Определение площадей поперечного сечения сварных швов

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 4Следующая ⇒

Форма поперечного сечения	Расчетная формула
Подготовленных кромок	Выполненного шва

2.7.6. Техника выполнения сварных швов

Техника выполнения сварных швов зависит от вида и пространственного положения шва.

Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении. Стыковые швы без скоса кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После проварки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тщательно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны.

3. Рис. 45.

Сварку стыковых швов с V-образной разделкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большой толщине — в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой 3... 5 мм электродом диаметром 3... 4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4...5 мм. Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла. После заполнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый шов. Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют аналогично многослойным швам с обеих сторон разделки. Угловые швы в нижнем положении лучше выполнять в положении «лодочка» (рис. 45, а). Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок. Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку, как показано на рис. 45, б. При наложении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом диаметром 3... 4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем после зачистки разделки наплавляют последующие слои.

Вертикальные швы менее удобно сваривать, так как сила тяжести увлекает капли электродного металла вниз. Вертикальные швы следует выполнять короткой дугой и снизу вверх (рис. 45, в). При этом капли металла легче переходят в шов, а образующаяся полочка удерживает очередные капли металла от стекания вниз. Сварку можно вести и сверху вниз. При этом дугу следует зажигать при положении электрода, перпендикулярном плоскости изделия (положение I, рис. 45, г). После образования первых капель металла электрод наклоняют вниз II и сварку выполняют возможно короткой дугой. Рекомендуется применять электроды диаметром 4... 5 мм при несколько пониженном сварочном токе (150... 170 А).

Горизонтальные швы — для их выполнения подготавливают кромки с односторонним скосом у верхнего листа (рис. 45, д). Дугу возбуждают на нижней кромке и затем переводят на поверхность скоса и обратно. Сварку выполняют электродом диаметром 4... 5 мм. Горизонтальные нахлесточные швы (рис. 45, е) выполняются легче, так как нижняя кромка образует полочку, удерживающую капли расплавленного металла.

Потолочные швы наиболее трудно выполнимы и поэтому требуют высокой квалификации сварщика. Применяют электроды диаметром не более 5 мм при уменьшенном сварочном токе. Следует применять тугоплавкое покрытие электрода, образующее «чехольчик», в котором удерживается расплавленный металл электрода. Дуга должна быть как можно короче для облегчения перехода капель металла электрода в кратер шва.

Выбор способа и порядка выполнения сварных швов зависит главным образом от толщины металла и протяженности шва. При сварке тонколистовой стали необходимо строгое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность представляют сквозные прожоги и проплавление металла.

Рис. 46.

Сталь толщиной 0, 5... 1, 0 мм следует сваривать внахлестку с проплавлением через верхний лист (рис. 46, а) или встык с укладкой между свариваемыми кромками стальной полосы (рис. 46, б). Во втором случае расплавление кромок должно происходить при косвенном воздействии дуги. Сварку производят на пониженных режимах. Питание дуги — от преобразователя ПС-100-1 или аппарата переменного тока ТС-120, так как они отличаются повышенным напряжением холостого хода и малыми сварочными токами.

Применяют электроды с покрытием марок МТ или ОМА-2. Сварку ведут на массивных теплоотводящих медных подкладках. Такой способ теплоотвода предохраняет металл от сквозного прожога и способствует хорошему формированию шва. Тонколистовую сталь можно сваривать с отбортовкой кромок (рис. 46, в). Сварку производят постоянным током неплавящимся электродом (угольным или графитовым) диаметром 6... 10 мм при сварочном токе 120... 160 А. Применение иных способов сварки тонколистового материала рассмотрено в соответствующих главах.

Рис. 47.

Металл большой толщины сваривают в несколько проходов, заполняя разделку кромок слоями. При толщине металла 15... 20 мм сварку выполняют секциями способом двойного слоя (рис. 47, а). Шов разбивают на участки длиной 250... 300 мм и каждый участок заваривают двойным слоем. Второй слой накладывают после удаления шлака по неостывшему первому. При толщине металла 20... 25 мм и более применяют сварку каскадом (рис. 47, б) или сварку горкой (рис. 47, в). Каскадный способ заключается в следующем. Весь шов разбивают на участки и сварку ведут непрерывно. Закончив сварку слоя на первом участке, сваривают первый слой на втором участке и продолжают сварку на первом участке, накладывая второй слой по неостывшему первому слою, и т. д. Сварка горкой является разновидностью сварки каскадом, обычно выполняется двумя сварщиками одновременно и ведется от середины шва к краям. Такие способы сварки обеспечивают более равномерное распределение температуры и значительное снижение сварочных деформаций.

Рис. 48.

Способы выполнения сварных швов по длине зависят от их протяженности. Условно принято различать: короткие швы длиной до 250 мм, средние швы длиной 250...1000 мм и длинные швы протяженностью более 1000 мм. Короткие швы выполняют сваркой на проход (рис. 48, а). Швы средней длины сваривают либо от середины к краям (рис. 48, б), либо обратноступенчатым способом (рис. 48, в). Обратноступенчатый способ заключается в том, что весь шов разбивают на участки и каждый участок сваривают в направлении, обратном общему направлению сварки. Конец каждого участка совпадает с началом предыдущего. Длина участка выбирается в пределах 100... 300 мм в зависимости от толщины металла и жесткости свариваемой конструкции. Длинные швы сваривают также обратноступенчатым способом.

Сварка при низких температурах отличается следующими основными особенностями. Стали изменяют свои механические свойства, понижается ударная вязкость и уменьшается угол загиба, ухудшаются пластические свойства и несколько повышается хрупкость, а отсюда склонность к образованию трещин. Это особенно заметно у сталей, содержащих углерод более 0, 3%, а также у легированных сталей, склонных к закалке. Металл сварочной ванны охлаждается значительно быстрее, а это приводит к повышенному содержанию газов и шлаковых включений и, как следствие, — к снижению механических свойств металла шва. В связи с этим установлены следующие ограничения сварочных работ при низкой температуре. Сварка стали толщиной более 40 мм при температуре 0°С допускается только с подогревом. Подогрев необходим для сталей толщиной 30... 40 мм при температуре ниже — 10°С, для сталей толщиной 16... 30 мм при температуре ниже — 20°С и для сталей толщиной менее 16 мм при температуре ниже — 30°С.

Для подогрева применяют горелки, индукционные печи и другие нагревательные устройства. Сварку производят электродами типа Э42А, Э46А, Э50А, обеспечивающими высокую пластичность и вязкость металла шва. Сварочный ток на 15...20% выше нормального. Рабочее место должно быть защищено от ветра и снега.

2.7.6. Меры борьбы со сварочными напряжениями и деформациями.

Сварка вызывает возникновение в изделиях собственных напряжений. Собственными напряжениями называются напряжения, которые существуют в изделии без приложения внешних сил. В зависимости от причины, вызвавшей напряжения, различают:

Тепловые напряжения, вызванные неравномерным распределением температуры при сварке
Структурные напряжения, возникающие вследствие структурных превращений, сопровождающихся переохлаждением аустенита в околошовной зоне и образованием продуктов закалки мартенсита, объём которого больше объёма исходной структуры.

Нагрев при сварке приводит к изменению как физических, так и механических характеристик металла, что необходимо учитывать.

Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями и напряжениями от сварки можно разделить на две основные группы:

Мероприятия, предотвращающие вероятность возникновения деформаций и напряжений или уменьшающие их влияние
Мероприятия, обеспечивающие последующее исправление деформаций и снятие возникших напряжений

К первой группе мероприятий относятся: выбор правильной последовательности сварки изделия, закрепление, предварительный выгиб, подогрев, интенсивное охлаждение деталей и другие.

Наиболее эффективным способом является подогрев. Он может быть общим и местным. Подогрев снижает неравномерность распределения температур и тем самым может уменьшить или устранить действие основного фактора, взывающего сварочные напряжения и деформации.

Для полного снятия напряжений применяется термическая обработка после сварки.

Для снятия напряжений назначается высокий отпуск. Целесообразность назначения термической обработки для сварных конструкций в каждом конкретном случае определяется в зависимости от применяемых материалов, технологии изготовления конструкций и условий её эксплуатации.

Ко второй группе мероприятий относятся механическая и термическая правка.

Механическая правка заключается в растяжении участков деформированной детали. Термическая правка, т.е. правка нагревом достигается за счёт пластических деформаций сжатия растянутых участков.

Те или иные мероприятия выбираются в зависимости от конструкции изделия, свариваемого материала и способа сварки

2.7.7. Контроль качества сварных соединений

При выборе методов контроля в процессе заготовки, сборки и сварки сварных конструкций необходимо принять такие методы контроля за качеством выпускаемой продукции, которые обеспечили бы требования технических условий на изготовление сварных конструкций.

Высокое качество сварных конструкций может быть обеспечено при условии строгого соблюдения пооперационного контроля. Контрольные операции разделяются на три этапа:

предварительный контроль перед сваркой. Он включает в себя проверку исходных материалов, применяемых для изготовления изделия, проверку сварочного оборудования, оснастки, инструментов, квалификации сварщиков и т.д.
контроль в процессе производства с целью проверки правильности заготовки, сборки, соблюдение технологических режимов, размеров и качества сварных швов, последовательности их наложения и др.
контроль готовой продукции – приёмно-сдаточные испытания

Контроль на первых двух этапах позволяет предупредить брак. До начала изготовления сварных конструкций должны быть тщательно проверены все применяемые материалы. Готовое изделие проверяется в соответствии с техническими условиями и чертежами, а также путём проведения предусмотренных испытаний.

Выбрав методы контроля, следует дать их краткую характеристику и обоснование.

2.8.Техника безопасности при выполнении сборочных и сварочных работ

При сборке сварных конструкций следует соблюдать следующие требования:

o все обрабатываемые изделия должны устанавливаться и надёжно закрепляться в приспособлениях

o пользоваться только проверенным подъёмно-транспортным оборудованием

o при работе совместно с электросварщиками нужно пользоваться очками или маской с тёмными стёклами

o при заточке инструмента на наждаке без защитного экрана и при работе со шлифовальной машиной работать в очках с прозрачными стёклами

При сварочных работах следует руководствоваться следующими требованиями:

o работа должна производиться только со щитком или маской, закрывающей все части лица работающего и снабжённой необходимым светозащитным стеклом

o спецодежда должна удовлетворять установленным нормам

o для защиты окружающих от действия электрической дуги рабочее место электросварщика должно быть ограждено

o присоединение проводов к свариваемому изделию, электрододержателю и сварочным установкам должно быть плотным и прочным

o при сварочных токах, превышающих 600 А, токоведущий провод должен присоединяться к электрододержателю, минуя его рукоятку

o рукоятка электрододержателя должна быть изготовлена из диэлектрического и теплоизолирующего материала

o для защиты от флюсовой пыли, выделяющейся при сварке, используются флюсоотсосы, а рабочее место обеспечивается вентиляцией

o горелки для сварки в углекислом газе не должны иметь открытых токоведущих частей, а рукоятки должны быть покрыты диэлектрическим теплоизолирующим материалом

o в случае появления искрения между корпусом горелки и деталью сварка должна быть прекращена до устранения неполадок

o газовые и водяные коммуникации должны быть герметичными и не иметь утечек газа или воды

Основными мерами защиты от пожара являются: наличие исправной электропроводки, сварочных проводов и других источников, отсутствие при работе на участке легковоспламеняющихся веществ, соблюдение всех требований противопожарных правил всеми работающими на участке.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции – М: Высшая школа, 1991

2. Рыжков Н.И. Производство сварных конструкций в тяжёлом машиностроении – М: 1980

3. Думов С.И. Технология электрической сварки плавлением – Л: Машиностроение. Ленинградское отделение, 1987

4. Сварка в машиностроении. Справочник под ред. В.А. Винокурова – М, 1978

5. Гитлевич А.Д., Этингоф Л.А. Механизация и автоматизация сварочного производства – М: Машиностроение, 1979

6. Маслов Б.Г., Выборнов А.П. Производство сварных конструкций – М: Академия, 2008

ПРИЛОЖЕНИЕ

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