Технология автоматической дуговой сварки порошковой проволокой

Резервы повышения производительности дуговой сварки ограничены критической массой сварочной ванны, способной удерживаться в разделке в различных пространственных положениях. Существенного повышения производительности достигают принудительным формированием шва, которое применительно к сварке стыков труб можно осуществить только в сочетании с порошковой проволокой. Благоприятным фактором, способствующим принудительному формированию, при сварке порошковой проволокой является наличие шлака между горячей поверхностью шва и движущимся холодным формирующим устройством. В этих условиях шлак служит технологической смазкой и защищает ползун. Схема процесса сварки с принудительным формированием шва определяется наличием плавильного пространства, образованного кромками свариваемых деталей и формирующими устройствами, примыкающими к поверхностям деталей.

В плавильное пространство подают порошковую проволоку, между концом которой и жидким металлом горит электрическая дуга. За счет тепла дуги и сварочной ванны оплавляются кромки деталей. По мере кристаллизации шва формирующие устройства вместе со сварочным автоматом перемещаются по стыку снизу

Самозащитная порошковая проволока обеспечивает зону сварки технологически необходимым слоем шлака, который находится в зоне ползуна в пластичном или жидком состоянии.

По схеме принудительного формирования предусмотрена сварка правого и левого полупериметров стыков труб большого диаметра одновременно двумя головками (рис. 3.41).

Рис. 3.41. Схема процесса сварки труб больших диаметров порошковой проволокой с принудительным формированием шва:

1 — кассета; 2 — труба; 3 — электрическая дуга; 4 — сварочная ванна; 5 — охлаждающая жидкость; 6 — шлак; 7 — металл шва

В начале сварки первой головкой в качестве дна плавильного пространства используют металлическую вставку, как правило, из электродной проволоки (рис. 3.42, а). Дном плавильного пространства может также быть мощная, качественно выполненная прихватка. Сварка второй головкой (рис. 3.42, б) начинается от шва, ранее сваренного первой головкой и тщательно зачищенного шлифмашинкой.

Рис. 3.42. Схема начала сварки с принудительным формированием шва:

а — первой сварочной головкой; б — второй сварочной головкой; 1 — мундштук; 2 — формирующий ползун; 3 — металлическая вставка; 4 — вода или антифриз

В настоящее время освоена технология автоматической сварки порошковой проволокой по ручной подварке корня шва на трубах диаметром 1220 и 1420 мм с заводской разделкой кромок.

При этом автоматизируется сварка основной части сечения шва, трудоемкость которой наиболее велика. Поверхность разделки, а также прилегающие к кромке внутреннюю и наружную поверхности труб на ширине 10 мм, зачищают до металлического блеска. Усиление продольных или спиральных швов, примыкающих к разделке кромок на ширину 25 мм, снимают шлифмашин-кой до высоты не более 0, 5 мм для прохода формирующих ползунов.

Стыки труб собирают с зазорами под ручную сварку. Корень шва сваривают ручной дуговой сваркой. Толщина корневого шва зависит от толщины стенки свариваемой трубы и должна быть не менее 5 мм, а поверхность его должна быть ровной с плавными переходами к основному металлу без наплывов и крупной чешуи.

Сварку по ручной подварке выполняют на постоянном токе обратной полярности порошковой проволокой диаметром 2, 4 мм с вылетом 30 — 50 мм

110.Особенности сварки низколегированных сталей, склонных к образованию холодных трещин. К низколегированным сталям относят стали, легированные одним или несколькими элементами при суммарном их содержа­нии не более 5%, при этом содержание одного элемента не пре­вышает 2%. Низколегированные стали, используемые для изго­товления сварных конструкций, отличаются низким содержанием углерода (до 0, 22%), и в качестве легирующих элементов содер­жат марганец, кремний, хром, ванадий и др. Необходимость обес­печения хорошей свариваемости ограничивает применение леги­рующих элементов, способствующих повышению прочностных свойств сталей, но одновременно заметно снижающих их стой­кость к образованию трещин при сварке и вязкость. В силу специфических характеристик высокопрочные низко­легированные стали (их еще называют улучшенными высоко­прочными мелкозернистыми конструкционными сталями) выде­ляют в отдельную группу низколегированных сталей. Они пред­ставляют собой стали с низким содержанием углерода (до 0, 25%), высокие прочностные характеристики которых

(сг_т=550... 1000 МПа, а_в=650... 1200 МПа) обеспечиваются не толь­ко комплексным легированием марганцем, кремнием, хромом, молибденом и никелем, но также дисперсионным упрочнением при термической обработке и мелкозернистостью.

Под воздействи­ем термического цикла при определенных условиях и режимах сварки могут активно проходить не только процессы, приводящие к образованию хрупких закалочных структур (на участках пере­кристаллизации), но и процессы, вызывающие разупрочнение ме­талла (на участке, нагреваемом до температуры отпуска стали) и потерю вязкости (на участке перегрева).

Сварка. Непосредственно перед сваркой необходимо убе­диться в отсутствии на поверхности свариваемых кромок и в за­зоре между ними каких-либо загрязнений и влаги. В противном случае операцию по очистке мест наложения швов и прилегаю­щих к ним участков металла повторяют, при этом с помощью га­зовых горелок удаляют и находящуюся на кромках влагу. Сварку высокопрочных сталей проводят на режимах с пони­женными значениями погонной энергии, установленных с учетом приоритета предварительного подогрева. Например, сварку сты­ковых соединений с V-образной разделкой кромок из стали с а_т> 690 МПа толщиной 12—16 мм выполняют с подогревом до температуры 130-150°С на режимах с эффективной погонной энергией, не превышающей 12000-16000 Дж/см (поперечное сечение валика шва 18-25 мм²). При сварке тавровых соедине­ний значение допустимой погонной энергии может быть увеличе­но до 20 000 Дж/см.

Необходимо отметить, что температура металла между от­дельными проходами во избежание перегрева стали не должна подниматься выше 200-230°С (но и не опускаться ниже началь­ной температуры).

Окончательный контроль качества сварных соединений, име­ющих тенденцию к образованию холодных трещин, рекомендуют осуществлять не ранее 48 ч с момента завершения сварки соеди­нения