2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Методы сварки в машиностроении

Данные о применении сварки в машиностроении

Современные технологические процессы сварки позволяют получать качественные сварные соединения, отвечающие самым высоким требованиям.
Сварка за последние годы нашла широкое применение в различных отраслях современного промышленного производства: в тяжелом, энергетическом и транспортном машиностроении, судостроении, авиации, строительно-дорожном машиностроении, автомобилестроении, сельскохозяйственном машиностроении, строительной индустрии и др.
Фундаментальные расчетно-конструкторские и технологические разработки и оценку эксплуатационной надежности сварных конструкций в широком объеме проводили в Институте электросварки им. Е.О. Патона, МВТУ им. Н.Э. Баумана [127], ЦНИИТМАШе, Институте металлургии им. А.А. Байкова [152], Ленинградском политехническом институте им. М.И. Калинина [135] и ряде других организаций.
Грандиозные задачи создания в СССР материально-технической базы коммунизма требуют дальнейшего быстрого развития машиностроения в направлении роста мощностей машин, повышения скоростей, увеличения давлений. При этом в ряде случаев размеры и масса отдельных современных деталей машин и элементов конструкций достигают десятков метров и сотен тонн. Это делает зачастую невозможным их монолитное изготовление. Перед конструкторами и технологами поставлены сложные задачи создания крупных деталей и конструкций путем соединения сваркой прокатных, кованых и литых элементов больших сечений при высоких требованиях к их прочности при статических, ударных и переменных нагрузках. К таким уникальным деталям и конструкциям относятся, например, рамы и архитравы сверхмощных гидравлических прессов, станины прокатных станов, валы мощных гидравлических и паровых турбин и турбогенераторов, корпуса атомных реакторов, ахтерштевни ледоколов и супертанкеров и др.


Рис. 1. Штамповочный пресс усилием 75000 тс

При проектировании и изготовлении указанных деталей и конструкций используют принципиально новые конструктивные решения и технологические приемы. Например, прогрессивный электрошлаковый способ сварки, разработанный в Институте электросварки имени Е.О. Патона [194], впервые позволил осуществить однопроходную сварку металла практически неограниченной толщины.
На Ново-Краматорском машиностроительном заводе (НКМЗ им. В.И. Ленина) с применением электрошлаковой сварки были изготовлены из прокатных листов стали 22К крупногабаритные элементы рамных конструкций мощных гидравлических штамповочных прессов (рис. 1) усилием 75000 тс [14]. Каждая из пластин пресса массой более 100 т имеет длину около 31 м при ширине 17-25 м и толщине 2-2,5 м [138]. Производство таких элементов в виде цельнокованых деталей в настоящее время практически невозможно.
Интересно отметить, что в США при изготовлении пластин гидравлического пресса аналогичной конструкции усилием 50000 тс была применена многопроходная автоматическая сварка под слоем флюса. При этом сварку выполняли в 180 проходов с многократной кантовкой пластины [263].
В результате разработки и освоения на НКМЗ нового электрошлакового способа сварки металла большой толщины были получены принципиально новые возможности в проектировании машин, коренным образом изменившие технологию производства крупногабаритных изделий.
К числу крупнейших уникальных сварно-литых деталей, изготовленных на НКМЗ с помощью электрошлаковой сварки, следует отнести архитравы массой более 160 т (рис. 2) для мощного гидравлического штамповочного пресса усилием 30000 тс. Архитравы сваривали из двух половин, отлитых из среднеуглеродистой стали 35Л [24]. На НКМЗ была разработана и конструкция специализированного гидравлического пресса усилием 30000 тс по оригинальной конструктивной схеме [52]. Станина пресса состоит из верхней поперечины, двух проставок и нижней поперечины.


Рис. 2. Сварно-литой архитрав гидравлического пресса усилием 30000 тс

Использование крупногабаритных сварно-литых и сварно-кованых деталей сложной формы позволило создать компактную конструкцию пресса, масса и стоимость которого в 2 раза меньше по сравнению с прессом старой конструкции.
В СССР впервые была осуществлена электрошлаковая сварка швов, расположенных на цилиндрических и криволинейных (в плане) поверхностях разъема сложных крупных поковок из среднелегированной стали 35ХМ (рис. 3) [52].


Рис. 3. Сварная конструкция нижней поперечины пресса усилием 30000тс:
1 — боковина; 2 — секторы

На НКМЗ совместно с Институтом электросварки имени Е.О. Патона впервые в мировой практике была вьполнена уникальная сварка электрошлаковым способом бабы бесшаботного молота, состоящей из двух кованых заготовок общей массой 100 т. Сечение стыка 2020×3120 мм было сварено с применением 12 плавящихся мундштуков. Электрошлаковую сварку применяли при изготовлении сварно-литых конструкций станин крупных прокатных станов (массивные прямоугольные сечения до 900×900 мм) [43, 164].
Освоение технологии электрошлаковой сварки кольцевых стыковых швов позволило по-новому решать вопросы изготовления крупных изделий цилиндрической формы. Так, на Таганрогском и Барнаульском котельных заводах барабаны котлов высокого давления изготовляют электрошлаковой сваркой продольных и кольцевых швов [44].
Электрошлаковую сварку широко используют при изготовлении баллонов высокого давления (320 кгс/см2) аккумуляторной станции мощных гидропрессов (толщина металла 155 мм); цилиндров мощных гидравлических прессов (цилиндр из стали 15ГН4М пресса усилием 30000 тс имеет диаметры 2490/2010 мм и длину 3260 мм); цилиндров механизма шагания экскаваторов [43, 52, 151, 164, 195].
Удачным решением оказался переход на сварную конструкцию валов мощных гидравлических турбин [37, 38, 42, 107]. Масса слитка, необходимого для изготовления поковки обечайки сварного вала, значительно меньше, чем цельнокованого. Так, у валов гидротурбин Волжской ГЭС указанные массы составляют соответственно 51 и 160 т [37].
Для изготовления кованого вала гидротурбин мощностью 225 мВт Братской ГЭС потребовался бы слиток массой более 200 т [107]. Для более мощных турбин масса слитков существенно возрастает. В настоящее время производственные возможности заводов не позволяют изготовлять слитки указанной массы. Сварка позволила применять самые тяжелые валы, в частности для гидротурбин Красноярской ГЭС, мощностью 508 мВт в одном агрегате. Вал агрегата является наиболее крупным из всех когда-либо изготовлявшихся. Рабочая длина вала 7700 мм, наружный диаметр 2300 мм, диаметр внутреннего отверстия 1900 мм, диаметр фланцев 3150 мм [42]. Заготовку вала выполняли в виде кованой трубы из стали 25ГС. Общая масса вала 100 т. В этой же гидротурбине грандиозным сооружением является сварная конструкция статора из стали 20ГСЛ, состоящая из шести частей общей массой 180. Электрошлаковой сваркой соединено 12 колонн с поясами. Максимальный диаметр статора 12200 мм, высота 3440 мм.
Специально спроектированная и изготовленная универсальная сборочно-сварочная установка позволила собрать и сварить цилиндрические сферические и конусные изделия массой до 200 т [195].
Электрошлаковую и электродуговую сварку успешно применяют при строительстве корпусов (рис. 4) атомных реакторов [36].


Рис. 4. Сварной корпус реактора А1 атомной электростанции (УССР)

На предприятиях тяжелого машиностроения, в судостроении, транспортном и автомобильном машиностроении, в сельскохозяйственном машиностроении и других отраслях широко применяют разработанный в ЦНИИТМАШе способ сварки в углекислом газе [103].
На ряде заводов внедрена комплексная механизация всего
цикла производства сварных конструкций. Так, на Узловском машиностроительном заводе им. Федунца создано комплексно-механизированное поточное производство мостовых электрических крапов грузоподъемностью от 10 до 20 т применением сварки в углекислом газе. На специализированных линиях изготовляют без переналадок более 70 модификаций сварных пролетных балок длиной от 8 до 36 м в широком диапазоне сечений.
Для увеличения производства сварно-кованых, сварно-литых и комбинированных конструкций на Уралмашзаводе создан уникальный по размерам, масштабам производства и технической оснащенности блок цехов сварных машиностроительных конструкций (БЦСМК) [151]. Благодаря широкому применению комплексной механизации с использованием высокопроизводительного универсального и специального оборудования в БЦСМК организовано высокоэффективное и экономичное производство сварных конструкций, с замкнутым циклом, т. е. начиная от подготовки металла и заканчивая термической обработкой, окраской, упаковкой и сдачей готовой продукции.
Автоматическую сварку под флюсом и в среде углекислого газа используют на Уралмашзаводе при производстве конструкций экскаваторов и других объектов. Шагающий экскаватор ЭШ-15/90А представляет собой гигантскую землеройную машину массой 1600 т, высотой 20 м, с ковшом емкостью 15 м3 [151, 164].
Основные несущие сварные металлоконструкции экскаватора необычны по своим габаритам и массе. Поворотная платформа шагающего экскаватора размером 11600x25500x1890 мм, массой 200,9 т. Опорная рама весит 154 т, надстройка — 120 т. Стрела представляет собой трубу диаметром 830 мм, длиной 90 м, сваренную из отдельных обечаек с толщиной стенки от 10 до 14 мм. Конструкции изготовляют в основном из низколегированной стали 10ХСНД. Протяженность сварных швов на одном экскаваторе достигает 5 км.
На Уралмашзаводе создан гигантский экскаватор ЭШ-25/100 с ковшом емкостью 25 м3 и стрелой 100 м, с еще большим объемом сварочных работ [53].
Оригинальным и смелым инженерным решением является переход от крупногабаритных монолитных литых конструкций на сварно-литые конструкции ахтерштевня и форштевня ледоколов и крупнотоннажных танкеров [134, 136]. Общие размеры и конфигурация сварной конструкции сохраняются такими же, как и заменяемой цельнолитой. Выполнение уникальной конструкции ахтерштевня атомного ледокола «Ленин» (рис. 5) сваркой из отдельных литых заготовок позволило избежать значительных трудностей, связанных с производством крупной отливки сложной конфигурации, требующей заливки 135 т жидкого металла [134]. Масса сварного ахтерштевня 82,3 т.

Читать еще:  Бассейн в нижнем новгороде как в доме 2 купить

Рис. Б. Сварно-литой ахтерштевень атомного ледокола «Ленин»:
1-9 — отдельно отлитые заготовки; I-I-IX-IX — сварные стыки

Сварку широко используют и при изготовлении металлоконструкций подъемно-транспортного оборудования (мостовые краны общего назначения грузоподъемностью до 80-320 т; литейные краны грузоподъемностью 450 и 630 т и многие другие типы кранов) [53]. В транспортном машиностроении в большом количестве изготовляют сварные рамы локомотивов и подвижного состава, сварные конструкции блоков дизелей [200] и др.
С помощью сварки в настоящее время изготовляют горнорудное и угольное оборудование (конусные и щековые дробилки, трубные мельницы, механизированные очистные комплексы); роторные экскаваторы; комплексы горнотранспортного землеройного оборудования; драги для добычи золота; уникальные буровые установки для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной до 8-15 км; тяжелое станочное оборудование; строительно-дорожные машины; сельскохозяйственные машины и многие другие машины и оборудование для различных отраслей промышленности.
Переход к сварным конструкциям особенно целесообразен при изготовлении роторов мощных паровых турбин ввиду сложности, а порой и невозможности их изготовления в цельнокованом исполнении. Сварка дает практически неограниченные возможности изготовления роторов любых размеров. С помощью сварки в СССР и за рубежом освоено изготовление роторов паровых турбин мощностью от 150 до 500 мВт [38, 193, 204, 205, 237, 242].
В Институте электросварки (ИЭС) им. Е.О. Патона [132] создан принципиально новый метод изготовления крупных кузнечных слитков на основе использования двух прогрессивных технологических процессов — электрошлакового переплава и электрошлаковой сварки. Указанный способ позволяет получать швы того же химического состава, что и основной металл; заготовки при этом могут быть не только прямоугольного, но также и круглого сечения, практически неограниченных размеров (слитки диаметром до 3000 мм).
Новый способ сварки весьма перспективен для получения поковок роторов сверхмощных турбогенераторов, так как исключает необходимость использования сверхкрупных слитков массой более 400 т.
Значительный опыт, накопленный передовыми заводами и научно-исследовательскими организациями, позволяет сделать заключение, что в настоящее время можно осуществлять сварку изделий и сооружений практически любых размеров и конфигурации, с обеспечением их достаточной надежности и долговечности в эксплуатации.
Эти возможности в ряде случаев ограничиваются условиями транспортирования и термической обработкой.

Понятие сварки. Место и роль сварки в машиностроении. Физико-химические основы образования сварного соединения. Классификация способов сварки по виду вводимой энергии.

Процесс образования соединения происходит в 3 стадии.

На 1 стадии достигается физический контакт, т.е. осуществляется сближение соед-х деталей на расстояние необходимое для межатомного взаимодействия. На 2 стадии происходит хим. Взаимодействие и заканчивается процесс образования прочного соединения. В микрообъемах материала процесс сварки завершается 3 стадией – диффузией. Для качественного соединения материалов необходимо обеспечивать контакт по большей части соединение поверхности и их активации.

Активация состоит в том, что поверхностным атомам сообщается некоторая энергия необходимая для разрыва связей между этими атомами и основным металлом. Уровень энергии поверхности металла повышается до уровня энергетического барьера схватывания. Такая энергия может быть сообщена либо в виде теплоты, либо в виде упругопластической деформации.

Классификация способов сварки:

По виду вводимой энергии все сварочные процессы разделяют на 3 группы:

1. Термические способы сварки (сварка плавлением) – электродуговая, электрошлаковая, газовая, лазерная и др.

К термическим способам относят процессы, осуществляемые без давления при котором тепловая энергия вводится в стык через расплавленный металл.

2. Термомеханические способы сварки (контактная, диффузионная, прессовая и др.)

К термомех. Относят процессы протекающие с введением теплоты и механ. Энергией сил давления. При этом сварка может проводиться как сплавлением основного металла, так и в твердом состоянии. Теплота может выделяться при протекании электрического тока в газоплазменном или индукционном нагреве.

3. Механические способы сварки (холодная, ультразвуковая, сварка трением, сварка взрывом). Механ. Процессы сварки протекают при введении мех. Энергии сил давления сдвига или трения. Они используют эффект преобразования мех. Энергии в тепловую, вблизи контакта соедин. деталей.

Вопрос №21

Термические способы сварки. Процесс образования соединения при сварке плавлением. Электрическая дуговая сварка. Сущность. Виды электродуговой сварки (сварка неплавящимся и плавящимся электродом дугой прямого действия, сварка косвенной дугой, сварка трехфазной дугой): схемы включения заготовок и электродов в цепь электрического тока. Понятие о внешней вольт-амперной характеристике источников питания сварочной дуги.

При сварке плавлением место соединения деталей доводится до жидкого состояния подводимой теплотой, при этом происходит локальное расплавление металла. Расплавившийся основной и доп материал сливаются в особую сварочную ванну и при остывании образуют твердую поверхность свариваемых деталей. Жидкий расплав металла, после прохождения электрода, начинает кристаллизоваться(рис) и после завершения кристаллизации сварного шва образуеться соединение имеющее литую структуру.

Сварка неплавящимся электродом с присадочным материалом

Сварка плавящимся электродом

Сварка косвенной дугой

Сварка трехфазной дугой

Эл дуга – мощьный стабильный разряд в ионизированной атмосфере газов и паров металла.

1 – с повышением тока увеличиваеться степень ионизации дуги и напряжение для его поддерживания снижается пропорционально. 2 – сила тока возрастает сечение дуги при этой плотности тока и напряжении дуги остаются постоянными. 3 – при повышении тока растет сечение дуги, но ограничиваеться сечением электрода, в результате чего плотность тока возрастает.

Читать еще:  Сделай сам печь для бани с плитой

Понятие внешней вольт-амперной характеристики источников питания сварочной дуги. Сварочный трансформатор с отдельной дроссельной катушкой: схема, вольт-амперная характеристика, регулирование сварочного тока.

Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следующих основных видов: падающая 1, пологопадающая 2, жесткая 3 и возрастающая 4 (рис. а). источник тока выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки. Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой (ручная дуговая сварка, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах неплавящимся электродом).

Устойчивость горения дуги и стабильность режима сварки зависят как от условий существования дугового разряда, так и от свойств и параметров источников питания и, в первую очередь, от внешней характеристики источника.

Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой(РДС, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах НПЭ).

изменяется путем изменения воздушного зазора 3 в магнитопро-воде дросселя; б) в однокорпусном исполнении (рис. 8-10, б) между обмотками трансформатора и дросселя существует как электрическая, так и магнитная связь; трансформаторы этого типа экономичнее и удобнее в эксплуатации.В трансформаторах второй группы (в однокорпусном исполнении) необходимые внешние характеристики создаются за счет изменения реактивного сопротивления трансформатора. Это достигается за счет принудительного изменения расстояния между первичной 4 (рис. 8-10, в) и вторичной 5 обмотками или за счет изменения величины рассеяния магнитосиловых линий при помощи магнитного подвижного шунта 6 (рис. 8-10, г), вводимого в зазор между удаленными друг от друга обмотками 4 и 5.

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 323 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Сварка в машиностроении

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 30 Октября 2013 в 15:03, реферат

Краткое описание

Сварка – экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.
Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок.

Содержание

Введение
Основные сведения
Оборудование для сварки под слоем флюса
Элементы оборудования рабочего места
Общие требования для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса
Требования, предъявляемые к источникам переменного сварочного тока
Дефекты, образующиеся при сварке под слоем флюса
Особенности автоматической электродуговой сварки под слоем флюса в сопоставлении с ручной сваркой
Список используемой литературы

Прикрепленные файлы: 1 файл

0024629_6390A_referat_svarka_v_mashinostroenii.doc

  1. Введение
  2. Основные сведения
  3. Оборудование для сварки под слоем флюса
  4. Элементы оборудования рабочего места
  5. Общие требования для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса
  6. Требования, предъявляемые к источникам переменного сварочного тока
  7. Дефекты, образующиеся при сварке под слоем флюса
  8. Особенности автоматической электродуговой сварки под слоем флюса в сопоставлении с ручной сваркой
  9. Список используемой литературы

Введение

Сварка – экономически выгодный, высокопроизводительный и в значительной степени механизированный технологический процесс, широко применяемый практически во всех отраслях машиностроения.

Физическая сущность процесса сварки заключается в образовании прочных связей между атомами и молекулами на соединяемых поверхностях заготовок. Для образования соединений необходимо выполнение следующих условий: освобождение свариваемых поверхностей от загрязнений, оксидов и адсорбированных на них инородных атомов; энергетическая активация поверхностных атомов, облегчающая их взаимодействие друг с другом; сближение свариваемых поверхностей на растояния, сопостовимые с межатомным расстоянием в свариваемых заготовках.

В зависимости от формы энергии, используемой для образования

сварного соединения, все виды сварки разделяют на три класса: термический,

термомеханический и механический.

К термическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии (дуговая, плазменная, электрошлаковая, электронно – лучевая, лазерная, газовая и др.).

К термомеханическому классу относятся виды сварки,

осуществляемые с использованием тепловой энергии и давления (контактная,

диффузионная и др.).

К механическому классу относятся виды сварки,

осуществляемые с использованием механической энергии и давления (ультразвуковая,

взрывом, трением, холодная и др.).

Способами сварки без внешней защиты дуги и сваркой под флюсом в народном хозяйстве страны выполняется наибольший объем сварочных и наплавочных работ. В сварке под слоем флюса источником тепла является дуга, горящая между электродом и основным металлом. Дуга погружена под слой гранулированного флюса. Непрерывно подающийся флюс защищает основной металл от окисления до его остывания. Некоторая часть флюса плавится и образует защитный шлак над сварной ванной. Для удаления

оставшегося после сварки флюса используется вакуумный насос. Собранный флюс используется повторно.

Сварка под слоем флюса в основном автоматический или полуавтоматический процесс. Вид автоматической сварки обеспечивает высокую производительность (до 40 кг в час) и качество сварного шва. Для этого процесса следует правильно выбрать напряжение и скорость подачи электрода. Значение этих параметров должно обеспечивать горение дуги под слоем флюса, но в то же время на определенной высоте над основным металлом.

При автоматической сварке механизированы все основные рабочие движения и операции: возбуждение и поддержание горения дуги, подача электрода, перемещение электрода вдоль свариваемых кромок со скоростью сварки, защита дуги и сварочной ванны от действия воздуха (по необходимости), колебательные движения электрода (по необходимости), прекращение процесса сварки и заварка кратера в конце шва и пр. В связи с

этим различают инструмент и приспособления для ручной сварки, сварочный полуавтомат или автомат (самоходная или подвесная головка), станок и установку для полуавтоматической или автоматической сварки.

Сварочной головкой называют механизм, подающий электрод, возбуждающий и поддерживающий горение дуги, а также прекращающий процесс сварки. Закрепляемая неподвижно сварочная головка называется подвесной. Если в конструкции сварочной головки предусмотрен механизм для ее перемещения вдоль изделия, головка называется самоходной. Головка может перемещаться по специальному пути или непосредственно по свариваемому изделию.

Оборудование для сварки под слоем флюса

Сварочной установкой называется комплекс, в состав которого входит следующее оборудование: а) электросварочное — сварочный аппарат, источник сварочного тока, аппаратура регулирования и контроля сварочного процесса; б) механическое – устройства и механизмы для крепления сварочного аппарата и движения его или изделия в заданном направлении, устройства для размещения и перемещения сварщиков, а также аппаратура контроля и регулирования; в) вспомогательное – флюсовая и газовая аппаратура, токоподводы, устройства и механизмы для зачистки места под сварку, устройства и механизмы для очистки шва и прилегающей зоны изделия от шлаковой корки и брызг металла, устройство для очистки зоны обслуживания от пыли и вредных газов.

Для полуавтоматической сварки без внешней защиты дуги и под флюсом со свободным формированием шва применяют одноэлектродные и многоэлектродные, подвесные и самоходные сварочные головки, сварочные тракторы и различные специализированные аппараты. Сварочными тракторами называются переносные дуговые сварочные аппараты, движущиеся на самоходной тележке во время сварки непосредственно по свариваемому изделию либо по направляющей линейке, укладываемой на изделие параллельно шву.

Эффективность применения механизированной сварки зависит от совершенства сварочного оборудования и аппаратуры, для развития которых рекомендуется обеспечить: а) максимальную механизацию и автоматизацию технологического цикла сварки; б) максимальную производительность и эффективность сварки, в том числе применение сварки одного или нескольких швов одновременно несколькими головками ( так называемая ногоголовачная сварка); в) применение програмного управления для автоматизации сварочных операций; г) соблюдение эргономических и эстетических требований к оборудованию.

Читать еще:  Из какого материала лучше строить бассейн

Элементы оборудования рабочего места.

Немаловажную роль в увеличении производительности труда электросварщика и качества сварки зависит от условий, в которых производятся сварочные работы, другими словами от того, как правильно организовано рабочее место сварщика (сварочный пост).

Рабочее место сварщика может быть расположено в зависимости от выполняемой работы, непосредственно у свариваемого изделия или в специальных кабинах. При сварке больших размеров непосредственно у свариваемого изделия. Такое место как правило является передвижным, оно ограждается переносными щитами. При сварке же небольших изделий рабочее место оборудуют в специальных кабинах на постоянных местах. Переносные рабочие щиты и кабины для сварщиков, кроме других функций, служат для защиты рядом работающих сварщиков и других рабочих от излучений электрической дуги.

Спецодежда сварщика изготавливается из плотного брезента или сукна. Она не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх рукавицы сварщика должны изготавливаться из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани. При работе в закрытых сосудах пользование диэлектрическими калошами и резиновыми ковриками, испытанными на электрический пробой в соответствии с правилами техники безопасности является обязательным.

Общие требования для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Для автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, плавящимся электродом, предъявляется ряд общих требований:

  1. Обеспечение стабильности горения дуги и процесса сварки;
  2. Получение заданного химического состава металла сварных швов и их свойств;
  3. Обеспечение хорошего формирования металла и шлаков;
  4. Получение швов без трещин, с минимальным количеством шлаковых включений и пористостью;
  5. Легкая отделяемость шлаковой корки от поверхности швов.

Решение этих задач связано с составом свариваемого металла и применяемой электродной проволоки. В связи с этим применяют и разнообразные флюсы.

Иногда при режимах дуговой сварки под флюсом полезно вводить в состав флюсов тонизирующие составляющие. К некоторым высококремнистым флюсам добавляют различные составляющие (К2О, Na2O, CaO и СaF2), для обеспечения стабильности дуги по ее разрывной длине. Повышение стабильности горения дуги позволяет более широко варьировать режимы сварки и в ряде случаев добиваться лучшего формирования швов.

Химический состав металлов швов формируется как за счет основного и электродного металла, так и их химических изменений при сварке, в данном примере, вследствие взаимодействия свариваемых металлов с флюсом.

Применение высокремнистых флюсов при сварке высоколегированных хромоникелевых сталей, дает более грубую столбчатую структуру шва, чем при сварке под низкокремнистыми флюсами. Соответственно, свойства металла шва при грубой структуре хуже.

Естественно, что на химический состав металла влияет также степень защиты от воздуха реакционного сварочного пространства. Определяется она как образующимся, в результате горения дуги, шлаковым куполом над реакционной зоной, так и высотой слоя твердых частиц флюса над этой зоной. Высота слоя, насыпаемого на место сварки флюса, зависит от режима сварки.

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва.

В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволокой и основным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной 30 – 35 мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла – ванна жидкого шлака. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль

заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону,

противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва, покрытого твердой шлаковой коркой. Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через токопровод.

Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными автоматами, сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Назначение сварочных автоматов – подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах для выполнения длинных

прямолинейных и кольцевых швов в нижнем положении на металле толщиной 2 – 100 мм. Под флюсом сваривают металлы различных классов. Автоматическую сварку широко применяют при изготовлении котлов, резервуаров для хранения жидкостей и газов, корпусов судов, мостовых балок и других изделий. Она является одним из основных звеньев автоматической линий для изготовления сварных автомобильных колес и станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб.

Стремление повысить производительность электродуговой сварки, улучшить качество швов и одновременно облегчить труд сварщиков привело к созданию автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса.

Сущность процесса автоматической сварки заключается в следующим: голая электродная проволока с катушки подаётся в зону дуги автоматической головкой, двигающейся вдоль шва; впереди головки из бункера по трубе на свариваемые кромке подаётся флюс, покрывающий поверхность металла в зоне шва слоем толщиной 50 –60 мм. Электрическая дуга горит под слоем флюса в создаваемом ею газом пузыре, окруженном средой расплавленного флюса.

Благодаря некоторому давлению флюса на поверхность жидкой ванны в процессе сварки устраняется разбрызгивание металла и получается хорошее формирование шва, даже при очень больших токах, достигающих 1000 – 200А. Расплавляемая в процессе сварки и затем затвердевающая часть флюса образует на поверхности шва шлаковую корку. Неиспользованная же, т.е. нерасплавленная, часть флюса отсасывается обратно в бункер и затем повторно используется при сварке.

Большая концентрация теплоты при горении мощной дуги под флюсом позволяет производить сварку с небольшими скосами кромок; угол скоса кромок для стали обычно не превышает 30 градусов. Последнее обстоятельство приводит к меньшей затрате электродного материала и к лучшему использованию дуги. Благодаря большой силе тока, применяемого при автоматической сварке под слоем флюса, производительность возрастает в десятки раз по сравнению с ручной дугой дуговой сваркой.

Хорошая защита расплавленного металла от окружающего воздуха, а также легирование металла шва (в случае сварки стали) содержащимися во флюсе компонентами обеспечивают весьма высокие механические свойства сварных швов, выполненных автоматической сваркой.

Широкое распространение получило полуавтоматическая, так называемая шланговая сварка. Тонкая (1,6 – 2 мм) электродная проволока подается при помощи роликового механизма через шланг в электрододержатель. Шланг используется также для подачи сжатым воздухом в зоне сварки флюса, а также для подведения сварочного тока к электродержателю. Необходимая аппаратура сосредоточена в аппаратном ящике.

Источники:

http://megaobuchalka.ru/10/4694.html
http://studopedia.net/7_13422_ponyatie-svarki-mesto-i-rol-svarki-v-mashinostroenii-fiziko-himicheskie-osnovi-obrazovaniya-svarnogo-soedineniya-klassifikatsiya-sposobov-svarki-po-vidu-vvodimoy-energii.html
http://www.referat911.ru/Metallurgiya/svarka-v-mashinostroenii/203603-2373440-place1.html

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector