Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 [ 14 ] 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37

,60°

120°

Рис. 5.1. Положение швов в пространстве: 1 - нижнее; 2 - вертикальное; 3 - потолочное

Возбуждение дуги необходимо осуществлять в месте начала сварки, не рекомендуется возбуждать дугу на основном металле возле сварного соединения. Возбуждение дуги осуществляется путем прикосновения электрода к изделию и последующего отвода на расстояние не более 5 мм.

Характер перемещения конца электрода (дуги) при сварке может быть различным в зависимости от толщины свариваемого металла, типа соединения, формы скоса кромок и положения шва в пространстве (рис. 5.2).

Направленное движение электрода без поперечных колебаний (рис. 5.2 fl) применяют при необходимости получения узкого ниточного валика, например при сварке первого слоя многослойных швов соединений труб. Ширина шва при этом ргшна приблизительно 0,8-1,5 диаметра электрода, причем с увеличением скорости сварки ширина шва уменьшается. Возвратно-поступательное движение электрода с короткими колебаниями его вдоль сварного соединения (рис. 5.2 б) применяют для незначительного увеличения сечения шва и его ширины. Поскольку сварочная ванна при таком движении электрода будет находиться в расплавленном состоянии более длительное время, чем при обычном направленном движении, металл шва лучше дегазируется, становится более плотным, улучшается внешний вид шва. При возвратно-поступательном перемещении с большой амплитудой колебаний, наоборот, уменьшается время пребывания металла шва в жидком состоянии. Такой вид перемещения рекомендуется для сварки шва в потолочном и вертикальном положениях. Для получения широких с большими сечениями швов сварщик перемешает электрод с поперечными колебаниями, формы поперечных колебаний могут быть различными (рис. 5.2 в-и). Одни из них (рис. 5.2 в, г, д, е) применяют для лучшего нагрева обеих кромок свариваемых труб, другие -

Рис. 5.2. Схема движения конца электрода при ручной сварке: а) без поперечных колебаний; 6) - возвратно-поступательное движение с короткими колебаниями; в-и) - с поперечными колебаниями

для лучшего прогрева одной кромки (рис. 5.2 и). Движение электрода "восьмеркой" (рис. 5.2 ж) применяют опытные сварщики для сварки больших сечений в нижнем положении за один проход.

Для получения качественных сварных соединений важное значение имеет правильный наклон электрода при сварке, особенно при использовании толстопокрытых электродов. При сварке в нижнем положении электрод наклоняют от вертикали в сторону сварки на угол 15-30°. Это позволяет равномерно покрывать жидкий металл сварочной ванны слоем расплавленного шлака и предотвращать затекание шлака на нерасплавленный основной металл вне реди дуги. При сварке в вертикальном положении капли электродного металла и металл сварочной ванны стремятся стекать вниз. Поэто.му вертикальные швы выполняются короткой дугой. При сварке снизу вверх электрод наклоняют вверх от горизонтальной оси, а при сварке сверху вниз - вниз. Наиболее трудна в осуществлении сварка в потолочном положении из-за стекания жидкого металла вниз. Для сварки в этом положении рекомендуется применять Электроды диаметром не более 4 м.м с более тугоплавкими покрытиями, чем Электродный стержень. При использовании электродов, у которых покрытие плавится одновременно со стержнем, стекание жидкого металла ванны предотвращают закорачиванием дуги на ванну. Дуга на мгновение гаснет, и металл ванны кристаллизуется.

10-20°

Рис. 5.3. Схемы последовательности и приемов сварки неповоротных

стыков труб электродами фтористокальциевого типа: а - обратносекционным способом; б- наклон электродов при сварке различных участков; в - траектория колебательного движения электрода; г - движение электрода треугольником; д - движение электрода змейкой

Сварка неповоротных стыков трубопроводов является очень ответст венной и сложной операцией. Сложность заключается в том, что на каждом стыке имеются все (за исключением горизонтального) пространственные положения шва, и она возрастает с уменьшением диаметра труб. Схемы последовательности и приемов ручной сварки неповоротных стыков труб, получивших распространение при строительстве трубопроводов, показаны на рис. 5.3. Стыки свариваются снизу вверх преимущественно обратносекционным способом (последовательность сварки показана цифрами на рис. 5.3 о). Корень шва сваривается электродами диаметром 3 мм без поперечных колебаний электрода. Наклон электрода при сварке различных участков шва показан на рис. 5.3 6. Для того чтобы сварочная ванна не

стекала, сварщик применяет колебания электрода вдоль разделки кромок (возвратно-поступательное движение) с амплитудой 20-30 мм, стремясь поддерживать дугу очень короткой. Начало сварки в нижней части стыка смещается от самой нижней точки (надира) трубы на 50-100 мм для того, чтобы начало шва не было расположено в недоступной для последующего визуального контроля части трубы. Начало и конец каждого слоя должны перекрываться на 15-20 мм последующими слоями во избежание образования непроваров и зашлаковывания в этих местах. Начало второго слоя шва смещается относительно надира на 100-150 мм в противоположную сторсь ну от смещения начала первого слоя.

Чтобы избежать прожога первого слоя, конец электрода приводят в колебательное движение по траектории, показанной на рис. 5.3 в. Минимальная амплитуда колебаний - при сварке в потолочном и в нижнем положении, а максимальная - при сварке вертикальных участков шва.

При сварке третьего (последнего) слоя шаг колебательных движений электрода вдоль шва уменьшается и изменяется характер траектории: потолочный и вертикальный участки выполняются при движении электрода треугольником (рис. 5.3 г), а в нижнем положении - змейкой (рис. 5.3 д). Ширина поперечных колебаний электрода должна быть такой, чтобы шов перекрывал разделку кромок на 1,5-2 мм с каждой стороны.

5.2. Определение режимов ручной электродуговой сварки

При выполнении стыковых соединений диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины металла.

Толщина металла

при сварке встык, мм.......... 1,5-2 3 4-8

Диаметр электрода, мм... 1,6-2 3 4

9-12 13-15 16-19 20 4-5 5 5-6 6-10

При выборе и расчете сварочного тока должны быть учтены следующие положения: сварочный ток должен обеспечить устойчивое горение дуги, высокую производительность и при этом не вызывать перегрева электрода, который может привести к растрескиванию и осыпанию электродного покрытия. Для большинства электродов допустимой температурой нагрева является 600-650°С.

Сварочный ток при ручной дуговой сварке определяется по формуле

где d, - диаметр электрода, мм; j - допустимая плотность тока, А/мм* (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Допустимая плотность тока при ручной дуговой сварке

В зависимости от диаметра электрода сварочный ток определяют по следующей приближенной формуле:

где I- сила сварочного тока, А; m - эмпирический коэффициент {т=30 при d,=3 мм и те=40-50 при «/з=4-6 мм); диаметр электрода, мм.

Напряжение на дуге при ручной дуговой сварке определяется маркой электрода и в процессе горения дуги практически соответствует паспортным данным электрода.

Скорость сварки рассчитывают исходя из условий обеспечения заданной площади поперечного сечения шва.

Площадь поперечного сечения наплавленного за один проход металла, при которой обеспечивается оптимальный режим процесса сварки, определяется по формулам:

для первого прохода при сварке встык -

F=(68)d, для последующих проходов -

7-;=(812К.

где ds - диаметр электрода, .мм; Fi - площадь поперечного сечения шва 1-го прохода, мм; f„ - площадь поперечного сечения каждого шва последующего прохода, мм.

При сварке угловых и тавровых соединений площадь поперечного сечения наплавленного металла определяется как

где ky- коэффициент усиления шва; К- катет шва, мм. Значение ky выбирают в зависимости от катета шва:

К, мм

3-4 1,5

5-6 1,35

7-10 1,25

12-20 1,15

20-30 1,1

30 1,05

При сварке встык площадь поперечного сечения наплавленного металла определяется толщиной свариваемого металла и формой разделки кромок (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Разделка кромок труб

Вид и размеры разделки кромок труб

30-35 "

1 2,6

10-16"

При ручной электродуговой сварке основной формой стыкового шва является V-образная разделка.

При этом площадь поперечного сечения определяется по формуле

F„ = b{s - Л) + (5 - cftg-{h - c)g+0,75.g.

При ручной подварке внутри трубы

F,, =bh+{h-cftg+0:Jbeg,

где Л « 4 мм.

Обозначения в формуле даны в соответствии с рис. 5.4.

Рис. 5.4. V-образная форма разделки шва при ручной электродуговой сварке