Ручная дуговая сварка и резка

Ручная дуговая сварка. Такая сварка обеспечивает большую производительность труда по сравнению с газовой, кроме того, в процессе сварки используют более простое и безопасное оборудование. Подготовка к дуговой сварке состоит в очистке концов труб и поверхностей деталей на расстоянии 25...30 мм и разделке кромок. Затем соединяемые трубы центрируют с помощью приспособлений так, чтобы смещение их кромок при толщине стенки трубы до 5 мм было не более 1 мм, а зазор между торцами труб - не более 1,5...2,0 мм.

Ручную дуговую сварку производят электрическим током, который через электрододержатель и сварочный провод 1 подводится к электроду от источника тока и по второму проводу - к свариваемому металлу. Когда сварщик касается электродом поверхности металла, между электродом и металлом возникает короткое замыкание, в результате чего в точках контакта плотность тока достигает больших значений, выделяется большое количество теплоты и металл мгновенно расплавляется, образуя жидкую перемычку между свариваемым металлом и электродом. При отводе электрода от поверхности металла на некоторое расстояние возникает электрическая дуга.

Дуговую сварку можно выполнять переменным или постоянным током. Постоянный ток обеспечивает высокое качество сварки, но сварка переменным током более экономична и удобна.

При сварке переменным током ток от сети переменного тока напряжением 220, 380 В подается к сварочному трансформатору 3, который понижает напряжение до величины, необходимой для возбуждения и устойчивого горения дуги (напряжением 60...80 В), и по сварочным проводам 1 через зажим 10 и электрододержатель 12 подводится к свариваемой детали 11.

Сварочный трансформатор состоит из сердечника, на вертикальных стержнях которого размещаются катушки первичной и вторичной обмоток. Подвижные катушки вторичных обмоток соединены с регулировочным винтом, при вращении которого рукояткой 4 катушки вторичной обмотки сближаются с катушками первичной обмотки; при этом сварочный ток будет увеличиваться. При удалении катушек одна от другой сварочный ток уменьшается. Сварочный ток можно также регулировать включением в сварочную цепь дросселя или последовательным включением обмоток сварочного трансформатора.

При сварке постоянным током ток от сети переменного тока напряжением 220, 380 В поступает к сварочному преобразователю или выпрямителю. Преобразователь состоит из электродвигателя и генератора постоянного тока, соединенных общим валом. Генератор вырабатывает постоянный ток напряжением 2S...27 В. Сварочный ток регулируется реостатом 7.

Передвижной сварочный преобразователь ПСТ-500 представляет собой однокорпусную конструкцию, объединяющую электродвигатель и генератор. В верхней части корпуса установлены реостат, зажимы для подключения сварочных проводов и вольтметр.

Сварочные выпрямители ВД-306, ВД-502 характеризуются высоким КПД, меньшей массой, чем преобразователи, и широкими пределами регулирования.

В том случае, если электрическая сеть отсутствует, используют сварочные агрегаты АДД-309, АД-304, в которых генератор приводится во вращение двигателем внутреннего сгорания.

Для ручной дуговой сварки применяют металлические электроды с нанесенным покрытием. Электроды изготовляют из стальной углеродистой, легированной, высоколегированной проволоки. Их классифицируют по назначению (для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей, легированных конструкционных и теплоустойчивых сталей, высоколегированных сталей), по виду покрытия (с основным, рутиловым, кислым, целлюлозным и другим покрытием), характеру шлака, механическим свойствам металла.

Покрытие электродов защищает расплавленный металл от кислорода и азота воздуха, стабилизирует горение дуги, очищает металл от вредных примесей и добавляет в него элементы, улучшающие свойства сварного шва (легирующие добавки).

Для защиты зоны сварки также используют углекислый газ, азот, аргон и другие инертные газы, находящиеся под большим давлением в баллонах, аналогичных кислородным.

Для ручной дуговой сварки труб обычно применяют электроды Э42 и Э42А, которые хранят в упаковках в сухих помещениях.

Ручную дуговую сварку выполняют в такой последовательности: после подготовки труб выбирают режим сварки, устанавливают сварочное оборудование, зажигают дугу и выполняют шов.

При выборе режима ручной сварки определяют диаметр электрода и величину сварочного тока. Диаметр электрода зависит от толщины металла, типа соединения, шва и т.д. При сварке встык металла толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода принимают равным толщине металла, при большей толщине используют электроды диаметром 4...6 мм. Сварку труб со стенками /: толщиной до 5,5 мм можно вести электродом диаметром 3 мм.

В многослойных и угловых швах первый слой выполняют электродом 2...4 мм, а последующие - электродом большего диаметра, что обеспечивает более высокое качество шва. Вертикальные и потолочные швы обычно выполняют электродом диаметром не более 4 мм.

Сварочный ток принимают равным 35...60 А на один миллиметр диаметра электродов. При меньшем значении тока происходит неустойчивое горение дуги, непровар, что ведет к небольшой производительности; при чрезмерно большом значении электрод перегревается, разбрызгивается металл, ухудшается формообразование шва и образуется непровар.

Вертикальные и горизонтальные швы выполняют при сварочном токе, меньшем на 5...10 %, чем нижние швы, а потолочные швы - на 10...15 %. Это не позволяет жидкому металлу вытекать из сварочной ванны.

Скорость сварки и напряжение на дуге устанавливают в процессе работы в зависимости от вида сварного соединения, марки стали трубы и электрода, положения шва в пространстве. При повышении скорости сварки глубина провара и ширина шва уменьшаются. При увеличении длины дуги глубина провара и ширина шва увеличиваются.

При установке сварочного оборудования трансформатор или генератор размещают около места сварки и подключают к сети, присоединяют провода с помощью зажима к свариваемым деталям и закрепляют выбранный электрод в электрододержателе.

Дугу между электродом с защитным покрытием и свариваемыми деталями зажигают в два этапа: коротким замыканием конца электрода на свариваемую деталь и последующим отрывом его на расстояние, равное диаметру электрода с покрытием. Зажигание дуги можно произвести касанием в одной точке (впритык) и скольжением (чирканьем). При втором способе металл разогревается в нескольких точках при движении электрода по поверхности детали. Это облегчает зажигание дуги.

Оба способа зажигания дуги применяют на практике, причем первый чаще используют при сварке в узких и неудобных местах. После зажигания дуги основной и электродный металлы начинают плавиться, образуя ванну расплавленного металла. Сварщик т электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода, что позволяет поддерживать постоянную длину дуги. От правильно выбранной длины дуги зависят качество сварного шва и производительность труда сварщика. Нормальной считают длину дуги, равную 0,5...1,1 диаметра стержня электрода. Увеличение длины дуги снижает ее устойчивое горение, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода.

Электрод при сварке можно передвигать в любом направлении. Он должен быть наклонен к оси шва так, чтобы металл свариваемого изделия проплавлялся на наибольшую глубину и правильно формировался металл шва. При выполнении нижних швов угол наклона электрода должен быть 75° от вертикали в сторону ведения шва - углом назад. При указанных наклонах максимально проплавляется металл, качественно формируется шов, уменьшается скорость охлаждения металла в сварочной ванне, что предотвращает образование трещин в шве.

Для получения шва нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода:

по ломаной линии - используют для получения плавных валиков при сварке толстых деталей встык без скоса кромок в нижнем положении, когда прожог свариваемой детали невозможен;

полумесяцем, обращенным концами к направлению сварки или к наплавляемому шву - применяют для стыковых швов со скосом кромок и угловых швов с катетом менее 6 мм при любом положении шва и использовании электродов диаметром до 4 мм;

треугольником - используют при выполнении стыковых соединений со скосом кромок и угловых швов с катетом более 6 мм при любом положений шва.

Сварные швы, выполняемые ручной дуговой сваркой, могут быть одно- и многослойными, как и при газовой сварке. Заполнение шва производят "напроход", когда, электрод продвигают вдоль шва с начала до конца в одном направлении, и обратноступенчатым способом, разбивая шов на короткие участки, которые Последовательно заваривают.

После окончания сварки нельзя обрывать дугу и оставлять на поверхности металла шва углубление (кратер). Для его устранения в конце шва прекращают поступательное движение электрода и медленно отводят его от шва, удлиняя дугу до её обрыва. При сварке низкоуглеродистых сталей кратер заполняют электродным металлом и выводят электрод в сторону на основной металл. Не рекомендуется заваривать кратер несколькими обрывами и зажиганиями дуги ввиду загрязнения металла оксидами.

Сварное соединение труб и деталей ручной дуговой сваркой производят аналогично соединениям газовой сваркой, При сварке оцинкованных стальных труб применяют электроды диаметром не более 3 мм с рутиловым или фтористокальциевым покрытием.

Ручную сварку стыков труб покрытыми электродами применяют при наложении корневого шва без подкладных колец, а также при изготовлении и монтаже трубопроводов в неудобных для механизированной дуговой сварки условиях: стыки коленообразного гнутого трубопровода и трубопровода, проходящего в здании, соединения секций в длинные петли, приварка фланцев, заглушек и т.д.

Корневой шов выполняют электродами диаметром 1,6...3 мм в зависимости от толщины стенки трубы, а остальные швы выполняют электродами большего диаметра.

При сварке стыка целесообразно выполнять его в несколько слоев: при толщине свариваемой детали 4...5 мм - в два слоя (не считая корневого), при толщине 10... 12 мм - в четыре слоя электродами диаметром З...4мм.

Обычно ручную дуговую сварку стыков трубопроводов выполняют сверху вниз. Это позволяет вести процесс на большой скорости и с меньшим сечением валика (с меньшим количеством шлака), что особенно важно при работе на морозе, а также снижает время на зачистку шва от шлака и заварку кратера. Эту сварку ведут с использованием электродов марок ОЗС-9, ВСЦ-1, ВСЦ-2, ВСФС-50 и др. Этими же электродами можно выполнять сварку и снизу вверх.

Для сварочных работ в закрытых помещениях применяют полуавтомат "Луч", подключаемый к осветительной сети. При сварке этим полуавтоматом используют проволоку марки Св-15ГСТЮЦА, которая не требует газовой защиты.

Контроль качества шва при дуговой и газовой сварке аналогичен,

Резка. В зависимости от процессов, происходящих при резке, металла, резку разделяют на кислородно-дуговую, воздушно-дуговую и плазменно-дуговую.

Кислородно-дуговая резка основана на расплавлении металла электрической дугой, а затем сжигании металла в струе кислорода. При этом способе резки между трубчатым электродом я обрабатываемым изделием образуется электрическая дуга. Струя кислорода, поступающая из баллона с редуктором в трубчатый электрод, попадает на нагретую поверхность и окисляет металл по всей толщине.

При воздушно-дуговой резке металл по линии реза расплавляется дугой, горящей между изделием и электродом, и непрерывно удаляется струей сжатого воздуха.

Плазменно-дуговая резка заключается в проплавлении металла мощным дуговым разрядом, локализованным на малом участке поверхности разрезаемого металла, с последующим удалением металла из зоны реза высокоскоростным газовым потоком. Холодный газ, попадающий в горелку (плазмотрон), обтекает электрод в зоне дугового разряда и превращается в плазму - высокотемпературный газ, содержащий большое количество положительно и отрицательно заряженных частиц (ионов, электронов). Плазма истекает через отверстие малого диаметра в сопле в виде ярко-светящейся струи с большой скоростью и температурой 20000...30000 °С.

Плазменно-дуговая резка обеспечивает высокую скорость процесса и позволяет обрабатывать металлы, которые нельзя резать другими способами: медь, алюминий и их сплавы, высоколегированную сталь.

Гость