Реферат: Механизированными видами сварки

Министерство образования Российской Федерации

Томский государственный архитектурно-строительный университет


ИЗГОТОВЛЕНИЕ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
МЕХАНИЗИРОВАННЫМИ ВИДАМИ СВАРКИ


Методические указания


Составители Д. В. Лычагин

А. В. Морозова


Томск 2004


Изготовление металлоконструкций механизированными видами сварки. Методические указания / Сост. Д. В. Лычагин, А. В. Морозова. – Томск: Изд-во Томского архитектурно-строительного университета, 2004. – 43 с.

Рецензент ст. преп. Р. А. Козырева


Редактор Т. С. Володина


Методические указания предназначены для проведения практических занятий по курсу "Механизация и автоматизация производства систем теплогазоснабжения и вентиляции" для студентов специальностей 290700 - «Теплогазоснабжение, вентиляция и охрана воздушного бассейна», а также по курсу «Технология конструкционных материалов» для студентов дневной и заочной форм обучения специальностей 201000, 290800, 170900, 150200, 291300, 290700, 291100, 170400, 260200, 290300, 290600.

Печатается по решению методического семинара кафедры «Машины, оборудование и технология деревообработки» № 1 от 08.04.2004.


Утверждены и введены в действие проректором по учебной работе О.Г. Кумпяком


с 01.04. 2004

до 31.03. 2008


Изд. Лиц. № 021253 от 31.10.97 Подписано в печать 28.09.04 Формат 60х84/16

Бумага офсет. Гарнитура Таймс. Печать офсет. Уч.-изд. л. . Тираж 200 экз. Заказ №


Изд-во ТГАСУ, 634003, г. Томск, пл. Соляная, 2.

Отпечатано с оригинал-макета в ООП ТГАСУ

634003, г. Томск, ул. Партизанская, 15

Цель работы. Познакомиться с механизированными видами сварки. Научиться подбирать режимы механизированной сварки под флюсом и в среде защитных газов, материалы для проведения сварки. Рассмотреть технологию изготовления сварных металлических конструкций.


ВВЕДЕНИЕ


В строительстве широко используются сварные металлические конструкции, основные типы которых следующие: а) конструкции, входящие в каркас промышленных зданий; б) оболочковые конструкции; в) арматура железобетонных конструкций; г) башенные и мачтовые конструкции; д) трубопроводы. К конструкциям, входящим в каркас промышленных зданий, относятся: колонны, стропильные фермы, подкрановые балки, тормозной настил и прогоны.

При изготовлении сварных металлических конструкций внимание уделяется механизации и автоматизации процесса производства. С этой целью рабочие места оборудуются позиционерами – кантователями, которые служат для установки балок в наклонное положение и для выполнения поясных швов в лодочку. Передвижение заготовок осуществляется с использованием кранов, подъемных машин, кантователей и рольгангов. Сварка проводится механизированными способами. При этом используются высокопроизводительные способы сварки, например, сварка под флюсом, которая позволяет быстро за один проход создать качественное сварное соединение. Для повышения производительности работ используются специальные станки и оборудование: станки для обрезки торцов стенок, установки для очистки шлака, листоправильные машины и т.д. Все это оборудование объединяется в поточные линии сборки и сварки элементов конструкции. К таким автоматизированным линиям относятся:

Поточная линия стыковки стального листа, в которой механизирована подача листов, их обрезка газорезательными машинами, сборка, автоматическая сварка под флюсом на флюсовой подушке, кантовка и сварка с другой стороны.

Поточная линия сборки и сварки стержней.

Поточная линия сборки и сварки двутавровых балок из готовых листов.

Линия изготовления сварных трубных элементов и т.д.




^ ДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ


Сварка в защитных газах – это один из видов дуговой сварки плавлением, когда в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.

Преимущества:

Высокая производительность (в 2 – 3 раза выше ручной электродуговой сварки).

Возможность сварки в любых пространственных положениях.

Хорошая защита сварочной ванны от водорода и азота атмосферы.

Отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке.

Малая зона термического влияния.

Доступность автоматизации и механизации.

Недостатки:

Возможность сдувания струи защитного газа в процессе сварки.

Применение газовой аппаратуры.

Применение дорогих газов.

Особенность этого вида сварки в том, что электрическая сварочная дуга горит в струе газа, защищающей металл от вредного воздействия окружающего воздуха. В качестве защитных применяют инертные и активные газы (водород, окись углерода и их смесь с азотом). Наибольшее распространение получили аргоно-дуговая сварка и сварка в среде углекислого газа.

Аргоно-дуговая сварка. Аргон хранят и транспортируют в специальных стальных баллонах под давлением 15 МПа. Аргоно-дуговую сварку осуществляют тремя способами: ручной сваркой неплавящимся (вольфрамовым) электродом; полуавтоматической и автоматической сваркой неплавящимся электродом; то же, плавящимся электродом.



а) б)


Рис. 1. Схемы сварки в среде защитных газов: а – аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом; б – плавящимся электродом

Сварку неплавящимся электродом обычно ведут на переменном токе с применением осцилляторов или на постоянном токе обратной полярности. Такую схему включения применяют при сварке алюминиевых сплавов, когда за счет эффекта катодного распыления происходит разрушение поверхностных окисных пленок. При сварке неплавящимся электродом (рис. 1, а) дуга горит между вольфрамовым электродом 3 и свариваемым изделием 1. В зону пламени дуги 5 подается присадочный пруток 2, изготовленный из материала, близкого по химическому составу к основному металлу. Металлический пруток и основной металл образуют ванну 6 расплавленного металла. Сварка осуществляется специальной горелкой, в которой укреплен электрод 3. По каналу горелки в зону дуги подается аргон 4.

Сварку плавящимся электродом осуществляют проволокой диаметром 0,6 – 3,0 мм. Химический состав электродной проволоки выбирают в зависимости от свариваемого металла, требуемой прочности шва и т. д.

Применение плавящегося электрода показано на рис. 1, б. Пруток металла 8 автоматически подается в наконечник горелки 7. Защитный газ через специальный канал наконечника горелки 4 попадает в пламя дуги 5.

Аргоно-дуговую сварку применяют для толстостенных изделий из углеродистой и легированной стали и сплавов на основе алюминия, магния и титана.

Сварка в среде углекислого газа – наиболее экономичный способ сварки малоуглеродистых и среднелегированных сталей.

Углекислый газ транспортируют в баллонах емкостью 40 дм3 под давлением 5 – 10 МПа. Особенностью сварки в среде углекислого газа является возможность в широких масштабах заменить ручную электродуговую сварку полуавтоматической и автоматической. При этом можно использовать электродную проволоку диаметром 0,6 – 2,0 мм, что обеспечивает высокую устойчивость процесса сварки, небольшое разбрызгивание и высокое качество сварных соединений. Для получения плотного, беспористого металла шва и уменьшения разбрызгивания металла при сварке необходимо поддерживать наиболее короткую дугу (1,5 – 4 мм).

Газоэлектрическая сварка в атмосфере углекислого газа наиболее эффективна для соединения тонких деталей. При сварке малой толщины (до 2 мм) напряжение на дуге должно быть примерно 22 В, ток – 60 – 150 А, расстояние от сопла горелки до металла – 7 – 14 мм. Для сварки деталей средней толщины принимают ток 250 – 500 А, напряжение на дуге – 26 – 34 В, расстояние от сопла горелки до металла – 15 – 25 мм.



^ АВТОМАТИЧЕСКАЯ И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ


Сварка под флюсом – это один из способов электродуговой сварки плавлением, при котором для защиты сварочной ванны используется флюс.

Флюс служит для защиты металлов от воздуха, а также для легирования металла шва. Он способствует медленному охлаждению, выводу газов, высокой плотности и качеству шва, устойчивому горению дуги и определяет вместе с металлом проволоки и основным металлом химический состав и механические свойства шва.

Преимущества:

Высокая производительность (в 5 – 10 раз больше ручной дуговой сварки).

Возможность сварки за один проход листов значительной толщины без разделки кромок путем подбора диаметра проволоки.

Высокое качество шва.

Высокая экономичность: малое разбрызгивание; экономия электроэнергии (на 30 – 40% меньше, чем при ручной дуговой сварке); экономия материала (на 20 – 30% меньше).

Хорошие условия труда.

Высокая степень автоматизации и механизации.

Основным недостатком является преимущественно нижнее положение сварки или с небольшими наклонами свариваемых листов, как правило, не более 7° к горизонту.

При автоматической дуговой сварке управление электрической дугой, подачу посадочного материала и флюсов, установку и передвижение каретки вдоль шва осуществляют специальные механизмы. Схема установки и процесс автоматической сварки горизонтального стыкового шва электродной проволокой под слоем флюса показаны на рис. 2.

а) б)


Рис. 2. Автоматическая дуговая сварка под флюсом:

а – схема установки: 1 – бункер, 2 – флюсоотсасывающее устройство, 3 – кассета, 4 – электродная головка, 5 – подающий механизм сварочной головки, 6 – шлаковая корка, 7 – флюс, 8 – сварной шов;

б – процесс сварки: 1 – электрод, 2 – газовый пузырь, 3 – флюс, 4 – слой шлака, 5 – металл шва, 6 – ванна жидкого металла; h – глубина провара

Под автоматом располагают изделие, подготовленное под сварку. Ток от источника питания (обычно переменный) подводят к свариваемому изделию и к сварочной головке. При сварке на подготовленные кромки изделия впереди электрода насыпается флюс из бункера. Дуга возбуждается между свариваемым изделием и электродной проволокой. При горении дуги образуется сварочная ванна из жидкого металла, закрытая сверху расплавленным шлаком и оставшимся нерасплавленным флюсом. Дуга горит под слоем флюса и, следовательно, без доступа воздуха. Расплавленный металл электрода в виде отдельных капель перемешивается с расплавленным флюсом и оседает в сварочной ванне. Образующиеся при высокой температуре дуги паро- и газообразные вещества – продукты частичного испарения металла, разложения флюсов и остатки воздуха, находящегося в слое гранулированного порошкообразного флюса, – создают вблизи дуги замкнутую газовую полость. Последняя изолирует дугу от атмосферного воздуха.

Нерасплавившийся флюс отсасывается шлангом в бункер. Шов имеет ровную мелкочешуйчатую поверхность серебристого цвета; сверху он покрыт коркой шлака, легко удаляемой с поверхности шва.

При автоматической сварке свойства сварного шва определяются в основном составом свариваемого металла, электродной проволоки и флюса. Сварочная проволока должна быть очищена от ржавчины и загрязнений. Этим условиям удовлетворяет холоднотянутая сварочная проволока.

При сварке малоуглеродистых и конструкционных сталей большое значение имеют процессы окисления марганца и других элементов. Флюс надо выбирать так, чтобы он хорошо раскислял металл в сварочной ванне. Температура плавления флюса при автоматической сварке не должна превышать 1200 °С, а его вязкость в расплавленном состоянии должна быть незначительной. Для автоматической сварки применяют флюсы, в состав которых обычно входит ферросилиций, марганцевая руда, известняк, доломит, плавиковый шпат, глинозем.

Для легирования наплавленного металла при автоматической сварке открытой дугой применяют трубчатые электроды (порошковая проволока), внутрь которых насыпают порошок из различных ферросплавов.



^ Группы СВАРНЫХ стальных

конструкций


Металлы, применяемые для металлических конструкций, должны обладать такими механическими свойствами, которые бы обеспечивали работоспособность конструкций в течение длительного срока службы в заданных условиях эксплуатации. Стали должны отвечать гарантированным параметрам прочности, пластичности, ударной вязкости, хладостойкости и т. д.

Горячекатаный фасонный прокат (уголки, двутавры, швеллеры), листовой, широкополосный универсальный прокат и гнутые профили из углеродистых и низколегированных сталей, предназначенных для сварных строительных конструкций, подразделяют на условные классы вне зависимости от химического состава и марки стали, принимая во внимание только их механические свойства при растяжении.

По прочностным свойствам строительные стали условно делят на три группы:

Стали обычной прочности (σт до 290 МПа).

Стали повышенной прочности (σт от 290 до 440 МПа).

Стали высокой прочности (σт от 440 МПа и выше).

К группе сталей обычной прочности относятся преимущественно малоуглеродистые стали обыкновенного качества. При этом основные параметры прочности (σт и σв) существенно зависят от толщины проката. К сталям повышенной прочности относят термически упрочненные малоуглеродистые и низколегированные стали. К сталям высокой прочности относятся легированные конструкционные стали.

Основными стандартами, регламентирующими механические характеристики проката углеродистых сталей, являются ГОСТ 535-88, ГОСТ 14637-89 и ГОСТ 16523-89. Для низколегированных сталей повышенной прочности таким стандартом является ГОСТ 19281-89. Механические характеристики легированных конструкционных сталей определяются ГОСТ 4543-71.

