ОТВЕТ

Режимы газовой сварки

Режимы газовой сварки определяют:мощностью сварочного пламени
углом наклона присадочного материала и мундштука горелки
диаметром присадочного материала
скоростью сварки.Сварочное пламя должно обладать достаточной тепловой мощностью, которую выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и его физических свойств. Выбор режимов сварки целиком и полностью зависит от толщины свариваемых деталей

Способы газовой сварки

Способов наложения сварочного шва существует несколько. Их применение диктуется привычками сварщика и особенностями сварного соединения.

Левая сварка (рис. 2А) - является наиболее применяемым способом при газовой сварке металлов, толщиной 4-5 мм. При этом способе горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку перемещают впереди горелки. Сварочное пламя, направленное от шва, хорошо прогревает несваренный участок и присадочную проволоку. При малой толщине металла (менее 8 мм) горелку, перемещают только вдоль шва, а при толщине металла больше 8 мм выполняют дополнительные колебательные движения поперек оси шва. Присадочную проволоку концом погружают сварочную ванну, перемешивая ее спирал образными движениями.

Левый способ хорош тем, что сварщик хорошо видит шов, что дает ему возможность обеспечить равномерность сварочного валика. Шов получает ровный и красивый. Мощность сварочного пламени: при левом способе сварки принимают в пределах 100 - 130 дм3 ацетилена в час на один мм толщи металла.

Правая сварка (рис. 2Б) считается более экономичной, так как пламя направлено непосредственно на шов. Это дает возможность сваривать металл большой толщины с уменьшенным углом раскрытия кромок. А так как при этом количество наплавленного металла снижается, то вероятность коробления деталей снижается. Горелка при этом способе перемещается слева направо, а присадочный материал передвигают вслед за горелкой. Так как пламя направлено на шов, то скорость его охлаждения снижается, металл одновременно подвергается термической обработке, что способствует повышению качества шва.

Врпрос №2 Устройство и принцып работы сварочного агрегата

Сварочные агрегаты представляют собой автономные источники питания сварочной дуги, в состав которых входят генератор постоянного тока и приводной бензиновый или дизельный двигатель (иногда электрический). Генератор и двигатель смонтированы на общей раме и соединены муфтой. Имеются также реостат для регулирования сварочного тока, аккумуляторные батареи, топливный бак, пульт управления, капот с кровлей и шторками.

Можно выделить следующие видысварочных агрегатов :

o по типу генератора - с коллекторным или вентильным генератором;

o по виду привода - с бензиновым, дизельным или электрическим двигателем;

o по способу установки - передвижные или стационарные.

Агрегаты с бензиновыми двигателями дешевле по стоимости, но для них нужно более дорогое топливо. Агрегаты с дизельным двигателем имеют более высокую стоимость, но работают на более дешевом топливе, проще в эксплуатации и надежнее в работе при низкой температуре

Вопрос №3 Химикотермическая оброботка металлов

Ответ

Химико-термическая обработка (ХТО) - нагрев и выдержка металлических (а в ряде случаев и неметаллических) материалов при высоких температурах в химически активных средах (твердых, жидких, газообразных).В подавляющем большинстве случаев химико-термическую обработку проводят с целью обогащения поверхностных слоев изделий определенными элементами. Их называют, насыщающими элементами или компонентами насыщения.В результате ХТО формируется диффузионный слой, т.е. изменяется химический состав, фазовый состав, структура и свойства поверхностных слоев. Изменение химического состава обуславливает изменения структуры и свойств диффузионного слоя

В зависимости от насыщающего элемента различают следующие процессы химико-термической обработки:

· однокомпонентные : цементация - насыщение углеродом; азотирование - насыщение азотом; алитирование - насыщение алюминием; хромирование - насыщение хромом; борирование - насыщение бором; силицирование - насыщение кремнием;

· многокомпонентные :нитроцементация (цианирование,карбонитрация) - насыщение азотом и углеродом; боро- и хромоалитирование - насыщение, бором или хромом и алюминием, соответственно; хромосилицирование – насыщение хромом и кремнием и

Газовая сварка - это сварка плавлением металла, который разогревают пламенем горелки. При нагреве кромки свариваемых заготовок расплавляются вместе с присадочным материалом, который дополнительно вводится в пламя горелки. После кристаллизации жидкого металла образуется сварочный шов. К преимуществам газовой сварки относится простота способа, несложность оборудования, отсутствие источника электрической энергии.

