Техніка зварювання в вуглекислому газі

Наши партнеры ArtmMisto

Рекомендуємо придбати:

Установки для автоматичного зварювання поздовжніх швів обичайок - в наявності на складі!
Висока продуктивність, зручність, простота в управлінні і надійність в експлуатації.

Зварювальні екрани і захисні шторки - в наявності на складі!
Захист від випромінювання при зварюванні і різанні. Великий вибір.
Доставка по всій Росії!

Вступ. Сварка в вуглекислому газі

Особливості техніки зварювання з'єднань основних типів. Стикові з'єднання металу товщиною 0,8-1,2 мм можна зварювати на мідних, скляних і керамічних підкладках, а також у висячому положенні. Для отримання швів високої якості необхідні: ретельна збірка, точний напрям електрода по шву і підтримку незмінним режиму зварювання. Для з'єднання металу такої товщини застосовують такі способи:

1. Зварювання в СO2 дротами ф0,8-1,2 мм струмом зворотної полярності з використанням джерел живлення з комбінованою характеристикою і високими швидкостями наростання Iк.з ..

2. Сварка на зворотній полярності дротом ф0,7- 0,8 мм на малих токах і напружених при харчуванні від джерела з підвищеними динамічними властивостями по току, що забезпечують отримання процесу з примусовими короткими замиканнями. Як джерела рекомендуються перетворювачі ЗП 4/30, ЗП 7,5 / 30 і випрямлячі ВСП-160, ВСП-315, ВДГ-303, ВСЖ-303 і ВС-300Б. Послідовно в зварювальну ланцюг включають додаткову індуктивність 0,2-0,25 мГн. Зварювання ведуть вертикальним електродом і направляють дугу на ванночку рідкого металу. В якості захисних газів рекомендуються СO2 і його суміші з аргоном і киснем.

3. Сварка з примусовими короткими замиканнями і гасінням дуги.

4. Сварка з періодичною зміною потужності дуги, так зване зварювання модульованим струмом, або з припиненням процесу дротом ф0,7-1,2 мм. При цьому дуга легко збуджується на гарячому металі, а теплова інерція ванни забезпечує рівномірне проплавлення і формування шва; час горіння дуги складає 0,6-1,2 с при перерві 0,5-0,8 с.

5. Сварка дротами ф0,7-0,8 мм на прямий полярності (в цьому випадку формування шва дещо гірше, ніж в попередніх варіантах).

- Зварювання металу малої товщини завжди рекомендується виконувати у вертикальному положенні зверху вниз з підведенням струму у верхній частині вироби. При зварюванні тонкого металу ширина провару зазвичай однакова з обох сторін стику. При надмірно великій ширині шва можливі пропали. Щоб уникнути цього рекомендується зменшувати напругу дуги, діаметр електрода, зварювальний струм і збільшувати швидкість зварювання. При зварюванні на підкладках важливо забезпечити щільне притиснення листів до підкладці. При нагріванні дугою листи, деформуючись, втрачають стійкість і вигинаються безпосередньо перед дугою. Для виключення цього рекомендують робити отбортовку або згинати стик уздовж зварювання таким чином, щоб при нагріванні листи притискалися до підкладці.

- Метал товщиною> 1,2 мм легко зварювати на вазі. При зварюванні металу товщиною 1,2-2 мм дугу рекомендується направляти на ванну рідкого металу, зварювання виконують вертикальним електродом. Для зварювання металу товщиною до 2 мм слід вибирати такі режими, щоб повний проварена виходив за один прохід. При значних зазорах в з'єднанні рекомендується: виконувати зварювання у вертикальному положенні зверху вниз, зварювати шов з періодичним припиненням процесу або зміною потужності або з поперечними коливаннями електрода. Для отримання якісного формування шва важливо правильно підібрати програму зміни потужності процесу, частоту і амплітуду коливання електрода.

- Метал товщиною> 4 мм зварюють в СO2, СO2 + O2 (20%) або Аr + СO2 (25%) з двох сторін. Оброблення кромок роблять в залежності від конструкції вироби і допустимих режимів зварювання згідно з ГОСТ 14771-76.

- Для отримання якісного стикового з'єднання на металі товщиною> 3 мм необхідно попередити підсос повітря зі зворотного боку стику. Для цього, а також для отримання повного провару з'єднання без прожогов при великих змінних зазорах рекомендується кореневої шов зварювати тонким дротом в СO2 при зварювальному струмі 140-220 А. Наступні проходи можуть бути виконані в СO2, або СO2 + O2 (15-20%) , або під флюсом. Сварка кореневого шва тонкими дротами ф1-1,4 мм в СO2 дозволяє уникнути кантування великих виробів. Сварка першого проходу може бути виконана також на скляній або мідної підкладці.

- Техніка зварювання поворотних кільцевих стикових швів багато в чому подібна до техніці зварювання поздовжніх швів. Важливим параметром режиму є зміщення від верхньої точки кола. З'єднання на металі товщиною 0,8-2,5 мм і кореневі шви на металі великої товщини рекомендується зварювати в вертикальному положенні зверху вниз або в полупотолочном положенні (рис. 3.7). Дугу слід направляти на ванну рідкого металу. Це забезпечує отримання повного провару з'єднання зі зворотним формуванням шва без прожогов навіть при значних змінних зазорах. Режими зварювання деяких виробів наведені в табл. 3.2.

- При зварюванні металу великої товщини рекомендується зміщення електрода в сторону, протилежну напрямку обертання деталі. Зсув залежить від обсягу ванни, діаметра і товщини стінки деталі і від швидкості зварювання. При товщині стінки деталі> 15 мм доцільна вузька щілинна оброблення в поєднанні з безперервною багатопрохідної зварюванням. Режими зварювання вибирають залежно від допустимого термічного циклу. Сварка кільцевих швів може бути виконана у всіх активних газах (СO2, СO2 + O2, Аr + O2 + СO2 і Аr + СO2). При виборі складу суміші виходять з конкретних умов виробництва.

- з'єднань внапуск металу товщиною 0,8-1,5 мм зварюють у висячому положенні, на мідній, сталевий або стеклотканевой підкладці. Більш товстий метал зварюють у висячому положенні. Висока якість з'єднання отримують при зміщенні електрода від кромки до ± (1-1,5) мм. При більшому зсуві електрода в сторону нижнього листа можливі пропали, а в бік верхнього - погіршується формування шва і можливий недостатній проварена нижнього листа. Максимальна швидкість зварювання досягається при виконанні з'єднань в вертикальному положенні зверху вниз; ретельна збірка також дозволяє підвищити швидкість зварювання. Метал малої товщини рекомендується зварювати в СO2 за технологією з примусовими короткими замиканнями, при цьому досягаються найменші деформації вироби. Метал товщиною> 1,5 мм зварюють електродом, нахиленим поперек шва на 50-60 ° до поверхні листа. При зварюванні металу рівних товщин електрод направляють в кут, а нерівних - в сторону листа більшої товщини. Деякі режими зварювання з'єднань внапуск наведені в табл. 3.3.

- Таврові і кутові з'єднання можна зварювати похилим електродом при вертикальному розташуванні стінки з'єднання і вертикальним електродом при розташуванні шва «у човник». При зварюванні похилим електродом кут нахилу його до полиці повинен становити 40-50 °. При зварюванні швів з катетом до 5 мм і однаковій товщині листів електрод направляють в кут, при неоднаковою товщині - в сторону листа більшої товщини. При зварюванні таврових з'єднань на сталі товщиною> 5 мм електрод зміщують на 1,0-2,5 мм в сторону полки. Зварювання доцільно вести «кутом вперед» з нахилом електрода до деталі 70-75 °. При зварюванні сталей більшої товщини роблять скіс кромки. В цьому випадку електрод направляють в кут оброблення. Для підвищення продуктивності і поліпшення формування шва доцільно виконувати зварювання на спуск.

Шви з катетом> 4 мм рекомендується зварювати «у човник». При цьому можливе використання форсованих режимів. Крім того, поліпшується формування шва, з'являється можливість збільшити швидкість зварювання до 300 м / год.

При зварюванні таврових і кутових з'єднань можна рекомендувати прийоми, що підвищують швидкість розплавлення електрода: зварювання з подачею присадного дроту, зі збільшеним вильотом, з додатковим нагріванням електрода двома і трьома електродними дротами, підключеними до загального струмознімачами і в загальну ванну. Деякі режими зварювання таврових і кутових з'єднань наведені в табл. 3.4.

- Замкові з'єднання найбільш часто застосовують при зварюванні кільцевих швів. Такі сполуки виконують з обробленням кромок згідно ГОСТ 14771-76. Режими зварювання вибирають залежно від товщини листів і діаметра вироби. Замкові з'єднання дозволяють виконувати зварювання перших проходів на великих токах, оскільки в даному випадку відсутня небезпека прожога листів. При зварюванні замкнутих судин щоб уникнути появи пір в корені шва потрібно збірка без зазорів. Тому замок роблять скошеним і деталі збирають з натягом. Для підвищення продуктивності, поліпшення формування шва і зменшення розбризкування електрод зміщують з зеніту таким чином, щоб вести зварювання на спуск.

Особливості напівавтоматичного (ручної механізованої) зварювання. Техніка напівавтоматичного зварювання в СО2 і в сумішах СO2 + O2, Аr + СO2 (25%) і Аr + O2 + СO2 (25%) проста. Завдання зварника складається в підтримці постійного вильоту електрода, рівномірному переміщенні власника уздовж крайок і (в окремих випадках) у виконанні коливань електрода. Глибина провару при зварюванні в СО2 і СO2 + O2 більше, ніж при зварюванні в Аr + СO2 і при ручного дугового зварювання штучними електродами, т. Е. Можна виконувати зварювання на великих швидкостях. Зміни швидкості зварювання, неминучі при переміщенні власника вручну, позначаються на глибині проплавлення. Тому щоб уникнути прожогов напівавтоматичну зварювання виконують при меншому струмі, т. Е. В результаті швидкість напівавтоматичного зварювання менше, ніж автоматичної.

- При зварюванні тонкими дротами форма коливань електрода зазвичай така ж, як при ручного дугового зварювання. При зварюванні дротами ф1,6 мм і більше форма поперечних коливань залежить від типу з'єднання і може змінюватися від шару до шару. Кореневі шви зварюють при зворотно-поступальному переміщенні електрода, середні верстви стикових швів - при переміщенні електрода по витягнутій спіралі, а верхні шари - з поперечними коливаннями ( «змійкою»). Зварювання стикових з'єднань можна вести з нахилом електрода як «кутом вперед» так і «кутом назад» до 10-30 °.

- У першому випадку глибина провару дещо менше, шов ширше, зручно направляти дугу по обробленню шва, можна домогтися істотного зменшення розбризкування; зварювання можна виконувати з великими швидкостями, ніж зварювання вертикальним електродом. Зворотно-поступальний рух пальника забезпечують зниження пористості при зварюванні у всіх активних газах. Цьому сприяє як поліпшення захисту, так і перемішування і уповільнене охолодження рідкої ванни.

- При зварюванні «кутом назад» рекомендують нахиляти пальник на 5-35 °. В цьому випадку можна дещо збільшити глибину провару, але ширина шва зменшується. Для розширення шва зварку виконують з коливаннями електрода. При зварюванні кутових швів електрод нахиляють на 45-60 ° до полиці впоперек з'єднання. Зварювання ведуть вертикальним електродом або з нахилом «кутом вперед» на 70-80 ° до виробу. Дугу направляють зі зміщенням на 1-2 мм від кута до нижньої полиці або в кут. Бажано вести зварку на спуск з нахилом виробу на 6-10 °. Це істотно покращує формування шва, дозволяє підвищувати швидкості зварювання і зменшувати розбризкування.

Для отримання щільного шва і хорошого провару на початку зварювання необхідно забезпечити попередню подачу газу до запалювання дуги і починати зварювання вертикальним електродом, а також виконувати зварювання з програмуванням напруги, струму і швидкості подачі електрода. Для отримання якісного кінця необхідно заварити кратер і обдувати його газом до повного затвердіння металу. При зварюванні з великою силою струму для заварки кратера потрібно зменшити силу струму і напругу (орієнтовно до 150-180 А і 22-24 В відповідно). Для закінчення зварювання можуть бути використані також інші прийоми, які здійснюються з програмуванням напруги.

- Вертикальні шви зварюють як з вільним, так і з примусовим формуванням. Метал товщиною до 4 мм зазвичай зварюють «зверху вниз» з вільним формуванням швів. Зварювання виконують тонкими дротами ф0,8-1,4 мм в СO2 або СO2 + O2 (15%), рідше в суміші Аг + СO2 (не менше 25%). Зварювання вертикальних швів зверху вниз ведуть «кутом назад», направляючи дугу на передню частину ванночки (рис 3 8, а). Це запобігає стіканню ванночки, сприяє збільшенню проплавления кореня шва і виключає такі дефекти, як несплавление і НАТЕК по краях шва. При зварюванні металу товщиною до 1,2 мм ця техніка виключає пропали металу. Метал товщиною до 3 мм зварюють без коливань електрода, метал товщиною 3-4 мм зварюють з поперечними коливаннями електрода (рис. 3.8). Вимоги до якості збірки при зварюванні «зверху вниз» менш жорсткі, ніж при зварюванні в нижньому положенні. Тому зварювання зверху вниз застосовують для виконання кореневих швів металу різної товщини при наявності змінних зазорів. Швидкість зварювання «зверху вниз» зазвичай в 2-2,5 рази вище, ніж зварювання «знизу вгору».

Для зменшення розбризкування і збільшення провару рекомендують вести зварювання на знижених напругах при харчуванні від джерел з підвищеними динамічними властивостями по току.

При зварюванні сталей товщиною> 4 мм внаслідок інтенсивного тепловідведення в виріб спостерігається неповний проварена кореня шва. Підвищення струму призводить до збільшення обсягу рідкої ванночки і посилення її стікання. В результаті натікання рідкого металу на холодний метал вироби спостерігається непровар кореня і несплавлення по краях шва. Тому стали товщиною ≥4 мм при харчуванні дуги від джерел з жорсткою і пологопадающих зовнішньої характеристиками доводиться зварювати від низу до верху. Швидкості зварювання вертикальних швів «знизу вгору» зазвичай невеликі (6-10 м / ч). Зварювання ведуть «кутом вперед», направляючи дугу на передню частину ванночки, що зменшує її стікання. Метал товщиною> 8 мм зварюють з поперечними коливаннями електрода по трикутнику (див. Рис. 3.8, г). Техніка виконання зварювання швів «знизу вгору» вимагає більш високої кваліфікації зварника, ніж при зварюванні «зверху вниз».

Застосування джерел струму з комбінованої зовнішньою характеристикою і високими швидкостями наростання Iк.з. забезпечує можливість зварювання в СО2 вуглецевих сталей товщиною до 12 мм методом «зверху вниз». Сварка виконується дротами ф1,2-1,4 мм на токах до 260 А (табл. 3.5). Провар кореня шва повний, несплавлення по краях шва відсутні. Шви формуються без посилення або з невеликим ослабленням. Зменшення посилення шва забезпечує зниження витрат електродного дроту, газу та електроенергії. Знижуються трудові витрати, зменшується деформація вироби. Зварювання виконують електродом «кутом назад»; шви катетом до 4 мм зварюють без поперечних коливань електроду, а шви катетом> 4 мм виконують з поперечними коливаннями електрода і в кілька проходів. Швидкості зварювання кутових швів «зверху вниз» на металі товщиною 8-12 мм досягають 30- 35 м / ч, на більш тонкому металі - 50-55 м / ч. Проста техніка зварювання і м'яка «еластична» дуга менше стомлюють зварника, ніж зварювання «знизу вгору» з коливаннями електрода.

Режими зварювання вертикальних з'єднань з вільним формуванням швів - в СO2 (при використанні джерел струму як з пологопадающих, так і з комбінованою зовнішньої характеристиками) і в сумішах СO2 + O2 (15%) і Аr + СO2 (25%) вибирають такими, щоб процес протікав з частими короткими замиканнями (табл. 3.5). Зварювання в суміші Аг + СO2 (<15%) можна виконати з накладенням імпульсів струму. При цьому можна використовувати електродні дроту ф1-2 мм.

- При значній довжині з'єднань прямолінійні вертикальні шви на сталі товщиною 8-40 мм доцільно виконувати за технологією з примусовим формуванням, як при електрошлакового зварювання. Цей спосіб розроблений Д. А. Дудко з співр. в ІЕЗ ім. Є. О. Патона в 1956-1957 рр.

Для отримання високої якості і гарного формування швів необхідна наявність між повзуном і швом невеликої кількості шлаку. Для цього при використанні дротів суцільного перерізу в зону зварювання подають невелику кількість флюсу. Флюс надходить з окремого бункера або з присадочной порошковим дротом, укріпленої на кромці стику. При зварюванні порошковими дротами шлак утворюється при розплавленні самої дроту. Для захисту зони зварювання застосовують СO2 або суміш СO2 + O2 (15-30%). В останньому випадку на поверхні ванни утворюється більше шлаку і формується більш рідких ванночка.

Для отримання шва високої якості необхідно попереджати потрапляння повітря до розплавленої ванночці, для чого газ рекомендують подавати за спеціальними газовим соплам або по каналах, розташованим в ползунах. Наявність на поверхні ванни шлаку знижує вимоги до якості за щити. Режими зварювання вертикальних швів вибирають, виходячи з умови отримання заданого термічного циклу і отримання процесу з мінімальним розбризкуванням. З підвищенням Iсв збільшуються обсяг зварювальної ванни і її глибина. При заданій напрузі з підвищенням Iсв ширина шва зменшується. З підвищенням напруги ширина ванни збільшується. Зазор між листами впливає мало на ширину шва.

З'єднання на металі товщина> 20 мм віконують з коливання електрода. У плазунів електрод затрімують на 1,5-2 с. Зварювання вертикальних швів віконують на постійному струмі. Сварка вертикальних швів в захисних газах з примусових Формування Забезпечує більш скроню продуктивність, чем зварювання з вільним Формування шва и ручна дугова зварка. Стикові з'єднання під зварювання з примусовим формуванням збирають без скосу кромок і з U-подібною обробленням. При складанні з U-подібною обробленням зменшується перетин оброблення і можна підвищити швидкість зварювання. Крім того, при U-подібної обробленні кромок в разі виходу з ладу автомата зварювання можна закінчити напівавтоматичного або ручного дугового зварювання. Поперечна усадка з'єднання при U-подібної обробленні також менше, ніж при прямокутної.

- Горизонтальні шви на сталі товщиною до 6 мм зварюють в СO2 або СO2 + O2 (15-20%) дротами ф0,8- 1,4 мм. З'єднання на металі товщиною до 3 мм збирають без скосу кромок з невеликим проміжком, що забезпечує отримання швів з повним проваром при невеликих зусиллях. Зварювання ведуть «від низу до верху» з нахилом електрода «кутом назад» без поперечних коливань. Дугу направляють на металеву ванну. При товщині металу> 4 мм роблять скіс на кромці верхнього листа. Зварювання металу товщиною> 6 мм виконують з нахилом електрода поперек шва на кут 40-60 ° до вертикалі. Основне перетин шва заварюють з підвищеною силою струму. При цьому використовують дроту суцільного перерізу до ф2 мм і порошкові до Ф4 мм, а облицювальні шви заварюють дротами ф1,2-1,4 мм на малих режимах (табл. 3.6). При зварюванні металу товщиною> 6 мм на підвищених токах спостерігається стікання ванни рідкого металу. Для попередження цього використовують формують повзуни. При зварюванні горизонтальних швів дротами Св-08Г2С ф1,6-2 мм в металі шва зустрічаються характерні несплавлення, мають вигляд півкуль. Місця несплавлення зазвичай покриті тонкою скоринкою шлаку. Для їх виключення слід «знижувати» режим зварювання, зменшувати діаметр електрода, а також осушувати СO2 і очищати дріт від мастила.

- Стельові шви рекомендується зварювати: в СO2 дротом ф0,8-1,4 мм на режимах з частими короткими замиканнями, а в Аr + СO2 (10%) з накладенням імпульсів. Зварювати такі шви полуавтоматом важче, ніж в інших положеннях, тому зварник повинен мати більш високу кваліфікацію. Зварювання стельових швів ведуть «кутом назад» на мінімальних напругах. Зварювальний струм можна вибирати дещо більшим, ніж для зварювання вертикальних швів. Дугу і потік СO2 направляють на ванночку рідкого металу, що зменшує його стікання. Для цієї ж мети рекомендується збільшувати витрата газу. Зварювання стикових швів з обробленням кромок ведуть з поперечними коливаннями електрода. Метал товщиною> 6 мм рекомендується зварювати в два проходи і більш, що забезпечує отримання щільних швів.

Див. також: Сварка в вуглекислому газі , Сварка електрозаклепкамі і точками в СO2