Какие источники питания применяются для механизированной сварки порошковой проволокой

Обновлено: 18.05.2024

Выбор марки и диаметра порошковой проволоки определяется маркой свариваемой стали, требованиями к качеству металла шва и сварного соединения, положением швов в пространстве и другими условиями сварки. При этом учитываются технологические особенности применения проволоки и ее возможности по режимам сварки и производительности, экономическая целесообразность. Выбранная для использования проволока подлежит обязательной проверке. Проверяется соответствие коэффициента заполнения установленным нормам, регламентированным техническими условиями.

Основные требования к сварочно-технологическим свойствам порошковых проволок следующие: дуга должна легко зажигаться и гореть равномерно, без чрезмерного разбрызгивания металла и шлака, наплавленный металл должен равномерно покрываться шлаком, который после охлаждения должен легко удаляться и не должен иметь пор, трещин и шлаковых включений.

Увлажнение сердечника проволоки недопустимо. Проволоку, сердечник которой увлажнился при хранении, следует прокалить при температуре 230-250 о С в течении 2-3 ч. Последнее не рекомендуется делать для проволок рутил-органического типа, содержащих органические материалы, начинающие разлагаться при температуре ниже 300 о С. Поверхности свариваемых деталей перед сваркой должны быть очищены от грязи, масла, ржавчины.

Прихватки при сборке изделий необходимо выполнять либо электродами с качественной обмазкой, либо порошковой проволокой.

Сварку порошковой проволокой выполняют на постоянном токе обратной полярности. Перед сваркой необходимо произвести настройку режима применительно к намеченному объекту сварки. Настройку режима сварки производят в такой последовательности: вначале выбирают необходимую скорость подачипроволоки для получения заданного тока, затемустанавливают среднее значение напряжения дуги в рекомендуемом диапазоне и соответствующий данному режиму расход газа, если сварка выполняется в углекислом газе. Поддерживая рекомендуемый вылет, производят опытную сварку. При необходимости корректируют установленный режим.

К общим правилам техники сварки, которыми следует руководствоваться, можно отнести следующие:

  1. При сварке стыковых соединений порошковая проволока должна располагаться почтиперпендикулярно изделию: угол ее отклонения от вертикального положения не должен превышать 15°. При выполнении тавровых и нахлесточных соединений необходимо выдержать указанный угол наклона электрода по направлению сварки, а угол между вертикальной плоскостью (стенкой тавра) и проволокой должен быть в пределах 30-45°.
  2. При многослойной сварке перед наложением каждого последующего слоя рекомендуется очистить предыдущий слой от шлака. Следует учитывать, что выполнение за один проход швов катетом более 10-12 мм нецелесообразно. Для швов более 6-8 мм рекомендуются плавные поперечные колебания электрода.
  3. При случайном обрыве дуги или нарушении подачи проволоки возбуждать дугу следует на расстоянии 10-15 мм от места обрыва и после зажигания перенести ее на незаплавленный кратер.
  4. Сварку следует прекращать резко обрывая дугу, чтобы избежать удлинения вылета.
  5. Необходимо предотвращать любую возможную причину колебания режима сварки: нестабильную подачу проволоки по шлангу полуавтомата, неправильное манипулирование электродом, значительные колебания сетевого напряжения и т. д. Не рекомендуется производить сварку полуавтоматом с изношенным мундштуком держателя или наконечником мундштука.

Причиной пористости могут быть завышенный ток, малое напряжение дуги, некачественная сборка металлоконструкций(с большими зазорами между свариваемыми элементами), повышенное содержание углерода и кремния в основном металле.

Техника сварки проволоками различных типов имеет свои особенности. Например, при сварке проволоками рутил-органического типа необходимо поддерживать вылет 15-20 мм. Сварка на большом вылете приводит к перегреву проволоки, ухудшению механических свойств металла шва, возникновению пористости. В случае повышенного содержания углерода и кремния в свариваемой стали сварку следует прекратить после плавного удлинения дуги, в противном случае возможны вздутия и поры в кратере шва. Сварка проволокой карбонатно-флюоритного типа производится при вылете 30-50 мм. В случае недостаточно хорошей подготовки изделий под сварку или неудачной сборки заварить зазор проще при увеличенном вылете электродной проволоки. При наличии загрязнений и небольшого слоя окалины на поверхности свариваемого металла появление дефекта можно предупредить снижением напряжения на дуге до минимального рекомендуемого.

Сварку вертикальных швов рекомендуется выполнять порошковой проволокой диаметром 2,3 мм и менее. Направление сварки при выполнении вертикальных швов – снизу вверх. При таком способе за один проход можно выполнять швы катетом до 10 мм. При сварке на вертикальной плоскости необходимо придавать электроду плавные колебательные движения. Это обеспечивает благоприятную форму валика. При манипулировании электродом следует избегать обрывов дуги, так как это может привести к появлению дефектов в шве.

