Евгений Банников - Сварка
При ручной сварке неплавящимся электродом возбуждение дуги производят на угольной или графитовой пластинке и некоторое время разогревают электрод, а затем быстро переносят дугу в начало разделки кромок. При сварке переменным током возбуждение дуги осуществляют с помощью осциллятора без короткого замыкания электрода на изделие. При полуавтоматической и автоматической сварке возбуждение дуги производят путем касания электродной проволокой вводной планки, которую устанавливают для предупреждения дефекта в начале свариваемого шва.
Аргонодуговой сваркой можно выполнять швы стыковых, тавровых и угловых соединений.
При толщине листов до 2,5 мм сварку рекомендуется производить с отбортовкой кромок.
При малом зазоре порядка 0,1–0,5 мм можно сваривать тонколистовой материал толщиной 0,4–4 мм без отбортовки и разделки кромок. Чем меньше толщина свариваемых встык листов, тем меньше допустимый зазор. Листы толщиной 4–12 мм сваривают с V-образной разделкой кромок при угле разделки 50–70°. Допустимый зазор в стыке составляет не более 1,0 мм. Расход аргона должен обеспечить надежную защиту электрода и металла сварочной ванны от воздействия воздуха. Следует учитывать конфигурацию свариваемого изделия, чтобы при экономном расходовании газа создать хорошую защиту шва.
Рекомендуются следующие соотношения:
Перед началом сварки следует продуть шланг и горелку небольшой порцией аргона. Возбуждение дуги следует производить спустя 3–4 с после подачи аргона в горелку. Струя аргона должна защищать не только сварочную ванну, но и обратную сторону шва. Если доступ к обратной стороне шва затруднен, то применяют подкладки или флюсовую подушку.
Ручную сварку листов малой толщины производят левым способом, при котором горелка перемещается по шву справа налево. Листы большой толщины (более 12 мм) сваривают правым способом, т. е. горелку ведут слева направо. Ось мундштука горелки при сварке тонких листов (толщиной до 4 мм) должна составлять с поверхностью свариваемых листов 75–80°. Присадочный пруток вводится в зону дуги под углом 10–15° к поверхности свариваемых листов, т. е. почти перпендикулярно оси мундштука горелки. При сварке листов большей толщины ось мундштука горелки располагают почти перпендикулярно к поверхности свариваемых листов.
Длина дуги при аргонодуговой сварке небольшая и составляет 1,5–2,5 мм при длине выступающего вольфрамового электрода в пределах 6–12 мм. Дугу следует гасить постепенно, увеличивая дуговой промежуток. Подачу аргона в зону дуги следует прекратить лишь спустя 10–15 с после гашения дуги, чтобы защитить металл шва от воздействия воздуха до его затвердевания.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавящимся электродом производится при постоянной скорости подачи электродной проволоки независимо от напряжения дуги. Постоянство длины дуги поддерживается автоматическим саморегулированием. Применяется электродная проволока диаметром 0,5–2,0 мм. Листы толщиной до 5 мм соединяют стыковой сваркой без разделки кромок, а при толщине листов более 5 мм производят V-образную разделку шва с углом разделки 30–50°.
Сварочный ток влияет на характер переноса металла в шов. С увеличением тока капельный перенос металла электрода сменяется струйным и глубина проплавления увеличивается. Критическим называют значение тока, при котором металл электрода начинает стекать в сварочную ванну в виде тонкой струи. Практика показала, что при сварке алюминиевых сплавов критический ток составляет 70 А на 1 мм2 сечения электродной проволоки, при сварке сталей – 60–120 А на 1 мм2 сечения проволоки.
Подготовка поверхностей под сварку включает обезжиривание растворителями, бензином авиационным или ацетоном техническим, а затем удаление оксидной пленки механической зачисткой или химическим способом. Обработку рекомендуется выполнять не более чем за 2–4 ч до сварки. Механическую зачистку производят металлическими щетками из проволок диаметром до 5 мм.
Химический способ включает травление в течение 0,5–1,0 мин раствором, состоящим из 45–55 г едкого натра технического и 40–50 г фтористого натрия технического на 1 л воды, промывку проточной водой, нейтрализацию в 25–30 %-м водном растворе азотной кислоты в течение 1–2 мин, промывку в проточной воде, затем в горячей воде, сушку до полного испарения влаги.
Сварка в углекислом газе
Преимущество сварки в углекислом газе перед сваркой под флюсом состоит в том, что сварщик может наблюдать за ходом горения дуги, не закрытой флюсом. При ее производстве не нужны приспособления для подачи и отсоса флюса, которые усложняют сварочное оборудование. Отпадает необходимость в последующей очистке швов от шлака и остатков флюса, что особенно важно при многослойной сварке.
Сварку в углекислом газе производят почти во всех пространственных положениях. Она осуществляется при питании дуги постоянным током обратной полярности. Во время сварки постоянным током прямой полярности снижается стабильность горения дуги, ухудшается формирование шва, происходит увеличение потери электродного металла на угар и разбрызгивание. Однако коэффициент наплавки в 1,6–1,8 раза выше, чем при обратной полярности. Это качество используют при наплавочных работах. Сварку можно производить и на переменном токе при включении в сварочную цепь осциллятора.
В качестве источников питания дуги постоянным током используют сварочные выпрямители с жесткой внешней или универсальной характеристиками.
В углекислом газе успешно сваривают листовой материал из углеродистых и низколегированных сталей. Листы толщиной 0,6–1,0 мм сваривают с отбортовкой кромок. Допускается также сварка без отбортовки, но с зазором между кромками не более 0,3–0,5 мм. Листы толщиной 1,0–8,0 мм сваривают без разделки кромок, при этом зазор между свариваемыми кромками должен быть не более 1 мм. Листы толщиной 8–12 мм сваривают V-образным швом, а при больших толщинах – Х-образным швом. Перед сваркой кромки изделия должны быть тщательно очищены от грязи, краски, окислов и окалины.
Наилучшие результаты дает сварка при больших плотностях тока, обеспечивающих более устойчивое горение дуги, высокую производительность процесса и снижение потерь металла на разбрызгивание. Для этого при сварке в углекислом газе применяют электродную проволоку диаметром 0,5–2,0 мм и выполняют сварку при плотности тока не менее 80 А/мм2.
Сварочная проволока применяется из низкоуглеродистой стали с повышенным содержанием кремния и марганца марок Св–08ГС, Св–08Г2С. Поверхность проволоки должна быть чистой от смазки, антикоррозионных покрытий, ржавчины и загрязнений, нарушающих устойчивость режима сварки. Режим сварки выбирается в зависимости от толщины свариваемых кромок.
Сварочный ток и скорость сварки в значительной степени зависят от размеров разделки свариваемого шва, т. е. от количества наплавляемого металла. Напряжение устанавливается таким, чтобы получить устойчивый процесс сварки при возможно короткой дуге (1,5–4,0 мм). При большей длине дуги процесс сварки неустойчивый, увеличивается разбрызгивание металла, возрастает возможность окисления и азотирования наплавляемого металла.
Скорость подачи электродной проволоки зависит от сварочного тока и напряжения, чтобы процесс протекал устойчиво при вполне удовлетворительном формировании шва и незначительном разбрызгивании металла. Расход углекислого газа устанавливается так, чтобы обеспечить полную защиту металла шва от воздействия атмосферного воздуха. При сварке толстых изделий сварочными токами 500–1000 А расход газа достигает 15–20 л/мин. Расстояние от торца мундштука горелки до сварного соединения должно быть при сварочных токах до 150 А в пределах 7–15 мм, а при токах до 500 А – в пределах 15–25 мм.
Полуавтоматическую сварку можно вести углом вперед, перемещая горелку справа налево, и углом назад, перемещая горелку слева направо. При сварке углом вперед глубина проплавления меньше, наплавляемый валик получается широкий. Такой метод применяют при сварке тонкостенных изделий и при сварке сталей, склонных к образованию закалочных структур.
При сварке углом назад глубина проплавления больше, а ширина валика несколько уменьшается. Угол наклона горелки относительно вертикальной оси составляет 5–15°. Перед началом сварки следует отрегулировать расход углекислого газа и только спустя 30–40 с возбудить дугу и приступить к сварке. Это необходимо, чтобы газ вытеснил воздух из шлангов и каналов сварочной горелки. Вылет электродной проволоки устанавливается в пределах 8–15 мм при диаметре проволоки 0,5–1,2 мм и 15–35 мм – при диаметре проволоки 1,2–3 мм. В процессе сварки электроду сообщается такое движение, чтобы получилось хорошее заполнение металлом разделки свариваемых кромок и удовлетворительное формирование наплавляемого валика. Эти движения аналогичны движениям электрода при ручной дуговой сварке качественными электродами.
