1. Технологія зварювання сталі
Підготовка конструкцій до зварювання
Підготовка конструкцій до зварювання поділяється на три етапи:
1. обробка кромок, які підлягають зварюванню;
2. збірка елементів конструкції під зварювання;
3. додаткова очистка, якщо вона потрібна, зібраних під зварювання з'єднань.
Обробка кромок конструкцій, які підлягають зварюванню, проводиться у відповідності з кресленнями конструкцій та згідно з вимогами ГОСТ 5264-80 та інших ГОСТів на основні типи і конструктивні елементи швів зварних з'єднань. Кромки з'єднань під зварку обробляють на крайкостругальні або фрезерних верстатах, а також шляхом кисневої та плазмового різання на спеціальних верстатах. Розміри елементів крайок повинні відповідати вимогам ГОСТ.
Важливим етапом підготовки конструкції до зварювання є збірка під зварювання. Під ручне дугове зварку конструкції збирають за допомогою складальних пристосувань або прихваток. Склад складальних пристосувань: струбцини 1 виконують різноманітні операції по збірці кутового металу, балок, смуг і т.п.; клини 2 використовують для збірки листових конструкцій; важелі 3 - для зборки кутового металу та інших конструкцій; стяжні куточки 4 і кутові фіксатори 8 - для складання листових конструкцій; домкрати 5 - для стягування обичайок, балок та інших конструкцій; прокладки з клинами 7 - для зборки листових конструкцій з дотриманням величини зазору; стяжні планки 10 і косинці. І - для зборки листових конструкцій під зварку без прихваток. Застосовують і інші типи пристосувань.
Перед складанням оброблені елементи конструкцій повинні бути виміряні, оглянуті їх кромки, а також прилеглий до них метал, ретельно очищені від іржі, масла, фарби, бруду, льоду, снігу, вологи і окалини. У цехових умовах елементи конструкцій збирають на стелажах - плитах, які мають пази для установки в них пристосувань (Болтів, стягувань, штирів і т.п.), що кріплять збирані елементи за розмірами, передбаченим у кресленнях. Використовуються також найпростіші стелажі з горизонтальних балок, встановлених на стійках висотою 200-400 мм. На 13.3 показаний приклад збірки листових конструкцій за допомогою найпростіших пристосувань і складання конструкцій з профільного металу - кутового, двотаврового і т.п. Кромки зібраних конструкцій, що підлягають зварюванню, за своєю формою і розмірами повинні відповідати кресленням і стандартам.
Стики конструкцій у міру збірки закріплюють прихватками - короткими зварними швами для фіксації взаємного розташування підлягають зварюванню деталей. Прихватки розміщують в місцях розташування зварних швів, за винятком місць їх перетину Довжина прихваток для сталей із границею текучості до 390 МПа повинна бути не менше 50 мм і відстань між ними - не більше 500 м, для сталей із границею текучості понад 390 МПа прихватки повинні бути довжиною 100 мм і відстань між ними - не більше 400 мм При невеликій товщині збираних деталей (4-6 мм) прихватки можуть бути більш короткими (20-30 мм) і відстань між ними 200-300 мм. При збірці на прихватках громіздких важких конструкцій, кантуемих при зварюванні, розташування прихваток і їх величина вказуються в проекті виконання зварювальних робіт. Кеудаляемие при зварюванні прихватки повинні виконуватися зварниками, які згодом будуть зварювати прихоплені з'єднання.
Прихватки додають жорсткість конструкції і перешкоджають переміщенню деталей від усадки при зварюванні, що може привести до утворення тріщин, особливо в елементах великий товщини. Тому збірку на прихватках застосовують при товщині металів 6-10 мм, а при більшій товщині використовують складальні пристосування, що фіксують форму і розміри конструкцій, проте допускають її незначне переміщення від зварювальної усадки. Такими пристосуваннями є клинові стяжки (див. 13.1).
Безпосередньо перед зварюванням зібрані стики підлягають обов'язковому огляду і при необхідності додаткового виправленню дефектів складання та очищенню.
При зварюванні в вертикальному положенні сила струму зменшується на 10-20%, при зварюванні горизонтальних швів - на 15-20% і при зварюванні стельових швів - на 20-25%.
Рід струму і полярність визначають залежно від прийнятих для зварювання електродів, наприклад для електродів МР-3 може бути застосований змінний або постійний струм, для електродів УОНІІ-13/45 - тільки постійний струм зворотної полярності і т.п.
Швидкість зварювання (переміщення дуги) в значній мірі залежить від кваліфікації зварника і його вміння вести процес зварювання з перервами тільки на зміну електрода. Крім того, на швидкість зварювання впливають коефіцієнт наплавлення застосовуваних електродів і сила зварювального струму. Чим більше коефіцієнт наплавлення і сила струму, тим швидше переміщається дуга і, отже, зростає швидкість зварювання. Слід мати на увазі, що довільне збільшення сили струму може викликати перегріву електроду.
Коефіцієнт/С, визначений за табл. 13.1, залежить від виду покриття електродів. Наприклад, для електродів з кислим або рутиловим покриттям максимальна величина коефіцієнта при діаметрі 3-4 мм К = 45; для електродів з основним покриттям діаметром 3-4 мм Д В»= 40; з целюлозним покриттям того ж діаметру/(= 30.
На підставі формули погонної енергії зварювання qn (гл. 3) була виведена наближена залежність погонної енергії від площі перерізу валика шва, Дж/мм
Яп = Qo Fm t
де Qo - коефіцієнт, залежить від типу застосовуваних електродів або дроту при механізованих методах зварювання; Fm-> площа перерізу валика, мм2.
Для електродів марок УОНІІ-13/45 і СМ-11 величина Qo = 65 Дж/мм3. Таким чином, знаючи погонну енергію, можна легко визначити перетин валика шва і навпаки.
2. Типи зварних з'єднань. Зварні шви
Терміни та визначення основних понять по зварці металів встановлює ГОСТ 2601-84. Зварні з'єднання підрозділяються на кілька типів, що визначаються взаємним розташуванням зварюваних деталей. Основними з них є стикові, кутові, таврові, нахлесточного і торцеві з'єднання. Для утворення цих сполук і забезпечення необхідної якості повинні бути заздалегідь підготовлені кромки елементів конструкцій, що з'єднуються зварюванням. Форми підготовки кромок для ручної дугового зварювання сталі і сплавів на залізонікелевій і нікелевій основі встановлені ГОСТ 5264-80.
стикових з'єднанням називають з'єднання двох елементів, що примикають один до одного торцевими поверхнями.
ГОСТ 5264-80 передбачено 32 типу стикових з'єднань, умовно позначених Cl, C2, С28 і т.д., що мають різну підготовку кромок в залежності від товщини, розташування зварюваних елементів, технології зварювання та наявності обладнання для обробки крайок. При великій товщині металу ручним зварюванням неможливо забезпечити проплавлення крайок на всю товщину, тому роблять оброблення крайок, тобто скіс їх з двох або одного боку. Кромки скошують на стругальному верстаті або термічної різкої (плазмової, газокисневого). Загальний кут скосу (50 В± 4) В°, така підготовка називається односторонньою зі скосом двох кромок. При цьому повинна бути витримана величина притуплення (нескошеної частини) і зазор, величини яких встановлені стандартом в залежності від товщини металу. Шов стикового з'єднання називають стикових швом, а підварювальним шов - це менша частину двостороннього шва, виконувана попередньо для запобігання прожогов при посивію зварюванні основного шва або накладається в останню чергу, після його виконання.
При підготовці крайок сталі товщиною 8-120 мм. Обидві кромки зварювальних елементів скошують з двох сторін на кут (25 В± 2) В° кожну, при цьому загальний кут скосу становить (50 В± В± 4) В°, притуплення і зазор встановлюються стандартом в залежності від товщини стали. Така підготовка називається двосторонньої зі скосом двох ...
