Выбор ориентировочных режимов сварки

Выбор режима ручной дуговой сварки часто сводится к определению диаметра электрода и сварочного тока. Скорость сварки и напряжение на дуге устанавливаются самим сварщиком в зависимости от вида сварного соединения, марки стали и электрода, положения шва в пространстве и т.д.

Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины металла, типа сварного соединения, типа шва и др. Ток выбирают в зависимости от диаметра электрода. Для выбора тока можно пользоваться зависимостью:

• I = Kd,
• где K = 25-60 А/мм
• d – диаметр электрода, мм

Относительно малый сварочный ток ведет к неустойчивому горению дуги, непровару и малой производительности. Чрезмерно большой ток ведет к сильному нагреву электрода при сварке, увеличению скорости плавления электрода и непровару, повышенному разбрызгиванию электродного материала и ухудшению формирования шва.

При сварке с вертикальными и горизонтальными швами ток должен быть уменьшен против принятого для сварки в нижнем положении примерно на 5-10%, а для потолочных на 10-15% с тем, чтобы жидкий металл не вытекал из сварочной ванны.

ПРОЦЕСС СВАРКИ (ТЕХНОЛОГИЯ И ТЕХНИКА)

Существует два способа зажигания дуги покрытыми электродами – прямым отрывом и отрывом по кривой. Первый способ называют зажиганием впритык. Второй напоминает движение при зажигании спички и поэтому его называют чирканьем.

Немедленно после зажигания дуги начинается плавление основного и электродного металлов. На изделии образуется ванна расплавленного металла. Сварщик должен подавать электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода. Нормальной считают длину дуги, равную 0,5-1,1 диаметра стержня электрода.

Увеличение длины дуги снижает устойчивое ее горение, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода, вызывает образование шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на расплавленный металл.

Наклон электрода при сварке зависит от положения сварщика в пространстве, толщины и состава свариваемого металла, диаметра электрода, вида и толщины покрытия.

Для получения плотного и ровного шва при сварке в нижнем положении на горизонтальной плоскости угол наклона электрода должен быть 15° от вертикали в сторону ведения шва.

Для получения валика нужной ширины производят поперечные колебательные движения электрода. Чаще всего применяют швы шириной от 1,5 до 4 диаметров электрода, полученные с помощью поперечных колебательных движений электрода.

 

КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ (ГОТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ)

Все виды контроля качества сварки можно разделить на две основные группы:

• неразрушающие виды контроля
• разрушающие виды контроля

Неразрушающие виды контроля предназначены для выявления как наружных, так и внутренних дефектов. Обычно наружные дефекты выявляются внешним осмотром с использованием мерительного инструмента, а внутренние определяются физическими методами исследования – просвечиванием рентгеновскими и гамма-излучением, ультразвуком, магнитным и самым простым и дешевым методом – керосиновая проба. Неразрушающий контроль заключается в том, что сварной образец или изделие подвергается действию соответствующих импульсов.

Разрушающие виды контроля предназначены для определения характера, места расположения и размеров дефектов и их влияния на работоспособность сварных соединений. Разрушающий контроль осуществляется сверлением, технологической пробой, механическими испытаниями на растяжение, изгиб, срез, удар, твердость, иногда гидравлическим или пневматическим испытанием сварных изделий с разрушением их. Надежным и широко применяемым в настоящее время является радиационный контроль просвечиванием сварных соединений рентгеновским и гамма-излучением. Дефекты выявляются в виде черных пятен на светлом фоне хорошего шва.

Ультразвуковой способ обнаружения дефектов сварки основан на отражении направленного импульса высокочастотной звуковой волны. Ультразвуковой контроль имеет следующие основные преимущества:

• - высокая чувствительность (1-2%), позволяющая обнаруживать, определять местонахождение и измерять небольшие дефекты (площадью более 2 мм2);
• - большая проникающая способность звуковых волн, позволяющая контролировать толстые материалы (для стали до 2 м);
• - возможность контроля только с одной поверхности сварного соединения.

Однако ультразвуковой контроль имеет также и существенный недостаток, ограничивающий его применение или затрудняющий проверку качества сварных швов; он выражается в сложности расшифровки дефектов шва из-за влияния внутренней структуры (крупное зерно, тонкодисперсные включения); сложной конфигурации и ориентации дефекта и сложного вида сварного изделия.

Поэтому ультразвуковой контроль часто применяют как предварительный в сочетании с последующим просвечиванием швов рентгеновским или гамма-излучением. При всех случаях ультразвуковой контроль швов должен выполняться высококвалифицированными и опытными операторами.

Магнитный вид контроля металла основан на том, что при прохождении магнитных силовых линий по испытуемому материалу в местах дефектов возникают поля рассеяния. Если на поверхности металла нанести ферромагнитный порошок, то над местом расположения дефекта создадутся скопления порошка в виде правильно ориентированного магнитного спектра.

Существуют два способа контроля с помощью магнитного порошка: сухой и мокрый. В первом случае магнитный порошок (охра, сурик, железные опилки, окалина и т.д.) находится в сухом виде; во втором случае магнитный порошок находится во взвешенном состоянии в жидкости (керосине, мыльном растворе, воде). Сухим способом можно обнаружить как поверхностные, так и глубинные дефекты; мокрым способом лучше обнаруживаются поверхностные дефекты.

Гидравлическому испытанию подвергаются различные сосуды, котлы и трубопроводы, работающие под давлением. Гидравлическим испытанием контролируется не только плотность сварных соединений, но также относительная прочность всей сварной конструкции. При гидравлическом испытании сосуд наполняется водой; для выхода воздуха в верхней части одно отверстие оставляют открытым. Это отверстие закрывается лишь после наполнения водой всего сосуда. Затем в сосуде гидравлическим прессом создается давление, равное рабочему давлению. Если дефектов не обнаруживается, давление увеличивается до Р исп = 1,25 Р раб для сосудов и Р исп = 1,5 Р раб для трубопроводов. Под этим давлением сосуд или трубопровод выдерживают 5 мин, затем давление снижают до Р раб и обстукивают соединения молотком со сферической головкой на расстоянии 15-20 мм от кромки шва. После этого швы осматривают. При испытании на морозе вместо воды применяют антифриз.

Пневматическое испытание проводят с целью контроля плотности сварных соединений. Для этого в замкнутый сосуд нагнетают воздух до рабочего давления. Снаружи все швы смачиваются мыльным раствором. Сжатый воздух в местах неплотностей образует мыльные пузыри. В зависимости от количества и интенсивности выделения мыльных пузырей можно судить о характере и величине дефекта. Пневматический вид контроля сварных соединений получил широкое применение при испытании сосудов малой емкости, как наиболее удобный и доступный в заводских условиях с массовым производством. В этом случае испытуемый сосуд погружается в ванну с водой и неплотности определяются выделением пузырьков воздуха. Для сосудов очень большого объема применять испытание сжатым воздухом следует очень осторожно, так как при наличии дефектов в швах может произойти разрыв всего сосуда.

Испытание керосином. Керосин обладает способностью проникать через малые неплотности: трещины, поры и сквозные непровары металла. Для контроля швы со стороны раскрытия окрашивают мелом, разведенным на воде с добавлением клея, а со стороны корня соединения смачивают керосином. Керосин, проходя через неплотности, образует на высохшей меловой краске темные пятна, по которым можно судить о характере неплотности и месте ее расположения. Если в течение 30-60 мин такие пятна не появятся, то швы считаются удовлетворительными. Скорость прохождения керосина через металл будет определяться толщиной сварного соединения и характером расположения дефектов в металле. Для ответственных изделий время выдержки под керосином устанавливают до 12 ч при температуре окружающего воздуха выше 0° и до 24 ч при температуре ниже 0°.