К особенностям применения порошковой проволоки с дополнительной защитой углекислым газом следует отнести следующие:

  1. Сварку рекомендуют применять в закрытых помещениях. На открытых площадках и монтаже сварка возможна при соблюдении мер предосторожности, предотвращающих сдувание защитного газа.
  2. Сварку на вылете 35-40 мм нужно выполнять с таким расчетом, чтобы расстояние от конца проволоки до среза сопла было в пределах 15-25 мм. При использовании не прокаленной проволоки сварку необходимо выполнять на повышенном вылете до 50 мм. В этом случае наконечник мундштука следует применять меньшей длины.

Пористость в швах при сварке в углекислом газе может быть вызвана:

  • повышенной влажностью сердечника проволоки или наличием обильного слоя смазки на поверхности проволоки;
  • наличием на свариваемых кромках ржавчины, окалины, влаги и других загрязнений;
  • большим количеством примесей (главным образом влаги и воздуха) в углекислом газе;
  • нарушением рекомендуемых режимов сварки;
  • несовершенной защитой зоны сварки углекислым газом (попадание воздуха в зону сварки вследствие недостаточного либо избыточного расхода газа, большое расстояние между соплом горелки и изделием, чрезмерно большой угол наклона горелки относительно изделия, подсос воздуха через не плотности в горелке и газовой магистрали, эксцентричное расположение проволоки относительно сопла горелки, износ мундштука и связанное с этим нарушение соосности газового потока и столба дуги, турбулентное истечение газа из горелки).

Выполнение технологических рекомендаций гарантирует высокое качество швов и производительность при разнообразных условиях осуществления сварочных работ порошковой проволокой.

Походня И.К., Суптель А.М., Шлепаков В.Н. Электродуговая сварка порошковой проволокой. Москва, «Машиностроение», 1973, 40 с.

Технология механизированной сварки самозащитной порошковой проволокой (МПС)

9.6.1 Способ механизированной сварки самозащитной порошковой проволокой при применении труб как с заводской разделкой кромок, так и со специализированной разделкой кромок и предназначен для сварки корневого, заполняющих и облицовочного слоев шва стыков труб диаметром от 325 до 1220 мм с толщинами стенок от 6 до 22 мм. Сварка труб с толщиной стенки свыше 19 выполняется только в специальную (узкую) разделку кромок.

9.6.2 Сварка самозащитной порошковой проволокой может быть использована для выполнения специальных сварочных работ – сварке разнотолщинных соединений труб и захлестов (раздел 10).

9.6.3 Сварка самозащитной порошковой проволокой осуществляется способом сверху - вниз на постоянном токе прямой полярности. Перед началом сварки на механизме подачи проволоки следует установить два параметра: скорость подачи проволоки и напряжение на дуге.

9.6.4 Перед выполнением первого слоя шва порошковой проволокой необходимо осуществить тщательную шлифовку корневого слоя (горячего прохода) абразивным кругом до состояния «чистый металл».

9.6.5 В связи с неравномерностью заполнения разделки по периметру стыка и ослаблением сечения шва в вертикальном положении перед выполнением облицовочного слоя в положении 1.00 − 4.30 час выполняется дополнительный (корректирующий) слой.

9.6.6 Заполняющие и облицовочный слои шва стыков труб с толщинами стенок до 13 мм включительно следует выполнять по методу «слой за один проход».

9.6.7 В случае использования труб с заводской разделкой кромок при сварке стыков с толщинами стенок более 14 мм заполняющие слои начиная со второго (третьего при использовании проволоки диаметром 2мм) выполняются по методу «слой за два прохода», а облицовочный слой по методу «слой за два (три) прохода». Ширина каждого прохода облицовочного слоя не должна превышать 4 диаметров применяемой проволоки.

9.6.8 Состав оборудования: источник питания, механизм подачи порошковой проволоки, сварочная горелка со шлангом и кабелями.

9.6.9 Механизированная сварка самозащитной порошковой проволокой типа Innershield в стандартную разделку.

9.6.9.1 Вылет проволоки, в зависимости от пространственного положения, должен составлять:

- 20 мм в положении 0.00-4.30 (5.00) час;

- 25-30 мм в положении 4.30 (5.00) – 6.00 час.

9.6.9.2 Угол наклона горелки от перпендикуляра (углом назад), в зависимости от пространственного положения, должен составлять:

- от 25 0 до 45 0 в положении 0.00-4.30 (5.00) час;

- от 25 0 до 0 0 в положении 4.30 (5.00) – 5.30 час;

- от 5 до 10 углом вперед в положении 5.30 − 6.00 час.

9.6.9.3 Режимы, при сварке в стандартную заводскую разделку различной проволокой, приведены в таблице 9.29.

Таблица 9.29 – Параметры режимов при сварке самозащитной порошковой проволокой

Наименование Слоя Марка проволоки
Innershield NR-207 и Innershield NR-208 Special диаметром. 1,7 мм Innershield NR-208 Special диаметром 2,0 мм Innershield NR-208 XP диаметром 2,0 мм
Скорость подачи проволоки, дюйм/мин Напряжение В Скорость подачи проволоки, дюйм/мин Напряжение В Скорость подачи проволоки, дюйм/мин Напряжение В
«Горячий проход»
Заполняющие
Корректирующий, Облицовочный

9.6.9.1 Количество слоев в зависимости от толщины стенки трубы и диаметра применяемой проволоки приведено в таблицах 9.30 и 9.31 (уточняется в процессе производственной аттестации технологии сварки).

Таблица 9.30 – Количество заполняющих и облицовочных слоев шва при сварке самозащитной порошковой проволокой диаметром 1,7 мм

Толщина стенки, мм Наименование слоя
заполняющие* корректирующий облицовочный
-
1-2
2-3
3-4
* Количество заполняющих слоев зависит от величины зазора при сборке, угла разделки кромок и ряда других параметров.

Таблица 9.31 – Количество заполняющих и облицовочного слоев шва при сварке самозащитной порошковой диаметром 2,0 мм

Частично механизированная сварка порошковой проволокой.

Сварка порошковой проволокой — дуговая сварка, вы­полняемая плавящимся электродом из порошковой прово­локи.

Сварку порошковой проволокой можно выполнять от­крытой дугой без дополнительной защиты, в углекислом газе и под флюсом. Сварка порошковой проволокой откры­той дугой — основной путь механизации сварки в тех слу­чаях, когда затруднено применение механизированных способов сварки в углекислом газе и под флюсом, прежде всего в монтажных условиях, на открытых строительных площадках. Порошковая проволока представляет собой трубчатую (часто со сложным внутренним сечением) прово­локу, заполненную порошкообразным наполнителем — шихтой (рис. 64). Оболочку порошковой проволоки изготов­ляют из стальной (чаще низкоуглеродистой) ленты толщи­ной 0,2—0,5 мы. Наполнитель представляет собой смесь порошков из газо- и шлакообразующих компонентов, а так­же легирующих компонентов, которые обеспечивают защи­ту зоны сварки и требуемые свойства сварного шва. Наибо­лее широко используют порошковую проволоку диаметром от 1,6 до 3,0 мм.

При сварке такой проволокой расплавляется и трубка и компоненты сердечника. В результате плавления шлако­образующих и разложения органических составляющих шихты обеспечивается газошлаковая защита расплавленно­го металла от воздуха. По составу шихты сердечника по­рошковые проволоки делятся на две основные группы — рутилового и основного типов.

Сварку порошковыми проволоками всех типов обычно выполняют на постоянном токе обратной полярности с ис­пользованием источников питания с жесткими внешними характеристиками. Недостатками самозащитной проволоки является узкий диапазон параметров режима сварки, от­клонения от которых приводят к резкому ухудшению каче­ства сварного соединения. Этот недостаток компенсируется при сварке порошковыми проволоками с дополнительной защитой углекислым газом.

В зависимости от состава шихты порошковую проволоку можно использовать для механизированной сварки и на­плавки сталей и чугуна как без защиты, так и с дополни­тельной защитой (флюсом, защитным газом) от воздуха.

Для сварки углеродистых и легированных сталей откры­той дугой применяют порошковые проволоки ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН6 и др., при сварке в углекислом газе — ПП-АН4, ПП-АН5, ПП-АН8, ПП-АН9.

Преимуществом порошковой проволоки является воз­можность за счет наполнителя в широких пределах регули­ровать химический состав шва, что используется при на­плавке. Ими можно наплавлять изделия под флюсом, в за­щитных газах и открытой дугой.

Параметры режима и техника сварки в основном те же, что при сварке в углекислом газе: диаметр проволоки, сила сварочного тока и связанная с ним скорость подачи прово­локи устанавливаются в зависимости от толщины свари­ваемого металла, количества слоев для заполнения раздел­ки и положения шва в пространстве. Сварку выполняют ко­роткой дугой для уменьшения разбрызгивания жидкого металла, улучшения защиты его от кислорода и азота воз­духа, уменьшения выгорания легирующих элементов. При слишком короткой дуге в связи с падением напряжения в ней ухудшается стабильность горения дуги и качество шва. С увеличением диаметра проволоки от 1,4 до 3 мм соответ­ственно увеличивается вылет электрода от 7—10 до 20—25 мм.

Урок 13-14

Частично механизированная сварка открытой дугой самозащитной проволокой.

Сварка самозащитной проволокой сплошного сечения предназначена для механизациисварки при монтаже на открытых площадках, а также в заводских условиях, когда неприемлема сварка в углекислом газе. При сварке открытой дугой происходит интенсивное оки­сление свариваемого и присадочного металла, угар леги­рующих элементов, порообразование. Для предотвращения этих процессов сварочную проволоку легируют элементами, обладающими большим сродством к кислороду, чем выгораемые элементы. В качестве таких легирующих элементов используют Al, Ti, Zr и редкоземельные элементы (церий, лантан и др.). Эти элементы активно связывают О%, N2, S в стойкие неметаллические соединения и за счет этого можно получить свойства сварных соединений по прочности и пластичности на уровне металла шва, получаемого при сварке покрытыми электродами типа Э46—Э50. Микроле­гирование проволоки церием повышает стабильность про­цесса сварки и пластичность и вязкость металла шва. Для сварки низкоуглеродистых сталей этим способом использу­ют проволоки Св-15ГСТЮЦА и Св-20ГСТЮА. Сварку вы­полняют постоянным током как прямой, так и обратной по­лярности. Технологические свойства дуги при сварке этим спосо­бом несколько хуже, чем при сварке в углекислом газе; шов покрывается толстой пленкой окислов, плотно сцеплен­ных с его поверхностью.

