Медная подкладка при сварке

8.8. Односторонняя сварка стыковых швов

Односторонняя сварка стыковых швов при проплавлении металла на всю толщину может привести к вытеканию сварочной ванны и образованию прожога.
Для предупреждения прожогов используют формирующие подкладки из меди и стали, остающиеся подкладки и флюсовые подушки.

Для предупреждения прожогов при автоматической сварке под слоем флюса применяются:

1. Сварка на медной подкладке;

2. Сварка на остающейся стальной подкладке;

3. Сварка на флюсовой подушке;

4. Сварка с предварительной подваркой корня шва;

5. Сварка на керамических подкладках

1. Сварка на медной (съемной) подкладке

Широкое распространение получила сварка на медной подкладке, которая удаляется после сварки. Подкладку необходимо плотно прижимать к стыку, а для провара корня шва и формирования обратного валика в подкладке выполняют канавку. Чтобы не произошло подплавление, в канавку предварительно засыпают флюс. Подкладка может быть неподвижной или скользящей.

Рис. 72. Сварка на медной (съемной) подкладке (62)

а – медная подкладка без канавки;

б – медная подкладка с канавкой

2. Сварка на остающейся стальной подкладке

Толщина стальной подкладки составляет 40% толщины свариваемого металла (но не более 5 мм). Сварной шов должен частично проплавлять и подкладку. Зазор между подкладкой и деталью не должен превышать 1 мм, т.е. необходимо тщательно готовить стык под сварку. Стальную подкладку приваривают (требуется кантовка изделия).

Рис. 73. Сварка на стальной подкладке (62)

3. Сварка на флюсовой подушке

Сварка на флюсовой подушке требует меньшую точность сборки стыка под сварку, чем сварка на подкладке. Свариваемые листы укладывают на стеллаж, в котором смонтирована флюсовая подушка. Воздух, подаваемый в брезентовый рукав, поджимает флюс (можно применять механические приспособления). Для предупреждения подъема свариваемых кромок от стеллажа на листы укладывают груз.

Рис. 74. Сварка на флюсовой подушке (62)

1- флюсовая подушка;

2- брезентовый рукав

4. Сварка с предварительной подваркой корня шва

Подварочный шов можно выполнять либо (ММА) покрытым электродом, либо плавящимся электродом в защитном газе (MIG/MAG). Глубина провара должна достигать 1/3 толщины свариваемого металла.

(Подварочный шов – меньшая часть двухстороннего шва, выполняемая предварительно для предотвращения прожогов при последующей сварке.)

5. Сварка на керамических подкладках

В последнее время применяют съемные подкладки одно- или многоразового пользования из спрессованного флюса или керамического материала в виде специальных пластин.

Рис. 75. Сварка стыкового шва на керамической подкладке. Фото автора

Технология автоматической сварки под флюсом

Технология автоматической сварки под флюсом предусматривает более тщательную подготовку металла под сварку и сборку свариваемых деталей, чем при ручной дуговой сварке. Тщательность подготовки под сварку обуславливается условиями автоматической сварки. Как известно, сварочный автомат настроен под определённый режим сварки и чётко следует ему, не учитывая погрешности сборки и не выправляя отклонения, допущенные при подготовке сварных кромок.

Разделка сварных кромок под сварку автоматом производится на металлорежущих станках, или на машинах кислородной или плазменно-дуговой резки.

Читать еще: Баню во сне топить печь

Кромки изделий под сварку необходимо хорошо очистить от различных загрязнений, которые могут стать причиной образования дефектов в сварных швах, таких как поры, раковины и др. Очищать сварные кромки рекомендуется пескоструйной обработкой, или протравливанием и пассивированием. Очищаемый участок должен быть шириной не менее 50мм от каждой стороны разделки.

До начала автоматической сварки, свариваемые изделия необходимо надёжно зафиксировать в нужном положении. Для этого используют сборочные стенды, или различные приспособления. Допускает прихватывать изделия между собой ручной дуговой сваркой покрытыми электродами. Прихватки выполняют длиной до 70мм, на расстоянии до 400мм друг от друга. При этом, крайние прихватки не должны быть ближе 200мм от края шва. Выполненные прихватки необходимо тщательно очистить от шлака и сварных брызг.

Если выполняется сварка продольных швов, то необходимо применять вводные и выводные планки, которые приваривают к сварным кромкам. Эти планки необходимы для введения электрода в шов в начале сварки и для выведения электрода за пределы шва после окончания сварки. На вводных и выводных планках необходимо выполнять разделку кромок, совпадающую с разделкой на свариваемых деталях.

Технология автоматической сварки допускает сварку стыковых швов без разделки кромок, с односторонней разделкой или с двухсторонней разделкой. Это зависит от конструктивных особенностей свариваемого изделия и от толщины свариваемого металла.

Технология односторонней автоматической стыковой сварки под флюсом

Односторонняя сварка применяется при сварке малоответственных металлоконструкций, или в тех случаях, когда нет возможности выполнить двухстороннюю сварку из-за особенностей конструкции.

Особенностями односторонней стыковой сварки являются большое количество жидкого металла, большая глубина проплавления и перегрев сварочной ванны. Всё это может стать причиной вытекания жидкого металла через зазоры и нарушить формирование сварного шва. Для того, чтобы этого не допустить, необходимо выполнить подварку стыка с обратной стороны, закрыв, таким образом, зазор, или закрыть оборотную сторону шва металлической (медной или стальной) подкладкой или же закрыть этот зазор с оборотной стороны слоем флюса.

Существует четыре самых распространённых способа односторонней автоматической сварки стыковых швов, которые позволяют выполнить сварной шов требуемой конфигурации и получить высокое качество сварки. Рассмотрим эти способы подробнее.

Технология автоматической сварки на флюсовой подушке

Варианты такого способа сварки показаны на рисунке спрва. Суть такого вида сварки заключается в том, что под свариваемые детали поз.1 помещают слой флюса поз2, толщина которого составляет 30-50мм. Флюсовая подушка плотно прилегает к свариваемым кромкам и прижимается к ним в результате воздействия собственного веса свариваемых деталей, или посредством резинного шланга, в котором находится воздух. Давление воздуха в шланге зависит от толщины свариваемого металла и составляет 0,05-0,06МПа при сварке тонкого металла и 0,2-0,25МПа при сварке толстого металла.

Слой флюса исключает вытекание жидкого металла через зазор и обеспечивает хорошее формирование сварного шва и высокое качество сварки. Приблизительные режимы автоматической односторонней стыковой сварки, выполняемой на слое флюса, представлены в таблице ниже:

Читать еще: Сколько прослужила печь для бани

Как происходит сварка металла лежачим электродом, где применяется и какие марки электродов нужны?

Сварка лежачим электродом – это разновидность дуговой сварки, при которой электрод укладывается между деталями вдоль линии соединения, после чего зажигается дуга, и сварка происходит в автоматическом режиме.

Нюансы технологии и преимущества метода

Сверху и снизу будущего шва укладываются медные накладки – нижняя не дает стечь расплавленному электроду, а верхняя формирует ровную поверхность на стыке деталей и делает дугу закрытой. Электродов может быть несколько.

К преимуществам сварки лежачим электродом относят:

Данный метод не требует ручного направления электрода и позволяет осуществлять сваривание сразу несколько групп деталей одним работником на одном сварочном агрегате, имеющим несколько держателей электродов.

Подготовка и материалы

несколько электродов с обмазкой;
медные и стальные подкладки;
фиксаторы для деталей;
штангенциркуль;
сварочный аппарат.

Лучше использовать электроды, разработанные специально для данного вида сварки – марки ОСЗ-12, ОСЗ-15Н и ОСЗ-17Н. Из стандартных подойдет электрод марки Э-46. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей и особенностей материала – от 4 до 10 мм. Сварочный ток возрастает с увеличением диаметра электрода и варьируется в пределах 220-620 ампер.

Примерная стоимость электродов ОСЗ-12 на Яндекс.маркет

Стальная прокладка сверху медной выполняет роль груза, препятствующего скидыванию медной накладки парами сгораемой обмазки электродов. Толщина медных подкладок и накладок – от 2 до 5 мм.

Вместо меди допустимо использовать кирпичи с гладкой поверхностью или любой другой негорючий тяжелый материал с гладкой поверхностью.

Штангенциркуль нужен для отмеривания одинаковой ширины нижнего зазора с двух концов свариваемых деталей – размер зазора важен при использовании неплотно прилегающих подкладок из кирпича, чтобы электрод не растекся под деталями при расплавлении.

Описание процесса сварки

Процедура сварки включает следующие шаги:

Зачистка поверхностей деталей.
Установка нижней подкладки.
Установка деталей на подкладке.
Выставление ширины зазора и фиксация деталей неподвижно.
Укладывание электродов между деталями.
Установка защитной прокладки, медной и стальной накладок.
Пуск сварочной дуги.
Остывание и зачистка сварного шва.

Сначала электроды устанавливаются в держатель, потом укладываются между деталями – масса подключается к нижней подкладке. Максимальная длина свариваемого в один прием шва – 1,2 метра, так как при большей длине возникнет преждевременный перегрев остатка электрода.

Сварка лежачим электродом используется в основном для формирования прямых швов, но допустимо сгибать электрод по форме будущего шва не более, чем на угол в 30 градусов, так как перегиб приведет к осыпанию обмазки и обрыву электрода при сварке в месте обсыпания. По этой же причине нельзя использовать несколько стыкующихся электродов вместо одного длинного.

Прокладка из бумаги между медной накладкой и деталями используется для предотвращения преждевременного износа прокладки, при этом важно следить, чтобы края прокладки не выступали наружу, так как они могут самовозгораться при сварке и стать причиной пожара.

Читать еще: Что нужно для ремонта потолка своими руками

Запуск дуги можно осуществить двумя способами:

другим электродом, подключенным к этому же аппарату;
куском металла.

Если используется стационарный сварочный агрегат, лучше запускать дугу другим электродом, установленным в держателе, при этом важно закрепить держатель, в котором зажаты лежачие электроды, так как притяжение, возникающее при образовании дуги, может вытянуть лежачие электроды из-под подкладки. Для пуска дуги отрезком металла нужно соединить таким отрезком край свариваемой детали и конец электрода. Держать металлический отрезок нужно в электроизолирующих рукавицах.

Несмотря на то что сварочная дуга скрыта под поверхностью медной накладки, сварщику нужно использовать защищающую глаза маску, так как излучение дуги видно в начале и в конце сварки. Кроме того, существует риск откидывания недостаточно тяжелой накладки в процессе сварки и открытия дуги.

Располагать детали можно как в одной плоскости, так и под углом друг к другу, в этом случае зазор между деталями не устанавливается, а накладка подгоняется по форме усеченного уголка в разрезе.

Вместо медной накладки может использоваться сыпучий флюс, электроды в таком случае берутся без обмазки. Использование флюса в сварке лежачим электродом позволяет не ограничивать длину сварного соединения, формируемого за одну процедуру. Кроме того, электрод без обмазки можно изгибать на больший угол при сварке деталей с изгибами.

Когда нужно сварить три или четыре детали вокруг одного центрального шва, такие детали нужно расположить в следующем порядке:

Вниз укладывается самая массивная деталь.
По бокам – близкие по форме детали.
Поверх лежачего электрода укладывается наиболее легкая деталь.

Верхняя деталь должна покрывать лежачие электроды полностью и прижиматься грузом (обычно используют кирпичи). Для сварки более двух деталей лучше использовать пучок из трех или семи электродов.

С помощью лежачего электрода можно формировать не только стыковые соединения, но и сваривать плоские металлические листы, расположенные внахлест. Для этого верхняя накладка изготавливается в виде продольного металлического бруска, в котором проделана канавка для электродов. Накладка кладется на закрепленные внахлест листы канавкой с электродом вниз, при этом листы проплавляются насквозь, если их толщина до 8 мм, или насквозь проплавляется только верхний лист, если нижний достаточно толстый.

Если требуется сварить много однотипных пар деталей, то подобрать оптимальную толщину электрода, величину сварочного тока и ширину зазора можно опытным путем. Для этого нужно сваривать парные обрезки деталей лежачим электродом, после чего разрезать их поперек сварного шва и оценивать его качество – при выраженной границе шов-деталь нужно увеличить сварной ток, при наличии впадин – уменьшить ширину зазора, утолщать электрод или использовать пучок электродов.