Различают следующие основные группы сварных конструкций:

Сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях и подвергающиеся непосредственному воздействию динамических и вибрационных нагрузок (балки рабочих площадок главных зданий мартеновских и конверторных цехов, элементы конструкции бункерных и разгрузочных эстакад, подкрановые балки и т. д.). Для этой группы принимают две расчетные температуры: t ≥ – 40 °C и – 40 °C > t ≥ – 60 °C; рекомендуются стали классов С-345 (09Г2С), C-345Т (10Г2С1Д, 10Г2С1, 15ХСНД и др.) и С-390 (10ХСНД и термообработанная 10Г2С1). Применение высокопрочных сталей (σт > > 400 МПа), более склонных к хрупкому разрушению, не рекомендуется.

^ Сварные конструкции, находящиеся под непосредственным воздействием динамических и вибрационных нагрузок, кроме перечисленных в группе 1 (пролеты наклонных мостов доменных печей, пролетные строения и опоры транспортных галерей и т. п.). Для этой группы принимают три расчетные температуры. При t = – 30 °C помимо сталей обычной и повышенной прочности классов С-345 (09Г2С), С-345Т (10Г2С1, 10Г2С1Д, 15ХСНД), С-390 (10ХСНД, 14Г2АФ) применяют высокопрочные стали класса С-440 (16Г2АФ), а также термически упрочненные (15ХСНД, 15Г2СФ). В интервалах температур – 30 °C > t > – 40 °C и – 40 °C > t ≥ – 65 °C применять высокопрочные стали не следует. В этом случае применяют стали 09Г2С, 10Г2С1, 10Г2С1Д, 15ХСНД.

^ Сварные конструкции перекрытий и покрытий (фермы, ригели рам, главные балки перекрытий и т. д.). Для этой группы конструкций приняты следующие расчетные температуры: t ≥ – 30 °C, при которой наряду со сталями классов С-345 (14Г2), С-390 (14Г2АФ, 15Г2СФ) и С-440 (16Г2АФ и термически упрочненными 15ХСНД и 15Г2СФ) применяют высокопрочные стали класса С-590 (12Г2СМФ); – 30 °C > t > – 40 °C, при которой применяют те же марки высокопрочных сталей; – 40 °C > t > – 65 °C, при которой применять высокопрочные стали классов С-600 и С-700 не рекомендуется.

^ Сварные конструкции, не подвергающиеся непосредственному воздействию подвижных или вибрационных нагрузок (колонны, стойки, опорные плиты, конструкции, поддерживающие технологическое оборудование и трубопроводы, бункера и т. п.). Для этой группы приняты четыре расчетные температуры: t ≥ – 30 °C, – 30 °C > t > – 40 °C, – 40 °C > t > – 50 °C и – 50 °C > t > – 65 °C. При температурах до – 40 °C применяют стали классов С-440 (16Г2АФ и термически упрочненную сталь 15Г2СФ) и С-590 (12Г2СМФ и 14ГСМФР). При более низких температурах применяют стали классов С-345 (09Г2С, 09Г2), С-345Т (10Г2С1, 15ХСНД) и С-390 (10ХСНД).

^ Вспомогательные конструкции зданий и сооружений, а также клепаные конструкции изготовляют из стали классов С-380, С-440 и С-520.

Мосты для автотранспорта изготовляют из сталей классов С-345 – С-440 (15ХСНД, 10ХСНД, 10Г2С1Д, 16Г2АФ). Гусеничные и шагающие экскаваторы, тяжелогруженые элементы несущих металлоконструкций изготовляют из сталей классов С-590 – С 850 (12Г2СМФ, 14ГСМФР). Для резервуаров больших объемов, газгольдеров и других емкостей рекомендованы стали классов С-345 – С-590 (09Г2С, 16Г2АФ, 10Г2С1, 12Г2СМФ и др.).

Для сварных магистральных газопроводных труб сталь должна обладать хорошей свариваемостью, высоким значением прочности и достаточными пластичностью, вязкостью и сопротивлением хрупкому разрушению при температуре монтажа и службы газопровода в нормализованном состоянии.

^ Для изготовления труб большого диаметра применяют сталь 17ГС (σт = 360 МПа, σв = 520 МПа), поступающую в нормализованном состоянии, а для менее ответственных труб – сталь 17ГС, поставляемую в горячекатаном состоянии.

После сварки низколегированные стали, для снятия напряжения, подвергают высокому отпуску при 630 – 700 °C.

В табл. 1 представлены марки углеродистых и низколегированных сталей, соответствующие этим классам прочности.



^ Технология сборки и сварки балочных

и листовых конструкций


Эти конструкции могут иметь двутавровое, крестовое и коробчатое сечения из листовой или широкополосной стали толщиной от 5 до 36 мм. Наиболее распространенную конструкцию балок и колонн изготовляют на механизированных поточных линиях. На поточной линии стыкуют и сваривают листовую заготовку для стенок и полок балок. При выборе вида сварки необходимо учитывать особенности сварного шва – является он поворотным или неповоротным. Поворотные швы выполняются механизированной сваркой под флюсом. В этом случае для предотвращения прожогов и для обеспечения надлежащего качества односторонних швов сварка выполняется на флюсовой подушке или на ручной подварке. При однопроходной сварке швы выполняют на медной или стальной остающейся подкладке. Неповоротные стыки выполняются механизированной или полумеханизированной сваркой в среде защитных газов или ручной дуговой сваркой.




Рис. 3. Цепной кантователь для автоматической сварки двутавровых балок:

^ 1 – фасонные опорные рамы, 2 – цепные звездочки, 3 – холостой блок

Односторонние стыковые швы сваривают под флюсом автоматами на флюсовой подушке без разделки кромок при толщине детали до 10 мм, с V-образной разделкой при толщине до 24 мм, при этом обеспечивается полный провар и формирование обратного валика. При большей толщине предусмотрена автоматическая кантовка листов для двусторонней сварки под флюсом. Участок сборки и сварки листов помимо флюсовых подушек снабжен электромагнитными и пневматическими прижимами, обеспечивающими сборку хорошего качества и поджатие листов к флюсовой подушке. После сварки листы по рольгангам поступают на обрезку и роспуск по требуемым размерам, после чего выполняют правку листов и строжку кромок. Затем заготовки попадают на участки сборки, сварки, правки и фрезерования торцов балок. Балки собирают в кондукторах, а сваривают в кантователях. В сварных двутавровых балках преобладают протяженные угловые швы, которые выполняют автоматической сваркой под флюсом. Угловые швы выполняются при установке балок в наклонное положение на неподвижных наклонных стеллажах или на позиционерах-кантователях. Это обеспечивает сварку поясных швов в «лодочку» и хорошее качество сварного шва (рис. 3).

При сварке листовых конструкций из малоуглеродистой стали под флюсом АН-348А применяют сварочную малоуглеродистую проволоку Св-08А. При сварке сталей с повышенной прочностью 14Г2АФД и 16Г2АФ используют сварочную проволоку Св-10НМА и низкокремнистые флюсы АН-22, АН-47 и др.

При автоматической сварке под флюсом стыковые швы сваривают однодуговыми автоматами типа ТС-17МУ, а поясные – двухдуговыми ДТС-38. Используют также сварочные головки однодуговые типа АВС и двухдуговые типа А-639.

Ребра, консоли, фасонки и подобные детали приваривают к балкам и колоннам в отдельном кондукторе или на стеллажах, где устанавливают и прихватывают указанные детали, а затем приваривают их.

Приварка ребер жесткости, фасонок, фиксаторов, косынок и опорных плит, а также сварка стыковых швов небольшой протяженности проводится ручной дуговой сваркой или полумеханизированной сваркой в среде защитных газов полуавтоматами в углекислом газе. Сварка в среде защитных газов применяется для швов с катетом 4...6 мм для угловых и тавровых сварных соединений.

При автоматической сварке в среде углекислого газа применяют электродную проволоку Св-08Г2С (ГОСТ 2246-70) диаметром от 0,8 до 2 мм. В качестве источников питания сварочной дуги применяются выпрямители с пологопадающей характеристикой типа ВС-300 и ВС-504, также универсальные выпрямители ВСУ-500 и ВСУ-504, имеющие падающую и пологопадающую характеристики.

Основными параметрами механизированных способов сварки являются: сварочный ток, напряжение дуги, вылет электрода, скорость подачи проволоки и скорость сварки. Ориентировочные режимы сварки металлоконструкций в защитном газе приведены в табл. 2 – 4, а для сварки под флюсом – в табл. 5 – 8.

Листовые объемные конструкции со стенками толщиной до 16 мм обычно поступают на строительно-монтажную площадку в виде рулонных заготовок. На монтаже рулоны разворачивают, заваривают монтажный стык и монтируют готовый блок, который может достигать высоты 6 – 12 м и иметь массу до 50 т. При монтаже блока заваривают монтажный горизонтальный шов. Швы резервуара сваривают в определенной последовательности. Швы, соединяющие стенку резервуара с днищем, сваривают в два слоя одновременно с двух сторон 6 – 8 сварщиков, сгруппированных в 3 – 4 пары (один сварщик выполняет один слой). Сварщиков расставляют равномерно по кольцу. Сварку ведут в одном направлении, с некоторым опережением внутреннего шва. При автоматической сварке первоначально заваривают внутренний шов, затем – внешний. Перед сваркой кольцевого шва заваривают участок вертикального шва корпуса, примыкающего к днищу, на высоту 250 – 300 мм от днища. Замыкающий вертикальный шов корпуса сваривают в нахлестку обратноступенчатым способом. Кольцевой шов, соединяющий кровлю с корпусом, сваривают одновременно 3 – 4 сварщика также обратноступенчатым способом. Все швы однослойные.

Если толщина стенок листовых конструкций более 16 м, то такие конструкции доставляют на монтажную площадку отдельными листами, прошедшими полную обработку на заводе-изготовителе. Поставка может быть осуществлена также в виде листов укрупненных блоков в пределах транспортного габарита. Листы на монтажной площадке укрупняют в монтажные блоки, сваривают стыки, затем блоки устанавливают в монтажное положение.

Вертикальные соединения сваривают электрошлаковой сваркой, а если требования к механическим свойствам сварных соединений повышены, то используют дуговую сварку с принудительным формированием под флюсом или сварку порошковой проволокой. Для сварки горизонтальных соединений применяют ручную, дуговую, полуавтоматическую порошковой проволокой или автоматическую порошковой проволокой сварку с принудительным формированием шва. Если габариты и масса сооружений позволяют вращать их в процессе сварки на стендах-кантователях, то применяют автоматическую сварку под флюсом.

В процессе возведения листовых объемных конструкций сборку и сварку ведут последовательно снизу вверх, если их проектное положение вертикальное, и от одного конца к другому, если их проектное положение горизонтальное. В первую очередь сваривают продольные (вертикальные), а затем поперечные (горизонтальные) швы.

Если для сварки резервуарных конструкций в нижнем и вертикальном положениях имеется большой выбор полуавтоматов и автоматов, то для горизонтальных швов до сих пор используется преимущественно ручная дуговая сварка. В последнее время для выполнения горизонтальных соединений все больше применяются специализированные сварочные установки, представляющие собой специальные передвижные устройства, которые навешивают на стенки резервуара. При полуавтоматической сварке горизонтальных швов в процессе сварки перемещается не кабина, а сварщик вдоль шва в пределах кабины. Затем, когда шов на длине кабины заварен, кабина передвигается в новое положение.

При механизированной сварке с перемещением кабины и принудительным формированием швов подача присадочной проволоки и перемещение кабины осуществляются от специальных электродвигателей. Операторы следят за режимом сварки и процессом формирования швов.


^ 5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ


1. Познакомиться с сущностью механизированной сварки под флюсом и в среде защитных газов. Отметить их достоинства и недостатки (разделы 1 и 2).

2. В зависимости от вида изделия и условий его эксплуатации определить группу сварной стальной конструкции, группу прочности и марку стали (раздел 3).

3. Рассмотреть технологию сборки и сварки конструкции (раздел 4). Определить последовательность технологических операций, назначив вид сварки для каждого шва.

4. Для каждого вида сварки в зависимости от используемой марки стали выбрать защитный газ, флюс и сварочную проволоку (раздел 4).

5. Назначить режимы сварки в защитном газе и под флюсом (табл. 2 – 8).

6. Данные занести в табл. 23 – 27, зарисовав конструктивные элементы подготовленных под сварку кромок и сварного шва (табл. 9 – 22).


Таблица 1 ^ Марки углеродистых и низколегированных сталей



Группа прочности

Наименование стали

Марка стали

Обозначение стандарта

Обычной прочности

С235

Ст3кп2

ГОСТ 380-94, ГОСТ 535-88

С245

Ст3пс5, Ст3сп5

ГОСТ 380-94, ГОСТ 535-88

С255

СТ3Гпс, Ст3Гсп

ГОСТ 380-94

С275

Ст3пс

ГОСТ 380-94

С285

Ст3сп, Ст3Гпс, Ст3Гсп

ГОСТ 380-94

Повышенной прочности

С345

12Г2С, 09Г2С

ГОСТ 19281-89

С345Д

12Г2СД, 09Г2СД

ГОСТ 19281-89

С345К

10ХНДП

ГОСТ 19281-89

С375

12Г2С

ТУ 14-1-4323-88

С375Д

12Г2СД

ТУ

С390

14Г2АФ

ГОСТ 19281-89

С390Д

14Г2АФД

ГОСТ 19281-89

С390К

14Г2АФДпс

ГОСТ 19281-89

Высокой прочности

С440

16Г2АФ

ГОСТ 19281-89

С440Д

16Г2АФД

ГОСТ 19281-89

С590

12Г2СМФ

ТУ 14-1-1308-75

С590К

12ГН2МФАЮ

ТУ 14-1-1772-76



Таблица 2
^ Режимы автоматической и полуавтоматической сварки

в углекислом газе угловых соединений

Толщина металла, мм

Диаметр проволоки, мм

Катет шва, мм

Число слоев шва

Сварочный ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/ч

Вылет электрода, мм

Расход газа, л/мин

1

1

1,5-2

1,5-2 1,5-2

1,5-3

1,5-3

3-4

3-4

5-8

10-12

Более

12,0

1,5-2


0,5

0,6

0,8

0,8

0,8

1

1,2

1,2

1,6

1,6

2

2


2

2

2

2

2

2,5

1-1,2

1,2-2

1,2-2

1,5-2

1,5-3

1,5-3

2-4

3-4

3-4

5-6

5-6

7-9


9-11

11-14

13-16

22-24

27-30

7-8

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1-2


2

3

4-5

9

12

1

50-60

60-70

60-75

70-90

70-110

75-120

90-130

120-150

150-180

260-280

280-300

300-350


300-350

300-350

300-350

300-350

300-350

300-350

18

18

18-19

18-20

19-20

18-19

19-21

20-22

27-29

27-29

28-30

30-32


30-32

30-32

30-32

30-32

30-32

30-32

18-20

18-20

16-18

16-18

16-18

16-18

14-16

16-18

20-22

20-26

26-28

28-30


25-28

25-28

25-28

24-26

24-26

25-28

7-9

7-9

7-9

7-9

8-10

8-10

10-12

12-14

16-18

18-20

20-22

20-24


20-24

20-24

20-24

20-24

20-24

20-24

5-6

5-6

6-8

6-8

6-8

8-10

8-10

12-16

12-16

16-18

16-18

17-19


17-19

18-20

18-20

18-20

18-20

18-20



Таблица 3 ^ Режимы сварки тавровых швов сверху вниз в углекислом газе
Толщина металла, мм

Сварочный ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/ч

3

4

5

6

220

250-260

250-260

250-260

22-23

23-24

24

23-24

38

37

30

25



Таблица 4
^ Рекомендуемые режимы механизированной многопроходной

сварки в защитном газе


Тип сварного соединения

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Скорость подачи проволоки, 10-3 м/с

Нижнее положение в пространстве

С8, С12

С15, С17

С19, С21

С25, У7

У8, У10


С8, С12

С15, С17

С19, С21

С25, У7

У8, У10




1,2

1,4

1,6

2

2,2


1,2

1,4

1,6

2

2,2



Первый проход

170-190

180-200

260-280

280-300

280-320

22-24

24-26

26-28

28-32

26-28

103-106

78-81

99-101

67-69

72-78

Второй и последующие проходы

310-330

310-330

370-390

400-450

400-450

26-28

24-26

26-30

32-34

32-34

221-224

169-172

154-157

100-106

106-117


Вертикальное положение



1,2

1,4


1,2

1,4

Первый проход

140-160

140-160

21-23

22-24

67-72

53-56


Второй и последующие проходы

160-180

160-180

22-24

23-25

83-89

61-72

Примечание. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.

Типы сварных соединений для сварки проволокой сплошного сечения даны по ГОСТ 14771-76. Аналогичные режимы сварки используются для сварки порошковой проволокой по ГОСТ 5664-80.

Таблица 5

Режимы автоматической сварки под флюсом стыковых швов без разделки кромок (с одной стороны за один проход на флюсовой подушке и на медной подкладке)


Толщина металла, мм

Диаметр проволоки, мм

Зазор, мм

Переменный ток

Постоянный ток

обратной полярности

Сварочный ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/ч

Сварочный ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/ч

2

1,6

0-1

-

-

-

180

24-28

45

2

4

6

2

0-1

0-2

0-3

240-260

375-400

465-485

28-30

28-30

32-34

28-30

35-40

30-32

250-280

330-350

430-450

28-30

29-30

32-34

45

40

35-40

2

4

6

8

3

0-1

0-2

0-3

0-3

360-380

500-520

550-580

600-630

20-30

28-32

30-33

32-36

60-65

40-45

35-40

35-40

380-400

450-470

510-520

520-640

30-32

31-33

31-33

34-36

35

40

35

35

4

6

8

4

0-2

0-3

0-3,5

525-550

600-650

700-780

28-30

28-30

32-36

48-50

40-42

32-34

-

-

-

-

-

-

-

-

-

6

8

10

12

14

16

5

0,3

0-3,5

3-4

4-5

4-5

5-6

800-850

900-950

700-750

750-800

850-900

900-950

32-36

36-38

34-40

36-40

36-40

38-42

50-55

45-50

30-35

25-30

20-25

15-20

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-




^ Таблица 6

Режимы автоматической сварки под флюсом стыковых швов без разделки кромок по ручной подварке

Толщина металла, мм

Зазор, мм

Сварочный ток, А

Напряжение, В

Скорость сварки, м/ч

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч

6

0-1,5

600

34-36

54

55

8

10

0-2

650

750

35-38

46

40

61

76

12

14

0-2,5

800

900

36-38

36-40

34

28

83

95

16

0-3

950

38-40

26

103

Примечание. Электродная проволока диаметром 5 мм.

Таблица 7

^ Режимы одноэлектродной автоматической сварки под флюсом

стыковых соединений с Х-образной разделкой кромок

Толщина листа, мм

Число проходов с каждой стороны

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Скорость, 10-3 м/ч

подачи проволоки

сварки

20

1

4

6

700-750

830-880

36-38

38-40

28-30

23-24

6,4-6,9

6,7-7,8

22

4

5

870-920

900-950

38-40

40-42

38-39

26-28

6,4-6,9

5,8-6,9

24

4

5

780-830

900-950

36-38

40-42

30-31

26-28

5,3-6,4

6,3-6,1

26

4

5

830-860

900-950

36-38

40-42

33-34

26-28

5-5,6

4,4-5,3

30

2

4

5

850-900

850-900

38-40

40-42

34-37

23-24

4,4-5,3

5-5,6

40

3

2

4

5

900-950

900-950

40-42

40-42

39-45

26-28

4,4-5,8

4,2-5

50

3

4

5

900-950

900-950

40-42

40-42

39-45

26-28

5,4-5,8

4,2-5

Примечание. Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности.

^ Таблица 8

Режимы автоматической двухдуговой сварки под флюсом

стыковых соединений

Тип соединения и дуга

Толщина металла, мм

Диаметр электрода, мм

Сварочный ток, А

Напряжение дуги, В

Скорость подачи проволоки, 10-3 м/ч



Без разделки кромок, первая дуга

20

4

5

840-890

900-1000

36-38

36-40

38-39

31-36

24

4

5

840-890

900-1000

36-38

36-40

38-39

31-36

28

4

5

1000-1050

1000-1100

36-38

38-42

39-44

35-40

32

4

5

1050-1100

1100-1200

40-44

40-44

44-47

38-43

36

4

5

1250-1300

1300-1400

42-46

40-44

53-58

44-50

40

4

5

1350-1450

1400-1500

42-46

40-49

61-67

49-56



Без разделки кромок, вторая дуга

20

4

5

870-920

800-850

40-44

36-42

14-15

17-18

24

4

5

870-920

800-850

40-44

38-42

12-13

13-14

28

4

5

870-920

900-950

40-44

38-42

10-11

11-12

32

4

5

1000-1050

900-950

42-46

40-44

7-8

8-10

36

4

5

1000-1050

950-1000

42-46

44-46

6-7

7-8

40

4

5

1000-1050

950-1000

42-46

42-46

4-6

6-8

Примечания: 1. Сварку на первой дуге ведут на переменном токе, на второй – на постоянном токе обратной полярности. 2. Углы наклона электродов от горизонтали: для первого электрода 100 – 1050 углом назад, для второго – 55 – 650 углом вперед. 3. Расстояние между электродами 30 – 60 мм, а их вылет 50 – 60 мм.
Таблица 9 ^ Конструктивные элементы сварных соединений
Обозначение шва

Конструктивные элементы и размеры

подготовленных кромок

сварного шва



С 17







^ Размеры и предельные отклонения конструктивных элементов

сварных соединений

Обозначение шва

Способ сварки

s=s1

b

с

е

g

, град. (пред откл. 20)

Номин.

Пред. откл.

Номин.

Пред. от