К недостаткам газовой сварки относится меньшая производительность, сложность механизации, большая зона нагрева и более низкие механические свойства сварных соединений, чем при дуговой сварке. Кроме того, к недостаткам газопламенной сварки относят низкий КПД теплотворной способности горючего газа, так как всего 6- 7% тепла, выделяемого при сгорании ацетилена, расходуется на сварку металла. Остальное тепло тратится на излучение и конвекцию, потери от неполноты сгорания газа, нагрев прилегающих к шву участков, разбрызгивание металла и т.д.

Во время газовой сварки в правой руке сварщик держит горелку, а в левой - присадочную проволоку. Пламя горелки направляют на свариваемый металл так, чтобы кромки находились в восстановительной зоне пламени на расстоянии 2-6 мм от конца ядра. Не следует касаться расплавленного металла концом ядра пламени, так как это вызывает науглероживание сварочной ванны. Конец присадочной проволоки должен находиться в восстановительной зоне или быть слегка погруженным в сварочную ванну.

Режимы газовой сварки

Режимы газовой сварки определяют:

• мощностью сварочного пламени
• углом наклона присадочного материала и мундштука горелки
• диаметром присадочного материала
• скоростью сварки.

Сварочное пламя должно обладать достаточной тепловой мощностью, которую выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и его физических свойств. Выбор режимов сварки целиком и полностью зависит от толщины свариваемых деталей.

Мощность сварочного пламени напрямую зависит от расхода горючего газа и для ацетиленовой сварки ее приближенно можно определить по формуле:

Vа = k S

Где Va - мощность пламени, определяема расходом ацетилена, л/час; S - толщина свариваемого материала, мм; к - коэффициент пропорциональности, величина которого зависит от вида стали.

К примеру, для низкоуглеродистой стали и чугуна к = 100 - 130, а для высокоуглеродистой стали к = 75 100. Для алюминия и его сплавов к = 100 - 15 для медных сплавов - 150 - 225. Изменяя тепловую мощность пламени, сварщик в довольно широк пределах может регулировать скорость нагрев расплавления металла, что является одним преимуществ газопламенной сварки.

Угол наклона мундштука сварочной горелки увеличивают с увеличением толщины свариваемого металла. Зависимость угла наклона для сварки сталей приведена на рис. 1. Если сваривают цветные металлы, теплопроводность которых выше стали, то угол наклона мундштука немного увеличивают.

Диаметр присадочного материала подбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей и метода наложения шва. Обычно диаметр присадочной проволоки равен половине толщины свариваемого металла. Практически при толщине металла более 15 м присадочный материал берут диаметром 6-8 мм.

Скорость сварки является величиной, от зависящей толщины свариваемого металла и его свойств. Определяют скорость сварки по формуле:

V = А/S

Где А - коэффициент, зависящий от свойств материала и для сталей средней толщины равняется 12 - 15, S - толщина свариваемого металла, мм.

Способы газовой сварки

Способов наложения сварочного шва существует несколько. Их применение диктуется привычками сварщика и особенностями сварного соединения.

Левая сварка (рис. 2А) - является наиболее применяемым способом при газовой сварке металлов, толщиной 4-5 мм. При этом способе горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку перемещают впереди горелки. Сварочное пламя, направленное от шва, хорошо прогревает несваренный участок и присадочную проволоку. При малой толщине металла (менее 8 мм) горелку, перемещают только вдоль шва, а при толщине металла больше 8 мм выполняют дополнительные колебательные движения поперек оси шва. Присадочную проволоку концом погружают сварочную ванну, перемешивая ее спирал образными движениями.

Левый способ хорош тем, что сварщик хорошо видит шов, что дает ему возможность обеспечить равномерность сварочного валика. Шов получает ровный и красивый. Мощность сварочного пламени: при левом способе сварки принимают в пределах 100 - 130 дм3 ацетилена в час на один мм толщи металла.

Правая сварка (рис. 2Б) считается более экономичной, так как пламя направлено непосредственно на шов. Это дает возможность сваривать металл большой толщины с уменьшенным углом раскрытия кромок. А так как при этом количество наплавленного металла снижается, то вероятность коробления деталей снижается. Горелка при этом способе перемещается слева направо, а присадочный материал передвигают вслед за горелкой. Так как пламя направлено на шов, то скорость его охлаждения снижается, металл одновременно подвергается термической обработке, что способствует повышению качества шва.

Сварку сквозным валиком (двойным валиком) применяют при вертикальной сварке стыковых соединений сверху вниз (рис. 3). Для этого в нижней части стыка проплавляется сквозное отверстие и, постепенно поднимая пламя вверх, расплавляют верхнюю часть отверстия. Вводя присадочный материал, заваривают нижнюю часть отверстия. При сварке толстого металла сварку ведут одновременно с двух сторон два сварщика.

Сварка ванночками (рис. 3А) заключается последовательном образовании ванночек расплавленного металла и вводе в них по несколько капель присадочного материала. Сварку ванночками; применяют для сваривания металла толщиной до 3 мм. При этом виде сварки каждая последующая; ванночка перекрывает предыдущую на 2/3 ее диаметра. Этот метод применяют при сварке тонких; листов и труб из низкоуглеродистых сталей, стыковых и угловых соединений при толщине деталей до 3 мм, добиваясь высокого качества сварочного шва. Для этого, расплавив ванночку диаметром 4-5 мм, сварщик вводит в нее конец присадочной проволоки и, расплавив ее небольшое количество, перемещает конец в восстановительную зону пламени, что позволяет снизить вероятность окисления металла. Мундштуком горелки выполняют движения, позволяющие образоваться соседней ванночке, которая должна перекрывать предыдущую на ⅓ диаметра. При этом ядро пламени не должно погружаться в ванночку, чтобы избежать науглероживания металла шва.

Сварку по отбортованным кромкам используют для сваривания металла толщиной до 2 - 3 мм. Это вид сварки применяется без присадочного металла, а только за счет колебательных и спиралеобразных движений горелки.

Сварка при различных положениях шва. Сварка при нижнем положении шва обычно затруднений не вызывает. Вертикальные, потолочные и горизонтальные швы на вертикальной поверхности (рис. 5) имеют свои особенности и требуют навыка в работе.

Сварку вертикальных швов снизу вверх лучше выполнять левым способом. Горизонтальные швы на вертикальной плоскости выполняют правым способом. В этом случае поток газового пламени направлен на шов, не позволяя металлу растекаться из сварочной ванны. В отличие от обычного правого способа сварку ведут справа налево, создавая небольшой перекос сварочной ванны.

Потолочные швы тоже лучше вести правым способом, так как при этой методике конец присадочной проволоки и давление газового потока препятствуют стеканию жидкого металла вниз.

Техника выполнения газовой сварки

Качество сварного соединения в значительной степени зависит от пра­вильного выбора режима и техники выполнения сварки.

При ручной сварке пламя горел­ки направляют на свариваемые кром­ки так, чтобы они находились в восстановительной зоне на расстоянии 2…6 мм от конца ядра. Конец при­садочной проволоки также держат в восстановительной зоне или в сварочной ванне.

Положение горелки - угол накло­на ее мундштука к поверхности сва­риваемого металла зависит от толщины соединяемых кромок изделия и теплопроводности металла. Чем тол­ще металл и чем больше его теплопроводность, тем угол наклона мундштука горелки должен быть больше. Это способствует более концентрированному нагреву металла вследствие подведения большего количества теп­лоты. Углы наклона мундштука горел­ки в зависимости от толщины метал­ла при сварке низкоуглеродистой стали показаны на рис. 1.

Рис. 1

В начале сварки для быстрого и лучшего прог­рева металла устанавливают наибольший угол наклона, затем в процессе сварки этот угол уменьшают до нормы, а в конце сварки постепенно уменьша­ют, чтобы лучше заполнить кратер и предупредить пережог металла.

