Главная → Статьи

Технология ручной аргонодуговой сварки

Ручную аргонодуговую сварку применяют для выполнения корня шва технологических трубопроводов из углеродистых, низко-, среднелегированных и легированных сталей диаметром до 100 мм с толщиной стенки не более 10 мм.

Рис. 54. Схемы взаимного расположения валиков при многослойной сварке.
а —толщина стенки трубопровода до 4 мм; б — то же, 4—7 мм; в — то же, 8—10 мм; 1—1 — последовательность наложения валиков; 1 — при сварке всего сечения; 11 — при сварке корневого шва

Дальнейшее заполнение разделки производят ручной сваркой покрытыми электродами и механизированными способами. При монтаже технологических трубопроводов из хромоникелевых сталей также используют аргонодуговую сварку. У трубопровода с толщиной стенки до 3 мм стык сваривают только аргонодуговой сваркой, а при толщине более 3 мм выполняют только корень шва, а дальнейшее заполнение разделки можно производить аргонодуговой сваркой с присадочной проволокой, ручной сваркой покрытыми электродами или механизированными способами сварки. При зазоре между трубами не более 0,5 мм корневой шов можно сваривать без присадочной проволоки, а при большем зазоре — с присадочной проволокой. В дождливую и ветреную погоду аргонодуговую сварку необходимо вести в специальных укрытиях.

Число, последовательность наложения и взаимное расположение сварных валиков при многослойной сварке вертикальных и горизонтальных швов приведены на рис. 54. Взаимное расположение горелки и присадочной проволоки при сварке горизонтального и вертикального стыков показано на рис. 55. Угол между электродом и радиусом трубы в месте сварки зависит от качества защиты и конструктивных особенностей горелки.

Рис. 55. Взаимное расположение горелки и присадочной проволоки
а — сварка вертикального стыка в обычных условиях; б— то же, горизонтального стыка; в — сварка с удлиненным мундштуком горизонтального стыка в стесненных условиях; 1 — направление подачи проволоки; 2 — направление сварки

Рис. 56. Схема движения горелки
а — вертикальный стык; б — горизонтальный стык; 1 — направление сварки; 2 — направление подачи проволоки; 3 — траектория движения конца электрода при наложении корневого шва; 4 — то же, при наложении последующих слоев

Для горелок АГМ-2 и АГС-3 этот угол может меняться в пределах 0—70°, для остальных горелок (АР-3, МГ-3 и др-) с канальной схемой истечения газов — в пределах 0—25°. Присадочная проволока при аргонодуговой сварке должна подаваться в сварочную ванну навстречу движению горелки, а горелка должна двигаться справа налево. Корневой шов сваривают с амплитудой колебания горелки и присадочной проволоки 2—4 мм. При наложении последующих слоев горелка должна совершать колебательные поперечные движения (рис. 56) с амплитудой 6—8 мм. Оплавляемый конец присадочной проволоки должен всегда находиться под защитой аргона. Нельзя резко подавать конец проволоки в сварочную ванну.

Ручная аргонодуговая сварка должна осуществляться при возможно короткой дуге (не более 1—3 мм) постоянным током обратной полярности. Зажигание и гашение дуги необходимо выполнять на свариваемой кромке или на сваренном шве на расстоянии 20—25 мм позади кратера. Подача аргона из горелки начинается на 15—20 с раньше момента зажигания дуги и прекращается через 10—15 с после обрыва дуги. В течение этого времени струю аргона следует направлять на место начала сварки или на кратер. Особое внимание должно быть уделено провару корня шва и заделке кратера. Для заделки кратера рекомендуется применять дистанционное управление источником питания сварочной дуги. При его отсутствии кратер заделывают путем ввода в него капли расплавленного металла присадочной проволоки с одновременным ускорением отвода горелки от стыка до естественного обрыва дуги. При сварке без присадочной проволоки кратер заделывают путем ускоренного отвода горелки в сторону, противоположную направлению сварки, и быстрого возвращения горелки на прежнее место. После сварки корневого шва проверяют его качество. При обнаружении трещин дефектный участок удаляют узким наждачным кругом и снова заваривают с присадочной проволокой. Корневой шов с применением расплавляемой вставки сваривают без присадочной проволоки с обязательным расплавлением вставки на всю глубину и по всему периметру сварного соединения.

Количество аргона, подаваемого в трубопровод небольшого диаметра для продувки, не превышает 3—. 4 л/мин. По мере увеличения диаметра трубопровода и его длины время продувки увеличивают независимо от расхода газа. Для экономии аргона заполняют не всю полость трубопровода, а только прилегающий к сварному шву его объем. Для этого устанавливают специальные заглушки (рис. 57). Установив заглушки вблизи стыка и подавая аргон через подводящий рукав, образовавшуюся полость заполняют защитным газом. Однако этот способ защиты имеет ряд недостатков. Если учесть, что на поддув идет более 50 % аргона, расходуемого на защиту сварочной ванны, то защита обратной стороны корня шва дорогостоящим аргоном обходится в 2 раза дороже, чем процесс сварки стыка. Стоимость поддува возрастает за счет изготовления и установки заглушек. Кроме того, поддув аргона неудобен и дорог тем, что для сварки замыкающих стыков часто приходится заполнять газом весь трубопровод. Указанные недостатки позволяет устранить флюс-паста, которую наносят на обратную сторону шва (рис. 58) до прихватки в защищенном от атмосферных осадков месте при положительной температуре. Полное высыхание флюс-пасты происходит через 15—20 мин после нанесения ее на кромки стыка. Высыхание флюс-пасты контролируют визуально. При высыхании она изменяет цвет с интенсивно черного на темно-серый.

