Технологический процесс и особенности сварки (стр. 2 из 5)

Для измерения разделки кромок, зазора между стыками и сварных швов используют набор шаблонов ШС-2. Шаблоны позволяют контролировать угол скоса кромок, размер притупления, качество сборки под сварку, размер деплонации (превышение одной кромки над другой) стыковых швов и величину зазора в стыковых и тавровых соединениях. В готовых сварных швах могут быть проверены высота выпуклости стыкового и углового шва, ширина шва, величина катета углового шва.

Для работы сварщику необходимо иметь набор инструментов, включающий инструмент для зачистки (проволочную щётку, зубило, молоток), разводной ключ, шаблоны и д.р. Имеются наборы инструмента ЭНИ-300, КИ-315 и КИ-500, куда входят кроме перечисленного инструмента электрододержатель, приспособления для соединения кусков сварочного кабеля и для заземления, пассатижи и другие инструменты и приспособления. Весь этот комплект размещён в инструментальном ящике с ручкой и переносится по мере необходимости с одного поста на другой. Такой комплект каждому сварщику желательно иметь, однако есть инструменты, без которых сварщик вообще не должен работать: стальная проволочная щётка, зубило, молоток, зубило с рукояткой, имеющие один заострённый конец и другой, заточенный как зубило, пассатижи.

Спецодежда электросварщика. Спецодежда (куртка и брюки или комбинезон, а также рукавицы) изготовляются из плотного брезента, сукна, асбестовой ткани и других материалов. Спецодежда выдаётся бесплатно в соответствии с нормами и сроками носки. Брюки носят навыпуск, а куртку - не заправляют в брюки. Чтобы избежать попадания расплавленного металла, карманы куртки должны закрываться клапанами, куртка должна застёгиваться на все пуговицы. В резиновой спецодежде, обуви и перчатках, за исключением особенно сложных условий, работать нельзя, так как брызги металла прожигают резину. Головной убор должен быть без козырька, а обувь - на резиновой подошве. В холодное время года разрешается надевать валенки.

Подготовка металла (деталей) к сварке

Металл, идущий на изготовление сварных конструкций, предварительно очищают и выправляют.

Очистка должна производиться до сборки узла. В месте сварки кромки тщательно очищают от ржавчины, масла, влаги, окалины, загрязнений, наличие которых приводит к образованию пор и других дефектов. Особенно следует обратить внимание на зачистку в зазоре между кромками. Если в зазор уже собранного узла попали загрязнения, его следует тщательно продуть сжатым воздухом или прожечь пламенем горелки.

Очистка производится ручными и механическими проволочными щетками, иглофрезами, гидропескоструйным и дробеметным способами, пламенем многофакельной горелки, абразивными кругами, травлением в растворах кислот и щелочей, промывкой растворителями.

В крупных цехах для очистки стальных листов после их правки применяют поточный струйный метод последовательной обработки листов 15%-ным раствором ингибированной соляной кислоты при 40-45°С, промывку водой и нейтрализацию 3-5%-ным раствором кальцинированной соды, промывку и обработку 10%-ным пассивирующим раствором специального состава. Скорость перемещения листа в потоке - 0,5 м/сек.

Перед сваркой кромки деталей, если это предусмотрено чертежами, подвергают обрезке, скосу и очистке.

Для обеспечения качественного провара и формирования сварного шва выполняют подготовку кромок под сварку (рис. 4, а). Элементами геометрической формы подготовки кромок под сварку являются: угол разделки кромок α, угол скоса одной кромки β, зазор между стыкуемыми кромками е и притупление с. Существующие способы ручной дуговой сварки позволяют сваривать без разделки кромок металл ограниченной толщины — до 6 мм. Поэтому при сварке металла большой толщины необходимо разделывать кромки для доступа сварочной дуги вглубь соединения и полного проплавления кромок на всю толщину.

Стандартный угол разделки кромок в зависимости от способа сварки и типа соединения изменяется от (45 ± 2) до (12 ± 2)°. От типа и величины разделки кромок зависят количество дополнительного металла для заполнения разделки, а значит, и производительность сварки. Так, например, Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавленного металла в 1,6—1,7 раза.

Притупление с обычно составляет (2 ± 1) мм. Его назначение — обеспечить правильное формирование шва предотвратить прожоги в корне шва.

Зазор е обычно равен 1—2 мм. Наличие зазора необходимо для провара корня шва.

Элементами геометрической формы стыкового шва являются ширина шва b, глубина провара h, выпуклость (вогнутость) шва q (рис. 4, б). Элементом формы углового шва является катет К.

Рис. 4 . Стыковое сварное соединение: а — подготовка под сварку; б — элементы сварного соединения;

Скос кромок выполняется в соответствии с типом сварного соединения. Для получения ровной и чистой поверхности кромок их иногда обрабатывают на кромкострогальных и торцефрезерных станках, длина обработки на которых может достигать нескольких метров.

Механической обработкой кромок на станках удаляют зону наклепа металла, образовавшуюся при обрезке кромок ножницами, зону термического влияния резки некоторых легированных сталей, повышают точность заготовок и устраняют деформации после кислородной резки, а также придают чашеобразную форму кромкам толстого металла (свыше 30 мм).

На кромках не должно быть зарезов глубиной более 1,5 мм.

Для сварки листов толщиной 8 мм применяю V-образную разделку кромок, угол разделки одной кромки 45°, притупление – 2 мм.

Сборка деталей под сварку

Более 30 % общей трудоёмкости изготовления сварных деталей и узлов составляют затраты труда на сборку деталей под сварку.

Сборка деталей под сварку выполняется с целью установления взаимного пространственного положения элементов сварных конструкций. Для уменьшения времени сборки, а также повышения её точности применяют различные приспособления: установочные детали, прижимные механизмы, стенды, кондукторы и др.

Сборку деталей под сварку выполняют несколькими способами. Наиболее рационален метод секционной сборки, предусматривающий сборку и сварку отдельных узлов, из которых состоит конструкция, а затем сборку и сварку всей конструкции.

При изготовлении сварных конструкций широко используют так называемый метод общей сборки сварной конструкции. Он заключается в том, что вначале всю конструкцию собирают из отдельных заготовленных элементов, а затем её сваривают. Если это не удается, то детали последовательно присоединяют к уже сваренной конструкции.

Сварные узлы и конструкции часто собирают на сварочных прихватках. Прихватки представляют собой короткие сварные швы (15-50 мм в зависимости от толщины свариваемых элементов и длины шва). Для фиксации взаимного положения подлежащих сварке деталей сечение прихваточного шва должно составлять примерно 1/3 сечения основного шва. Расстояние между прихватками обычно от 100 мм до 1 м. С увеличением толщины свариваемых кромок увеличиваются высота, длина и шаг прихваток (табл. 2). Поперечное сечение прихватки не должно превышать 1/2 - 1/3 сечения полного шва.

Таблица 1. Размеры прихватки, мм

Толщина свариваемых элементов, мм	Высота	Длина	Шаг
1,2 – 2 2 – 4 4	3 3 3 – 6	4 10 – 15 12 – 20	50 – 75 60 – 100 80 – 160

Прихватки следует ставить в такой последовательности, которая исключает или сводит до минимума коробление листов.

Прихватку длинных листов начинают с постановки прихваток на одном, а затем на другом концах соединения, третью прихватку ставят в середине. Остальные прихватки ставят между ними.

Прихватку следует выполнять электродами меньшего диаметра, чем для сварки той же детали; длина дуги – не более диаметра электрода.

Выбор и обоснование режимов сварки, наплавки

Низкоуглеродистые стали содержат до 0,25 % углерода и имеют хорошую свариваемость. При выборе типа и марки электрода для сварки низкоуглеродистых сталей руководствуются следующими требованиями: обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом; отсутствие в швах дефектов; получение требуемого химического состава металла шва; обеспечение стойкости сварных соединений в условиях вибрационных и ударных нагрузок, при повышенных или пониженных температурах.

В зависимости от степени ответственности свариваемого изделия используют электроды типов Э38, Э42 и Э42А (марок ОММ-5, СМ-5, ЦМ-7, ОМА-2, УОНИ-13/45, СМ-11 и др.). Электродами типа Э38 сваривают неответственные изделия, Э42 – ответственные и Э42А – особо ответственные. Для повышения прочности наплавленного металла и сварных соединений при сварке изделий из толстых листов (10 мм и более) в неудобных для сварщика положениях, в монтажных условиях, на строительстве применяют электроды типов Э46 и Э46А.

Расчёт режима ручной дуговой сварки

Таблица 2. Исходные данные

Тип соединения	Марка стали	Длина сварного шва (мм)	Толщина сварных элементов (мм)
стыковое	Ст3пс	300	8

Тип и марка электрода выбираются в зависимости от марки и механических свойств ( s_в , s_т , KCV, ) свариваемого металла, назначения и условий работы конструкции (табл.3).

Таблица 3. Типы и марки электродов в зависимости от марки и механических свойств свариваемого металла