Навигация:
Главная → Все категории → С

Сварочные работы


Сварочные работы

Сварочные работы — работы, проводимые для монтажа металлич. и арматурных конструкций на строит, площадках в основном с помощью ручной дуговой сварки. Однако последняя постепенно вытесняется более соверш. видами сварки: полуавтоматич. с использованием порошковой проволоки, полуавтоматич. ванной и ванно-шовной, полуавтоматич. с открытой дугой в среде защитного газа, электрошлаковой и т.д. По типам сварных швов при монтаже и сборке конструкций дуговую сварку можно подразделить на шовную и точечную, многошовную, ванную и ванношовную.

Дуговую шовную и точечную электросварку применяют для обеспечения стыковых соединений. При выборе технологии этих видов сварки следует последовательно выбрать и обосновать тип и параметры сварного соединения, технологич. режимы и технику сварки.

Основные типы сварных соединений — одношовные и точечные. Шовные соединения могут выполняться с двумя накладками или внахлестку. При этом выполняется два или четыре фланговых шва. Стыковые точечные соединения выполняют с двумя накладками из стержней четырьмя точками с одной стороны и с нахлесткой стержней, двумя точками с одной стороны и с нахлесткой стержней, двумя точками с каждой стороны.

Общая площадь поперечного сечения накладок должна превышать площадь поперечного сечения на 30—50% для стали классов A-I, A-II и на 100% для классов А-Ш, A-IV.

Для обеспечения необходимой прочности сварного соединения длину накладок и сварных швов выбирают с учетом класса осн. металла и диаметра стыкуемых стержней d. Длина должна быть не менее Ъйг (при двусторонних швах) или bd\ (при одностороннем шве) для стержней класса A-I, Лиг или %d\ — для классов A-II и А-Ш и 1 Oflfe или 5d\ — для класса А-IV. При точечной сварке стержней длина накладок или нахлестки должна быть не менее Ъйг для стержней класса A-I, Ad\ — для класса А-Ш, миним. размеры точек должны составлять: длина 0,27—1,2 мм, ширина 1,2—2 мм.

Технологические режимы для обеспечения высокого качества сварного шва выбирают в зависимости от вида сварного соединения и толщины свариваемого металла в след. порядке: устанавливают тип электрода, его диаметр и силу тока, которые являются исходными для принятия всех остальных параметров. При этом диаметр электродов подбирают в зависимости от толщины свариваемого металла da, а силу тока / — в зависимости от диаметра электрода d3- Для обычных Ср. принимают след. соотношение этих величин:

da, мм 1—2 . 3—5 . . 4—10 . . .12—24 . 30—40 da, мм 2—3 . 3—4 . . 4—5 . . .5—6 . . . 6—7 I, А . . 60—100 120—180 180—250 .250—300 320—400
Эти величины нельзя рассматривать как постоянные, т.к. сварочный ток зависит не только от диаметра электрода, но и от его типа, условий сварки, скорости перемещения электрода, погонной энергии и т.д.

Исследования показали, что сила тока растет быстрее, чем диаметр электрода, и медленнее, чем площадь его сечения. Однако на практике при выборе силы тока пользуются зависимостью / — Ка"э (К — постоянный коэфф., равный 40—50).

Кроме того, следует учитывать вид защитного покрытия электрода. Для электродов с тонким стабилизирующим покрытием требуется ток меньшей силы, а при толстом покрытии — большей.

Техника сварки должна обеспечить получение сварного шва или точки с заданными размерами и необходимой прочности. Размеры шва (ширина Ьш и глубина провара Лш), а также точки (длина /т и ширина Ьт) устанавливают расчетом и указывают в рабочих чертежах. При стыковании арматурных стержней длина шва ограничивается длиной накладки или длиной отгиба. Нормативы по выбору этих параметров были рассмотрены выше. При этом ширина шва выбирается не менее 10 мм при условии bm 0,5da. Глубина провара принимается не менее 4 мм при условии Лш 0,25da. Коэфф. формы провара при сварке арматуры выбирают 2—2,5. Размеры же точек выбирают в зависимости от диаметра (толщины) свариваемого осн. материала: при накладках длина равна 1,2, а ширина Ьт — 1,5 мм; при нахлестке, если da находится в пределах 8+8—12+12 мм, то длина /т равна 1 мм, ширина Ьт — 2 мм, если da в пределах 14+14—20+20 мм, то /т - 0,75 мм, Ьт - 1,5 мм.