Рис. 58. Схема нанесения флюс-пасты

Рис. 59. Схемы установки нагревательных устройств
а — из двух поясов ГЭН; б — из четырех поясов ГЭН; в — из одного КЭН; г — из двух КЭН; д — гибкий индуктор из голого медного провода; е — одно-пламенная универсальная горелка; ж — кольцевая многопламенная горелка

Для подогрева стыков применяют гибкие нагревательные элементы типа ГЭН, комбинированные нагревательные элементы типа КЭН (рис. 59), гибкие индукторы из голого медного провода марки М или М1Т сечением 180—240 мм2 с 8—12 витками и газопламенные горелки.

Одноплеменными универсальными горелками подогревают стык после установки воронок из листового асбеста, которые крепят металлическими хомутами. Нагрев следует выполнять нейтральным пламенем. Число одновременно работающих горелок не ограничивается и определяется из условия обеспечения равномерного нагрева по окружности свариваемого стыка. Кольцевые многопламенные горелки устанавливают концентрично по отношению к трубе с двух сторон от подогреваемого стыка.

Температуру нагрева определяют с помощью термоэлектрических термометров или термоиндикаторов. Горячий спай термоэлектрического термометра закрепляют на подогреваемом соединении зачеканкой с помощью бобышки, зачеканкой V-образной бобышки, креплением болтом и гайкой с прорезью, приваркой или приваркой с помощью наплавленной бобышки. Место крепления горячего спая необходимо изолировать от прямого воздействия тепловых лучей сварочной дуги асбестовой или кремнеземной тканью. При подогреве трубопроводов из закаливающихся сталей термопару необходимо крепить болтом и гайкой с прорезью. Для контроля температуры термоиндикаторами зачищают площадку размером 40X15 мм на расстоянии 10—15 мм от кромки трубы, на которую наносят термоиндикаторами штрихи шириной 7—8 мм и длиной 25—30 мм. При сварке с подогревом температуру следует контролировать в течение всего процесса подогрева и сварки, а в случае последующей термической обработки без перерыва между ними; температуру необходимо контролировать автоматическими самопишущими потенциометрами.

При изготовлении технологических трубопроводов стыки сваривают в поворотном и неповоротном положениях.

Рис. 60. Схема сварки корневого шва за два поворота
1—4 — последовательность сварки

Рис. 61. Порядок сварки неповоротного стыка
а — корневого шва; б — второго и последующих слоев; 1—4 — последовательность наложения слоев

Рис. 62. Порядок сварки неповоротных стыков двумя сварщиками
а — корневой шов; б — второй и последующие швы; I — первый сварщик; II — второй сварщик; 1—6 — последовательность сварки

При сварке поворотных стыков ось трубопровода мо-жет располагаться вертикально или горизонтально. Если вращение стыка затруднено, сварку корневого шва выполняют за два поворота (рис. 60). Направление и порядок сварки корневого слоя вертикального и горизонтального неповоротных стыков показаны на рис. 61. Длина заваренных участков не должна превышать 200 мм. При большей длине участка его следует сваривать об-ратноступенчатым способом. Стыки трубопроводов из мартенситных и мартенситно-ферритных сталей диаметром до 219 мм независимо от толщины стенки должен сваривать один сварщик. Стыки большего диаметра сваривают одновременно два сварщика. Для поддержания необходимого температурного режима по всему периметру стыков трубопроводов диаметром более 800 мм сварку могут вести две пары сварщиков, работающих попеременно. Порядок наложения валиков первого и последующих швов при сварке вертикального стыка показан на рис. 62. Порядок сварки одним сварщиком горизонтальных стыков трубопроводов диаметром до 219 мм приведен на рис. 63. Порядок сварки горизонтальных стыков двумя сварщиками показан на рис. 64.

Трубопроводы из мартенситно-ферритных сталей сваривают при температуре окружающего воздуха не ниже 0 °С, а элементы трубопроводов из стали 15ХМ — при температуре не ниже —10 °С с подогревом до 250— 300 °С независимо от толщины стали. Допустимый перерыв между окончанием сварки и началом термообработки должен соответствовать требованиям проекта производства сварочных работ. В процессе сварки не допускается перегрев стыка труб из аустенитной стали. Если основной металл на расстоянии 20—25 мм от линии сплавления нагрелся выше 100°С, надо сделать перерыв в сварке или, не прерывая сварки, охладить стык струей сжатого воздуха.

При сварке разнородных сталей одного структурного класса, но разной степени легирования технологию и режимы выбирают для более легированной стали. Если сваривают разнородные стали различных структурных классов, технологию и режимы выбирают таким образом, чтобы обеспечить минимальное проплавление основного металла. При сварке коррозионностойкой и жаропрочной стали, содержащей 12% хрома, с высокохромистыми хромоникелевыми сталями температуру подогрева выбирают близкой к применяемой для однородных соединений из стали с 12% хрома.

Ваш отзыв