюю и одностороннюю сварку.

Двухсторонняя сварка обеспечивает полный провар шва даже при некоторых дефектах сборки: смещении кромок, наличии больших зазоров и т. п. Подготовка кромок производится согласно рис. 82, а, г. Зазор между кромками не должен превышать 1 мм, чтобы жидкий металл не протекал при сварке первого шва. Глубина проплавления при наложении первого шва должна составлять 60—70% толщины металла. Первый шов сваривается на весу, без подкладок с обратной стороны.

Если трудно при двухсторонней сварке получить между кромками зазор менее 1 мм, для предупреждения протекания металла при наложении первого шва необходимо предпринять следующее:

1. Вести сварку на флюсовой подушке. Свариваемые листы собираются с зазором 2—4 мм и укладываются на слой флюса, который с помощью специального приспособления (рис. 83) плотно прижимается к свариваемому металлу с обратной стороны и удерживает жидкий металл от вытекания. Свариваемые листы 1 укладываются на ролики 7, укрепленные на поворотных стойках 8. Кромки листов располагают вдоль двух швеллеров 3 и прижимают к ним с помощью электромагнитов 2 и 6. Между швеллерами уложен брезентовый желоб 5, в который насыпан флюс 4. Желоб опирается на стальную подкладку 9, под которой проложен резиновый шланг 10, в шланг подается сжатый воздух. Для равномерного прилегания флюса к металлу давление воздуха должно быть: для листов 4—6 мм — 0,5—1 ати; для листов до 50 мм — 2—3 ати.

После наложения шва с одной стороны листы поворачивают, зазор между ними тщательно очищают от остатков флюса, если нужно, подрубают зубилом и затем сваривают второй шов с другой стороны стыка уже без флюсовой подушки. При сварке толстых листов без скоса кромок величина зазора должна быть: для листов толщиной 30 мм—6—7 мм; 40 мм — 8—9 мм; 50 мм — 10—11 мм.

При сварке круговых швов цилиндрических сосудов применяют подвижные флюсовые подушки из транспортерной резиновой ленты.

На рис. 84 изображена подвижная флюсовая подушка конструкции Т. А. Возьжа. На швеллере 4 укреплены правые рычаги 6 и левые рычаги 3, несущие на себе ролики 2, вокруг которых движется прорезиненная транспортерная лента 7. Ролик 5 служит для устранения трения между внутренними поверхностями ленты при сварке сосудов малого диаметра.

Во избежание перекоса рычаги скрепляются стяжными болтами 9. Тележка 10 флюсовой подушки перемещается вдоль изделия по угольникам 50 X 50 мм. Прорезиненная лента имеет ширину 200 мм, толщину 10 мм и обшита асбестовым полотном с нашитыми по краям бортами из резины. Натяжение ленты осуществляется перемещением оси правого ролика по пазам в рычагах 6. Флюс на транспортерную ленту поступает из бункера 8. Лента прижимается к поверхности свариваемого сосуда весом правых рычагов и бункера и приводится в движение свариваемым сосудом, вращающимся на опорных роликах 1 в направлении, указанном стрелкой.

2. Вести сварку на временной стальной подкладке. Подкладка прихватывается дуговой сваркой с обратной стороны шва и засыпается флюсом. После сварки подкладка удаляется и шов сваривается с обратной стороны.

3. Выполнять сварку после предварительной подварки корня шва ручной сваркой. Способ этот менее производителен и его по возможности следует заменять автоматической сваркой шва с обеих сторон.

Односторонний способ сварки применяется в случаях, когда размеры или форма изделия не позволяют использовать сварку с двух сторон. При этом применяют:

1. Сварку на стальной остающейся подкладке. Подкладка плотно подгоняется к листам с обратной стороны шва, прихватывается ручной дуговой сваркой, а затем проваривается автоматической сваркой одновременно с основным металлом.

2. Сварку на флюсовой подушке с принудительным прижатием флюса (рис. 83 и 84).

3. Сварку на медной подкладке. Медная подкладка устанавливается с нижней стороны шва и плотно прижимается к свариваемым листам с помощью механических или пневматических нажимных приспособлений. Зазор между листами не должен превышать 0,5 мм. Медная подкладка после сварки легко отделяется от стальных листов, так как она к ним не приваривается. При сварке листов с зазором 2—3 мм в медной подкладке делается желобок, в который насыпается флюс. В этом случае с обратной стороны шва образуется валик. Толщина подкладки при тонких листах берется от 5 до 10 мм; при листах толщиной 20—30 мм — 10—15 мм. Ширина подкладки 40—80 мм.

Вместо подкладки применяют также медный башмак, охлаждаемый водой и скользящий по обратной стороне шва во время сварки. При сварке на скользящем медном башмаке листы собираются в стык с зазором 2—3 мм и через каждый 1,2—1,5 м скрепляются сборочными гребенками, прихватываемыми дуговой сваркой.

Сварочный трактор ТС-32 (рис. 85) имеет тонкий нож 3 толщиной 1-=—1,5 мм, проходящий через зазор в стыке и с помощью пружины, прижимающий тягу 5 к нижней стороне свариваемых листов. На тяге расположены ролики 4 и охлаждаемый водой медный башмак 1. Ведущие колеса 2 сварочного трактора перемещаются по листам, причем нож 3 обеспечивает направление электрода точно по зазору свариваемого шва. Дуга горит под флюсом над башмаком,

удерживающим жидкий металл от протекания и формирующим обратную сторону шва. По мере продвижения автомата вдоль шва сборочные гребенки срубаются.

Этот способ разработан Институтом электросварки им. Е. О. Патона и применяется для сварки стыковых швов при толщине листового материала от 3 до 12 мм. Он не требует дорогих и сложных сборочно-сварочных приспособлений и может использоваться при сварке листов толщиной до 25 мм без разделки кромок (при повышенном зазоре между ними).

4. Одностороннюю сварку после предварительной ручной подварки. При толщине листов до 6 мм подварка выполняется без скоса кромок, при толщине 7—12 мм — со скосом кромок под углом 30° на глубину 4—5 мм, при толщине 12—50 мм — на глубину 5—9 мм. Глубина проплавления при автоматической сварке должна обеспечивать расплавление металла шва, наплавленного вручную. Ручная подварка связана с увеличением затрат труда и поэтому ее по возможности следует избегать.

Сварка угловых швов. Угловые швы тавровых соединений и соединений в нахлестку сваривают или вертикальным электродом при положении шва в лодочку (рис. 86, а) или наклонным электродом при горизонтальном положении одного из листов (рис. 86, б).

Сварка в лодочку производится на весу (без подкладки и флюсовой подушки), если зазоры между листами не превышают 1 мм. При больших зазорах сварку выполняют на флюсовой подушке (рис. 87). Сварка в лодочку требует приспособлений для кантования изделия — кантователей. Вместо флюсовой подушки можно применять стальную или медную прокладку, заделывать зазор асбестом или предварительно подваривать с обратной стороны (рис. 88).

Наклонным электродом сваривают угловые швы, расположенные на горизонтальной (см. рис. 86, б) или вертикальной плоскости (рис. 89, г). При таком положении свариваемых листов металл шва стремится стекать на горизонтальный лист, поэтому получить шов с катетом более 10 мм затруднительно. При швах большего размера приходится прибегать к многослойной сварке. Угол наклона электрода к горизонтальной плоскости может изменяться от 15 до 45°, составляя в среднем 20—30°.

Во избежание подрезов вертикальной стенки и наплывов металла на горизонтальный лист электрод должен передвигаться точно вдоль оси шва со смещением в сторону горизонтального листа на величину не более половины диаметра электрода.

Сварка швов в нахлестку с оплавлением кромки. Благодаря значительному сварочному току под флюсом можно сваривать в нахлестку листы толщиной до 8 мм путем оплавления кромки верхнего листа. В этом случае электрод располагается вертикально и направляется точно вдоль кромки верхнего листа (рис. 89, а). При слишком большом смещении вправо (рис. 89, 6) увеличивается глубина провара в нижнем листе и ослабляется шов. При смещении электрода влево от кромки (рис. 89, в) провар нижнего листа уменьшается и на шве появляются наплывы. В ряде конструкций применяются также прорезные соединения в нахлестку (рис. 89, д),

Режим сварки. Под режимом автоматической сварки понимается сварочный ток, напряжение дуги и скорость сварки, которые определяют глубину провара и ширину сварного шва.

Глубина провара возрастает с увеличением тока и уменьшением скорости сварки. Возрастание скорости сварки при неизменном токе уменьшает, а уменьшение скорости — увеличивает ширину валика. На глубину провара непосредственно влияет плотность сварочного тока, т. е. число ампер, приходящихся на 1 мм2 поперечного сечения электродной проволоки. Повышение плотности тока увеличивает глубину провара. Применяя проволоку малого диаметра и повышенную плотность тока, получают швы с глубоким проплавлением. На этом принципе основаны современные способы полуавтоматической и автоматической сварки под флюсом проволокой малого диаметра. Напряжение дуги, горящей под флюсом, также оказывает влияние на глубину провара и размеры сечения шва. С увеличением напряжения дуги глубина провара уменьшается, а ширина шва увеличивается.

Глубина провара и ширина шва зависят также от угла наклона электрода к линии шва. Если электрод расположен углом вперед (рис. 90, а), то сварочная дуга будет направлена тоже вперед и жидкий металл будет вытесняться дугой из ванны в меньшей степени, чем при сварке вертикальным электродом. В этом случае глубина провара уменьшается, а ширина шва увеличивается по сравнению со швами, получаемыми при сварке вертикальным электродом. При наклоне электрода углом назад (рис. 90, б) жидкий металл из ванны вытесняется в большем объеме и глубина провара возрастает. Изменяя угол наклона электрода, можно изменить сечение шва в желаемую сторону.

При расчете режима автоматической сварки под флюсом ток (/св) выбирают из расчета 100 а на 1 мм глубины проплавления. Скорость сварки (усв) определяют по формуле

Полученную по этой формуле скорость сварки можно изменять в пределах ± 10 м/час. Напряжение дуги 1/Л для выбранного тока /св определяют по графику, показанному на рис. 91.

Пример. Определить режим сварки в стык листов малоуглеродистой стали толщиной 14 мм. Сварка ведется двухсторонним способом. Глубина проплавления принимается равной 60% толщины, т. е. h — 0,6 • 14 = 8,4 мм, принимаем 8 мм

Следовательно, ток /св = 100 • 8 = 800 а. Скорость сварки ссв = 31,4 м/час, принимаем 35 м/час. Напряжение дуги по графику (рис. 91) берем U = 36 в Пунктирными линиями на рисунке отмечена область, обеспечивающая наиболее удовлетворительное формирование шва. Коэффициентом формы провара фпр называется отношение ширины валика (6) к глубине про-

Для вывода начала и окончания шва за пределы изделия при сварке продольных швов резервуаров к кромкам привариваются выводные планки: одна в начале, а вторая в конце шва.

Для устранения появления трещин в местах перехода от планки к стыку необходимо планки приваривать к листам так, чтобы в месте прохождения основного шва был обеспечен полный провар на всю толщину планки.

вверх страницы