Большое значение имеет техника наложения шва, которая зависит от толщины свариваемых деталей, ширины шва и глубины провара. При перемещении электрода прямолинейно вдоль шва без коле-бат. движений наплавляется узкий (ниточный) валик.

Изменяя наклон электрода (угол а ) можно регулировать глубину провара и влиять на охлаждение ванны. Если сообщать электроду колебат. движения вдоль оси электрода сверху вниз (1/' ), вдоль линии шва Q.V- ) и поперек шва (3/"v), можно достичь разл. степени прогрева кромок изделий, замедлить остывание сварочной ванны и получить необходимый провар и ширину шва.

Электросварка
а — движущий электрод; б — сварочная дуга под флюсом; в — ванная сварка с гладкой стальной подкладкой; г — электрошлаковый процесс; 1 — электрод; 2 — слой флюса; 3 — осн. металл; 4 — дуга; 5 — арматурный стержень; 6 — подкладка; 7 — пакет электродов; 8 — электродержатель; 9 — шлаковая ванна; 10 — сварочная ванна

Сварку арматурных стержней осуществляют в два приема: вначале собранные в кондукторе стержни закрепляют прихватками, располагаемыми с одной стороны, а затем накладывают швы вне кондуктора. Последовательность выполнения швов зависит от класса стали и ее хим. состава. Сварку стыков с накладками и внахлестку из стали классов A-I, A-II, А-III ведут от середины накладок к их концам.

Сталь класса A-IV (марок 20ХГ2Ц, 20ХГСТ) сваривают со смещ. накладками, что уменьшает термич. влияние на структуру стали. С этой же целью сварку необходимо начинать с концов накладок и шов выполнять в шахматном порядке вначале по одной стороне соединения, а затем (после охлаждения Одностороннего сварного соединения ниже 100 С) по другой стороне, но с отступлением от концов накладки на расстояние d. Это способствует рассредоточению местных напряжений.

В последние годы для сварки внедряют новые способы — полуавтоматич. сварку порошковой проволокой, открытой дугой в среде защитного газа и под слоем флюса.

Полуавтоматич. сварку порошковой проволокой успешно применяют для разл. типов соединений стержневой арматуры периодич. и гладкого профилей. Сварку проводят порошковой проволокой ЭПС-15/2, ПП-АНЗ и др. на полуавтоматах со сварочными преобразователями ПС-300М; ПС-500, ПСГ-500-1 или трансформаторами ТСД-500 и др.

Сварочные полуавтоматы имеют одинаковое устройство, но разл. компоновку. Они могут быть стационарными, передвижными и переносными. Сварочный полуавтомат содержит катушку с проволокой, подающее устройство, гибкий направляющий канат, ручной держатель или горелку. Полуавтоматы обеспечивают постоянную плавно регулируемую подачу проволоки и позволяют получать соединения высокого качества.

При сварке под флюсом сварочная дуга между электродом и изделием горит под слоем сыпучего вещества — флюса. В результате погружения дуги в массе образуется среда, которая значительно улучшает условия формирования сварного шва, повышает тепловой баланс сварки, предотвращает разбрызгивание и угар металла. Все это дает возможность повысить сварочный ток в 6—8 раз, доведя его до 4000 А, и, естественно, сократить длительность сварки почти в 10 раз, обеспечив условия для применения полуавтоматич. и автоматич. сварочных агрегатов.

Полуавтоматич. сварка в среде защитного газа наиболее распространена. Эффективность газозащиты заключается в том, что струя газа (обычно СОг) из сопла держателя защищает сварной шов от окисления, позволяет использовать электродную проволоку малого диаметра (1— 1,5 мм) без покрытия и вести сварку в любых положениях без опасности пережога металла.

Дуговая сварка в среде защитного газа высокопроизводительна, легко поддается автоматизации, позволяет выполнять соединения без флюсов и не требует покрытий на электродах. В качестве защитных используют инертные газы, углекислый газ, водород и др. Такая среда упрощает процесс сварки, позволяет наблюдать за сварным швом, значительно улучшает качество шва, т.к. в этом случае практически шов не взаимодействует с кислородом и азотом воздуха. Образующаяся небольшая сварочная ванна позволяет вести сварку без опасности пережога металла.

Большое теоретич. и практич. значение имеют работы в области исследования режимов и техники сварки термически упрочн. арматуры. Осн. затруднение при сварке этих сталей — разупрочнение участка околошовной зоны, подвергавшегося нагреву до 700 °С Чем больше погонная энергия сварки, тем шире зона разупрочнения. Поэтому для электросварки термически упрочн. арматуры необходимо применять режимы сварки с погонной энергией до 2104 Дж/см (500 кал/см), а также использовать способы сварки с наименьшим теплоотводом в осн. металл. При этом следует использовать сварку под слоем флюса и в среде защитных газов. При ручной и полуавтоматич. сварке рацион, применять электроды Э55-Ф, обеспечивающие равнопрочность металла шва с осн. термически упрочн. металлом или электродную проволоку Св-10Г2, Св-10ГСМТ и др. при сварке под флюсом.

Дуговую сварку многослойными швами применяют для соединения арматурных каркасов на строит, площадках, т.к. в условиях строительства не всегда возможно использовать сварочные машины. Такими соединениями могут быть узлы сборки железобетонных конструкций (ригелей с колоннами, балок с колоннами, колонные колонной и т.д.). При этом стержни и др. арматурные элементы, подлежащие монтажу и стыкованию сваркой, должны быть соосны и иметь отклонения не выше до- \ пустимых (+5—20 мм для тонких и +40— I 50 мм для массивных конструкций). Между торцами стержней должен быть обозначен рекомендуемый зазор. Сварное соединение может выполняться без накладок и с установкой скоб-подкладок. Подкладка — это дополнит, деталь стыка, которая служит формой для образования сварного шва и после выполнения соединения частично распределяет усилия в арматурном стержне. Подкладки полукруглой формы называются скобами-подкладками. Длина скобы-подкладки должна быть не менее 2d, но не менее 30 мм, а толщина — 0,2d, но не выходить за пределы 4—6 мм. Для обеспечения хороших условий сварки при выполнении горизонт, соединений на скобах-подкладках концы стержней срезают под углом 5—10°, а при вертик. — под углом 30—40°. При выполнении горизонт, и вертик. соединений сваркой без подкладок концы стержней срезают с одной или двух сторон (в зависимости от доступа к ним).

Сварку многослойными швами можно проводить на полуавтоматич. установках или вручную. При этом используют шланговые полуавтоматы А-765М, А-1114М, А-547У, ПШ-5 и др. В качестве источников питания рекомендуются выпрямители ВС-500, ВС-600, преобразователи ПСГ-500 с жесткой внешн. хар-кой или преобразователи ПСУ-500, ПСО-500. При полуавтоматич. сварке технологич. режимы выбирают в зависимости от диаметров свариваемых стержней и электродной проволоки, расположения шва в пространстве.

Для обеспечения высокого качества соединений сварку на скобах-подкладках и без них выполняют в определ. порядке. При темп-ре окружающей среды (воздуха) ниже 0 °С на участке соединения протяженностью до 500 мм стержни перед сваркой следует подогревать горелкой. Темп-pa нагрева не должна превышать 600 °С для стали A-I, 800 °С для сталей А-II, А-Ш, иначе произойдут структурные изменения в стали и снизится ее прочность. После сварки стык подогревают в течение 3—5 мин. При сварке на скобах-подкладках каждое из соединений выполняют след. образом: вначале скобу прихватывают сварными точками, затем стык сваривают в нижней части зазора между торцами стержней и подкладкой, после чего швы накладывают послойно.

Ванную и ванно-шовную сварки применяют для стыкового соединения стержней и пластин диаметром (толщиной) 20—80 мм. Эти виды сварки очень экономичны, снижают трудоемкость работ, а также расход электроэнергии и электродов в 2—2,5 раза по сравнению со сваркой швами. Сущность ванной и ванно-шовной сварки заключается в создании жидкой ванны расплавл. металла между торцами стержней, улож. наметаллич. (стальную или медную) подкладку. Подкладка служит для образования шва и при расчете прочности соединения стержней диаметром до 32 мм не учитывается. При сварке осн. металла 36—80 мм считают, что подкладка воспринимает часть усилий, действующих на стержень, т.е. рассматривают ее как накладку при стыковых соединениях.

При образовании шва тепло расплавл. присадного металла (электродов) разогревает и расплавляет торцы стыкуемого металла и при застывании образуется сварной шов. Данные способы можно разделить на ванную, ванно-шовную и электрошлаковую сварки.

Ванная сварка выполняется на стальных цельных или составных подкладках, а также на инвентарных медных подкладках. Она может быть полуавтоматич. под флюсом, многоэлектродной и одноэлект-родной.

Полуавтоматич. сварку под флюсом применяют для сварных соединений металла 20—40 мм при помощи полуавтоматов А-537, А-765 и сварочной проволоки Св-0,8 или Св-0,8А диаметром 2—2,5 мм. При сварке стержней из стали классов А-I—А-Ш применяют флюсы АН-8, АН-22, ФН-7 и пр., представляющие собой стекловидный зернистый материал с размером зерен 0,25—3 мм. При сварке расплавл. флюс образует оболочку, защищающую капли электродного материала и жидкий металл сварочной ванны от вредного воздействия воздуха. На подготовл. к сварке концах стержней закрепляют подкладки так, чтобы была обеспечена возможность маневрирования сварочной проволокой. Перед началом сварки в форму засыпают флюс.

После кристаллизации и охлаждения шва шлак удаляют и инвентарные подкладки разнимают.
Многоэлектродную ванную сварку производят для стыкования осн. металла 20—80 мм с помощью гребенки электродов при питании их перем. током. Применение групповых электродов, объедин. пластинкой или установл. в пластинчатый электродержатель, позволяет резко сократить время получения расплавл. ванны, а следовательно, и увеличить производительность труда.

Одноэлектродную ванную сварку применяют для получения сварных соединений одиночных стержней в медных формах с малым объемом расплавл. ванны. При этом способе источником питания дуги может служить как постоянный, так и переменный ток.

Ванно- шовная сварка отличается от ванной тем, что стальная подкладка служит не только для формирования сварного шва, но, оставаясь приваренной к стержням, воспринимает часть усилий, выполняя роль накладки, и упрочняет сварное соединение. При ванно-шовной сварке кроме заварки торцов наплавляются также и фланговые швы. При этом размеры подкладок выбираются в зависимости от диаметра свариваемых стержней и должны быть не не менее: толщина — 0,2d, ширина — 2d и длина — 3d.

Ванную и ванно-шовную сварки можно выполнять одним электродом или группой электродов (3—8). Режимы сварок зависят от диаметра свариваемой арматуры, вида подкладок, диаметра электродов.

Элетрошлаковая сварка характеризуется тем, что осн. часть энергии, расходуемой на нагрев и плавление металла, обеспечивается за счет тепла, выделяемого в шлаковой ванне при прохождении через нее тока. Жидкий шлак обеспечивает переход электрич. энергии в тепловую, защищает расплавл. металл от воздействия на поверхности металлич. расплава и в нек-рых случаях легирует металл шва. Шлаковая ванна образуется расплавлением флюса, заполняющего пространство между свариваемыми деталями и медной формой. Вначале в слое флюса образуется электрич. дуга, которая расплавляет флюс, а затем ярко выраж. приэлект-родная область исчезает, ток переходит с электрода в шлаковую ванну, которая и обеспечивает плавление осн. и присадочного (электрода) металлов. Коэфф. использования теплового баланса электрошлаковой сварки намного выше, чем при сварке открытым электродом.

В наст, время применяется полуавтоматич. электрошлаковая сварка осн. металла 20—40 мм. Этот вид сварки по сравнению с ванно-шовной намного эффективнее, он обеспечивает высокое качество сварного шва, повышает производительность труда, снижает расходы электроэнергии и электродной проволоки. Поэтому на строит, площадках ванно-шовная сварка постепенно вытесняется электрошлаковой. Материалом для электрошлаковой сварки является электродная проволока диаметром 2—2,5 мм Св-08ГА, Св-08А и др., подаваемая полуавтоматами А-765, ПШ-5-1, ПШ-54 с применением флюса АН-348А, ФЦ-4 и пр.
При выборе технологич. режимов сварки необходима определ. скорость плавки (265—55 м/ч подачи проволоки), чтобы не охладить ванну, обеспечить достаточную ее глубину, длину сухого вылета электрода (30—80 мм) и силу тока (360—500 А).

Техника электрошлаковой сварки идентична для соединения как вертик., так и горизонт, стержней. На дно формы (объем ванны) засыпают флюс толщиной 20—25 мм. В первый период сварки конец электродной проволоки погружают в флюс и касанием в точке К возбуждают дугу, затем проплавляют нижнюю часть торца стержня, сообщая электроду колебат. движения. После образования шлаковой, а потом и металлич. ванны движение электрода можно осуществлять по приведенной схеме. Когда уровень жидкого шлака достигнет верхней кромки формы, процесс сварки временно прекращают и возобновляют его после усадки расплавл. металла (в момент потемнения шлака), чтобы заполнить усадочный кратер.

Похожие статьи:
Счета бухгалтерского учета

Навигация:
Главная → Все категории → С

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум