Лекция №13 Техника выполнения ручной дуговой сварки

Трактор предназначен для работы на высоте до 1000 м над уровнем моря в закрытых помещениях с естественной вентиляцией.

В процессе работы трактор передвигается по изделию или по уложенной на нем направляющей линейке.

Сварка осуществляется на постоянном токе стальной электродной проволокой.

АДФ-1250 представляет собой самоходное устройство, в котором подача сварочной проволоки, перемещение, и защита дуги происходит автоматически по определенной программе.

Трактор производит сварку соединений встык с разделкой и без разделки кромок, угловых швов наклонным электродом, а также нахлесточных швов. Швы могут быть прямолинейными и кольцевыми.

Автомат имеет следующие основные технические решения:

¾ Микропроцессорный блок управления.

¾ Плавная регулировка скорости подачи электродной проволоки (сварочного тока).

¾ Плавная регулировка скорости перемещения тележки (скорости сварки).

¾ Стабилизация скорости сварки и скорости подачи проволоки.

¾ Цифровая индикация величины сварочного тока и напряжения, скорости сварки, времени заварки кратера и времени растяжки дуги.

¾ Возможность установки и запоминания времени заварки кратера и времени растяжки дуги.

¾ Предварительная установка сварочного режима.

¾ Дистанционное включение и плавное регулирование сварочного напряжения источника.

Регулировки положения сварочной головки:

¾ вокруг вертикальной оси несущей колонки на угол 90о с фиксацией положения;

¾ вокруг своей продольной оси на угол 45о с фиксацией положения;

¾ по вертикали и горизонтали на 50 мм от среднего положения с помощью двух винтовых суппортов.

¾ Перемещение сварочной головки в сборе с блоком управления, бункером и кассетой вдоль несущей колонки с фиксацией положения.

¾ Возможность сцепления и расцепления колес с приводом с помощью зубчатой муфты.

¾ Сменные ведущие ролики и вкладыши в токопроводе.

¾ Конструкция бункера, позволяет визуально контролировать уровень флюса в бункере.

¾ Система удаления остатков флюса в бункер после сварки.

Литература: 6 осн. [43-51],1 осн., 1-3 доп.

Контрольные вопросы

1. Какие функции выполняют автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом?

2. На какие типы подразделяются сварочные автоматы?

3. При изготовлении, каких конструкций применяются автоматы для дуговой сварки под флюсом?

4. Какими конструктивными особенностями обладают универсальные сварочные автоматы?

Подготовка металла для сварки

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.

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 на 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 и 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.

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.

Проверку качества сборки удобно производить специ­альными шаблонами и щупами. На рис. 35 показаны примеры использования подобных инструментов.

а — угла раскрытия кромки; б — прямого угла; в — смещения листов;

г — зазора между листами при сварке внахлестку; д — зазора при сварке в тавр и в стык

Рисунок 35 - Инструмент для проверки качества сборки

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 составлять от 20 до 100мм в зависимости от толщины сварива­емых листов и общей длины шва. Расстояние между при­хватками — 500-1000 мм в зависимости от длины шва. Сварочные прихватки выполняют теми же электродами, что и сварку изделия.

Техника выполнения сварных швов

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.

Длина дуги

Горение дуги должно поддерживаться так, чтобы ее длина оставалась постоянной. Правильно выбранная длина дуги оказывает существенное влияние на качество свар­ного шва и на производительность процесса сварки.

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. 36): слева направо, справа налево, от себя и к себе.

Рисунок 36 - Направления сварки (о) и наклон электрода (б)

Вне зависимости от направления сварки наклон электро­да должен быть определенным: электрод наклоняется к оси шва так, чтобы основной металл проплавлялся на наиболь­шую глубину. При сварке в нижнем положении на горизонтальной плоскости этот наклон должен составлять 15 граду­сов от вертикали в сторону ведения шва (рис. 36, б).

Углы наклона электрода в других пространственных положениях приведены на рисунках.

Колебательные движения электродом

Для получения валика нужной ширины должны про­изводиться поперечные колебательные движения элект­рода.

Основными видами поперечных колебательных движе­ний электрода являются (рис. 37):

Рисунок 37 - Траектория движения конца электрода при наплавке

уширенных валиков

— прямые по ломаной линии;

— полумесяцем, обращенным концами к наплавлен­ному шву;

— полумесяцем, обращенным концами к направлению сварки;

— треугольниками;

— петлеобразные с задержками в определенных местах.

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. 38):

а - однослойный и однопроходной; б — многослойный и многопроходной; в — многослойный

Рисунок 38 - Сварные швы

— однослойные швы;

— многослойные швы;

— 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.

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. 39, заполнение многослойного шва при сварке сек­циями и каскадом производится по всей толщине свариваемого металла на определенной длине ступени.

а — секциями; б — каскадом; в — горкой

Рисунок 39 - Схемы заполнения многослойного шва с малым интервалом времени

Длина ступени подбирается так, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200ºС в процессе выполнения свар­ного шва по всей толщине. При этом условии металл об­ладает достаточной пластичностью, и трещины не обра­зуются. Сварка горкой выполняется проходами по всей толщине металла.

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. Лучшим способом окончания шва является прекращение подачи электрода вниз и медлен­ное удлинение дуги до ее обрыва.

Режим сварки

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих протекание процесса сварки. К основным параметрам режима сварки относятся: сила сварочного тока, скорость сварки, напряжение дуги, диаметр элект­рода. Дополнительными параметрами считаются род и полярность тока, разновидность покрытия электрода, угол его наклона, температура предварительного нагрева ос­новного металла.

Диаметр электрода определяют, исходя из толщины свариваемого металла, вида сварного соединения, типа шва и других факторов. При сварке листового металла толщиной до 4 мм в ниж­нем положении диаметр электрода выбирают равным тол­щине свариваемой стали. При сварке стальных листов боль­шей толщины используют электроды диаметром 4—6 мм.

При сварке многослойных стыковых и угловых швов первый слой выполняют электродом диаметром 2—4 мм, а последующие слои — электродами большего диаметра в зависимости от толщины металла и формы скоса кромок.

Сварка в вертикальном положении осуществляется, как правило, электродами диаметром не более 4 мм. Элект­роды диаметром 5 мм применяются значительно реже, а электроды диаметром 6 мм могут использовать только сварщики высокой квалификации.

Потолочные швы обычно выполняются электродами диаметром не более 4 мм.

Сила тока выбирается в зависимости от диаметра элек­трода. При этом можно пользоваться приближенной фор­мулой

I = K·d,

где I — сила сварочного тока;

К — диаметр электрода, мм.;

d — коэффициент, равный 35-60 А/мм.

Следует учитывать, что малый сварочный ток приво­дит к неустойчивому горению дуги, малой производитель­ности, возможности непровара. Слишком большой ток вызывает сильный нагрев электрода, увеличивает скорость его плавления (что также может вызвать непровар), при­водит к повышенному разбрызгиванию электродного ма­териала и ухудшает формирование шва.

При сварке вертикальных и горизонтальных швов сва­рочный ток уменьшают на 5-10%, при сварке потолоч­ных — на 10-15%. Это делается для того, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.

Направление давления дуги можно изменять, изме­няя наклон электрода. Тем самым достигается различ­ная глубина провара при одной и той же величине сва­рочного тока.

Род и полярность тока также оказывают влияние на размеры и форму шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40-50% боль­ше, чем при сварке на постоянном токе прямой полярно­сти. Это явление объясняется разным количеством теп­лоты, которое выделяется на Катоде и аноде. При сварке на переменном токе глубина провара меньше на 15—20%, чем при сварке постоянным током обратной полярности.

Повышение напряжения на дуге за счет увеличения ее длины вызывает снижение сварочного тока, а следова­тельно, уменьшает и глубину провара. Ширина же шва при этом увеличивается независимо от полярности тока. С увеличением скорости ручной сварки глубина прова­ра и ширина шва уменьшаются.

