Главная → Статьи

Использование электродов на строительно-монтажной площадке

Качество сварных соединений и электродов находится в прямой зависимости. Качество электродов зависит не только от технологии их изготовления, но и от условий их хранения. В покрытии электродов имеются соединения кальция, целлюлоза и другие гигроскопические компонеты, усваивающие влагу из воздуха, которая является основным источником насыщения металла сварного шва водородом. Повышенное содержание диффузионного водорода в шве отрицательно влияет на качество соединения, вызывая образование пор и холодных трещин. На степень увлажнения покрытия оказывают влияние такие факторы, как способ упаковки электродов, влагосодержание и температура воздуха, время пребывания электрода на воздухе или в сыром помещении. Применяемая в настоящее время упаковка электродов не всегда предохраняет их от увлажнения. При хранении электродов в обычных условиях значительно повышается влажность покрытия. Так, при влажности 70% и температуре 20 °С электродное покрытие через день увлажняется настолько, что сварной шов получается пористым. Опытным путем установлено, что даже при хранении электродов в комнатных условиях при 18—22 °С покрытие набирает значительное количество влаги (до 0,7 , в то время как перед сваркой необходимо иметь 0,2). Поэтому как при хранении, так и при использовании электродов на строительно-монтажных площадках должны соблюдаться специальные требования, т. е. на центральных складах строительно-монтажных организаций, на складах монтажных участков и на рабочих местах должны быть созданы такие условия, при которых электроды могут сохранить все свои свойства.

К складам для электродов предъявляются специальные требования, так как электроды должны храниться в сухих отапливаемых помещениях при температуре не ниже 15°С и относительной влажности 40—50% в условиях, предохраняющих их от загрязнения, увлажнения и механических повреждений. Температуру необходимо поддерживать постоянной не только в разные времена года, но и в течение суток. В противном случае в ночное время нагревшееся за день помещение остынет и содержащаяся в нем влага сконденсируется в виде росы на пачках электродов, а затем перейдет при негерметичной упаковке в покрытие электрода. На монтажных участках иногда целесообразно применять передвижные склады, размещаемые в сборно-разборных домиках. Склад устанавливают на сани из труб и перемещают его по площадке по мере необходимости. Такой склад оборудуется двухъярусными стеллажами и печью для сушки и прокалки электродов. На лицевой стороне стеллажей прикрепляют таблички с указанием марок и диаметров электродов.

Учитывая склонность покрытия электродов к поглощению влаги, прокаливание электродов перед сваркой является технологически необходимой операцией, от которой зависит качество сварного соединения. Режим прокаливания и сушки электродов устанавливается в зависимости от типа электродного покрытия и приводится на этикетках к электродам, в паспортах электродов и каталогах. Необходимо тщательно соблюдать рекомендуемые режимы, так как при сварке недосушенными или пересушенными электродами резко ухудшается качество сварного шва. В обоих случаях создаются предпосылки для образования пор в металле из-за влаги в покрытии или ухудшения защиты сварочной ванны вследствие выгорания органических составляющих электродного покрытия. По отечественным и зарубежным данным прокаливание электродов в зависимости от их марки, толщины и влажности покрытия, допустимого содержания водорода в наплавленном металле проводится, как правило, в диапазоне температур 80—400°С в течение 20—120 мин. Печи для прокалки электродов должны обеспечивать указанную температуру с необходимым ее регулированием внутри этого интервала. При этом во избежание разрушения покрытия высокотемпературное излучение на электроды должно быть исключено. Печи могут быть стационарными и переносными. Стационарные печи имеют массу от 50 до 1200 кг, в них может быть загружено 20—450 кг электродов, температура в рабочем пространстве 40—540 °С, мощность нагревателей 1,2—20 кВт. В основном тепло в печах передается излучением, естественной конвекцией и теплопроводностью. В большинстве печей теплоизоляцией служит минеральная вата, а электроды располагаются горизонтально. Однако имеются печи и с вертикальным расположением электродов. Стационарные печи, как правило, имеют регулятор температуры. В качестве электронагревателей используется нихромовая проволока или ТЭНы, расположенные в нижней части печи или вокруг рабочего пространства.

Переносные печи имеют собственную массу 7—42 кг, столько же в них вмещается электродов, а храниться при температуре 50—70 °С может в 1,5—4 раза больше электродов. Расположение электродов в печах горизонтальное и вертикальное. Стационарные и переносные печи могут работать не только в режиме прокалки, но и в режиме хранения электродов, т. е. при температуре 50—70 °С. Но имеются и специальные стационарные и переносные печи для хранения электродов, в которых выделяемая электродами влага поглощается силикагелем.

В последнее время в ряде отраслей промышленности стали применять печи аэродинамического подогрева, имеющие принципиально отличный от традиционных механизм получения требуемой температуры нагрева — в них отсутствуют термоэлектрические, пламенные и другие нагреватели. Принцип действия новых печей основан на использовании эффекта аэродинамических потерь, создаваемого замкнутым скоростным потоком воздуха или газа (10—40 м/с) при вращении центробежного вентилятора специальной конструкции. В этом случае почти вся механическая энергия эквивалентно преобразуется в тепловую, тепло нагреваемым электродам передается только конвективным способом. Такой способ нагрева обеспечивает очень низкий перепад температур в объеме рабочей камеры (1—3°С) и высокий КПД (до 0,9), что значительно снижает удельный расход электроэнергии по сравнению с обычными электронагревательными печами.

В настоящее время созданы печи для сушки и прокалки электродов на строительно-монтажной площадке. Печь (рис. 21) состоит из основания, на котором крепится рабочая камера, электродвигатель и подшипниковая опора. Электродвигатель соединен с подшипниковой опорой клиноременной передачей.

Рис. 21. Схема печи аэродинамического подогрева
1 — электродвигатель; 2 — подшипниковая опора; 3 — ротор (генератор тепла); 4 — регулятор мощности теплового эффекта; 5 — контейнер с электродами; 6 — корпус печи

Рис. 22. Термопенал конструкции Гипрохиммонтажа
1 — корпус; 2 —: кожух наружный; 3 — асбестовый лист; 4 — электронагреватель в керамическом изоляторе

Рис. 23. Термопенал модели Г-1
1 — ручка; 2 — крышка; 3 — нагревательный элемент; 4 — цилиндр-корпус; 5 — цилиндр-стакан; 6 — теплоизоляция; 7 — клеммник; 8 — контрольная лампа

Внутри рабочей камеры находится ротор специальной конструкции, экран, регулятор мощности и теплового эффекта, решетчатые пеналы, в которые загружаются электроды. Температура в рабочем пространстве печи путем изменения площади поперечного сечения всасывающего отверстия устанавливается регулятором мощности, который расположен гибающего момента, возникающего в результате несоосности приложения нагрузки, низкий предел выносливости, увеличенный расход металла и большая длина швов. При газовой сварке металла толщиной более 3 мм нахлесточные соединения применять нежелательно, так как из-за больших собственных напряжений возникают значительные деформации, которые при жестком закреплении могут привести к появлению трещин.

Рис. 24. Стыковое соединение свариваемых элементов
а — одинаковой толщины; б — разной толщины; в —с отбортовкой кромок

Рис. 25. Соединение тавровое (а), нахлесточное (б), угловое (о), впритык (р)

Рис. 26. Виды сварных швов по отношению к действующему усилию Р
а —фланговый; б —лобовой; в — комбинированный; г — косой

Угловое соединение. Угол между собираемыми элементами может быть прямым (рис. 25,в), острым или тупым. Иногда применяют соединение, показанное на рис. 25,г.

Рис. 27. Классификация сварных швов по расположению их в пространстве
а — нижние; б — горизонтальные; в — вертикальные; г — потолочные

Рис. 28. Классификация швов по форме

Сварным швом называется участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации металла сварочной ванны. Шов, соединяющий детали в стыковом соединении, называют стыковым, в тавровом, угловом и нахлесточном — угловым. По характеру выполнения швы бывают одно- и двусторонние; по направлению действующих усилий — фланговые, лобовые, комбинированные и косые (рис. 26). В фланговом шве действующее усилие направлено параллельно оси шва, в лобовом— перпендикулярно, в косом — под углом. В зависимости от расположения в пространстве швы бывают нижние, вертикальные, горизонтальные и потолочные (рис. 27). По протяженности различают непрерывные и прерывистые швы. Длина отдельного отрезка прерывистого шва 50—150 мм, а расстояние между ними составляет 1,5—2,5 длины шва. По внешней форме сварные швы бывают нормальные, усиленные и ослабленные (рис. 28). Однако не следует думать, что усиленные швы имеют большую прочность по сравнению с нормальными. У усиленных швов нельзя обеспечить плавный переход от наплавленного металла к основному, и в этих местах концентрируются напряжения, которые могут привести к разрушению сварного изделия.

Рис. 29. Поперечное сечение сварного шва

Поперечное сечение сварного шва (рис. 29) характеризуется шириной е, высотой усиления q (у нормальных швов <7=2,5—3 мм), притуплением с, зазором b и толщиной свариваемого металла s. Угол разделки кромок а при ручной дуговой сварке обычно бывает (60+5)°, притупление—1—3 мм, зазор — 0—4 мм. Отсутствие разделки кромок при толщине металла свыше 8 мм обычно приводит к непровару. К непровару приводит также отсутствие зазора, а отсутствие притупления может послужить причиной прожога. При газовой сварке за один проход сваривают металл толщиной до 5 мм. Для металла больших толщин применяют специальную разделку кромок, а сварку ведут в несколько проходов.

Ваш отзыв