13. Оборудование для сварки порошковой проволокой

Большинство сварочных работ, выполняемых порошковой проволокой, производится с помощью полуавтоматов. В качестве источников питания используются сварочные преобразователи и выпрямители.

Источник питания дуги постоянным током должен иметь жесткую или пологопадающую внешнюю характеристику. Допустимое падение напряжения — 3 В на 100 А. В качестве источников питания используются обычно выпрямители ВС-500, ВСЖ-500, ВС-600, ВС-1000-2 и преобразователи ПСГ-500, ПСУ-500, ПСУ-300 и др. Выпрямители хорошо зарекомендовали себя на производстве и являются в настоящее время лучшими источниками питания для полуавтоматической и автоматической сварки порошковой проволокой. Для сварки порошковой проволокой используются специализированные и универсальные шланговые полуавтоматы А-765, А-1035 М и А-1197. При замене держателей и подающих роликов могут быть также использованы полуавтоматы А-537, ПШ-5, ПШ-54, ПДПГ-500 и др.

Допустимые колебания скорости подачи проволоки при изменении сопротивления в шлангах не должны превышать ± 5 %.

Более подробно характеристики источников питания и сварочных полуавтоматов рассмотрены ниже.

Источники питания

Селеновый выпрямитель ВС-500 представляет собой преобразователь трехфазного переменного тока напряжением 380 в в постоянный напряжением 20—53 в. Он выпускается в двух исполнениях — со встроенной панелью управления полуавтоматом A-765 либо без нее.

Выпрямитель ВС-500 состоит из трехфазного понижающего трансформатора, блока селеновых выпрямителей, дросселя, обеспечивающего необходимую скорость нарастания тока короткого замыкания, воздушного вентилятора и пускорегулирующей аппаратуры. Принципиальная электросхема выпрямителя приведена на рис. 104.


Рис 104. Принципиальная электрическая схема выпрямителя ВС-500: Тр -трансформатор; ВС — выпрямитель селеновый; ВП — выключатель пакетный; П1, П2, ПЗ — пакетные переключатели; Д — двигатель; ПМ — пускатель магнитный; Др — дроссель; Рп — контакты воздушного реле; ПЭ-4 — реле промежуточное; ТП-1, ТП-2 — трансформаторы понижающие; ШР — разъем; V — вольтметр; Пр — предохранители. Цифрами

Напряжение холостого хода выпрямителя регулируется ступенчатым изменением числа витков первичной обмотки. Регулирование производится с помощью трех переключателей, расположенных на передней панели выпрямителя. К этой серии относятся также выпрямители типов ВС-300, ВС-1000 [118]. Они предназначены для различных способов механизированной электродуговой сварки — под флюсом, в среде защитных газов — аргоне, гелии, в углекислом газе — и могут применяться для сварки порошковой проволокой.

Технические данные выпрямителей приведены в табл. 49,


а преобразователей — в табл. 50.


Более подробные сведения о перечисленных выше источниках питания изложены в специальной литературе [41].

Сварочные аппараты

Наибольшее распространение для сварки самозащитной порошковой проволокой получил специализированный шланговый полуавтомат типа А-765 (рис. 105).


Он поставляется комплектно со сварочным преобразователем ПСГ-500 или выпрямителем ВС-500. Технические данные полуавтомата следующие:

Диаметр электродной проволоки, мм:

сплошного сечения 1,6-2,0

Максимальный сварочный ток при

Число ступеней регулировки 20

Вес порошковой проволоки, вмещающейся

на фигурке полуавтомата, кг 20

Габаритные размеры полуавтомата, мм 760х500х550

Полуавтомат А-765 состоит из трех основных узлов — механизма подачи, держателя со шлангом и тележки с фигуркой.

Механизм подачи приводится в движение асинхронным двигателем АОЛ-12-2 мощностью 0,27 кВт. Питание двигателя (36 в) осуществляется от шкафа управления, встроенного в выпрямитель ВС-500. Когда полуавтомат комплектуется преобразователем ПСГ-500, шкаф управления выносится отдельно. На механизме подачи установлены переключатель, осуществляющий реверсирование двигателя, кнопка для включения подачи проволоки при ее заправке в держатель и штепсельный разъем для подсоединения проводов управления. Механизм подачи соединяется со шкафом управления гирляндой проводов с двумя штепсельными разъемами. Включается механизм подачи нажатием кнопки «пуск» на держателе. Для надежной подачи проволоки по шлангу механизм подачи полуавтомата оснащен двумя парами подающих роликов. Все четыре ролика ведущие. Скорость подачи изменяется сменными шестернями. Устанавливается она по следующей зависимости:

При настройке полуавтомата следует особое внимание уделять правильности сборки узла подающих роликов. Подающие ролики изолированы от валиков и корпуса механизма подачи. Узел сборки подающих роликов показан на рис. 106, а нижний ролик — на рис. 107.