Выполнение сварки в нижнем положении

Сварка стыковых соединений выполняется с одной или с двух сторон, что зависит от толщины свариваемого ме­талла. Движения электрода и его положение приведены на рисунке 40, ориентировочные режимы сварки — в таблице 12.

Рисунок 40 - Положение (о) и движения электрода (б) при сварке стыковых швов со скосом кромок

Таблица 12 - Ориентировочные данные о режимах сварки стыковых соединений без скоса кромок

Толщина металла, мм.	Разновидность шва	Зазор, мм	Диаметр электрода, мм	Величина сварочного тока
Нижнее положение шва	Вертикальное и потолочное положение шва
	Односторонний	1,0	3-4
	Двухсторонний	1,0-1,5	4-5	180-260	160-230
	-//-	1,5-2,0
	-//-	2,0

Стыковые соединения со скосом двух кромок (т. е. V-образные) в зависимости от толщины металла могут выполняться однослойными, многослойными и многопро­ходными швами.

Оптимальный угол раскрытия шва определяется, с од­ной стороны, удобством выполнения сварки для умень­шения опасности непровара корня шва (удобный угол — 80—90°), а с другой стороны тем, что большой угол раз­делки увеличивает объем наплавленного металла и сва­рочные деформации. Поэтому для нормального процесса ручной дуговой сварки принимается угол разделки, рав­ный 60°. Для толстых листов (S более 15 мм) его умень­шают до 55°, для тонких листов увеличивают до 65°.

Зазор между свариваемыми элементами и притупле­ние кромок выбирают в пределах от 1,5 до 4 мм в зависи­мости от толщины этих элементов и некоторых других факторов.

Наиболее трудным при выполнении сварки является получение надежного провара корня шва. Именно здесь чаще всего бывают различные дефекты. Поэтому, по воз­можности, корень шва следует подваривать с обратной стороны.

Металл толщиной от 4 до 8 мм сваривают однослойным швом. Однослойные швы с V-образным скосом кромок выполняются поперечными колебательными движениями в виде треугольника без задержки в корне шва если листы имеют толщину 4 мм, и с задержкой, если листы имеют большую толщину.

Листовой металл толщиной 12 мм и больше сваривает­ся встык с Х-образным скосом кромок при помощи мно­гослойного или многопроходного шва. Выбор того или другого вида шва зависит от толщины свариваемого ме­талла и его химического состава.

Многопроходной шов выполняют тонкими узкими ва­ликами без поперечных колебаний электрода. Сварку рекомендуется выполнять электродами, которые предназ­начены для сварки способом опирания. В таких случаях применяются электроды неболь­шого диаметра — от 1,6 до 3 мм (очень редко — 4 мм).

Многослойный шов обеспечивает более высокую про­изводительность по сравнению с многопроходным.

Иногда, чтобы обеспечить провар по всей толщине ме­талла, сварку ведут на подкладках (остающихся или съем­ных). В этом случае сварочный ток можно увеличить на 20—30%, не опасаясь сквозного проплавления.

Остающиеся подкладки изготавливают из стальных полос толщиной 2—4 мм и шириной 30—40 мм. Съемные подкладки изготавливают из меди, иногда из керамики или графита. В некоторых случаях сварочные прокладки при сварке охлаждаются водой.

Литература:1осн. [95-121], 2 осн. [162-178], 1-3 доп.

Контрольные вопросы

1. Какую операцию применяют главным образом при подготовке деталей к сварке?

2. Что называют сварочными прихватками?

3. Какие способы зажигания сварочной дуги Вам известны?

4. Каким образом должна выполняться сварка толстых листов?

5. Каким образом должна выполняться окончание шва?

6. Назовите подготовительные операции под сварку.

7. Что такое нормальная длина сварочной дуги?

8. Какие виды колебательного движения электродом вы знаете?

9. Что называется режимом сварки?

10. Как выбирают сварочный ток?

Дата добавления: 2014-01-06