Газосварка

Под воздействием теплоты электрической дуги происходит расплавление кромок свариваемого изделия, электродного (или присадочного) металла, покрытия или флюса. При этом образуется сварочная ванна расплавленного металла, покрытая слоем расплавленного шлака. При сварке происходит взаимодействие расплавленного металла со шлаком, а также с выделяющимися газами и воздухом. Это взаимодействие начинается с момента образования капель металла электрода и продолжается до полного охлаждения наплавленного металла шва.

Металлургические процессы, протекающие при сварке, определяются высокой температурой, небольшим объемом ванны расплавляемого металла, большими скоростями нагрева и охлаждения металла, отводом теплоты в окружающий ванну основной металл, интенсивным взаимодействием расплавляемого металла с газами и шлаками в зоне дуги.

Высокая температура сварочной дуги вызывает также диссоциацию (распад) молекул кислорода и азота в атомарное Состояние. Обладая большой химической активностью, эти газы интенсивнее взаимодействуют с расплавленным металлом шва. В зоне дуги происходит распад молекул паров воды с диссоциацией молекул водорода, атомарный водород активно насыщает металл шва. Высокая температура способствует выгоранию примесей и тем самым изменяет химический состав свариваемого металла. Небольшой объем ванны расплавленного металла (при ручной сварке он составляет 0,5—1,5 см3, при автоматической — 24—300 см3) и интенсивный отвод теплоты в металл, окружающий ванну, не дает возможности полностью завершиться всем реакциям взаимодействия между жидким металлом, газами и расплавленным шлаком. Большие скорости нагрева и охлаждения значительно ускоряют процесс кристаллизации, приводят к образованию закалочных структур, трещин и других дефектов. Под действием теплоты происходят структурные изменения в металле околошовной зоны, которые также приводят к ослаблению сварного шва.
Полный текст

Страниц: 1 2 3

Кристаллизация металла сварочной ванны начинается у границы с нерасплавившимся основным металлом в зоне сплавления. Различают кристаллизацию первичную и вторичную. Первичной кристаллизацией называют процесс перехода металлов и сплавов из жидкого состояния в твердое. У металлов, не имеющих аллотропических превращений, процесс затвердевания и охлаждения исчерпывается только первичной кристаллизацией. У металлов и сплавов, имеющих аллотропические формы или модификации, после первичной кристаллизации при дальнейшем охлаждении происходит вторичная кристаллизация металла в твердом состоянии при переходе из одной аллотропической формы в другую.

Первичная кристаллизация металла сварочной ванны протекает периодически, что обусловлено периодичностью снижения теплообмена и выделения скрытой теплоты кристаллизации. Это приводит к слоистому строению металла шва, к появлению зональной и дендритной ликвации. Толщина закристаллизовавшихся слоев зависит от объема сварочной ванны и скорости охлаждения металла и колеблется в пределах от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Зональная (слоистая) ликвация выражается неоднородностью химического состава металла шва в периферийной и центральной зонах. Это является следствием того, что металл периферийных зон затвердевает раньше и поэтому содержит меньше примесей. Металл центральной зоны шва оказывается более обогащенным примесями. Дендритная ликвация характеризуется химической неоднородностью кристаллитов. Первые кристаллиты (центральные и начальные части дендритов) содержат меньше примесей, а междендритное пространство оказывается более загрязненным примесями.

Улучшая условия диффузии ликвирующих примесей в твердом металле, можно значительно снизить как слоистую, так и дендритную ликвацию. Например, увеличивая скорость охлаждения металла, сокращают длительность двухфазного состояния металла сварочной ванны и этим снижают степень неоднородности состава жидкой и твердой фаз металла шва.
Полный текст

Страниц: 1 2

Для заполнения разделки шва в зону дуги вводят присадочный металл в виде прутка или проволоки. При ручной дуговой сварке применяют плавящиеся электроды в виде прутков или стержней с покрытием. При механизированной сварке используют электрод в виде проволоки, намотанной на кассету.

Изготовляют стальную холоднотянутую проволоку круглого сечения диаметрами 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0 и 12,0 мм и поставляют в мотках (бухтах) из одного отреза. Проволока первых семи диаметров предназначена в основном для полуавтоматической и автоматической сварок в защитном газе. Для автоматической и полуавтоматической сварок под флюсом применяют проволоку диаметром 2—6 мм. Проволока диаметром 1,6—12,0 мм идет на изготовление стержней электродов. Поверхность проволоки должна быть гладкой чистой, без окалины, ржавчины, грязи и масла.