Рис. 106. Узел сборки подающих роликов полуавтомата А-765: 1 — гайка; 2 — шайба; 3 — втулка (пресс-материал); 4—шпонка (текстолит); 5 — нижний ролик (сталь ХВГ); 6—верхний ролик (сталь ХВГ); 7 — кольцо.


Рис. 107. Нижний ролик механизма подачи полуавтомата А-765 для проволоки диаметром 2,5—2,8 мм.

Выбор нижних роликов, соответствующих диаметру проволоки, производят по таблице, расположенной на механизме подачи. Проволока подается по специальному направляющему каналу. Сварочный ток подводится по отдельному кабелю. Полуавтомат А-765 комплектуется тремя видами держателей молотковым (А-792М), пистолетным (А-793М) и облегченным (А-836Р) (рис. 108).


Рис. 108. Держатели для сварки самозащитной порошковой проволокой: а — молотковый; б — пистолетный; в — облегченный молотковый.

Молотковый и пистолетный держатели комплектуются направляющими каналами длиной 3,5 и 1,5 м, имеющими внутренний диаметр 4,7 мм, и сварочным проводом, рассчитанным на силу тока до 450 а. Держатель облегченного типа комплектуется направляющим каналом длиной 3,3 м с внутренним диаметром 3,2 мм. Сварочный провод этого держателя рассчитан на ток до 300 а.

Держатели молоткового и пистолетного типов используются при сварке проволокой диаметром 2,5—3,5 мм. Держателем облегченного типа выполняется сварка проволоками малого диаметра — 2,0—2,3 мм.

Полуавтомат А-765 можно использовать для сварки порошковой проволокой в углекислом газе. В этом случае он комплектуется держателями А-921М (для проволоки диаметром до 2,3 мм) или А-1231 (для проволоки диаметром до 3,5 мм) и набором газовой аппаратуры, включающей подогреватель газа, газовый редуктор, прибор для измерения расхода газа, осушитель газа.

Универсальным полуавтомат А-1035М предназначен для сварки и наплавки самозащитной порошковой проволокой и в углекислом газе. Есть компоновки этого полуавтомата, позволяющие использовать его для сварки под флюсом и в углекислом газе проволокой сплошного сечения.

Ниже приведены технические данные полуавтомата А-1035М:

Диаметр электродной проволоки при сварке, мм:

самозащитной порошковой проволокой 2,0-3,0

в углекислом газе порошковой проволокой 2,0-3,5

в углекислом газе и под флюсом проволокой сплошного сечения 1,6-2,0

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч 58—582

Изменение скорости подачи Ступенчатое

Максимальный сварочный ток при ПВ=60 %, а 450

Габаритные размеры комплекта механизм подачи — фигурка для проволоки на тележке, мм и вес его, кг:

Полуавтомат состоит из следующих основных узлов: механизма подачи электродной проволоки, держателей с набором сменных узлов, тележки, шкафа управления, фигурки для электродной проволоки и газовой аппаратуры. Устройство этих узлов не имеет существенных конструктивных отличий от устройства узлов полуавтомата А-765. При сварке в углекислом газе на тележке устанавливается отсекатель газа. Шкаф управления расположен непосредственно возле источника питания или устанавливается на нем.

Полуавтомат комплектуется источниками питания— сварочными преобразователями типа ПСГ-500 или ПСУ-500, или выпрямителем ВС-500.

В Институте электросварки им. К. О. Патона разработана единая унифицированная группа (ПС-5) полуавтоматов А-1197 для сварки и наплавки проволокой сплошного сечения и порошковой проволокой. В зависимости от варианта исполнения полуавтомата сварку или наплавку можно выполнять в углекислом газе, под флюсом или самозащитной порошковой проволокой.

Унификация полуавтоматов в значительной мере упрощает организацию централизованного производства запасных узлов, а также быстроизнашивающихся деталей. Полуавтомат А-1197 имеет такие технические данные:

— сплошного сечения 1,6-2,0

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч 92-926

Число ступеней 20

Максимальный сварочный ток при ПВ=65%, а 500

Напряжение сети питания, в

Габаритные размеры комплекта механизм подачи—фигурка для проволоки на тележке, мм и вес его, кг:

длина ширина высота вес комплекта (без проволоки), 960х660х560 35

Габаритные размеры комплекта механизм подачи—катушка для проволоки на кронштейне, мм, и вес его, кг:

длина ширина высота вес (без проволоки) 550х360х200 23

В каждый полуавтомат независимо от компоновки и способа сварки входят следующие основные узлы: механизм подачи, шкаф управления, сварочные провода и провода цепей управления.

В зависимости от способа сварки полуавтомат комплектуется держателями для сварки в углекислом газе и узлами газовой аппаратуры либо держателем для сварки самозащитной порошковой проволокой.

Полуавтомат может быть укомплектован тележкой и фигуркой для большого объема проволоки (стационарный вариант) или кронштейном и катушкой для малого объема электродной проволоки (переносной вариант).

