Главная → Статьи

Сварка при низких температурах

Получить хорошее качество сварного соединения при низких температурах сложно, поскольку в процессе сварки увеличиваются скорость охлаждения и кристаллизация металла сварочной ванны, что затрудняет выход газов и окислов на поверхность шва и увеличивает содержание в нем водорода, кислорода, азота и неметаллических включений, а это приводит к образованию трещин. Кроме того, повышеный отвод тепла ухудшает проплавление основного металла, что вызывает непровар. Технологические свойства сварочных материалов ухудшаются из-за попадания в них влаги.

Для устранения вредного действия низких температур и обеспечения хорошего качества сварных соединений необходимо соблюдать определенные правила.

Строительные металлоконструкции. К месту монтажа конструкции следут перевозить на железнодорожных платформах, тележках, санях и других приспособлениях, не допускающих повреждения конструкций при транспортировании. Перевозка конструкций волоком и выгрузка вручную сбрасыванием не допускаются.

Подготовка под сварку. Для стали классов до С52/40 при температуре ниже —25°С, а для стали класса С60/45 ниже 0° С нельзя применять резку на ножницах, продавливание отверстий и ударное воздействие в процессе монтажа.

Кроме деталей из углеродистой стали класса С38/23 после ручной кислородной резки должны быть очищены и не должны иметь шероховатостей, превышающих 1 мм, а для конструкций, эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже —40 до —65°С, — 0,5 мм.

Кромки, не отвечающие по шероховатости этим требованиям,‘следует исправить плавной зачисткой.

Механической обработке подвергают кромки деталей работающих на растяжение, из низколегированной стали до С52/40 класса, а также кромки всех расчетных деталей в конструкциях, непосредственно воспринимающих динамические или вибрационные нагрузки, либо эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже —40 и до —65°С, если поверхность реза не отвечает по шероховатости указанным выше требованиям. Шероховатость поверхности после строжки, фрезерования и сверления должна быть не грубее третьего класса чистоты. Отдельные места с высотой неровностей, превышающей 0,3 мм, а также выхваты, не выводящие размер детали за пределы допусков, в количестве одного на 1 м длины реза можно исправить плавной зачисткой.

При температуре окружающего воздуха ниже —15°С кислородную резку кромок деталей из низколегированной стали до С60/45 класса, подлежащих в дальнейшем механической обработке, выполняют с подогревом металла в зоне реза до 100 °С.

Электроды. Применяемые электроды должны соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий, иметь сертификат с указанием завода-изготовителя, типа и марки электрода, их диаметра и результатов испытаний, положения при сварке, номера партии и даты изготовления. Запрещается использовать электроды без заводского сертификата. Выдачу электродов в производство необходимо фиксировать в специальном журнале. АНО-4 — в течение 30—40 мин; электроды марок МР-3, ОЗС-4, АНО-6 необходимо прокалить при 150— 180°С в течение 40—60 мин, а электроды марки АНО-4 — в течение 30—40 мин; электроды марок УОНИ 13/45 и УОНИ 13/55 прокаливают в течение 2 ч при 380—420°С. Электроды рекомендуется прокаливать после их просушки.

После прокалки электроды должны храниться в сушильных шкафах при 60—80°С или в герметичной таре. Если после прокалки электроды не были помещены в условия, исключающие увлажнение их покрытия, и хранились они во влажной атмосфере более 4 ч, то перед сваркой их следует прокалить повторно. Механическая прочность покрытия электродов фтористо-кальциевого вать вместе с печью до 380—420°С, выдерживать при этому ее необходимо выполнять в следующем режиме, укладывать в печь при температуре 100—150°С, нагревать вместе с печью до 380—420°С, выдерживать при этой температуре в течение 2 ч, охлаждать вместе с печью до 200°С.

Просушенные и прокаленные электроды должны храниться отдельно от электродов, не прошедших эти операции. Прокаленные электроды перевозят в закрытой таре — в упаковке из водонепроницаемой бумаги, пеналах или полиэтиленовой пленке.

В кладовых электроды должны храниться при температуре воздуха не ниже 18°С и относительной влажности не более 50%. При хранении прокаленных электродов в сушильных шкафах при температуре 50—80°С срок годности их не ограничивается.

Электроды выдаваемые рабочему для сварки стали класса С60/45, должны иметь температуру не ниже 45°С и должны быть использованы в течение 30 мин. На рабочем месте электроды следует хранить в условиях, исключающих увлажнение (в обогреваемых устройствах, плотно закрывающейся таре).

Технология сварки. В табл. 14 приведена минимально допустимая температура, при которой можно вести сварку без предварительного подогрева. При более низких температурах свариваемое изделие предварительно подогревают на ширине 100 мм с каждой стороны соединения при 120—160 °С.

Конструкции из стали класса С60/45 сваривают при температуре не ниже— 15 °С при толщине стали до 16 мм и не ниже 0°С при толщине от 16 до 25 мм. При более низких температурах сталь указанных толщин сваривают с предварительным подогревом до 120—160 °С. При толщине стали свыше 25 мм предварительный подогрев выполняют во всех случаях независимо от температуры окружающей среды.

При температуре стали всех классов ниже —5 °С сварку ведут от начала до конца без перерыва, за исключением времени, необходимого на смену электрода и зачистку шва в месте возобновления сварки. Прекращать сварку до выполнения шва проектного размера и оставлять незаваренными отдельные участки шва не допускается. В случае вынужденного прекращения сварки ее следует возобновить после подогрева стали в соответствии с технологическим процессом, разработанным на сварку данных конструкций. Листовые объемные конструкции из стали толщиной Оолее 20 мм сваривают способами, уменьшающими скорость охлаждения (каскадом, горкой, двухсторонней сваркой секциями).

При несимметричной разделке кромок шва у конструкций толщиной до 30 мм основную часть шва желательно заваривать в первую очередь. При сварке металла толщиной свыше 30 мм обязательным является провар угла шва или наложение подварочного слоя с противоположной стороны после сварки первых 4—5 слоев. Заварка шва полностью с одной стороны не допускается. Рекомендуется применять рюмкообразную разделку кромок. Корень шва защищают выплавкой или шлифовкой. Дефекты шва можно вырубать зубилом только после подогрева основного металла до 100 — 120 °С.

У конструкций, эксплуатирующихся в районах с расчетной температурой от —40 до —65 °С, дефекты швов и основного металла при температурах, указанных в табл. 14, можно вырубать только после подогрева металла зоны вырубки до 100—120 °С. Дефекты заваривают после подогрева этой зоны до 180—200 °С.

Технологические трубопроводы. Подготовка под сварку. Конструктивные элементы подготовленных кромок должны соответствовать требованиям ГОСТ 16037— 70. Резку и обработку концов труб рекомендуется выполнять механическим способом на трубоотрезных станках резцами, фрезами, абразивными дисками; на токарных станках; механическими пилами. Для обработки труб из углеродистых и низколегированных сталей можно применять кислородную, воздушно-дуговую и плаз-менно-дуговую резку, из легированных сталей — воздушно-дуговую и плазменную резку. Однако после этого кромки необходимо зачищать механическим способом. Концы труб следует править при помощи приспособлений, исключающих возможность образования трещин, смятия кромок и других повреждений. При температуре воздуха ниже —5°С не должны допускаться удары по трубам и правка концов без подогрева, а также гибка труб в холодном состоянии.

Сборку труб под дуговую сварку выполняют с применением центраторов и других приспособлений, надежно фиксирующих свариваемые между собой трубы. Трубы в зафиксированном под сварку положении закрепляют прихватками. Длина каждой прихватки 30— 40 мм для поворотных стыков и 50—60 мм для неповоротных, высота прихватки 40—50% толщины стенки трубы. Ниже приведено рекомендуемое число прихваток в зависимости от диаметра трубы.

Для прихватки рекомендуется применять электроды диаметром 2—3 мм.

Прихватку и сварку стыков трубопроводов при температуре ниже 0 °С необходимо выполнять, соблюдая специальные условия.

При температуре воздуха ниже минимально допустимой сварочные работы ведут только в специальных защитных устройствах, обеспечивающих температуру в рабочей зоне выше указанной в табл. 16. Температуру контролируют каждые 2 ч, контроль обязательно фиксируют в журнале.

Стыки следует сваривать непрерывно до полного заполнения разделки. Допускается прекращение сварки при заполнении разделки до 70—80% толщины металла. После окончания сварки стыков трубопроводов из стали марки 10Г2 или в случае вынужденных перерывов необходимо обеспечить медленное и равномерное охлаждение стыка с понижением температуры не более чем на 10°С в 1 мин, а при возобновлении сварки стык должен быть подогрет до соответствующей температуры. При вынужденных перерывах в работе температуру стыков трубопроводов из сталей марок 12Х1МФ, 15Х5М, 15Х5МУ поддерживают на уровне температуры подогрева при сварке или проводят термическую обработку. При наличии перерыва между окончанием сварки и началом термической обработки скорость охлаждения стыка до температуры подогрева не должна превышать 100 °С в 1 ч.

Ударные нагрузки при отрицательных температурах становятся чрезвычайно опасными для металла шва и труб. Поэтому, начиная от разгрузки труб и далее на всех этапах монтажно-сварочных работ, необходимо избегать ударов по трубам, прихваткам, резкого скатывания сварных плетей с роликоопор.

При использовании ударного инструмента выполняют местный подогрев металла до 150—200 °С. Вмятины глубиной более 50 мм исправлять уже нельзя.

Запрещается сразу же после сварки скатывать секции в снег, так как это может вызвать ухудшение структуры металла, создать напряжения в металле швов и появление трещин.

Первые два слоя сваривают электродами 02—3 мм, доследующие слои — электродами 04 мм. Для облицовочных слоев можно применять электроды 05 мм. Сварка ведется на постоянном токе при большей энергии, что обеспечивается увеличением сварочного тока на 10—20% по сравнению со сваркой в условиях положительных температур. Поворотные и неповоротные стыки труб со скосом кромок 30° при толщине стенки до 6 мм сваривают не менее чем в 2 слоя, а при толщине стенки более б мм — не менее чем в 3 слоя. Отдельные слои шва накладывают так, чтобы замыкающие участки швов не совпадали друг с другом. При двухслойной сварке первый слой шва по высоте должен составлять 60—70% толщины стенок труб и обеспечивать полный провар корня шва и кромок. При трехслойной сварке высота первого слоя должна быть равна 40—50%. толщины стенок труб. Общая высота первого и второго слоев должна составлять 80—90%, толщины стенок труб; третий слой должен заполнить всю разделку стыка и иметь плавный переход от основного к наплавленному металлу.

Электродуговая сварка под водой

Сварка под водой производится в основном на постоянном токе. Устойчивое горение сварочной дуги в водной среде позволяет выполнять сварку во всех пространственных положениях. Однако получение сварного шва хорошего качества затруднено из-за плохой видимости места сварки. Состав электродного покрытия проще, чем у обычных электродов. Например, покрытие марки ЛПО-5 состоит из 17%, двуокиси титана, 36% ферромарганца, 17% талька и 30% плавикового шпата. Покрытие замешивается на жидком стекле. Для удобства работы применяют электроды длиной до 350 мм.

Ваш отзыв