Главная → Статьи

Высокопроизводительные способы ручной сварки

Сварка наклонным и лежачим электродами. За последние годы в передовых капиталистических странах нашла широкое применение, а в нашей стране начинает использоваться сварка наклонным и лежачим электродами. Возможность обслуживания одним рабочим нескольких сварочных постов, простота, компактность сварочных приспособлений и протекание процесса без участия сварщика позволяют этим способом сварки приблизительно по производительности к ав-оматической сварке под флюсом и превзойти полуавтоматическую сварку в углекислом газе.

При сварке наклонным покрытым электродом последний устанавливается в специальном приспособлении под углом 5—8° к изделию с опиранием конца в разделку или угол сварного соединения. Конец электрода по мере его плавления поджимается пружиной приспособления. Длина электродов 600 мм, диаметр 5—6 мм. Разработаны приспособления для сварки стыковых, тавровых и нахлесточных соединений. На рабочем месте приспособления крепятся с помощью магнитов, что позволяет их быстро устанавливать на новом месте после сгорания электрода. При сварке наклонным электродом роль рабочего сводится к перестановке приспособлений и креплению в них очередных электродов. Производительность сварки определяется числом приспособлений, которые может одновременно обслуживать один рабочий.

Кроме того, существуют приспособления, в которых для перемещения электрода используется сила тяжести. В основном применяются приспособления трех видов. Приспособление первого вида удерживается в рабочем положении двумя опорами и одной направляющей штангой, упирающейся своим концом в угол соединения. Приспособление второго вида выполнено в виде трубчатой треугольной рамы, одна из сторон рамы служит направляющей. Приспособление устанавливается непосредственно на изделие, а электрододержа-тель перед сваркой выставляется в одном и том же положении. Направляющая штанга приспособления третьего вида укреплена на плите-основании, которая с помощью магнитов может быть расположена вертикально или горизонтально. Переставляя штангу и электрододержатель, можно изменять угол между электродом и швом. Указанные приспособления позволяют обеспечить точное направление электрода по отношению к шву, регулировку длины установки электрода и тем самым размера валикового шва, автоматическое прекращение сварки при достижении огарком определенной величины.

При сварке лежачим электродом последний укладывается в разделку или угол соединения и, расплавляясь заполняет их, образуя сварной шов. Длина сварочной дуги в процессе ее горения равна толщине слоя покрытия и практически не меняет этого значения. ДЛя такого вида сварки применяли электроды с круглыми стержнями со скосом покрытия, эксцентричным покрытием или с канавкой в покрытии.

Кроме повышения производительности труда и снижения стоимости сварочных работ сварка наклонным и лежачим электродами улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Ванная сварка. Для соединения деталей компактного сечения (стержни арматуры, рельсы, валы) используется ванная сварка. Она выполняется в разъемных формах из меди и графита. Можно применять также остающиеся стальные формы. В форме создают ванну жидкого расплавленного металла. Электрический ток, проходя через расплавленный шлак, выделяет тепло, которое плавит основной металл. Сварку ведут на повышенном токе, что обеспечивает образование необходимой ванны жидкого металла. В течение всего процесса сварки наплавляемый металл должен находиться в жидком состоянии, поэтому электроды нужно менять по возможности быстрее. Сварку производят одним или несколькими электродами. Когда соединение заваривается наполовину, для дальнейшего ведения процесса требуется меньше тепла, поэтому дугу направляют в центр ванны. До этого момента электроду сообщают возвратно-поступательное движение вдоль зазора свариваемого соединения. Для получения сварного соединения необходимого качества наплавляют усиление, выступающее над поверхностью свариваемых элементов.

Сварка высокопроизводительными электродами. Такая сварка наиболее проста и доступна для внедрения высокопроизводительных способов ручной электродуговой сварки. В этом случае применяются обычные электроды, имеющие в покрытии железный порошок, присутствие которого в покрытии от 5 до 20% при нормальном коэффициенте веса покрытия 30—40% улучшает характер переноса металла, формирование шва и устойчивость горения дуги, уменьшает потери металла от угара и разбрызгивания. Железный порошок в количестве 50—60% массы покрытия при одном и том же диаметре электродного стержня резко увеличивает производительность сварки. Коэффициент веса покрытия у таких электродов составляет 140—180%, покрытие наносится толстым слоем, ток значительно повышается. Коэффициент наплавки высокопроизводитель-ых электродов с железным порошком в покрытии составляет в зависимости от диаметра стержня, режима сварки и коэффициента веса покрытия от 12 до 20 г/А-ч В электродах некоторых марок масса наплавленного металла в 1,5—2 раза превышает массу электродного стержня. Ниже приведены коэфициенты наплавки обычных и высокопроизводительных электродов.

Покрытия высокопроизводительных электродов могут быть рудно-кислого, фтористо-кальциевого или рутилового типа. Высокопроизводительные электроды рекомендуется применять для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистой и низколегированной сталей, работающих при статических и знакопеременных нагрузках. Необходимо использовать источники питания сварочной дуги с повышенным напряжением холостого хода.