Все полуавтоматы в основном исполнении комплектуются одним держателем. Комплектация полуавтоматов двумя держателями оговаривается специальным заказом.

При использовании полуавтоматов ПШ-5, ПШ-54, А-537 и других, имеющих одну пару подающих роликов, для увеличения надежности подачи проволоки по шлангам можно рекомендовать специальную приставку с двумя парами подающих роликов, привод которых осуществляется с помощью шестеренчатой передачи от ведущего вала подающего механизма.

Иногда для повышения надежности подачи проволоки применяют ролики, выполненные в форме шестеренчатой пары. Конструкция и параметры таких роликов применительно к полуавтомату А-765 приведены в табл. 52.


Для автоматической сварки порошковой проволокой используют с небольшими переделками серийные сварочные тракторы и подвесные головки ТС-17 Р, АБС и др. Переделке подвергаются мундштуки, узел подающих роликов и кассеты. Последние чаще всего заменяют фигурками.

Для сварки порошковой проволокой с принудительным формированием вертикальных швов или наклонных (угол наклона от вертикали не более 45") применяется аппарат А-1150 (рис. 109). Аппаратом возможна сварка криволинейных швов с радиусом кривизны не менее 2 м.


Для сварки горизонтальных швов на вертикальной плоскости Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан аппарат А-1325.

Для автоматической приварки трубок к трубным решеткам при изготовлении теплообменных аппаратов применяют аппарат А-946 (рис. 110).

На ряде заводов для защиты органов дыхания сварщика от сварочного аэрозоля и газов успешно применяют сварочные щитки и маски с отдувом потока вредных выделений сжатым воздухом. Опробуются также устройства для отсоса аэрозоля, монтируемые непосредственно на держателях полуавтоматов. Применение указанных приспособлений позволяет резко улучшить условия труда сварщиков и повысить производительность сварки.

15. Технология сварки порошковой проволокой в углекислом газе

Порошковая проволока марок ПП-АН8, ПП-АН10, ПП-АН4 и ПП-АН9 (Прим.- порошковая проволока для сварки в СО2 нового поколения: ППс-ТМВ-МК5, ППс-ТМВ7, ППс-ТМВ8, ППс-ТМВ29) рекомендуется для сварки конструкций из углеродистых конструкционных сталей, а также низколегированных низкоуглеродистых конструкционных сталей марок 09Г2, 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2СД, 10ХСНД, 15ХСНД, 14Г2 и ряда других.

В тех случаях, когда к сварным конструкциям предъявляются специальные требования, возможность применения той или иной марки порошковой проволоки определяется после проведения дополнительных испытаний по соответствующим отраслевым нормалям. При сварке особо ответственных металлоконструкций с тяжелым режимом работы — котлов, резервуаров, воздухонагревателей, несущих узлов вагонов, кранов, экскаваторов, в том числе металлоконструкций, предназначенных для работы в условиях крайнего севера, — предпочтение отдается проволокам ПП-АН4 и ПП-АН9, обеспечивающим более высокие механические свойства металла шва и сварного соединения при отрицательных температурах.

Как показал опыт, потребители более охотно применяют проволоки марок ПП-АН8 и ПП-АН10, обладающие по сравнению с проволоками марок ПП-АН4 и ПП-АН9 более высокими сварочно-технологическими свойствами. Процесс сварки отличается большей устойчивостью горения дуги, особенно на малых токах. Эти проволоки имеют также хорошие гигиенические характеристики.

Сварка порошковой проволокой с дополнительной защитой углекислым газом применяется взамен ручной дуговой сварки электродами с покрытием рутилового, руднокислого и фтористо-кальциевого типов, а также взамен механизированной сварки в углекислом газе проволокой Св-08Г2С.

При сварке используется сварочная или пищевая углекислота, поставляемая в жидком состоянии в баллонах емкостью 40 л. Давление и баллоне 50—60 ати. Вес углекислоты в баллоне составляет 25 кг. После испарения ее при 0° С и 760 рт. ст. мм образуется 12600 л газа.

Жидкая углекислота поставляется также в специальных стальных контейнерах емкостью до 9 т. На предприятиях углекислоту разливают в накопители, которые подключают к централизованной магистрали с разводкой к сварочным постам. Такая система доставки углекислоты экономичнее, чем баллонная. Кроме того, централизованное обеспечение сварочных постов углекислым газом освобождает сварщика от трудоемких операций по замене баллонов и перемещению их в процессе работы, позволяет повысить культуру производства.

Состав углекислоты, используемой для сварки, должен соответствовать данным, приведенным в табл. 63. Однако практически содержание в углекислоте воды в свободном состоянии может достигать 2%.


Эта вода скапливается на дне баллона. Влажность газа зависит от давления в баллоне. С уменьшением давления, влажность газа повышается. В связи с этим использование баллонов, в которых давление углекислоты менее 10 атм, недопустимо. В баллон с углекислотой при заправке неизбежно попадает воздух, скапливающийся над углекислотой. Поэтому перед использованием баллонов после заправки рекомендуют первые порции углекислоты выпустить в атмосферу.

Уменьшение попадания влаги в зону сварки достигается установкой на пути газа осушителей, заполненных силикагелем или другими поглотителями влаги. Силикагель необходимо периодически подвергать прокалке при температуре 200—250° С.

Выход газа из баллона сопровождается резким охлаждением его, возникающим вследствие затраты тепла на испарение жидкой углекислоты, что приводит к замерзанию содержащейся в углекислоте влаги и закупорке редуктора. Для предотвращения этого перед редуктором рекомендуется ставить подогреватель.

Для снижения давления газа до рабочего применяются понижающие редукторы. Редуктор-расходомер ДЗД-1 снижает давление газа от 50—35 ати до рабочего давления 0,5 ати и обеспечивает оптимальный расход газа. На практике часто применяется для этой цели кислородный редуктор РК-53Б. В качестве расходомера в этом случае служит манометр, установленный на камере низкого давления.

Расход газа контролируется расходомерами поплавкового или дроссельного типа. При использовании дроссельной шайбы, установленной на выходе газа из камеры низкого давления, расход газа зависит от диаметра калибровочного отверстия, не превышающего обычно 0,5—1,0 мм, и давления газа в камере низкого давления. Ниже приведен ориентировочный расход углекислоты в зависимости от показаний манометра низкого давления при диаметре отверстия в дроссельной шайбе 0,8 мм.

Порошковой проволокой в углекислом газе свариваются тавровые, угловые, нахлесточные, стыковые и другие соединения из стали толщиной 3 мм и выше. Положение швов в пространстве — нижнее и горизонтальное на вертикальной плоскости для проволоки диаметром 2,0—2,3 мм и нижнее — для проволоки диаметром 2,5— 3,0 мм.

Сварочные работы рекомендуется выполнять в закрытых помещениях. Сварка на открытых площадках и монтаже возможна при соблюдении мер предосторожности, предотвращающих сдувание защитного газа.

Поверхность кромок свариваемых изделий перед сваркой должна быть очищена от грязи, ржавчины, окалины, органических материалов. Сварка изделий после газовой резки допускается только при условии очистки поверхности реза от шлака.

Поставляемая проволока должна иметь сертификат завода-изготовителя, в котором указываются марка проволоки, ее диаметр, коэффициент заполнения, номер партии, химический состав наплавленною металла и результаты испытания механических свойств металла шва. Применение порошковой проволоки без сертификата не допускается. Для проверки качества поставляемой проволоки, особенно при изготовлении ответственных изделий, потребителю необходимо проводить контрольные испытания проволоки в соответствие с требованиями технических условий.

Длительно хранившуюся проволоку перед применением необходимо прокалить при температуре 230--250° С в течение 1—3 ч. Для равномерной прокалки необходимо принять меры, предотвращающие прямое облучение проволоки нагревателями. Признаком качественной прокалки проволоки может служить ее цвет — от желтого до коричневого. Отсутствие пожелтения— признак недостаточной выдержки или низкой температуры в печи; появление синего цвета на поверхности проволоки — признак завышенной температуры.

Полуавтоматы или автоматы должны иметь горелки, обеспечивающие ламинарное истечение газа из сопла. При использовании нестандартных держателей необходимо учитывать, что они должны обеспечивать радиальное по отношению к оси проволоки истечение газа из мундштука.

Перед пропусканием проволоки в шланг конец ее должен быть завальцован, наконечник с мундштука снят, а шланг не должен иметь перегибов. Несоблюдение этих правил может привести к деформации проволоки в роликах, выходу из строя деталей шланга и держателя. После прижима верхними роликами порошковая проволока должна быть на 2/3 диаметра утоплена в паз нижних роликов. Пропускание проволоки в шланг осуществляется нажатием кнопки «пуск» на держателе или подающем механизме.

Перед сваркой необходимо установить рекомендуемый для данных диаметра проволоки, толщины металла и типа сварного соединения режим сварки. По выбранному режиму отрегулировать расход газа; выждать несколько секунд для полного удаления воздуха из шлангов. Установить вылет проволоки 35 40 мм с таким расчетом, чтобы расстояние от конца проволоки до среза сопла было в пределах 15—25 мм.


Рис. 120. Положение горелки относительно изделия при сварке непрокаленной проволокой

Возбуждение дуги осуществляется касанием конца проволоки изделия, а подача проволоки — нажатием кнопки «пуск» на держателе.

От положения и перемещения горелки относительно свариваемого изделия зависят в значительной степени устойчивость горения дуги, надежность газовой защиты зоны дуги от воздуха, скорость охлаждения металла, форма шва, интенсивность забрызгивания горелки, возможность наблюдения за зоной сварки.

Приближение горелки к изделию затрудняет наблюдение за процессом сварки и вызывает засорение горелки брызгами, а чрезмерное удаление может привести к дефектам в швах вследствие снижения эффективности защиты металла углекислым газом.

При пользовании непрокаленной проволокой сварку необходимо выполнять на повышенном вылете — до 50 мм (рис. 120).

При этом вследствие нагрева проволоки на вылете влияние влаги в сердечнике и смазки на поверхности проволоки на качество швов уменьшается.

