Игорь Иванович Заруба
АВТОМАТИЧЕСКАЯ И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ
СВАРКА ТОНКОЛИСТОВОЙ СТАЛИ
*** 1959 ***
|
ФPAГMEHT КНИГИ (...) Как следует из табл. 2 и фиг. 2, где изображены образцы сварных соединений, в случае внешней характеристики генератора, приближающейся к жесткой (пологопадающей) , а также в случае большей плотности тока в электроде (меньший диаметр электрода), максимальный зазор, при котором еще происходит правильное формирование шва, значительно больше.
Не следует считать, что приведенные в таблице максимальные зазоры могут быть рекомендованы как допустимые при сборке стыков. В данном случае имеет место плавное возрастание зазора, что не равноценно резким изменениям зазоров, которые могут наблюдаться в практике. При автоматической сварке стыкового соединения одно из активных пятен дуги расположено на расплавленном металле ванны, заполняющей разделку. В отдельные моменты времени скорость перемещения ванны расплавленного металла может отличаться от скорости движения электрода вдоль стыка. Одной из причин этого бывает изменение величины зазора между свариваемыми кромками или изменение зазора между подкладкой и свариваемыми листами. При увеличении зазора в стыковом соединении или возникновении большего зазора между подкладкой и свариваемыми листами скорость перемещения ванны расплавленного металла уменьшается. Так как скорость движения электрода при этом остается прежней, имеет место рост дугового промежутка. Резкое увеличение дугового промежутка вызывает обрыв дуги и нарушение процесса сварки. При плавном удлинении дуги процесс может не нарушиться, активное пятно успеет занять новое положение, обеспечивая восстановление прежней длины дуги. Если питание дуги осуществляется от генератора с крутопадающей внешней характеристикой, то при удлинении дуги, как показали исследования, наблюдается рост ее мощности, что ведет к дополнительному оплавлению кромок в месте повышенного зазора, где начала удлиняться дута. При этом электродного металла окажется недостаточно для заполнения зазора между оплавленными кромками, в результате чего образуется не заполненный металлом участок — прожог. Увеличение интенсивности саморегулирования дуги, имеющее место в случае применения генераторов с жесткими внешними характеристиками или при повышенной плотности тока в электроде, в известных пределах может предотвратить возникновение прожогов. Благодаря интенсивному саморегулированию значительное удлинение или обрывы дуги не будут наблюдаться при отставании ванны жидкого металла в месте увеличившегося зазора. При этом длина дуги будет поддерживаться постоянной и опасный участок с увеличенным зазором может быть пройден без нарушения процесса сварки (без обрывов дуги, прожюгов и пр.). Этот участок от остальной части шва будет отличаться только меньшим усилением шва или даже полным отсутствием усиления. Как известно из практики автоматической сварки под флюсом, с увеличением плотности тока в электроде глубина проплавления заметно возрастает. Например, при сварке на токе 500 а увеличение плотности тока приблизительно в 3 раза, за счет уменьшения диаметра электродной проволоки от 5 до 3 мм, вызывает увеличение глубины проплавления на 25%. Так как переход к сварке тонкой электродной проволокой связан с еще большим увеличением плотности тока в электроде, то возникает опасение, не может ли интенсивный рост глубины про-плавлепия в этом случае стать препятствием на пути применения тонкой электродной проволоки и повышенной плотности тока для сварки тонколистовой стали. Проведенные опыты показали, что это опасение несостоятельно. На фиг. 3 приведен график зависимости глубины про-плавленил от диаметра электродной проволоки. Как видно из графика, рост глубины проплавления с увеличением плотности тока (уменьшением диаметра электрода) наблюдается только при сварке на токах, превосходящих 300—350 а. Что же касается интересующего пас диапазона токов, применяемых для сварки тонкой стали, то в нем увеличение плотности тока не вызывает изменения глубины проплавления. Это объясняется некоторыми особенностями, отличающими маломощные электрические дуги от дуг большей мощности. Технология и техника сварки Стыковые соединения. Применяющиеся в практике соединения тонколистовой стали весьма разнообразны: стыковые, нахлесточные, бортозые и др. Стыковые соединения являются наиболее распространенным видом соединений. Они могут быть выполнены следующими способами: 1) автоматической сваркой под флюсом на весу (обычно двусторонней); 2) автоматической односторонней сваркой па флюсовой подушке, медной или флюсомедной подкладке и 3) автоматической сваркой на остающейся подкладке. Сваркой на весу называют такой способ сварки, при котором не применяются какие-либо средства, предотвращающие протекание расплавленного металла через зазоры между свариваемыми кромками. Если свариваемые кромки требуется проплавить на полную глубину, сварка на весу осуществляется в два приема, т. е. с одной и с другой стороны соединения поочередно. Односторонней сваркой на флюсовой подушке, медной или флюсомедной подкладке называют такой способ сварки, при котором соединяемые кромки проплавляют на всю толщину с формированием усиления с обеих сторон стыка, флюсовая подушка, медная или флюсомедная подкладка поджимаются снизу к стыку, предохраняя от вытекания расплавленный металл сварочной ванны и обеспечивая формирование валика с обратной стороны. Сварка на остающейся подкладке — это сварка с полным проплавлением кромок и одновременной приваркой к нижней стороне стыка топкой стальной полоски. Широкое разнообразие типов изделий из тонкой стали обусловливает различную протяженность сварных швов, колеблющуюся от нескольких сантиметров до нескольких метров и даже десятков метров. В зависимости от типа изделия и длины швов по-различному осуществляется заготовка топкого металла для его сварки. Она может быть выполнена на гильотинных, дисковых или преее-иожпицах, штамповкой и другими способами, обеспечивающими при сборке требуемый зазор между стыкуемыми кромками. Допустимая величина этого зазора тем меньше, чем меньше толщина свариваемых листов (табл. 3). Поверхность заготовленного металла не должна быть волнистой, заусенцы кромок должны быть зачищены. Свариваемые кромки, а также поверхность листов на расстоянии до 30 мм от кромок следует тщательно очистить от ржавчины, краски н других загрязнений, а также удалить влагу, так как все это может явиться причиной пороков в швах. Таковы основные операции по подготовке тонкой стали для сборки под сварку. Выполнение самой сборки зависит от способа сварки, от типа сборочных приспособлений, от протяженности швов и др. Сварка на весу. При сварке на весу сборку следует осуществлять посредством прихваток, соблюдая при этом зазоры между стыкуемыми кромками по величине, не превосходящие указанных в табл. 3. Прихватка должна производиться электродами с качественным покрытием той же марки, которая рекомендуется для ручной сварки данных изделий. Длина прихваток зависит от толщины свариваемых листов; она не должна превышать 20— 25 мм. Ширина прихваток — не более 5 мм, высота — до 1,0—1,5 мм. Прихватки следует ставить на расстоянии 250—300 мм друг от друга. Прихватки не следует ставить в местах пересечения швов или у отверстий в листе. Очередность при постановке прихваток должна обеспечивать правильное взаиморасположение свариваемых чтобы величина зазоров, а также грануляция флюса обеспечивали его свободное прохождение сквозь зазор. Флюсомедная подкладка позволяет легко обеспечить заданную величину усиления обратного валика. Эта величина равна разности зазора между свариваемыми листами и медной подкладкой и толщиной нижней шлаковой корки. Флюсомедная подкладка конструируется таким образом, что практически весь флюс после сварки превращается в шлаковую корку, покрывающую нижнее усиление шва. Флюсомедная подкладка позволяет обеспечить меньшее смещение свариваемых кромок друг относительно друга. Прижим свариваемых листов к подкладке способствует приведению их кромок в одну плоскость. Режимы сварки на флюсомедной подкладке и допуски на сборку практически такие же, как в случае сварки на флюсовой подушке (табл. 4). Сталь толщиной менее 2 мм на флюсоЕой подкладке сваривается также неудовлетворительно, как и па флюсовой подушке (прожоги к т. п.). Стыковые швы стали толщиной менее 2 мм вполне удовлетворительно свариваются на гладкой медной подкладке. При этом за счет соответствующего подбора режима сварки можно обеспечить надежное проплавле-нке на всю глубину свариваемого металла, чего не удается добиться при сварке на гладкой медной подкладке листов толщиной более 2 мм. Это, по-видимому, объясняется тем, что более тонкий металл легче деформируется при нагреве. Прохождение дуги вызывает местные деформации, благодаря которым в месте сварки листы несколько отстают от подкладки. Образовавшееся небольшое пространство заполняется расплавленным металлом, за счет которого создается обратное усиление шва. При сварке стали толщиной менее 2 мм весьма важно обеспечить плотное прилегание медной подкладки к стыку. Рекомендуемые режимы сварки стали толщиной менее 2 мм, а также допустимые зазоры при сборке приведены в табл. 5. |