Сварка пульсирующей дугой. Применение пульсирующего дугового разряда позволяет подобрать режим сварки таким образом, чтобы избежать стекания расплавленного металла сварочной ванны в любых пространственных положениях, увеличить проплавляющую способность сварочной дуги, снизить вероятность прожогов при сварке корневого шва, значительно упростить технику сварки и в конечном итоге повысить производительность труда и улучшить качество сварки. Поддерживая дугу постоянной, сварщик подает электрод по мере его оплавления и поступательного движения вдоль стыка без периодического отвода электрода 0т изделия. Техника сварки упрощается потому, что операции по дозированию тепловой энергии переносятся на реле пульсации дуги. С увеличением ширины Разделки кромок используют поперечные колебания электрода, стремясь к тому, чтобы максимальные телосложения приходились на кромки, а минимальные — ha середину стыка.

Пульсирующий режим сварки получают с помощью реле пульсации дуги типа РПД, выпускаемых в настоящее время для сварочных преобразователей. Ведутся работы по созданию реле пульсации для сварочных трансформаторов.

Сварка трехфазной дугой. При трехфазной сварке две фазы сварочной цепи подводят к электрододержателю, а третью — к свариваемому изделию. В качестве электродов применяют два обычных или с двумя металлическими стержнями в общей обмазке. Дуга горит между электродами и каждым электродом или стержнем и изделием. Источниками питания трехфазной дуги могут служить обычные однофазные сварочные трансформаторы, включенные между собой и по особой схеме, или специальные трехфазные трансформаторы. Сварку трехфазной дугой целесообразно вести, если необходимо наплавить большое количество металла (сварка ванным способом арматуры, исправление дефектов в стальных отливках, толстостенные изделия).

Безогарковая сварка. Применение безогарковойсварки (рис.70) позволяет не только сократить время на смену электрода, но и число электродов, уходящих при обычной сварке в огарки.

Рис. 70. Схема электрической цепи сварочного поста при безогарковой сварке
1 — безогарковый электрододержатель; 2 — электрод; 3— цилиндр бункера; 4 — графитовая пластинка бункера; 5 — основание бункера; 6— медные контакты

Рис. 71. Бункер с индивидуальной установкой электродов

Сущность безогарковой сварки заключается в том, что к концу электрододержателя при” варивается торец электрода каждый раз после расплавления очередного электрода, При таком способе креП’ пения электродов не бывает огарков. Поэтому для безо-гапковой сварки требуются специальные электрододер-жатели. Обычно элетрододержатель состоит из ручки и укрепленного в ней металлического стержня, конец которого загнут вниз под углом 30°к вертикали. К торцу отогнутого стержня приваривается торец электрода. Для ,ого чтобы к электрододержателю приваривать электрод, необходимо его включить в электрическую цепь сварочного поста. Это делается с помощью устройства, называемого бункером (рис. 71), имеющим различные конструкции. Однако при создании бункеров необходимо соблюдать два правила: через свое основание бункер должен включаться в электрическую цепь сварочного поста, а боковые стенки бункера, в случае отсутствия в его конструкции гнезд для установки отдельно каждого электрода, должны изготавливаться из неэлектропроводных материалов. Основанием бункера служит графитовая пластина, уложенная на металлическую пластину. Для подвода тока к графитовой пластине к нижней стороне металлической пластины наплавлено шесть медных контактов. Бункер ставится на металлическую пластину, которая связана с заземлением сварочного поста. Накладывая торец металлического стержня электрододержа-теля на торец электрода, сварщик замыкает сварочную цепь. Возбудив дугу, приваривает к электрододержателю торец электрода и начинает сварку.

Для безогарковой сварки обычные стандартные электроды непригодны, как правило, используют электроды, длина которых не более 350 мм. При большей длине электрод быстро плавится и падает на непрогретый основной металл. Электроды можно применять с обычным и заточенным на конус торцом. Во втором случае на приварку электрода к держателю уходит меньше времени.

Плазменная сварка. В последние годы большие работы ведутся по созданию аппаратуры и внедрению высокопроизводительного, обеспечивающего хорошее качество сварного соединения, способа сварки плазменной дугой, которая образуется при обжатии дуги, горящей в аргоне.

Сварка плазменной дугой позволяет устранить недостатки, присущие элетродуговой сварке в аргоне: высокая концентрация теплового потока дает возможность получить сварные соединения с глубоким проплавлением и небольшой ширины при повышенной скорости сварки, уменьшаются зона термического влияния и деформация, изменение длины дуги в определенных пределах не влияет на глубину проплавления.

Для устранения выдувания жидкого металла из сварочной ванны применяют плазменные горелки с вторичным фокусирующим и защитным газом. Вторичный газ подается под углом к оси горелки и омывает столб плазменной дуги, охлаждая его и обеспечивая высокую концентрацию плазменного потока при сравнительно малой скорости истечения газа из первичного сопла.

Повышение концентрации теплового потока достигается также при использовании импульсного или пульсирующего тока. В этом случае расширяется область регулирования теплового режима и еще больше уменьшается теплоотвод в свариваемый металл.

Для ручной плазменной сварки металла толщиной 1—5 мм применяется установка УПСР-300-2, в комплект которой входят стандартный сварочный выпрямитель ВД-303 и аппаратный шкаф с горелкой. Масса горелки около 0,4 кг. Для плазменной сварки можно использовать также транзисторные аппараты АП-4 и АП-5, заменив обычную горелку для аргонодуговой сварки плазменной.

Ваш отзыв