По химическому составу стальная проволока делится на три основные группы (ГОСТ 2246-70):

• углеродистая (6 марок) с содержанием углерода не более 0,12%, которая предназначена для сварки низкоуглеродистых, среднеуглеродистых и некоторых низколегированных сталей;
• легированная (30 марок) для сварки низколегированных, конструкционных, теплостойких сталей;
• высоколегированная (41 марка) для сварки хромистых, хромоникелевых, нержавеющих и других специальных легированных сталей.

Полный текст

Страниц: 1 2

Металлические электроды для дуговой сварки изготовляют следующих размеров:

По качеству электроды подразделяются на три группы.

Покрытие электрода должно быть однородным, плотным, прочным, без трещин, наплывов, вздутий и эксцентричности относительно оси стержня. Допускаются шероховатость и отдельные риски глубиной менее четверти толщины покрытия, вмятины глубиной до половины толщины покрытия на длине не более 12,0 мм, оголенность только с конца электрода на длине не более половины диаметра и другие мелкие дефекты. Прочность покрытия испытывают следующим образом: при падении плашмя на стальную плиту с высоты 1 м электродов диаметром менее 4 мм и с высоты 0,5 м электродов диаметром 4 мм и более покрытие не должно разрушаться. Влагостойкость покрытия проверяют погружением электрода в воду и выдержкой в течение 24 часов при температуре 15—25 °С.

Электроды упаковывают в водонепроницаемую бумагу или полиэтиленовую пленку и пачками массой 3—8 кг укладывают в деревянные ящики. Масса ящика— от 30 до 50 кг.

На каждой пачке имеется этикетка, содержащая наименование завода-изготовителя, условное обозначение электрода, область применения, режимы сварки, обработки и механические показатели сварного шва, свойства наплавленного металла и коэффициент наплавки.
Полный текст

Страниц: 1 2 3 4

Сборка является ответственной операцией технологического процесса сварки, так как от точного шва зависит его прочность.

Применяются следующие способы сборки и сварки конструкций:

• Сборка узла или конструкции в целом с последующей сваркой; этим способом при нескольких сварочных операциях изготовляются простые узлы и конструкции, состоящие из 2—3 заготовок.
• Последовательная сборка и сварка путем наращивания отдельных элементов. Применяется в тех случаях, когда невозможно полностью сварить собранную конструкцию. Этот способ малопроизводителен.
• Поузловая сборка и сварка с последующей сборкой и сваркой конструкций из этих узлов. Данный способ наиболее прогрессивный и сейчас широко распространен. В этом случае ускоряется процесс изготовления конструкций и улучшается качество выполнения сварочных работ, так как сварку узлов осуществляют в заводских условиях или на специализированных участках стройплощадок с использованием приспособлений. Применяется при изготовлении, например, судов, вагонов, цистерн, резервуаров, мостов, каркасов зданий и других изделий.

В процессе сборки сварного соединения контролируются основные параметры, значения которых устанавливаются ГОСТ 5264-80.

• Угол разделки для РДС должен иметь оптимальное значение. Контроль осуществляется шаблоном или угломером. Меньшая величина угла раскрытия кромок не обеспечивает нормального формирования корневого шва и вызывает появление дефектов сварного шва в виде непровара и шлаковых включений. Большая величина угла разделки вызывает повышенный расход электродов.
• Величина зазора влияет на глубину провара в зависимости от его толщины и измеряется с помощью специальных щупов.

Полный текст

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др.

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток. Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др.

Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва. Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода в зависимости от толщины свариваемых кромок.

При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва. При катете шва 3— 5 мм сварку производят электродом диаметром 3—4 мм, при катете 6—8 мм применяют электроды диаметром 4—5 мм. При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.
Полный текст

Страниц: 1 2 3

Метод опирания, или сварка с глубоким проплавлением. Для получения глубокого проплавления используют электрод с утолщенным покрытием. Стержень электрода плавится быстрее покрытия, поэтому- на конце электрода образуется «чехольчик». Опираясь этим чехольчиком на кромки свариваемого изделия, перемещают электрод вдоль шва без колебательных движений. Для получения узких швов рекомендуется усиливать нажим на электрод в направлении сварки, а для получения широких швов нажим необходимо ослаблять.

Такой метод обеспечивает повышение производительности сварки до 70% за счет уменьшения расхода наплавляемого металла на единицу длины шва. Короткая дуга и большая концентрация теплоты значительно увеличивают глубину проплавления основного металла. В закрытой чехольчиком зоне дуги потери металла на угар и разбрызгивание минимальные. Сварочный ток может быть повышен на 40—60% по сравнению с нормальным. Метод особенно эффективен при сварке угловых и тавровых соединений в нижнем положении или «в лодочку».

Для сварки с глубоким проплавлением применяют электроды типов ОЗС-2, ОЗС-6, СМ-17 и др. Сварка таким методом не требует высокой квалификации.
Полный текст

Сварочные деформации и напряжения снижают механическую прочность сварных конструкций. Для получения сварных конструкций высокой прочности необходимо прежде всего выбрать наиболее рациональное размещение сварных швов, сочетая его с оптимальной технологией выполнения. Количество сварных швов, их протяженность и сечение должны быть минимальными в соответствии с прочностным расчетом конструкций. Не рекомендуются перекрещивающиеся швы. Симметричное расположение швов значительно снижает деформацию конструкции. Стыковые швы более желательны, чем угловые.

Основными причинами возникновения сварочных деформаций и напряжений являются неравномерное нагревание и охлаждение изделия, литейная усадка наплавленного металла и структурные превращения в металле шва.

Неравномерное нагревание и охлаждение вызывают тепловые напряжения и деформации. При сварке происходит местный нагрев небольшого объема металла, который при расширении воздействует на близлежащие менее нагретые слои металла. Напряжения, возникающие при этом, зависят главным образом от температуры нагрева, коэффициента линейного расширения и теплопроводности свариваемого металла. Чем выше температура нагрева, а также чем больше коэффициент линейного расширения и ниже теплопроводность металла, тем больше тепловые напряжения и деформации в свариваемом шве.
Полный текст

Страниц: 1 2

Газовой сваркой называется сварка плавлением, при которой нагрев кромок соединяемых частей и присадочного материала производится теплотой сгорания горючих газов в кислороде.

Газовая сварка классифицируется по виду применяемого горючего газа (ацетиленокислородная, керосинокисло-родная, бензинокислородная, пропанобутанокислородная и др.). Широкое применение получили газовые сварки ацетиленокислородная и пропанобутанокислородная. Для производства работ сварочные посты должны иметь следующее оборудование и инвентарь: ацетиленовый генератор или баллон с горючим газом, кислородный баллон, редукторы (кислородный и для горючего газа), сварочную горелку с набором сменных наконечников, шланги для подачи горючего газа и кислорода в горелку, сварочный стол, приспособления для сборки изделий под сварку, комплект инструментов.

• по способу установки — передвижные и стационарные;
• по принципу взаимодействия карбида кальция с водой — работающие по принципу «карбид в воду» (KB), «вода в карбид» (ВК), «вытеснение воды» (ВВ), комбинированные.

Ацетиленовый генератор — аппарат, предназначенный для получения ацетилена при взаимодействии карбида кальция с водой.
Полный текст

Страниц: 1 2 3 4 5

Кислород при газовой сварке способствует интенсивному горению горючих газов и получению высокотемпературного пламени. При горении газов в воздухе температура пламени значительно ниже, чем при горении в кислороде. При газовой сварке применяют газообразный технический кислород трех сортов. Первый сорт характеризуется чистотой не ниже 99,7% по объему, второй сорт — не ниже 99,5%; а третий сорт — не ниже 99,2%.

Технический кислород содержит примеси, состоящие из азота и аргона. Следует учесть важное значение чистоты кислорода при сварке и резке металла. Снижение чистоты кислорода на 1 % не только ухудшает качество сварного шва, но и требует увеличения расхода кислорода на 1,5%.

Кислород при атмосферном давлении и нормальной температуре представляет собой газ без цвета и запаха с плотностью 1,43 кг/м3. Его получают из воздуха методом низкотемпературной ректификации, основанным на разности температур кипения основных составляющих воздуха — азота (-195,8°С) и кислорода (-182,96°С). Воздух переводят в жидкое состояние и затем постепенным повышением температуры испаряют азот (78%). Оставшийся кислород (21 %) очищают многократным процессом ректификации.
Полный текст

Страниц: 1 2