Сварка стыковых соединений или угловых в лодочку может выполняться «углом вперед» пли «углом назад». Угол наклона проволоки относительно вертикальной плоскости, перпендикулярной к оси шва, не должен превышать 15° (рис. 121)


Рис. 121. Положение электродной проволоки относительно изделия при сварке стыковых соединений «углом назад» (1) и «углом вперед» (2).

При сварке «углом назад» увеличивается глубина проплавления, ширина шва уменьшается, обеспечивается более надежная защита металла сварочной ванны и улучшается обзор зоны плавления металла. Сварка «углом вперед» характеризуется малой глубиной проплавления и большой шириной шва. При сварке однослойных швов горелка перемещается поступательно или по вытянутой спирали. В случае сварки многослойных швов первый слой выполняется без поперечных колебаний электрода, а последующие слои — с поперечными колебаниями по вытянутой спирали или «змейкой». Сварка стыковых соединений с глубокой разделкой осуществляется горелкой с удлиненным наконечником, выступающим из сопла на 10—15 мм. При сварке угловых швов горелка должна быть отклонена от вертикальной стенки на 30—45°. Сварка производится «углом назад» или «углом вперед». Сварку «углом назад» рекомендуется производить на токах до 450 а. На более высоких токах лучшее формирование шва обеспечивается при сварке «углом вперед». Перемещение горелки — поступательное или возвратно-поступательное. Сварку угловых швов в нижнем положении катетом более 10 мм не рекомендуется выполнять за один проход.

После прекращения сварки горелку не рекомендуется отводить от сварочной ванны до полной кристаллизации металла. При остановках процесса и необходимости выполнения непрерывных швов кратер предыдущего слоя должен быть переварен.

Изложенные выше правила техники и технологии сварки в равной мере относятся ко всем существующим порошковым проволокам, предназначенным для сварки в углекислом газе. При выполнении тех или иных типов сварных соединений существенное значение имеет правильное назначение режима сварки. В табл. 64 приведены режимы сварки некоторых соединений проволокой ПП-АН4 диаметром 2,2 мм.



Рекомендуемые режимы при сварке стыковых соединений проволокой ПП-АН8 диаметром 2—3 мм приведены в табл. 65.

Дефекты швов

Основными дефектами швов, выполняемых порошковой проволокой в углекислом газе, являются поры, трещины, шлаковые включения, подрезы, наплывы.

Образование пористости в сварных швах может быть вызвано следующими причинами:

  • повышенной влажностью сердечника проволоки или наличием обильного слоя смазки на поверхности проволоки;
  • наличием на свариваемых кромках ржавчины, окалины, влаги и других загрязнение;
  • большим количеством примесей (главным образом, влаги и воздуха) в углекислом газе;
  • нарушением рекомендуемых режимов сварки;
  • несовершенной защитной зоны сварки углекислым газом;
  • попадание воздуха в зону сварки вследствие недостаточного либо избыточного расхода газа;
  • большое расстояние между соплом горелки и изделием;
  • чрезмерно большой угол наклона горелки относительно изделия;
  • подсос воздуха через неплотности в горелке и газовой магистрали;
  • эксцентричное расположение проволоки относительно соплa горелки;
  • износ мундштука и связанное с этим нарушение соосности газового потока и столба дуги;
  • турбулентное истечение газа из горелки.

Кристаллизационные трещины в металле шва могут образовываться в результате нарушения режима сварки (чрезмерного увеличения силы тока, напряжения дуги, скорости сварки), неправильной подготовки кромок под сварку, высокого содержания углерода и серы в свариваемом металле или компонентах порошковой проволоки.

Вероятность образования трещин повышается при сварке первого слоя многопроходных стыковых и тавровых швов. Чтобы предотвратить образование таких трещин, первые слои шва следует сваривать на пониженном токе «углом вперед» и с меньшей скоростью перемещения горелки.

Неметаллические включения чаще всего встречаются при сварке многопроходных швов. Для предупреждения этого дефекта необходимо тщательно удалять шлаковую корку перед выполнением последующего шва.

Наплывы и неравномерности сечения швов возникают, как правило, при сварке угловых и нахлесточных швов вследствие неправильного положения горелки относительно изделия, повышенной силы тока, малой скорости сварки, наложения за один проход швов катетом более 10 мм, а также из-за неравномерной скорости перемещения горелок.

Причиной образования подрезов является завышенное напряжение дуги.

Разбрызгивание электродного металла может быть вызвано повышенным напряжением дуги, большим вылетом проволоки, неправильным углом наклона электрода и т. д.

Особое внимание следует уделить обращению с газовой аппаратурой. Эксплуатация баллонов должна производиться в соответствии с правилами эксплуатации сосудов, работающих под давлением, Гостртехнадзора СССР. Углекислотная рампа должна иметь предохранительные клапаны. При эксплуатации баллонов не допускается нагрев их свыше 30° С. Система подогрева баллонов в рампе должна быть оборудована устройствами, обеспечивающими автоматическое выключение подогрева при температуре свыше 30 °С.

Читайте также: