Доступность мест наложения швов при ручной сварке
Обновлено: 18.05.2024
Подготовительные операции под сварку включают резку, правку, очистку, разметку и сборку.
При подготовке деталей к сварке применяют главным образом термическую резку. Механическая резка выполняется в случаях, когда это целесообразно (например, при заготовке однотипных деталей, при заготовке деталей прямоугольного сечения и т. д).
Правка металла выполняется либо на станках, либо вручную. Листовой и полосовой металл правят в холодном состоянии на различных листоправильных вальцах и прессах. Сильно деформированный металл правят в горячем состоянии. Ручная правка, как правило, осуществляется на специальных правильных плитах ударами кувалды либо при помощи ручного винтового пресса.
Разметкой называется перенос размеров деталей в натуральную величину с чертежа па металл. При разметке используют различные инструменты: линейку, угольник, чертилку и т. п. Гораздо проще и быстрее разметка выполняется при помощи шаблона, изготовленного, например, из тонкой листовой стали.
При разметке необходимо учитывать укорачивание деталей в процессе сварки. Для этого предусматриваются припуски из расчета 1 мм на каждый поперечный стык к 0,1-0,2 мм на каждый погонный метр продольного шва.
Основной металл и присадочный материал перед сваркой тщательно очищаются от ржавчины, окалины, масла, влаги и различных неметаллических загрязнений. Зачистка производится вручную и с помощью механизированного инструмента.
§ 33. Сборка изделий под сварку
Трудоемкость сборки изделий под сварку достигает 30% общей трудоемкости изготовления. Поэтому' для сокращения трудоемкости сборки (а также для повышения ее точности) применяются различные приспособления, специальные инструменты, шаблоны и т. д.
Приспособления могут быть предназначены исключительно для сборки деталей под сварку или только для сварки уже собранных изделий. Применяются также комбинированные сборочно-сварочные приспособления, в которых допускается некоторое перемещение элементов конструкции при усадке металла шва.
Перечислим некоторые требования к сборочно-сварочным приспособлениям, они должны:
— обеспечивать доступность мест установок деталей, рукояток фиксирующих и зажимных устройств, мест прихваток и сварки;
— быть достаточно прочными и жесткими;
— обеспечивать точность закрепления детали в нужном положении и препятствовать деформациям во время сварки;
— обеспечивать наивыгоднейший порядок сборки и сварки, свободный доступ для проверки размеров;
— обеспечивать безопасность сборочных и сварочных работ.
Проверку качества сборки удобно производить специальными шаблонами и щупами. На рис. 42 показаны примеры использования подобных инструментов.
Собранные детали и узлы соединяют сначала прихватками. Сварочными прихватками называются
короткие швы с поперечным сечением до одной трети поперечного сечения полного шва. Длина прихватки может состав лять от 20 до 100 мм в зависимости от толщины свариваемых листов и общей длины шва. Расстояние между прихватками — 500—1000 мм в зависимости от длины шва. Сварочные прихватки выполняют темн же электродами, что и сварку изделия.
 |
Рис. 42. Инструменты для проверки качества сборки: а- угла раскрытия кромки, б- прямого угла, в- смещения листов, г- зазора между листами при сварке внахлестку, д- зазор при сварке втавр и встык .
Зажигание сварочной дуги
Применяется два способа зажигания дуги покрытыми электродами — способ прямого отрыва и отрывом по кривой. Первый способ называют также зажиганием впритык, а второй — чирканьем. Первый способ чаще всего применяется при варке в неудобных и узких местах.
Горение дуги должно поддерживаться так, чтобы ее длина оставалась постоянной. Правильно выбранная длина дуги оказывает существенное .влияние на качество сварного щва и на производительность процесса сварки.
Подавать электрод в дугу нужно с той скоростью, с которой происходит плавление электрода. Умение поддерживать дугу постоянной длины свидетельствует о квалифицированности сварщика.
Длина дуги считается нормальной, если она равна 0,5-1,1 диаметра Стержня электрода. Увеличение длины дуги снижает устойчивость ее горения, глубину проплавления металла, увеличивает потери на угар и разбрызгивание электрода. Кроме того, это усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на расплавленный металл и ведет к образованию швов с неровной поверхностью.
Положение электрода
Наклон электрода при сварке выбирается в зависимости от пространственного положения сварных швов, толщины и химического состава свариваемого металла, диаметра электрода, толщины и вида его покрытия.
Сварка может вестись в четырех направлениях (рис. 43): слева направо, справа налево, от себя и к себе.
Вне зависимости от направления старки наклон электрода должен быть определенным: электрод наклоняется к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наибольшую глубину. При сварке в нижнем положении на горизон тальной плоскости этот наклон должен составлять 15 градусов от вертикали в сторону ведения шва (рис. 43, б).
 |
Углы наклона электрода в других пространственных соложениях приведены на рисунках.
Колебательные движения электродом
Гораздо чаще применяются швы, имеющие ширину от 1,5 до 4 диаметров электрода, которые получают с помощью колебательных движений.
Основными видами поперечных колебательных движений электрода являются (рис. 44).
— прямые по ломаной линии;
— полумесяцем, обращенным концами к наплавленному шву;
— полумесяцем, обращенным концами к направлению сварки;
— петлеобразные с задержками в определенных местах.
Поперечные движения электрода по ломаной линии
часто используют при выполнении наплавки, при сварке листов встык без скоса кромок в нижнем положении, а также в тех случаях, когда нет опасности прожога свариваемого металла.
Рис. 44. Траектория движения конца электрода при наплавке уширенных валиков
Движения полумесяцем с концами, обращенными к наплавленному шву, используют для выполнения стыковых швов со скосом кромок и для угловых швов с катетами менее 6 мм, в любом пространственном положении электродами диаметром до 4 мм.
Движения треугольником неизбежны при сварке угловых швов с катетами шва более 6 мм и стыковых швов со скосом кромок в любом пространственном положении. При этом достигается хороший провар корня шва и удовлетворительная форма шва.
Петлеобразные движения электродом используются в случаях, когда требуется большой прогрев металла по краям шва, что часто бывает при сварке высоколегированных сталей. Эти стали обладают достаточно высокой текучестью и для того, чтобы достигнуть удовлетворительного формирования шва, приходится задерживать электрод на краях. Это необходимо, чтобы предотвратить прожог металла в центре шва и вытекание металла из сварочной ванны при выполнении вертикальных швов. Петлеобразные движения могут быть заменены на движения полумесяцем с задержкой на краях шва.
Способы заполнения шва по сечению и длине
Для заполнения швов по длине применяются метод «напроход» и обратноступенчатый метод. Метод сварки «напроход» заключается в том, что сварной шов выполняется от начала до конца в одном направлении.
При обратноступенчатом методе длинный шов подразделяют на сравнительно короткие участки.
Но методы заполнения швов по сечению различают (рис. 45):
— многослойные многопроходные швы.
Многослойные многопроходные швы отличаются от многослойных тем, что некоторые слои выполняются за несколько проходов, тогда как в многослойных обычных швах каждый шов выполняется за один проход.
Многослойные швы чаще применяют при сварке стыковых соединений, а многопроходные — при сварке угловых и тавровых соединений.
Рис. 45. Сварные швы:
а — однослойный и однопроходной, б— многослойный и многопроходной, в — многослойный
Чтобы нагрев металла шва был более равномерным по всей его длине, используют также способы двойного слоя, способы заполнения секциями, каскадом и горкой. В основе всех этих способов — метод обратноступенчатой сварки.
Способ двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя ведется по еще неостывшему первому слою (после удаления шлака). Сварка производится на длине 200—400 мм в противоположных направлениях для предотвращения появления горячих трещин.
При сварке толстых стальных листов (20 мм и более) применяют сварку каскадом и горкой. Как показано на рис. 46, заполнение многослойного шва при сварке секциями и каскадом производится по всей толщине свариваемого металла на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается так, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200 'С в процессе выполнения сварного шва но всей толщине. При этом условии металл обладает достаточной пластичностью, и трещины не образуются. Сварка горкой выполняется проходами по всей толщине металла.
В целом многослойная сварка имеет ряд преимуществ перед однослойной сваркой:
— объем сварочной ванны уменьшается, в результате чего увеличивается скорость остывания металла и уменьшается размер зерен;
— небольшая сила сварочного тока при многослойной сварке вызывает расплавление небольшого количества основного металла; вследствие чего химический состав наплавленного металла блинок к составу основного металла;
— каждый последующий слой шва термически влияет на металл предыдущего слоя, в результате чего он и околошовный металл имеют мелкозернистую структуру с повышенной вязкостью и пластичностью.
Рис. 46. Схемы заполнения многослойного шва с малым интервалом времени: a - секциями, б — каскадом, в — горкой
Окончание шва
Заканчивая шов, нельзя сразу же обрывать дугу — на поверхности металла останется сварочный кратер. Кратер может привести к возникновению трещины.
При сварке низкоуглеродистых сталей кратер либо заполняют электродным металлом, либо выводят его в сторону на основной металл. При сварке сталей, склонных к образованию закалочных структур, выводить кратер в сторону нельзя, так как возможно образование трещины. Не рекомендуется также заваривать кратер за несколько обрывов и зажигания дуги из-за образования окисных загрязнений металла. Лучшим способом окончания шва является прекращение подачи электрода вниз и медленное удлинение дуги до ее обрыва.
Доступность мест наложения швов при ручной сварке
5.2.1 Ручную дуговую сварку следует выполнять возможно короткой дугой, особенно при использовании электродов с основным покрытием, для которых длина дуги должна быть не более диаметра электрода. В процессе сварки необходимо как можно реже обрывать дугу.
Перед гашением дуги сварщик должен заполнить кратер путем постепенного отвода электрода и вывода дуги назад на 15-20 мм на только что наложенный шов. Последующее зажигание дуги производится на кромке трубы или на металле шва на расстоянии 20-25 мм от кратера.
5.2.1 Во избежание зашлаковки металла шва около кромок труб следует выполнять возможно более плоский валик, избегая выпуклого валика. Для этого нужно несколько задерживать электрод у кромки трубы или отводить его немного назад.
5.2.1 Величина сварочного тока должна подбираться в зависимости от диаметра электрода, типа покрытия (основное или рутиловое) и положения шва. При вертикальном и потолочном положении шва ток должен быть уменьшен на 10-20% по сравнению со сваркой в нижнем положении. Потолочные участки шва следует выполнять электродами диаметром не более 4 мм.
5.2.1 Вертикальные неповоротные стыки сваривают в направлении снизу вверх. Начиная сварку слоя в потолочной части стыка, следует отступить на 10-30 мм от нижней точки.
Порядок наложения слоев, когда вертикальный стык сваривает один сварщик без поворота труб, показан на рисунке 5.1.
 | |
| 274 × 294 пикс. Открыть в новом окне | |
Рисунок 5.1 - Порядок наложения слоев при сварке одним сварщиком вертикальных неповоротных стыков труб диаметром до 150 мм;
5.2.5 Горизонтальные стыки труб диаметром до 150 мм сваривает один сварщик с учетом правил смещения «замков» в соседних слоях или участках.
6. Контроль сварочных работ и сварных соединений
исправность и комплектность сборочно-сварочного оборудования и приспособлений, также соответствие их геометрических и технологических параметров предстоящим операциям по сборке и сварке трубопроводов;
наличие проверенных амперметров и балластных реостатов на постах для ручной дуговой сварки (допускается применение переносных амперметров для периодического контроля величины сварочного тока);
6.1.4 При контроле подготовки и сборки деталей под сварку проверяется соблюдение требований проектной документации на трубопроводы.
качество и чистоту подлежащих сварке кромок (поверхностей), а также прилегающих к ним участков основного металла;
6.1.8 После окончания сварки контролируют наличие и правильность маркировки (клеймения) выполненных сварных швов.
6.2 Контроль сварных соединений
6.2.1. Контроль готовых сварных соединений и нормы оценки их качества выполняют в соответствии с СП 62.13330.2011, СП 42-102-2004 [1], РД 01-001-06 [3].
6.2.2.1. Визуальным и измерительным контролем проверяют тип, размеры и наличие дефектов на каждом из сварных стыковых соединений газопроводов.
б) поверхность шва должна быть мелкочешуйчатой; ноздреватость, свищи, скопления пор, прожоги, незаплавленные кратеры, наплывы в местах перехода сварного шва к основному металлу не допускаются;
в) переход от наплавленного металла к основному должен быть плавным. Подрезы в местах перехода от шва к основному металлу допускаются по глубине не более 10% толщины стенки трубы, но не более 0,5 мм. При этом общая протяженность подреза на одном сварном соединении не должна превышать 30% длины шва (более 150 мм);
д) отклонения от прямолинейности сваренных встык труб не должны превышать величин, установленных в нормативных документах.
6.2.2.3 Дефекты сварных соединений, указанные в п. 6.2.2.2 б, в, подлежат исправлению, сварные соединения с дефектами, указанными в п. 6.2.2.2 г, д, считают негодными.
пробные (допускные) сварные стыки; испытания проводят для проверки сварочной технологии стальных газопроводов;
сварные стыки стальных газопроводов, не подлежащие контролю физическими методами. Образцы стыковых соединений отбирают в период производства сварочных работ в количестве 0,5 % от общего числа стыковых соединений, сваренных каждым сварщиком, но не менее двух стыков диаметром 50 мм и менее, и не менее одного стыка диаметром свыше 50 мм, сваренных им в течение календарного месяца.
6.2.3.2 При неудовлетворительных испытаниях хотя бы одного стыка проводят повторно этот вид испытаний на удвоенном количестве стыков.
В случае получения при повторных испытаниях неудовлетворительных результатов хотя бы на одном стыке все стыки, сваренные данным сварщиком дуговой сваркой в течение календарного месяца на конкретном объекте, должны быть проверены радиографическим методом контроля.
6.2.4.1 Контролю физическими методами подлежат стыки законченных участков стальных газопроводов, выполненных ручной дуговой сваркой.
Контроль стыков стальных газопроводов проводят радиографическим по ГОСТ 7512 и ультразвуковым по ГОСТ 14782 методами.
6.2.4.2 Ультразвуковой метод контроля сварных стыков стальных газопроводов применяется при условии проведения выборочной проверки не менее 10% стыков радиографическим методом. При получении неудовлетворительных результатов радиографического контроля хотя бы на одном стыке объем контроля следует увеличить до 50% общего числа стыков. В случае повторного выявления дефектных стыков, все стыки, сваренные конкретным сварщиком на объекте в течение календарного месяца и проверенные ультразвуковым методом, должны быть подвергнуты радиографическому контролю.
6.2.4.3 При неудовлетворительных результатах контроля ультразвуковым методом стыковых соединений стальных газопроводов проводят проверку удвоенного числа стыков на участках, которые к моменту обнаружения брака не были приняты по результатам этого вида контроля. Если при повторной проверке качество хотя бы одного из проверяемых стыков окажется неудовлетворительным, то все стыки, сваренные данным сварщиком на объекте, должны быть проверены ультразвуковым методом.
10.3 Сборка и сварка монтажных соединений железобетонных конструкций
10.3.1 Типы сварных соединений арматуры между собой и с плоскими элементами проката закладных изделий, выполняемых при монтаже сборных и возведении монолитных железобетонных конструкций, размеры конструктивных элементов, способы сварки, техника и технология, контроль качества должны соответствовать проекту, ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, [5], ГОСТ 23858 и [6].
10.3.2 Выполнение требований проекта по степени укрупнения арматурных изделий, точности их сборки, схемам монтажных ярусов и зон, подготовленным сборочным и сварочным работам, видам и объемам контроля, техники безопасности должно быть предусмотрено в проекте производства сварочных работ (ППСР) и технологических картах (регламентных) к нему, учитывающих специфику конкретного объекта и возможности монтажной организации.
10.3.3 При наличии арматурно-сварочного участка на приобъектном полигоне для изготовления арматурных изделий и укрупнительной сборки железобетонных элементов на сварке должен быть составлен отдельный ППСР с технологическими требованиями, аналогичными требованиям к заводской продукции.
10.3.4 Гнутье арматурной стали должно производиться с одинаковой скоростью, минимальный диаметр загиба в свету для основных классов арматуры приведен в таблице 10.4. Арматура из бухт может применяться только при наличии на стройплощадке соответствующего правильного оборудования.
10.3.5 Арматура, арматурные и закладные изделия должны поступать на объект с документом о качестве (паспортом, сертификатом) завода-изготовителя по ГОСТ 10922 и иметь сертификат соответствия.
10.3.6 Для обеспечения требуемых проектом параметров армирования перед укладкой арматуры и сборкой элементов железобетонных конструкций необходимо установить соответствие классов и диаметров стержневой арматуры, марок стали и толщин плоских элементов закладных изделий и соединительных деталей, размеров и точности сборки сопрягаемых элементов, а перед сваркой - размеров и точности подготовки сопрягаемых стержней чертежам марки КЖ проекта и требованиям ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, [5] и [6].
10.3.7 Элементы сборных железобетонных конструкций следует собирать с использованием устройств и приспособлений, фиксирующих их проектное положение. Конструкции с закладными изделиями опирания, нахлесточные соединения, скобы-накладки следует собирать на прихватках с применением тех же сварочных материалов, что и основные швы. Прихватки следует располагать в местах последующего наложения сварных швов. Запрещается сборка и сварка арматурных стержней конструкций, удерживаемых краном.
10.3.8 При сборке конструкций и укладке арматуры в монолитном бетоне не разрешается обрезка концов стержней и разделка их кромок перед сваркой электрической дугой.
10.3.9 Длина выпусков арматурных стержней из бетона конструкций должна быть не менее 150 мм при регламентированных нормативными документами зазорах и не менее 100 мм при применении одной вставки длиной не менее 80 мм в случае их превышения. Вставки следует изготовлять из арматуры того же класса и диаметра, что и стыкуемые стержни. При сварке стержней встык с накладками превышение зазора должно быть компенсировано соответствующим увеличением длины накладок.
10.3.10 После сборки под сварку несоосность стыкуемых арматурных стержней, переломы их осей, смещения и отклонения размеров элементов сварных соединений должны соответствовать требованиям ГОСТ 10922. Отгиб стержней для обеспечения их соосности осуществлять в холодном состоянии. Допускается осуществлять нагрев до температуры 600-800°С по специальной технологической карте.
10.3.11 Требования к способу подогрева, оборудованию и контролю температуры должны содержаться в технологическом регламенте (картах) к ППСР.
10.3.12 Перед сваркой (ванной, многослойными или протяженными швами) арматурные стержни в месте соединения следует зачищать на длине, превышающей на 10-15 мм сварной шов или стык.
10.3.13 Для ручной дуговой сварки следует использовать источники постоянного сварочного тока универсальные или с падающей характеристикой и сварочные трансформаторы на токи до 500А, а для механизированных способов сварки - источники постоянного сварочного тока универсальные или с жесткой характеристикой до 500А и специализированные или модернизированные полуавтоматы общего назначения.
10.3.14 Конструкции сварных соединений стержневой арматуры, их типы и способы выполнения в зависимости от условий эксплуатации, класса и марки свариваемой стали, диаметра и пространственного положения при сварке, а также предельные отклонения размеров выполненных швов должны соответствовать требованиям проекта, ГОСТ 14098, ГОСТ 10922, [5] и [6].
10.3.15 Режимы, сварочные материалы, техника, технология сварки арматуры, арматурных и закладных изделий должны соответствовать требованиям [5] и ППСР.
10.3.16 Рекомендуемые типы электродов для ручной дуговой сварки основных классов арматуры приведены в таблице 10.5, а марки сварочных проволок для механизированных способов сварки и других классов арматуры - в [5] и [6].
Практическое занятие "Порядок сварки и наложения слоев шва при сварке труб различных диаметров в различных пространственных положениях"
Почти 60% объема сварочных работ при строительстве трубопроводов приходится на ручную дуговую сварку. Это соединение секций или отдельных труб в непрерывную нитку, сварка переходов через естественные или искусственные преграды, сварка крановых узлов, отводов и др.
При сооружении трубопроводов сварные стыки могут быть поворотными, неповоротными и горизонтальными (рис.1).
Рис.1 Сварные стыки труб:
а – поворотный; б – неповоротный; в – горизонтальный
Перед сборкой и сваркой трубы проверяют на соответствие требованиям проекта, по которому сооружается трубопровод, и техническим условиям. Основными требованиями проекта, а также технических условий являются: наличие сертификата на трубы; отсутствие эллипсности труб; отсутствие разностенности труб; соответствие химического состава и механических свойств металла трубы требованиям, указанным в технических условиях или ГОСТах. При подготовке стыков труб под сварку проверяют перпендикулярность плоскости реза трубы к ее оси, угол раскрытия шва и величину притупления. Угол раскрытия шва при толщине стенок трубы 8…12 мм должен составлять 60 - 70°, а величина притупления – 2…2,5 мм (рис.2).
Подготовка кромок под сварку:
1. Угол разделки кромок
3. Толщина свариваемого металла
Рис.2 Подготовка кромок труб под сварку при толщине стенок 8…12 мм
При толщине стенки 16 мм и более трубы большого диаметра могут поставляться с комбинированной разделкой кромок в соответствии с рис.3.
Типы разделки кромок труб для ручной дуговой сварки, односторонней автоматической сварки под флюсом, полуавтоматической сварки в защитных газах
Рис.3. Типы разделки кромок.
а) - для труб диаметром 57-1420 мм с толщиной стенки до 16 мм и после газовой резки
б) - для труб диаметром 273-1420 мм с толщиной стенки более 15 мм
б) - для автоматической сварки труб в защитных газах
При строительстве распределительных трубопроводов допускается ручная дуговая сварка труб без разделки кромок с толщиной стенки до 4 мм (рис.4).
Рис.4. Способы разделки труб перед сваркой
Фаски снимают с торцов труб механическим способом, газовой резкой или другими способами, обеспечивающими требуемую форму, размеры и качество обработанных кромок. Разностенность толщин стенок свариваемых труб и смещение их кромок не должны превышать 10% толщины стенки, но быть не более 3 мм. При стыковке труб должен обеспечиваться равномерный зазор между соединяемыми кромками стыкуемых элементов, равный 2…3 мм.
Перед сборкой кромки стыкуемых труб, а также прилегающие к ним внутренние и наружные поверхности на длине 15…20 мм очищают от масла, окалины, ржавчины и грязи.
Прихватки, являющиеся составной частью сварного шва, выполняют те же сварщики, которые будут сваривать стыки, с применением тех же электродов.
При сварке труб диаметром до 300 мм прихватка выполняется равномерно по окружности в четырех местах швом высотой 3…4 мм и длиной 50 мм каждая. При сварке труб диаметром более 300 мм прихватки располагают равномерно по всей окружности стыка через каждые 250…300 мм.
Рис.5. Зависимость числа прихваток от диаметра трубы
При монтаже трубопроводов необходимо стремиться к тому, чтобы по возможности больше стыков сваривалось в поворотном положении.
Количество слоев шва при дуговой сварке труб определяется толщиной стенок труб и их диаметром. При толщине труб свыше 8 мм и диаметре более 300 мм сварку ведут в 4 слоя (корневой, 2 основных, декоративный). В случае, когда толщина стенок трубы до 8 мм, сварку выполняют в два слоя сплошным швом. По внешнему виду сварной шов должен иметь слегка выпуклую поверхность с плавным переходом к поверхности основного металла. Высота усиления шва должна быть одинаковой по всему периметру в пределах от 1 до 3 мм, ширина не должна превышать 2,5 толщины стенки трубы.
Сварку труб малого диаметра и малой толщины стенки производят поворотным способом. В процессе сварки поворачивают трубу (рис.6) в сторону, противоположную направлению сварки.
Рис.6. Схема сварки стыка труб малого диаметра.
Второй слой выполняют аналогично первому, но в противоположном направлении.
Трубы, толщина стенки которых составляет 8…12 мм, сваривают в три слоя плюс декоративный шов.
Первый слой создает местный провар в корне шва и надежное оплавление кромок. Для этого необходимо, чтобы наплавленный металл образовал внутри трубы узкий ниточный валик высотой 1…1,5 мм, равномерно распределяющийся по всей окружности. Используют электроды диаметром 2…3 мм. Для получения провара без сосулек и грата движение электрода должно быть возвратно-поступательным с непродолжительной задержкой электрода на сварочной ванне, незначительным поперечным колебанием между кромками и образованием небольшого отверстия в вершине угла скоса кромок. Отверстие получается в результате проплавления основного металла дугой. Размер его не должен превышать 2 мм – больше установленного зазора между трубами. Второй и третий слой выполняют электродом диаметром 4…5 мм и при повышенном токе одним из следующих способов: поворотом трубы на 180° и поворотом трубы на 90°.
Поворот трубы на 180° (рис.7).
Стык делят на 4 участка. Вначале сваривают участки 1 – 2, после чего трубу поворачивают на 180° и заваривают участки 3 – 4 (рис.7, а). Трубу поворачивают еще на 90° и сваривают участи 5 – 6, затем поворачивают трубу на 180° и сваривают участки 7 и 8 (рис.7, б). В процессе сварки нужно следить за тем, чтобы начало и конец шва не совпадали, перекрытие смежного слоя составляет 20…25 мм.
Рис.7. Схемы сварки стыка трубы:
а – второго слоя; б – третьего слоя
Поворот трубы на 90° (рис.8).
Рис.8. Схемы сварки стыка трубы:
Стык также делят на 4 участка. Вначале сваривают участки 1 – 2. Затем трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 3 – 4 (рис.8, а). После сварки второго слоя трубу поворачивают на 90° и сваривают участки 5 – 6, затем поворачивают на 90° и сваривают участки 7 – 8 (рис.8, б).
Четвертый декоративный слой во всех рассматриваемых выше способах накладывают в одном направлении при вращении трубы.
Трубы диаметром более 500 мм сваривают обратноступенчатым способом. Длина каждого участка зависит от диаметра трубы и составляет 150…300 мм (рис.9).
Рис.9. Схема сварки стыка труб большого диаметра:
а – первого слоя; б – второго слоя
Сварка неповоротных стыков – один из самых сложных видов сварочных работ. Основная сложность заключается в необходимости выполнения сварки в различных положениях.
Неповоротные стыки по положению в пространстве бывают вертикальными (ось трубы горизонтальная) и горизонтальными (ось трубы вертикальная).
Неповоротные стыки труб при толщине стенок свыше 3 мм сваривают несколькими слоями, высота каждого слоя не должна превышать 4 мм, а ширина валика должна быть равна 2…3 диаметрам электрода. Стыки труб диаметром более 300 мм сваривают обратноступенчатым способом, длина каждого участка должна быть 150…300 мм. Каждый участок сваривается короткой дугой, равной половине диаметра электрода. Перекрытие швов (замок) зависит от диаметра детали и может составлять от 20 до 40 мм. Начинать сварку надо «углом назад», а заканчивать «углом вперед».
Сварка вертикальных стыков.
Процесс начинается с потолочного положения и заканчивается на нижнем положении. Наиболее жесткие требования предъявляются к качеству корневого шва. При его выполнении необходимо следить за равномерным проплавлением кромок деталей, чтобы получить равномерный обратный валик с усилением 1…3 мм на внутренней поверхности шва. Первый слой сваривают при возвратно-поступательном движении электрода с задержкой дуги на сварочной ванне. Это позволяет проплавлять кромки стыка с образованием узкого ниточного валика высотой 1…1,5 мм на его внутренней стороне. При этом на свариваемые кромки не должны попадать брызги расплавленного металла и сварка должна быть выполнена без прожогов. Для этого дуга должна быть короткой. Отрывая дугу от ванны, нельзя удалять ее более чем на 1…2 мм. Перекрытие начала и конца смежного слоя должно составлять 20…25 мм. Последующий слой сварки должен быть смещен от нижней точки окружности трубы на 5…6 см, и так каждый последующий слой относительно начальной точки предыдущего. Электрод при сварке второго и последующих слоев должен иметь поперечные колебания от края одной кромки к краю другой кромки. При сварке поверхность каждого шва должна быть вогнутой или слегка выпуклой. Чрезмерная выпуклость шва, особенно при потолочной сварке, может быть причиной непровара. Заполняющие слои шва надежно сплавляются между собой и проплавляют кромки свариваемых труб. После каждого слоя шва необходимо обязательно очищать поверхность шва от шлака. Последний слой выполняется высотой 2…3 мм и шириной на 2…3 мм большей, чем ширина разделки кромок; он должен иметь плавный переход от наплавленного металла к основному. Порядок выполнения вертикальных неповоротных стыков показан на рис.10.
Рис.10. Порядок выполнения вертикальных неповоротных стыков.
Сварку труб большого диаметра могут выполнять одновременно несколько сварщиков (их число может достигать четырех). Как правило, если сварщиков двое, то они выполняют сварку снизу, и идут вверх по периметру в направлении (по циферблату часов) 6 – 3 – 12 и 6 – 9 – 12. (рис.11). При этом в потолочной части стыка замок следует смещать на 50…60 мм от нижней точки окружности трубы. В двух смежных слоях замки должны отстоять друг от друга не менее чем на 50…100 мм.
Рис.11. Последовательность наложения швов при работе 2-х сварщиков
Рис.12. Последовательность наложения швов при работе нескольких сварщиков:
а – трех; б - четырех
Сварка горизонтальных стыков.
При сварке горизонтальных стыков труб на кромке нижней трубы фаска не снимается или снимается угол 10…15°, что улучшает процесс сварки без изменения ее качества. Лучшим методом сварки горизонтальных стыков является сварка отдельными валиками небольшого сечения. Первый валик накладывают в вершине шва электродами диаметром 3…4 мм при возвратно-поступательном движении электрода с обязательным образованием на внутренней стороне стыка узкого ниточного валика высотой 1…1,5 мм.
Рис.13. Сварка горизонтального стыка
После первого валика (слоя) зачищают его поверхность, второй валик накладывают так, чтобы он перекрывал первый при возвратно-поступательном движении электрода и его небольшом колебании от края нижней кромки до края верхней кромки. Сварку выполняют в том же направлении, что и сварку первого слоя (валика). Затем ток увеличивают и сваривают третий валик электродами диаметром 4…5 мм. Третий валик накладывают в направлении, противоположном первому, он должен перекрывать 70% ширины второго валика. Четвертый валик укладывают в том же направлении, но располагают в углублении между третьим валиком и верхней кромкой.
Сварка неповоротных стыков труб требует опыта выполнения данного вида работ, поэтому ее доверяют профессионалам. Особенно, если речь идет о трубопроводах с повышенными требованиями к герметичности сварных соединений.
При сварке стыка трубы более чем в три слоя, начиная с третьего слоя, каждый последующий выполняется в противоположном направлении по отношении к предыдущему. Трубы диаметром до 200 мм сваривают сплошными швами, а диаметром более 200 мм – обратноступенчатым методом. Горизонтальные неповоротные стыки сваривают «углом назад». Наклон электрода относительно вертикальной оси должен составлять 80…90°. Сваривать рекомендуется дугой средней длины.
2. Порядок проведения работы
2.1. Используя материал, представленный для изучения, материалы лекций 6 «Технологичность сварных конструкций. Общие понятия о технологическом процессе изготовления сварных конструкций» и 7 «Технология заготовительного производства. Правка, гибка металла, механическая и термическая резка», материалы интернет-ресурсов, основную и дополнительную литературу, ознакомиться с порядком сварки и наложения слоев шва при сварке труб различных диаметров в различных пространственных положениях.
2.2. Изучить самостоятельно и описать процесс аргоно-дуговой сварки тонкостенных труб.
3. Содержание отчета.
Отчет должен содержать:
3.1. Описание процесса сборки и сварки труб малого и большого диаметра.
3.2. Проведение сравнительного анализа сварки труб малого и большого диаметра.
Читайте также: