Технология электрической сварки плавлением

    

 

    Рисунок 7. Электрошлаковая сварка кольцевого шва

    а - вырезка дефектов в начале сварки;

    б - замыкание шва;

    А - направление вращения изделия;

    Б - перемещение автомата  

    Применение  электрошлаковой сварки вносит коренные изменения в технологию производства крупногабаритных изделий. Появляется возможность замены крупных литых или кованых деталей сварно-литыми или сварно-коваными из более мелких поковок или отливок. 

Применение  способа электрошлаковой  сварки; достоинства  и недостатки

    Этот  способ широко используют в промышленности для соединения металлов повышенной толщины: стали и чугуна различного состава, меди, алюминия, титана и их сплавов. К преимуществам способа относится возможность сварки за один проход металла практически любой толщины, что не требует удаления шлака и соответствующей настройки сварочной установки перед сваркой последующего прохода, как при других способах сварки. При этом сварку выполняют без снятия фасок на кромках. Для сварки можно использовать один или несколько проволочных электродов или электродов другого увеличенного сечения. В результате этого достигается высокая производительность и экономичность процесса, повышающиеся с ростом толщины свариваемого металла.

    К недостаткам способа следует  отнести то, что электрошлаковая  сварка технически возможна при толщине  металла более 16 мм и за редкими  исключениями экономически выгодна при сварке металла толщиной более 40 мм. Основной технико-экономический эффект достигается при применении этого способа для сварки металла толщиной более 100 мм. Способ позволяет сваривать только вертикальные швы. При сварке некоторых металлов образование в металле шва и околошовной зоны неблагоприятных структур требует последующей термообработки для получения необходимых свойств сварного соединения.

    При электрошлаковой сварке металлическая  ванна образуется за счет сварочных  проволок, пластин, толстых стержней, плавкого мундштука и металла свариваемого изделия. В зависимости от того, какой из перечисляемых материалов служит электродом, различают четыре способа электрошлаковой сварки.

     1. Электрошлаковая сварка одной  или несколькими сварочными проволоками является наиболее распространенным способом. По схеме можно сваривать металлы толщиной до 50—60 мм. При большей толщине мундштуку сварочной проволоки придают колебательные движения от ползуна к ползуну, увеличивают сечение сварочной проволоки или увеличивают количество проволок. Проволокой можно сваривать металл толщиной от 20 до 600 мм любой длины.

     2. Электрошлаковая сварка одной  или несколькими пластинами или  стержнями круглого, квадратного  или любого другого сечения.  Ее применяют главным образом при значительной толщине свариваемого металла и длине шва не более 1—1,5 м. При этом способе сварки сварочный аппарат не имеет мундштуков и механизма для подачи сварочной проволоки. Пластина, служащая электродом, закреплена в сварочном аппарате, который опускается вниз по мере плавления пластины. Преимуществами этого способа являются: более простая конструкция сварочного аппарата; более простая техника сварки; возможность применения пластин или стержней из таких материалов, из которых нельзя или весьма трудно изготовить проволоку, как, например, из чугуна.

     3. Электрошлаковая сварка плавким  мундштуком представляет собой  как бы совокупность двух предыдущих  способов. При этом способе плавкой  пластиной служит плавкий мундштук, имеющий такое же очертание,  как и поперечное сечение свариваемого  изделия. В мундштуке имеются  каналы, служащие для направления  сварочных проволок. Если при  сварке пластиной или стержнем  их опускают в шлаковую ванну  по мере плавления, то плавкий  мундштук закреплен в зазоре  между свариваемыми кромками. Шов  состоит из металлов свариваемого  изделия, плавкого мундштука и  сварочных проволок. Плавкий мундштук, служащий для направления сварочных проволок, подвода к ним тока и в качестве присадочного металла, изготовляют обычно из набора пластин, стержней и трубок, в которых создают каналы для прохода сварочных проволок. Сечение мундштука составляет от 10 до 50% сечения зазора между деталями свариваемого изделия. Образование металлической и шлаковой ванны в начале сварки производится за счет плавления сварочных проволок и только после того, как шлаковая ванна достигнет нижнего конца плавкого мундштука, он тоже начинает плавиться. Электрошлаковую сварку плавким мундштуком применяют главным образом при сварке изделий, имеющих сложное поперечное сечение и небольшую длину шва.

     4. Стыковая электрошлаковая сварка (контактно-шлаковая) отличается от  предыдущих тем, что металлическая  ванна образуется за счет оплавления  торцов свариваемых деталей, т.  е. без применения присадочного  металла. При прохождении тока  через шлаковую ванну торцы  свариваемых деталей оплавляются.  После образования над нижней  деталью металлической ванны  детали сближают, шлак при этом  выжимается из зазора между  ними. Сварочный ток выключают после сближения деталей или до начала сближения. 
 
 

 

    2.Пути  повышения производительности  труда при ручной  сварке 

     

    Повышение    производительности   ручной   дуговой сварки является весьма актуальной задачей в связи с тем, что  в промышленности, строительстве и других, отраслях народного хозяйства ручной   сваркой  занимаются еще десятки тысяч электросварщиков.

    К чисто организационным мероприятиям повышения производительности труда сварщиков относятся: своевременное обеспечение сварщиков исправным, подключенным к сети сварочным оборудованием, сварочными материалами (электродами, защитным газом), сварочным инструментом, шлангами, кабелем, спецодеждой, средствами индивидуальной защиты; предоставление сварщику оборудованного рабочего места и обеспечение безопасных подходов к нему; своевременное предоставление сварщику подготовленных для сварки деталей, конструкций и технологической документации (инструктивных указаний) по технологии сварки; обеспечение сварщика необходимыми производственно-бытовыми условиями.

    К организационно-техническим мероприятиям относятся: своевременное и быстрое обслуживание сварщика квалифицированным электромонтажником для подключения оборудования и устранения неисправностей; обеспечение наиболее рациональным инструментом (электрододержателем, инструментом для зачистки швов и др.); обеспечение приспособлениями для быстрого поворота изделий или их кантовки; изготовление наиболее эффективных конструкций с минимальным количеством наплавленного металла в готовом изделии. Четкое выполнение организационных и организационно-технических мероприятий наряду с внедрением прогрессивных форм организации труда обеспечит повышение производительности труда не менее чем на 15—20 %.

    Большое значение имеют технические мероприятия, внедрение которых в последнее  время замедлилось из-за отсутствия инициативы и стремления к их осуществлению, неправильной организации труда.

    Достигнув известной квалификации и постоянно  совершенствуя свои знания и опыт, сварщик может значительно повысить производительность труда.

    Способы повышения производительности при ручной дуговой  сварке

    1.Сварка электродами с повышенным коэффициентом наплавки

    При увеличении в рутиловом покрытии электродов содержания железного порошка с 20 до 50-60 % производительность сварки в нижнем положении возрастает примерно в 1,5—2 раза. К таким электродам относятся АН-1, ОЗС-3, ЗРС-1 и др., использование которых существенно повышает производительность сварочных работ.

    2.Сварка  с глубоким проплавлением

    При этом способе (таблица 1) сварку ведут при опирании козырьком покрытия электрода на кромки свариваемого металла, используют электроды (например, марки ОЗС-3) с повышенной толщиной покрытия. Масса покрытия 60—80 % массы стержня при отношении диаметра электрода к диаметру стержня 1,5—1,6.

    Положение электрода при сварке угловых  и стыковых швов приведено на рисунке 8,а,б. Наклон электрода к линии шва под углом 70-80° обеспечивает вытеснение жидкого металла из сварочной ванны в сторону валика давлением дуги, давая возможность тепловому потоку дуги воздействовать на более глубокие слои основного металла. В результате глубина проплавлення возрастает, уменьшается доля электродного металла в металле шва, чем и обеспечивается повышение производительности. 
 
 

    

    Рисунок 8. Последовательность сварки вертикальных (а—в) и

    горизонтальных (г) швов большой толщины 
 

    Таблица 1. Характеристика сварки с глубоким проплавлением стыковых

    соединений  без скоса кромок

 

    Процесс позволяет выполнять одностороннюю  сварку стыковых соединений без разделки кромок металла толщиной до 8-10 мм и двустороннюю сварку металла толщиной до 16-18 мм.

    3.Сварка  трехфазной дугой

    Такая сварка (Рисунок 9,в) заключается в том, что к двум электродам и свариваемому металлу подводится ток от трех фаз источника переменного тока. В процессе сварки действуют три одновременно горящие сварочные дуги: две между электродами и основным металлом и одна между электродами. Количество выделяемого при этом тепла и соответственно производительность возрастают по сравнению со сваркой однофазной дугой в 2—3 раза.

    Для сварки трехфазной дугой используют электроды, состоящие из двух параллельно  расположенных стержней с общим  покрытием. Конструкция электрододержателей  обеспечивает подвод тока раздельно к каждому стержню электрода. 

    

    Рисунок 9. Схемы сварки

    а, 6-е-глубоким проплавлением;

    в - трехфазной дугой 

    Ниже  (таблица 2) приведены диаметр электрода и сила тока, используемые при сварке стыковых и тавровых соединений трехфазной дугой: 

    Таблица 2

 

    Сварку  выполняют ручным и механизированным способами. Металл шва имеет достаточно хорошие механические свойства. Питание трехфазной дуги осуществляют от двух обычных трансформаторов, соединенных в треугольник, либо от трех однофазовых трансформаторов. 

 

    4.Сварка  наклонным электродом

    При этом способе дуговой сварки покрытый электрод располагают наклонно вдоль свариваемых кромок, опираясь на них козырьком (втулкой) рабочего конца, и по мере расплавления электрода под действием силы тяжести или пружины дуга перемещается по линии шва.