Подготовка изделий к сварке

Подготовка к сварке заключается в выборе режимов сварки, в разделке кромок свариваемого изделия, зачистке и обезжиривании по­верхности изделия, проверке электродов и наложении прихваток.

Выбор режимов сварки.Примерный режим сварки стыковых швов в нижнем положении можно определить таким образом:

1. В зависимости от толщины свариваемого материала подбирается диаметр электрода d_эл по таблице 3.

Таблица 3 Зависимость диаметра электрода от толщины металла

Толщина свариваемого металла, мм	1,5	2,0	3,0	4-5	6-8	9-12
Рекомендуемый диаметр электрода (dэл), мм	1,6	2,0	3,0	3-4

2. Определяется сила сварочного тока в амперах:

а) для электродов диаметром 4…5 мм

1_св= (40…50) · d_эл;

б) для электродов диаметром меньше 4 мми боль­ше 5 мм

I_св = d_эл · (20 + 6 · d_эл).

Внимание: При сварке вертикальных швов (рисунок 6) полученную силу сва­рочного тока следует уменьшить на 10—15%, а при сварке горизонтальных и потолочных швов — на 15—20%. Гори­зонтальные, вертикальные и потолочные швы рекоменду­ется сваривать электродами диаметром не свыше 4 мм.

3. Длина дуги зависит от диаметра электрода, мм:

L_д = (0,5…1,1) · d_эл

4. Напряжение дуги изменяется в пределах 16…30 В и зависит от длины дуги и марки электрода.

5. Вид тока (постоянный или переменный) зависит от источника сварочного тока (трансформатор; преобразователь; выпрямитель или сварочный агрегат). Источник сварочного тока выбирают в зависимости от принятой марки электрода. Если имеется только один источник сварочного тока, то его особенности следует учитывать при выборе марки электрода.

6. Выбop полярности (при использовании источника постоянного сварочного тока) зависит от толщины свариваемых изделий и принятой марки электрода. Обычно применяют прямую полярность ("минус" на электроде, "плюс" па изделии). При сварке изделий малой толщины для уменьшения их нагрева с целью предотвращения "прожога" и при сварке легированных сталей выбирают обратную полярность ("плюс" на электроде, "минус" па изделии).

Разделка кромок производится в зависимости от тол­щины свариваемого металла. При толщине свариваемых изделий менее 6 мм разделку кромок не производят. На тонкостенных деталях свариваемые кромки отбортовы­вают (загибают под 90° на 3…10 мм). Элементы раз­­делки V-образного стыкового соединения представлены на рисунке 11.

При ремонте подготовка поврежденного места зависит от вида повреждений. При наличии на детали прямолиней­ных трещин они засверливаются с обоих концов сверлом диаметром 2-2,5 мм.

После засверливания трещин их разделывают с помо­щью трехгранного шабера или абразивного круга на глу­бину не менее ³/₄ толщины основного материала для уда­ления из трещин окислов и нагара.

Рисунок 11 Элементы разделки V-образного стыко­вого соединения: α - угол раскрытия кромок, α/2 - угол скоса кромок, Р - притупление; а – зазор.

Кромки лучше всего скашивать механической обработ­кой на строгальных, токарных и других станках. На не­больших участках можно скашивать кромку шлифовальным кругом или напильником. Не рекомендуется произво­дить разделку зубилом, так как кромка получается неров­ной. Зазор между кромками «а» должен быть постоянным по всей длине и иметь определенную величину (в зависи­мости от толщины свариваемого металла). Заусенцы и не­ровности на кромках надо удалять напильником.

Нельзя разделывать трещины с помощью зубила, так как это приводит к увеличению размеров трещины. По­верхностные трещины запиливают круглым надфилем или личным напильником до полного устранения их.

Зачистка.При всех видах повреждения поверхность изделия на расстоянии 10—20 ммвокруг места сварки следует очи­щать от ржавчины, грязи, краски, нагара и других загряз­нений с помощью металлической щетки. Целесообразно применять круглые металлические щетки, зажатые в пат­рон пневматической дрели.

Обезжиривание.После зачистки поверхность изделия обезжиривают бензином, ацетоном или другим растворителем.

Проверка электродов.Перед электродуговой сваркой проверяют, не отсырела ли обмазка электродов: при встряхивании в руке несколь­ких электродов с сухой обмазкой они издают металличес­кий звук, а с сырой — глухой. Электроды с отсыревшей обмазкой просушивают в сушильном шкафу при темпера­туре 110-120°.

Наложение прихваток. После сборки отдельных частей изделия проверяют правильность сборки и производят наложение прихваток. Прихватками называют короткие сварные швы, служащие для закрепления собранных деталей перед сваркой. Высо­та прихватки не должна превышать ²/₃ высоты основного сварного шва. Прихватку обычно накладывают тем же ви­дом сварки, что и основные швы, применяя тот же приса­дочный материал. Качество швов прихваток должно быть высоким, так как обычно они не вырубаются и при нало­жении основного шва на недоброкачественную прихватку в нем могут возникнуть пороки (поры, трещины). При­хватки следует располагать в местах наименьших концент­раций напряжений в изделии. По этой причине недопусти­мо наложение прихваток на краях и углах загиба мате­риала, а также вблизи отверстий.

Перед сваркой с прихваток должен быть отбит шлак и поверхность их зачищена до блеска с помощью металли­ческой щетки.

Контрольные вопросы: 1 Что входит в режимы сварки? 2 Исходя из чего выбирают диаметр электрода? 3 От чего зависит сила сварочного тока? 4 Что такое прямая и обратная полярность и при каком виде тока они бывают? 5Что входит в подготовку изделий к сварке? 6 Как проводится разделка кромок? 7 Что такое отбортовка? 8 Как зачищаются изделия к сварке? 9 Как проверяются электроды перед сваркой? 10 Как накладываются прихватки?

Техника выполнения сварки

Свариваемое изделие укладывается на сварочный стол. Электрод голым концом зажимается в электрододержателе. Возбуждают сварочную дугу прикасанием конца электрода к свариваемому изделию. Существуют два способа возбуждения дуги:

- опустить электрод вниз до соприкосновения со свариваемым металлом и быстро отвести его на расстояние, равное длине дуги;

- провести концом электрода по поверхности изделия (как зажигают спичку).

Трудность возбуждения дуги заключается в том, что при недостаточно быстром отведении конца электрода от поверхности изделия он может привариться или, как говорят, «примерзнуть», а при слишком резком отводе конца электрода дуга может оборваться и погаснуть.

После возбуждения дуги сварщик поддерживает постоянную длину дуги, медленно опуская электрод по мере его расплавления. Сварку следует вести короткой дугой: длина ее не должна превышать диаметра электрода.

При наплавке сварщик равномерно перемещает вдоль шва электрод, наклоняя его к поверхности изделия под углом 70—80°. Ско­рость продольного перемещения должна быть достаточ­ной для расплавления основного металла. При быстром перемещении электрода основной металл не расплавить­ся, а при медленном снижается производительность свар­ки, и металл шва перегревается.

Поперечные колебательные движения электроду при­дают для получения сварного шва определенной шири­ны. Эти движения могут быть зигзагообразными, полу­месяцем, восьмеркой и др. Если продольное перемещение электрода производится без поперечных колебаний, то ширина валика составляет 0,8...1,5 d_э, а должна быть 2...4.

При обрыве дуги ее зажигают впереди места обрыва, на еще не сваренном металле, и затем возвращаются на наплавленный металл, обеспечивая непрерывность валика. После окончания наплавки всего валика нельзя резко отрывать электрод от детали, так как в этом случае в конце валика образуется углубление — кратер, в котором могут появиться трещины. Необходимо тщательно заваривать кратер путем дву-, трехкратного укорочения дуги. Техника сварки во многом зависит от положения швов в пространстве. Наиболее легко сваривать швы в нижнем положении, поэтому при сварке всегда следует так устанавливать изделие (деталь), чтобы большинство швов сваривать в нижнем положении.

При сварке стыковых швов в нижнем положении основная трудность заключается в получении полного провара. Существует два способа, обеспечивающих получение полного провара без опасности прославления металла:

- подварка корня шва (т.е. сварка обратной стороны шва);

- сварка на подкладке.

Подкладки бывают остающиеся, которые в процессе сварки привариваются к основному материалу, и съемные, которые после сварки удаляют. Остающиеся подкладки обычно изготовляют из стали, а съемные — из меди.

Контрольные вопросы: 1 Способы возбуждения дуги. 2 Какой должна быть длина дуги? 3 Какие движения придаются электроду? 4 Где зажигается дуга при ее обрыве? 5 Как надо заканчивать шов? 6 Как обеспечить полный провар стыковых нижних швов?

Дефекты сварных швов

Дефекты формы шва выявляются при внешнем осмотре и замерах швов с помощью шаблонов и измерительных приборов. К таким дефектам относятся: а) несоответствие фактических раз­меров швов, заданных чертежом или стандартами; б) на­плывы: в) подрезы; г) незаваренные кратеры и др. Устраняются дефекты формы швов дополнительной подваркой участков ослабления шва (шейки, неполномер­ные швы) и механической обработкой утолщений, обеспе­чивая плавные переходы к соседним участкам шва и к ос­новному металлу.

Трещины являются наиболее опасными дефектами,кото­рые могут возникать как в самом шве, так и в околошов­ной зоне. Устраняют трещины подваркой с предварительной разделкой дефектного места на всю глубину трещины.

Поры и раковины,если они находятся в шве в боль­шом количестве, снижают прочность его и нарушают плотность. Если количест­во пор превышает допустимую норму, то дефектный уча­сток шва удаляют механической обработкой (засверлов­кой, вырубкой) и заваривают вновь.

Неметаллические включениявлияют на прочность сварного шва так же, как и поры. Устраняют неметаллические включения так не, как поры.

Непроварыбывают двух видов: а) несплавление основ­ного металла с наплавленным; б) незаполнение расплав­ленным металлом всего сечения разделки (непровары кор­ня шва). Дефектные участки швов удаляют механической обработкой (высверливанием, фре­зерованием и пр.) и снова заваривают.

Контрольные вопросы: 1 Какие бывают дефекты сварных швов? 2 Как они устраняются?