Различают два основных способа газовой сварки: правый и левый . При правом способе (рис. 2, а) процесс сварки ведется слева направо. Горелка 4 перемешается впереди присадочного прутка 2 , а пламя 3 направлено на формирующийся шов 1 . Этим обеспечивается хорошая за­щита сварочной ванны от воздей­ствия атмосферного возруха и замедленное охлаждение сварного шва. Та­кой cпособ позволяет получать швы высокого качества. При левом способе (рис. 2, б) процесс сварки произ­водится справа налево. Горелка перемещается за присадочным прутком, а пламя направляется на несваренные кромки и подогревает их, подготавливая к сварке.

Рис. 2

Правый способ применяют при сварке металла толщиной более 5 мм . Пламя горелки при этом способе ограничено с двух сторон кромками изделия, а позади наплавленным валиком, что значительно уменьшает рассеивание теплоты и повышает степень её использования. Однако при ле­вом способе внешний вид шва лучше, так как сварщик отчетливо видит шов и может получить равномерную высоту и ширину его. Это особенно важно при сварке тонких листов. Поэтому тонкий металл сваривают левым способом. Кроме того, при ле­вом способе пламя свободно расте­кается по поверхности металла, что снижает опасность его пережога.

Рис. 3

Выбор способа сварки зависит так­же oт пространственного положения шва. При сварке швов в нижнем по­ложении выбор способа сварки, как указано выше, зависит от толщины металла. Сварку вертикальных швов снизу вверх следует производить левым способом (рис. 3, а). Сварку горизонтальных швов выполняют ле­вым способом, направляя пламя горелки на заваренный шов (рис. 3, б). Для предупреждения вытекания рас­плавленного металла сварочную ван­ну формируют с небольшим переко­сом. Потолочные швы легче свари­вать правым способом, так как в этом случае газовый поток пламени направлен непосредственно на шов и тем самым препятствует вытеканию металла из сварочной ванны (рис. 3,в).

Рис. 4

В процессе сварки мундштук горелки и присадочный пруток совершают одновременно два движения: одно - вдоль оси свариваемого шва и второе - колебательные движения поперек оси шва (рис. 4). При этом конец присадочного прутка движется в направлении, обратном движению мундштука.

Технология газовой сварки

Для получения сварного шва с вы­сокими механическими свойствами необходимо хорошо подготовить свари­ваемые кромки, правильно подобрать мощность горелки, отрегули­ровать сварочное пламя, выбрать при­садочный материал, установить положение горелки и направление пере­мещения ее по свариваемому шву.

Подготовка кромок заключается в очистке их от масла, окалины и дру­гих загрязнений, разделке под свар­ку и прихвате короткими швами.

Свариваемые кромки зачищают на ширину 20.. 30 мм с каждой стороны шва. Для этой цели можно использовать пламя сварочной, горелки. При нагреве окалина отстает от ме­талла, а краска и масло выгорают. Затем поверхность свариваемых дета­лей зачищают стальной щеткой до металлического блеска. При необходимости (например, при сварке алю­миния) свариваемые кромки травят в кислоте и затем промывают и сушат.

Разделка кромок под сварку за­висит от типа сварного соединения, который, в свою очередь, зависит от взаимного расположения сварива­емых деталей.

Рис. 5

Стыковые соединения являются для газовой сварки наиболее рас­пространенным типом соединений. Металлы толщиной до 2 мм свари­вают встык с отбортовкой кромок (рис. 5, а) без присадочного мате­риала или встык без разделки кро­мок и без зазора (рис. 5, б), но с присадочным материалом. Металл толщиной 2…5 мм сваривают встык без разделки кромок, но с зазором между ними (рис. 5, в). При сварке металла толщиной более 5 мм при­меняют V- или Х- образную разделку кромок (рис. 5, г) . Угол скоса вы­бирают в пределах 70…90° ; при этих углах получается хороший провар вер­шины шва.

Угловые соединения (рис 5, д ) также часто применяют при сварке металлов малой толщины. Такие соединения сваривают без присадочного металла. Шов получается за счет расплавления кромок свариваемых деталей.

Нахлесточные (рис. 5, е ) и тав­ровые (рис. 93, ж) соединения до­пустимы только при сварке металла толщиной менее 3 мм , так как при больших толщинах металла неравно­мерный местный нагрев вызывает большие внутренние напряжения и деформации и даже трещины в шве и основном металле.

Скос кромок производят ручным или пневматическим зубилом, а также на кромкострогальных или фрезерных станках. Экономичным способом под­готовки кромок является ручная или механизированная кислородная резка; образующиеся при этом шлаки и окалины удаляют зубилом и метал­лической щеткой.

Чтобы не допустить изменения по­ложения свариваемых деталей и за­зора между кромками в течение все­го процесса сварки, изделие закреп­ляют в приспособлениях или с по­мощью прихваток. Длина прихваток, их число и расстояние между ними зависят от толщины металла, длины и конфигурации свариваемого шва. При сварке тонкого металла и корот­ких швах длина прихваток состав­ляет 5…7 мм , а расстояние между ними - 70… 100 мм . При сварке тол­стого металла и значительной длине прихватки делают длиной 20…30 мм , а расстояние между ними − 300… 500 мм .

Основные параметры режима свар­ки выбирают в зависимости от сва­риваемого металла, его толщины и типа изделия. Определяют потребную мощность пламени, вид пламени, мар­ку и диаметр присадочной проволоки, технику сварки. Швы накладывают одно- и многослойные. При толщине металла до 6…8 мм применяют однослойные швы, до 10 мм швы вы­полняют в два слоя, а при толщине металла более 10 мм швы сварива­ют в 3 слоя и более. Толщина слоя при многослойной сварке зави­сит от размеров шва, толщины метал­ла и составляет 3…7 мм . Перед наложением очередного слоя поверх­ность предыдущего слоя должна быть хорошо очищена металлической щет­кой. Сварку производят короткими участками. При этом стыки валиков в слоях не должны совпадать. При многослойной сварке зона нагрева меньше, чем при однослойной. В процессе сварки при наплавке оче­редного слоя происходит отжиг ниже­лежащих слоев. Кроме того, каждый слой можно подвергнуть проковке. Все эти условия позволяют получить сварной шов высокого качества, что очень важно при сварке ответствен­ных конструкций. Однако следует учесть, что при этом производитель­ность сварки низкая при большом расходе горючего газа.

Низкоуглеродистные стали свари­вают газовой сваркой без особых затруднений. Сварка выполняется нормальным пламенем. Присадочным материалом служит сварочная прово­лока по ГОСТ 2246-70 . Ответствен­ные конструкции из низкоуглероди­стой стали сваривают, применяя низ­колегированную проволоку. Наилуч­шие результаты дают кремнемарган­цовистая и марганцовистая проволоки марок Св-08ГА , Св-10Г2 , Св-08ГС , Св-08Г2С . Они позволяют получать сварные швы с высокими механи­ческими свойствами. Удельная мощ­ность пламени − 100… 150 л/(ч·мм) .

Среднеуглеродистые стали свари­ваются удовлетворительно, однако при сварке возможно образование в сварном шве и зоне термического влияния закалочных структур и тре­щин. Сварку выполняют слегка науглероживающим пламенем, так как даже при небольшом избытке в пла­мени кислорода происходит сущест­венное выгорание углерода. Удельная мощность пламени должна быть в пределах 80… 100 л/(ч·мм) . Рекомен­дуется левый способ сварки, чтобы снизить перегрев металла. При тол­щине металла более 3 мм следует проводить предварительный общий подогрев детали до 250…300°С или местный нагрев до 650…700°С . При­садочным материалом служат марки сварочной проволоки, указанные для малоуглеродистой стали, и проволока марки Св-12ГС .

При определении мощности пламе­ни следует иметь в виду, что при сварке правым способом удельная мощность должна быть повышена на 20…25% . Увеличение мощности пла­мени повышает производительность сварки. Однако при этом возрастает опасность пережога металла.

Диаметр присадочной проволоки d (мм) при сварке металла толщиной до 15 мм левым способом определяют по формуле d = S /2 +1 , где S - толщина свариваемой стали, мм . При правом способе диаметр проволоки берут равным половине толщины сва­риваемого металла. При сварке ме­талла толщиной более 15 мм при­меняют проволоку диаметром 6…8 мм .

Режим сварки зависит от вида свариваемого металла, габаритных размеров и формы изделия.

Способ сварки определяется толщиной металла, положением шва в пространстве и т. д. В зависимости от направления движения горелки существует два способа газовой сварки - левый и правый. При левом способе (рис. 3.9, а), применяемом наиболее часто, пламя горелки направляют на еще не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. Для равномерного прогрева и перемещения сварочной ванны горелке и проволоке сообщают колебательные движения поперек шва исходя из того, чтобы при движении горелки в одну сторону проволока двигалась бы в противоположную сторону. Левый способ целесообразно применять при сварке металлов малых толщин (до 4-5 мм), а также металлов со сравнительно низкой температурой плавления. При левом способе обеспечивается лучшее формирование металла шва.

При правом способе (рис. 3.9, б) сварки пламя направляют на уже сваренную часть шва, а проволоку перемещают вслед за пламенем по спирали, при этом конец ее не вынимают из ванны расплавленного металла. Горелку перемещают прямолинейно. Поперечные колебания сообщают горелке только при правом способе сварки деталей большой толщины. Применение правого способа сварки повышает производительность процесса при одновременном снижении удельного расхода газов за счет более полного использования теплоты пламени, а также уменьшает коробление металла из-за большей концентрации нагрева.

Присадочная проволока должна соответствовать основному металлу по механическим свойствам и химическому составу. Диаметр ирисадочной проволоки d зависит от выбранного способа сварки и толщины основного металла S. Для правого способа сварки d = 5/2; для левого способа сварки d= S /2 +1.

Рис. 3.9. а - левый; б - правый; 1 - присадочный пруток; 2 - газовое пламя; 3 - шов; 4 - сварочная ванна;

5 - свариваемый металл

Определяющим параметром газовой сварки является номер наконечника горелки , который обеспечивает необходимую мощность пламени. Мощность пламени в зависимости от толщины свариваемого металла и его теплофизических свойств определяется по формуле:

где М - мощность пламени, С - удельный тепловой коэффициент расхода газа

на 1 мм толщина металла, S - толщина свариваемого металла.

Удельный тепловой коэффициент расхода ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла определяется по табл. 3.1. Непосредственный номер наконечника выбирают по табл. 3.2, в которой представлены технические характеристики инжекторных горелок (ГОСТ 1077-79Е).

Дополнительными параметрами газовой сварки, влияющими на качество и геометрические параметры сварного шва, являются скорость сварки, вид пламени, угол наклона наконечника, расстояние от ядра пламени до дна сварочной ванны.

Скорость сварки следует по мере необходимости изменять, так как при неизменной скорости сварки можно перегреть или, что еще хуже, пережечь металл и получить прожог.

Удельный коэффициент расхода ацетилена на 1 мм толщины свариваемого металла

Таблица 3.1

Технические характеристики инжекторных горелок (ГОСТ 1077-79Е)

Таблица 3.2

Вид пламени также влияет на режим сварки. В процессе сварки нормальное пламя с течением времени стремится к окислительному из- за конструктивных особенностей горелок. Лишний кислород в пламени в конкретном случае может быть нежелателен, поэтому газосварщик по мере необходимости увеличивает подачу горючего газа, держа палец на ацетиленовом вентиле. В процессе работы это практически незаметно для неспециалиста.

Угол наклона наконечника меняется в зависимости от нагрева металла. Он как бы является дополнительным фактором к мощности пламени, и по форме и размерам ванны (вогнутости или выпуклости) сварщик мгновенно принимает решение об изменении угла. Иногда для этого сварщик на мгновение отводит пламя от сварочной ванны.

Наклон мундштука горелки может меняться в процессе сварки. В начальный момент сварки для лучшего прогрева металла и быстрого образования сварочной ванны угол наклона устанавливают наибольшим (80-90°); в процессе сварки угол соответствует толщине и роду свариваемого металла (рис. 3.10).

Рис. 3.10.

Расстояние от кончика ядра пламени до дна сварочной ванны

должно быть постоянным. Нельзя касаться концом ядра ванны расплавленного металла, так как при этом расплав будет насыщаться углеродом. Расстояние от кончика ядра пламени до дна сварочной ванны должно быть равно приблизительно длине ядра или быть немного меньше. Сварочная проволока должна находиться в рабочей (восстановительной) зоне или в сварочной ванне на ее краю.

В процессе сварки газосварщик совершает наконечником горелки одновременно два движения: поперечное и поступательное. Поперечное движение необходимо для равномерного прогрева кромок основного металла и присадочной проволоки. Поступательное движение необходимо для постепенного заполнения стыка и получения протяженного шва.

При сварке в нижнем положении правым способом без разделки кромок при толщине стали более 3 мм или при сварке стали относительно большой толщины левым способом (с разделкой кромок или без нее) наиболее распространенные движения горелки и конца присадочной проволоки показаны на рис. 3.11. В этом случае концом присадочной проволоки совершают движения, обратные движению сварочной горелки. При выполнении угловых швов для получения швов нормальной формы горелкой и присадочной проволокой производят движения, показанные на рис. 3.12. В этом случае сварщик быстро перемещает пламя и конец проволоки по середине шва и задерживает их по краям.

Рис. 3.11. Движение горелки и проволоки при сварке стали толщиной более Змм в нижнем положении: 7 - движение проволоки;

2 - движение горелки

Рис. 3.12.

• 1 - движение проволоки;
• 2 - движение горелки;
• 3 - места задержки движения

При сварке правым способом металла толщиной 5 мм пламя горелки углубляют в разделку шва (рис. 3.13) и перемещают вдоль шва без колебательных движений.

При сварке стали малой толщины без отбортовки кромок, когда процесс сварки ведется с присадочной проволокой, получил распространение способ последовательного образования сварочных ванночек, сущность которого заключается в том, что сварщик, образовав сварочную ванночку (при малой толщине стали диаметр сварочной ванночки составляет 4-5 мм), вводит в нее конец присадочной проволоки и, расплавив небольшое количество присадочного металла, выводит конец из ванны в среднюю зону пламени, а горелкой (несколько приблизив ее к поверхности металла) делает резкое круговое движение, переводя ее в следующую позицию. При этом каждая последующая ванночка перекрывает предыдущую на 1 / 3 ее диаметра (рис. 3.14). Процесс сварки в этом случае, естественно, ведется левым способом. Качественное выполнение сварки этим способом, обеспечивающим исключительно гладкую и ровную поверхность шва, требует соблюдения двух основных условий: 1) конец присадочной проволоки во избежание окисления не следует выводить за пределы средней зоны пламени; 2) ядро пламени при приближении его к сварочной ванне во избежание науглероживания металла шва не должно касаться ее поверхности. Способ последовательного образования сварочных ванночек, или, как его иногда называют, «сварка каплями», позволяет получать весьма высокое качество сварного шва.

Рис. 3.13.

с разделкой кромок: / - движение проволоки; 2 - движение горелки

Рис. 3.14.

Для уменьшения коробления и предупреждения трещинообразова- ния листы при сварке укладывают с расширением зазора между кромками таким образом, чтобы в конце шва он составлял 2-4% его длины (не более 4-6 мм). По мере образования сварного шва зажимное приспособление (рис. 3.15, а) постепенно ослабляют, и зазор уменьшается до требуемой величины вследствие усадки металла уже выполненного участка шва. Величину зазора устанавливают либо прихватками, либо с помощью клина, вставляемого в стык и передвигаемого вдоль кромок по мере выполнения шва. Если прихватки приводят к короблению изделий, то сварку выполняют в специальных зажимных приспособлениях с точной взаимной установкой кромок (рис. 3.15, 6).

Для снижения сварочных напряжений, а следовательно, уменьшения коробления можно использовать метод ступенчатой или обратноступенчатой сварки. При этом шов по длине разбивают на участки, свариваемые в определенном порядке (рис. 3.16). Каждый последующий участок перекрывает предыдущий на 10-20 мм в зависимости от толщины свариваемого металла. Деформацией каждого последующего свариваемого участка полностью или частично снимается деформация, полученная предыдущим участком. При обратноступенчатой сварке коробление уменьшается еще и потому, что уменьшается объем металла, сосредоточенного в одном месте и одновременно нагреваемого до пластичного состояния.

Рис. 3.15.

Рис. 3.16 . Обратноступенчатая сварка: а - от кромки: б - от середины; 1-5 - последовательность сварки участка шва

Поговорим немного о сварке, а точнее о ее режимах и параметрах. Под самим режимом сварки понимают создание всех условий, которые требуются для протекания процессов сварки.

Определение режимов сварки.

Параметры режима сварки могут быть:

• Основные.
• Дополнительные.

Основные параметры - это полярность и рост тока, напряжение и скорость самой сварки, величина тока, диаметр электрода, а также максимальная величина его колебания.

Дополнительные же параметры - это температура металла до работы, толщина покрытия электрода и его состав, положение электрода в пространстве, которое может быть, как вертикальное так и наклонное, а также величина вылета электрода и положение изделия во время сварки.

Основные параметры дуговой сварки.

Эти параметры, прежде всего, связанны с условиями горения дуги, а также с условиями ведения самого процесса. Погонная энергия может быть совершенно одинаковой, но при этом, у вас есть возможность менять род тока и его полярность, диаметр электрода, непрерывные и импульсные режимы горения. Иногда применяется колебание электрода, сжатие дуги. Все особенности прямым образом сказываются на размерах швов и формировании ванны.

• Диаметр электрода

Если сила тока постоянна, то диаметр электрода является определяющим фактором, который определяет плотность энергии, подвижность дуги. Если диаметр электрода увеличивается, то при одной и той же силе сварочного тока уменьшается глубина проплавления и при этом увеличивается его ширина.

• Полярность и род тока

Род тока и его полярностью во многом определяют количество теплоты, которое выделится на изделие во время сварки. Теплоту, можно оценить по эффективному падению напряжения. Зависимость составляется для катода и анода, что обозначены w a и w k в данном уравнении:

Заметим, что далеко не вся энергия, что обозначена u k , переходит в тепло. Согласно уравнению, разница выделения теплоты на катоде и аноде определяется лишь способом, которым ведется сварка. На практике оказывается, что величина проплавления при использовании прямой полярности меньше, чем при обратной. Катодное пятно занимает меньшую площадь, чем анодное, так что вырастает ширина сварного шва.

• Наклон электрода

Изменяя угол наклона электрода, вы можете влиять на ширину и глубину шва. Если сварка ведется под углом меньше 90 градусов, то такой вид сварки выполняют исключительно углом вперед, а расплавленный в процессе металл просто вытесняется в головную часть ванны. Таким образом, заметно снижается глубина проплавления металла.

Сварка под углом больше 90 градусов выполняется только углом назад, но при этом расплавленный металл вытесняется в противоположном направлении, то есть в хвостовую часть. Такой режим сварки может значительно увеличить глубину проплавления.

Итак, основные параметры режима сварки мы уже назвали, далее рассмотрим дополнительные факторы определяющие режим сварки и будущее качество сварного соединения.

Выбор диаметра электрода.

При выборе диаметра электрода, в первую очередь, нужно руководствоваться точной толщиной материала, формой подготовленных кромок, характером соединения, положением электрода в процессе сварки.

На практике была установлена вот такая зависимость:

Если сварка будет проводиться в нижнем положении, то выбирать диаметр электрода вы можете по представленной зависимости. Если же сварка должна выполняться в потолочном или вертикальном положении, то рекомендуется применять электроды по 3-4 мм. При разделке кромок, нужно применять электроды на 2-3 мм для корневого слоя.

Выбор силы тока.

Выбор силы тока тоже является важным фактором, и чаще всего выбирать его нужно в соответствии с формулой, выглядит она как I=К∙d.

Если сварка проводится в положении вертикально, то в эту формулу вводится еще дополнительное число 0,9, то есть, результат, который бы у вас получился по обычной формуле, вам нужно умножить еще на 0,9, это и будет необходимая сила сварочного тока.

В потолочной сварке существует большая сложность формирования шва, поэтому нужно ввести в формулу значение 0,8. Таким образом, снижается сила тока, что способствует значительному снижению количества расплавленного металла. Снижение количества расплавленного металла способствует ускорению кристаллизации, а значит и процесс формирования шва становится намного проще. Коэффициент К подбирается от диаметра электрода по формуле:

Таким образом, определяя режим сварки предварительно нужно подобрать электрод, соответствующий соединяемому металлу, учесть пространственное положение сварного соединения и пр.