Где следует производить зажигание и гашение дуги при аргонодуговой сварке

Обновлено: 10.01.2025

Как уже отмечалось, аргонодуговая сварка яв­ляется наилучшим способом сварки в условиях монтажного производства. Ее следует применять как на загото­вительных производственных базах, так и непосредственно в мон­тажных зонах. С помощью аргонодуговой сварки можно выпол­нять практически вре виды работ при монтаже электроустановок, включай' изготовление температурных компенсаторов (полуавто­матическая сварка не рекомендуется для изготовления компенса­торов).

Пленка окиси удаляется при аргонодуговой сварке не с по­мощью флюсов, а благодаря эффекту катодного распыления. Однако такое разрушение окиси может быть эффективным только при малой толщине окисной пленки. Поэтому перед сваркой тре­буется тщательная очистка свариваемых кромок, присадочных прутков и электродной проволоки.

Очистка необходима также для уменьшения количества окиси, попадающей в швы, так как при сварке происходит только «взла­мывание», но не полное удаление окиси (в противоположность тому, что наблюдается при использовании флюсов, когда окись полностью переводится в легкоплавкий шлак, всплывающий на поверхность сварочной ванны). При аргонодуговой сварке необ­ходимо обеспечить эффективность газовой защиты зоны сварки от воздействия кислорода воздуха, что достигается при соблюде­нии следующих основных условий:

1) расход аргона должен быть не меньшим, чем это указы­вается в таблицах режимов сварки;

2) при сварке на открытом воздухе рабочее место сварщика необходимо защищать от ветра и расход аргона увеличивать про­тив нормального;

3) следует считаться со снижением защитного действия струи аргона вследствие завихрений, которые могут происходить при некоторой конфигурации свариваемых деталей. Для устранения завихрений и создания объемов аргона, охватывающих всю зону сварки, надо применять защитные экраны (рис. 9-13).

Конец электрода во время сварки вольфрамовым электродом не должен выступать из сопла больше чем на 3—5 мм при сварке плоских шин и внешних углов шин коробчатого профиля и на 7 мм для внутренних углов и швов с глубокой разделкой кромок. При полуавтоматической сварке плавящимся электродом вылет

электродной проволоки от края сопла должен составлять 6— 7 мм, что соответствует рекомендованной длине дуги 4—7 мм.

Во всех случаях в конце сварных швов следует, оборвав дугу, еще несколько секунд не отводить горелку от шва для защиты от окисления остывающего металла струей аргона.

Кромки шин и профилей для аргонодуговой сварки подго­товляют в соответствии с табл. 9-8. Кромки после сборки сварных узлов тщательно зачищают стальной проволочной щеткой и обез­жиривают бензином, ацетоном или уайт-спиритом. Присадочные

Рис. 9-13. Применение защитных экранов для создания струи аргона, охватывающей место сварки: а — вертикальная сварка плоских шин; б — приварка ответвления к плоской шине; в—сварка внешнего угла коробчатого токопровода / — шина; 2 — экраны; 3 — аргонодуговая горелка

прутки и электродная проволока тоже должны быть тщательно обезжирены и очищены от окиси. Режимы сварки в нижнем, вертикальном и верхнем (потолочном) положениях приведены в табл. 9-9. Шины толщиной более б мм сваривают с подогревом кромок дугой, осуществляемым за один проход дуги.

До начала сварки, после пуска аргона и регулировки его рас­хода, необходимо разогреть конец вольфрамового электрода, для чего дугу возбуждают на несколько секунд на угольной пла­стинке, формующей шов. Перенесенная затем на свариваемые кромки, дуга возникает без касания к ним электрода благодаря высокочастотному разряду, создаваемому осциллятором. Вольфра­мовым электродом не следует касаться свариваемых кромок, так как это приводит к распылению конца электрода, загрязению шва и нарушению режима сварки. По этой же причине при обрыве дуги в процессе сварки ее надо каждый раз снова возбуждать только на угольном бруске.

Не рекомендуется применять дугу длиной более 8—10 мм, так как при этом, кроме снижения защитного действия аргона, уменьшается глубина проплавления металла и соответственно увеличивается ширина шва. Угловые швы и швы с глубокой разделкой кромок следует сваривать электродом, заточенным на конус.

Подготовка кромок алюминиевых шин при аргонодуговой сварке

Эскиз подготовки кромок

6—8 Нижнее, вер­тикальное и го­ризонтальное

12—15 Все положе­

Режимы аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом на переменном токе

Толщина свари­ваемых шин, мм

Диаметр электро­да, мм

Техноло­гический зазор между кромка­ми, мм

Сварочный ток, А

Техника сварки несколько отличается при нижних, вертикаль­ных и потолочных швах.

Сварку в нижнем положении выполняют на угольных под­кладках с канавкой под стыком глубиной 2 мм для шин толщиной до 8 мм и 3—4 мм для шин большей толщины. Ее производят «левым» способом, при котором движение горелки и присадочного прутка осуществляется справа налево (рис. 9-14, а) таким обра­зом, чтобы пруток перемещался впереди горелки.

После подогрева кромок дугой (для шин толщиной до 6 мм подогрев не требуется) дугу сосредоточивают в начале шва до полного проплавления шин в этом месте на всю их толщину, что контролируют погружением присадочного прутка до дна сварочной ванны.

После введения присадки в начальную часть шва начинают дви­жение электрода вдоль свариваемых кромок с такой скоростью, чтобы кромки успевали расплавляться. Присадку вводят путем ритмичных окунаний прутка в сварочную ванну с одновременным отведением горелки назад на несколько миллиметров.

Сварку можно выполнять без боковых угольных брусков, формующих торцы шва. В этом случае конечный кратер рекомен­дуется выводить на отрезок алюминиевой шины, уложенный в конце шва.

Вертикальную сварку шин толщиной до 8 мм выполняют снизу вверх (рис. 9-14, б). Присадочный пруток располагают вдоль шва под малым углом к плоскости шин (т. е. присадку вводят сверху, как бы на торец сварного шва). Это умень­шает возможное стекание металла. Заканчивать шов удобно при
расположении горелки над верхними ребрами шин (рис. 9-14, б) так, чтобы дуга была направлена вниз.

Рис. 9-14. Техника аргонодуго­вой сварки вольфрамовым элек­тродом; а — сварка в нижнем по­ложении; б — сварка в верти­кальном положении; в — то же, но при окончании шва; г — свар­ка в верхнем положении

1 — шина; 2 — присадочный пру - ігок; 3 — горелка; 4 — сварной шов; 5 — угольные подкладки и бруски, формующие шов; 6 = сварочная ванна

Сварку вертикальным швом шин толщиной 8—12 мм выпол­няют двухслойной, т. е. накладывают два валика в разделку кромок. Сварка не отличается от рассмотренной для шин мень­шего сечения, за исключением того, что в данном случае дугу следует перемещать не только поступательно вдоль шва, но и направлять ее попеременно на обе свариваемые кромки. Таким образом, путь конца электрода приобретает вид зигзаго­образной линии.

В случае невозможности исполь­зования формующей угольной под­кладки, обратная сторона шва за­щищается от окисления «подушкой»—• слоем аргона, образующимся при применении экрана (см. рис. 9-13, а) между ним и плоскостью шин.

Техника сварки в верхнем поло­жении (потолочной) (рис. 9-14, г) аналогична технике сварки в ниж­нем положении. Во избежание сте­нания капель металла при верхней сварке предусматривают несколько больший расход аргона и умень­шают силу сварочного тока. С этой же целью сварку выполняют во всех случаях двухслойной и горелку рас­полагают ближе к свариваемым кромкам (короткая дуга).

Полуавтоматическая аргонодуго­вая сварка плавящимся электро­дом наиболее рекомендуется для сварки алюминиевых шин как при заготовке узлов ошиновок и токо­проводов, так и, особенно, в мон­тажных условиях. Этот способ более производителен, чем сварка вбльфрамовым электродом, и допускает возможность свари­вать шины больших толщин. Удобство заключается в том, что сварочная проволока непрерывно и автоматически’ подается к месту сварки, поэтому отпадает необходимость вводить присадку из специального прутка. Это облегчает сварку и освобождает левую руку сварщика: появляется возмож­

ность левой рукой поддерживать стыкуемые детали при сварке.

Для аргонодуговой сварки плавящимся электродом можно использовать полуавтоматы ПРМ-4, ПРМ-5 и ПДГ-302.

Для питания сварочной дуги должны применяться вращаю­щиеся преобразователи или выпрямители, имеющие жесткие внеш­ние характеристики. Для некоторых преобразователей, имеющих падающие характеристики, заводы-изготовители предлагают схемы внутренних переключений, дающие возможность создать жесткие характеристики. Например, в генераторе преобразова­теля ПСО-500 для этого Достаточно отключить последовательную обмотку.

Для сварки алюминиевых шин применяют электродную про­волоку марки СвА5 или СвАКб. Проволоку подготовляют для сварки заблаговременно, как указано в главе третьей, и пере­матывают в резервные кассеты-катушки от полуавтоматов на специальных станках-моталках. Сварку выполняют на обратной полярности тока. Данные о необходимой подготовке кромок шин приведены в табл. 9-8, а режимы сварки —в табл. 9-Ю. При сварке шин толщиной более 20 мм необходимо кромки подогре­вать до 200—250° С посторонним источником теплоты, в частно-

8.1. Аргонодуговая и комбинированная сварка труб малых диаметров

8.1.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и сварку неповоротных стыков труб наружным диаметром 100 мм и менее, при этом предусматривается два технологических варианта сварки:

сварной шов выполняется комбинированным способом: корневой слой - ручной аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом, последующие слои - ручной дуговой сваркой покрытыми электродами;

Для стыков труб при толщине стенки 4 мм и более предпочтение следует отдавать комбинированному способу; при меньшей толщине нужно сваривать стык полностью ручной аргонодуговой сваркой.

8.1.2. Для ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом рекомендуется использовать однопостовый источник постоянного тока, оснащенный устройством бесконтактного или контактного возбуждения дуги на малых токах и плавного снижения сварочного тока при заварке кратера шва (в частности, ТИР-300ДМ1, УДГ-350, УПС-301), или многопостовый источник с балластным реостатом для регулирования сварочного тока и обеспечения стабильного горения сварочной дуги.

Аргон из баллона должен поступать в горелку через редуктор с дозирующим устройством; могут быть также применены редукторы-расходомеры АР-10, АР-40 или любой кислородный редуктор с ротаметром типа РМ.

Для ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона стыков труб в монтажных и ремонтных условиях рекомендуется применять малогабаритные горелки МАГ-3, АГМ-2 и др.

8.1.3. Конструкция сварных соединений должна соответствовать требованиям, приведенным в табл.6.2 (разделки Тр-1 или Тр-2).

8.1.4. Собранные стыки прихватывают в одном или двух местах ручной аргонодуговой сваркой с применением присадочной проволоки или без нее. Исключение составляют стыки труб из углеродистой стали, которые всегда следует прихватывать с применением присадочной проволоки, а также стыки труб из стали других марок при зазоре между трубами более 0,5 мм. Используется присадочная проволока той же марки, какая будет применяться для сварки данного стыка. Размеры прихваток и их число должны отвечать требованиям подраздела 6.3.

Подогрев стыков при выполнении прихватки регламентирован требованиями, приведенными в подразделе 6.4.

8.1.5. Ручную аргонодуговую сварку производят сразу после выполнения прихватки. При комбинированной сварке стыки, в которых заварен корневой слой, должны быть полностью сварены во время той же рабочей смены.

Корневой слой (первый проход) выполняется ручной аргонодуговой сваркой с использованием присадочной проволоки или без нее. Корневые слои стыков труб из углеродистой стали, а также стыки труб из стали других марок при зазоре более 0,5 мм должны свариваться с присадкой. Последующие слои шва выполняются с применением присадочной проволоки диаметром 1,6-3 мм. Марка проволоки выбирается по данным табл.4.4.

8.1.7. Ручную аргонодуговую сварку нужно выполнять возможно короткой дугой на постоянном токе (70-100 А) прямой полярности вольфрамовым электродом диаметром 2-4 мм. Значение тока сварки уточняют при выполнении пробных стыков.

8.1.8. Зажигание и гашение дуги следует производить в разделке трубы или на уже наложенном шве на расстоянии 20-25 мм от его конца.

Подачу аргона необходимо прекращать спустя 5-8 с после обрыва дуги и в течение этого времени подавать аргон на кратер для защиты металла шва от воздействия воздуха.

8.1.9. Высота слоя (валика), выполненного ручной аргонодуговой сваркой, должна быть 2-4 мм. Примерное расположение слоев и валиков в сечении шва показано в табл.8.1. Порядок наложения слоев (валиков) такой же, как при ручной дуговой сварке стыков труб аналогичного диаметра (см. рис.7.3, а; 7.5, а; 7.13-7.14).

Предпочтительно, чтобы сварку стыков труб поверхностей нагрева котлов, собранных в блоки, выполняли одновременно два сварщика одним из способов, приведенных в п.7.2.5.

8.1.10. При комбинированной сварке основную часть разделки (после наложения корневого слоя ручной аргонодуговой сваркой) следует заполнять дуговой сваркой в соответствии с требованиями, изложенными в подразделе 7.2.

8.1.11. Размеры выпуклости швов (независимо от метода сварки) должны соответствовать приведенным в п.6.5.7.

8.2. Аргонодуговая сварка корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов

8.2.1. Требования данного подраздела распространяются на сборку и ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом корневого слоя шва неповоротных стыков труб при толщине стенки 10 мм и более, собранных без остающихся подкладных колец (с заполнением остальной части разделки ручной дуговой сваркой, механизированной в углекислом газе либо автоматической под слоем флюса).

8.2.2. Оборудование поста для ручной сварки в среде аргона корневого слоя шва стыков толстостенных трубопроводов должно соответствовать указанному в п.8.1.2.

8.2.3. Конструкция сварных соединений должна отвечать требованиям табл.6.2 (разделки типов Тр-2, Тр-6, Тр-7).

Технология ручной аргонно-дуговой сварки

(их), облицовочного слоя шва сталей группы М01, М03, М11 и их сочетаний. Так же может применяться только для сварки корневого слоя шва последующим заполнением в соответствии с требованиями разделов 9.7.1, 9.7.2, 9.7.3. При сварке нержавеющих сталей аустенитного класса межслойная температура должна быть менее 100°С (допускается прерывание процесса сварки для естественного остывания стыка).

9.7.4.2 Перед сборкой внутренняя и наружная поверхности труб и деталей на ширине не менее 10 мм и 30 мм соответственно должны быть очищены от следов окалины, ржавчины, масла, других загрязнений и обезжирены. Сборку и сварку стыков необходимо производить в условиях надежной защиты от ветра и попадания на стык атмосферных осадков.

9.7.4.3 Разделка кромок и исходные зазоры в сварных швах представлены в разделе 9 настоящего РД.

9.7.4.5 В качестве защитного газа используется аргон высшего сорта по ГОСТ 10157. Содержание аргона – не менее 99,99% (по объему). Перед использованием баллона с аргоном необходимо проверить качество газа путем выполнения наплавки длиной 100-150 мм на поверхность пластины. Внешним осмотром наплавки определяют надежность газовой защиты. В случае обнаружения пор или/и почернения сварного шва на нержавеющей стали газ бракуют.

L – длина конической части равна от 5 до 6 ДЭ; DЭ – диаметр электрода; d – диаметр притупления ревен от 0,2 до 0,5 мм.

Рисунок 9.25 - Форма заточки вольфрамового электрода

9.7.4.6 Для ручной сварки неплавящимся электродом в среде аргона следует использовать источники питания постоянного тока с падающей вольт-амперной характеристикой, сварку производить на постоянном токе прямой полярности при возможно более короткой длине дуги. В комплекте с малогабаритными горелками, обеспечивающими доступ к месту сварки в стесненных условиях, рекомендуется оснащение источника тока устройством бесконтактного зажигания дуги (осциллятором) или устройством поджига сварочной дуги на дежурном токе. При отсутствии в составе оборудования таких устройств, сварочную дугу необходимо зажигать на выводной пластине из той же марки материала, что и свариваемая труба.

9.7.4.7 Прихватка стыков должна производиться тем же сварщиком, который будет выполнять сварку корневого слоя шва. В качестве присадочного металла должна использоваться та же проволока, что и для сварки корневого слоя. Прихватки должны выполняться с полным проплавлением на тех же режимах, что и сварка корневого шва. Прихватки выполненные без полного проплавления подлежат механическому удалению, повторное удаление прихваток на одном и том же участке стыка без механической обработки торцев на глубину не менее 2 мм от поверхности не допускается. Требования к прихваткам в соответствии с 8 настоящего РД.

9.7.4.8 Зажигание дуги, гашение дуги следует производить на свариваемой кромке или на выполненном ранее шве на расстоянии от 20 до 25 мм позади кратера.

9.7.4.9 Подачу аргона из горелки следует начинать на 15-20 секунд раньше момента зажигания дуги и прекращать через 10-15 секунд после обрыва дуги. В течение этих интервалов времени струю аргона следует направлять на кратер.

9.7.4.10 В начальный момент сварки после возбуждения дуги необходимо подогреть и оплавить кромки труб и конец присадочного прутка. После образования сварочной ванны можно начинать поступательное движение горелки. В процессе сварки корневого слоя необходимо следить за полным проплавлением кромок и отсутствием непровара. Степень проплавления можно оценить по форме ванны расплавленного металла: хорошему проплавлению соответствует ванна, вытянутая в сторону направления сварки (рис. 9.26-а), недостаточному – круглая или овальная (рис. 9.26-б).

9.7.4.11 Минимальное количество слоев шва для стыков с толщиной стенки от 2,0 до 4,0 мм – два. Рекомендуемая высота слоя (валика) составляет от 2 до 2,5 мм. Направление и порядок сварки вертикального и горизонтального неповоротных стыков должны соответствовать рисунке 9.26. Длина сваренных участков не должна превышать 200 мм. При большей длине участка шва его необходимо выполнять обратноступенчатым способом.

9.7.4.12 При изготовлении укрупненных заготовок допускается поворот стыков в удобную для сварщика позицию, чтобы избежать сварки в потолочном положении. Если периодическое проворачивание стыка затруднительно, сварка корневого слоя может быть выполнена в два поворота согласно схеме, представленной на рис. 9.24

Рисунок 9.26 - Форма сварочной ванны при полном (а) и недостаточном (б) проплавлении корня шва вертикального (I) и горизонтального (II) кольцевых стыков

9.7.4.13 Взаимное расположение горелки и проволоки при сварке вертикального и горизонтального стыков представлено на рисунке 9.27. Угол α (между электродом и радиусом трубы в месте сварки) зависит от качества защиты и конструктивных особенностей горелки: для горелок, приспособленных для сварки в стесненных условиях и вглубокую разделку угол α может изменяться в пределах 0 – 70 градусов, для остальных горелок с канальной схемой

истечения газа – в пределах от 0 до 25 градусов.

9.7.4.14 Присадочная проволока должна подаваться в сварочную ванну навстречу движению горелки. Корневой слой шва рекомендуется выполнять с без колебаний или при необходимости нужного оплавления кромок с плавными колебаниями присадочной проволоки и горелки с минимальной амплитудой. Последующие слои шва выполняются с плавными поперечными колебаниями горелки (амплитуда в соответствии с ширенной разделки). Оплавляемый конец присадочной проволоки должен всегда находиться под защитой аргона. Не следует резко подавать присадочный пруток в сварочную ванну, так как это может привести к разбрызгиванию металла.

9.7.4.15 В процессе сварки низкоуглеродистых сталей межслойная температура не регламентируется. При сварке нержавеющих сталей аустенитного класса межслойная температура должна быть менее 100°С, подогрев кромок сварных соединений аустенитных сталей перед сваркой не производится.

9.7.4.16 Режимы ручной аргонодуговой сварки представлены в таблице 9.40.

9.7.4.17 Сварка должна выполняться в помещениях, укрытиях (палатках), обеспечивающих надежную защиту от ветра и атмосферных осадков. Почернение поверхности сварных швов и образование окисной корки на нержавеющих сварных швах не допускается (причина некачественная защита аргоном литого металла шва в процессе сварки), такие сварные швы подлежат выбраковке, исправление их без вырезки катушки не допускается. В процессе сварки нержавеющих сталей при появлении темно-серого цвета поверхности сварных швов сварку следует остановить до устранения причин некачественной газовой защиты литого металла.

А – сварка вертикального стыка в обычных условиях;

Б – сварка горизонтального стыка в обычных условиях;

В – сварка горизонтального стыка в стесненных условиях горелкой с удлиненным мундштуком;

(1 – направление подачи проволоки; 2 – направление сварки)

Рисунок 9.27 - Схема расположения горелки и присадочной проволоки при сварке вертикальных и горизонтальных стыков

9.7.4.18 При сварке нержавеющих сталей требуется заполнение внутреннего пространства трубы аргоном с постановкой технологических заглушек по возможности ближе к свариваемому стыку, но не ближе, чем диаметр трубы.

9.7.4.19 Порядок сварки неповоротных стыков труб представлен на рисунке 9.26.

Таблица 9.40 - Режимы ручной аргонодуговой сварки

Выбор технологии сварки.

9.8.1 При строительстве и ремонте трубопроводов разрешается применять способы сварки и их комбинации в соответствии с 9.2 − 9.7. настоящего РД, при этом во всех случаях

следует отдавать предпочтение технологиям автоматической, механизированной сварки.

9.8.2 Ручную дуговую сварку покрытыми электродами разрешается применять для ремонта стыков трубопровода и при экономической нецелесообразности применения автоматической или механизированной сварки

9.8.3 При выборе способа сварки, при наличии технической возможности, следует применять сварку поворотных стыков.

9.8.4 При выборе сварочных материалов среди типов, допущенных для данного класса прочности, следует отдавать предпочтение материалам, относящимся к типу с более высокими прочностными свойствами.

9.8.5 Для исключения или уменьшения влияния человеческого фактора на стабильность воспроизведения технологии сварки и качество соединений следует рассматривать возможности применения технологий сварки в следующем порядке:

- автоматическая сварка; - механизированная сварка; - ручная сварка.

9.8.6 Для сварных соединений труб класса прочности свыше К60 и районов с сейсмичностью более 8 баллов следует применять технологии сварки с большим количеством проходов (при одинаковой степени автоматизации процесса), обеспечивающие мелкодисперсную структуру сварных соединений и минимальную погонную энергию.

9.8.7 Возможность применения различных технологий сварки в зависимости от параметров трубопровода и вида выполняемых работ представлена в таблице 9.41.

Технология аргонодуговой сварки

При аргонодуговой сварке по­стоянным током неплавящимся элект­родом используют прямую полярность. Дуга горит устойчиво, обеспечивая хорошее формирование шва. При об­ратной полярности устойчивость про­цесса снижается, вольфрамовый элек­трод перегревается, что приводит к не­обходимости значительно уменьшить сварочный ток. Вследствие этого производительность сварки снижает­ся. При автоматической и полуавтома­тической сварке плавящимся электро­дом применяется постоянный ток об­ратной полярности, при котором обес­печивается высокая производитель­ность. Кроме того, при сварке алю­миния, магния и их сплавов происхо­дит мощная бомбардировка поверх­ности сварочной ванны положительны­ми ионами, что наряду с процессом катодного распыления приводит к разрушению пленки оксидов алюми­ния и магния, облегчая процесс качественной сварки без применения флюсов.

При сварке переменным током неплавящимся электродом необходи­мо, чтобы источник тока имел более высокое напряжение холостого хода. Это обеспечивает устойчивое горение дуги и стабилизирует процесс сварки. Однако в связи с ограничением напряжения по условиям техники безопасности применяют ток допусти­мого напряжения, на который на­кладывают ток высокой частоты, включая в сварочную цепь осцилля­тор.

При сварке переменным током происходит частичное выпрямление тока вследствие различной электрон­ной эмиссии вольфрамового электрода и свариваемого изделия. В периоды, когда вольфрамовый электрод являет­ся катодом, электронная эмиссия имеет большую интенсивность, прово­димость дугового промежутка повы­шается, а напряжение на дуге понижается. Вследствие этого свароч­ный ток увеличивается. В периоды, когда катодом является изделие, электронная эмиссия менее интенсив­на, в результате чего сварочный ток уменьшается. Ввиду этого появля­ется некоторая составляющая по­стоянного тока, что приводит к умень­шению тепловой мощности дуги, значительно затрудняет разрушение оксидной пленки при сварке алюми­ниевых и магниевых сплавов и тем самым способствует образованию по­верхностных и внутренних дефектов. Поэтому при сварке переменным током принимают меры по устранению или снижению составляющей постоян­ного тока. Для этой цели в сва­рочную цепь включают последова­тельно конденсаторную батарею ем­костью 100 мкФ на каждый ампер сварочного тока или аккумуляторную батарею (положительный полюс бата­реи присоединяют к электроду). При­меняется также последовательное включение в сварочную цепь активно­го сопротивления, но такая мера сни­жает устойчивость горения дуги и поэ­тому при такой схеме сварочной цепи приходится использовать источники питания дуги с повышением напря­жением холостого хода до 90. 120 В.

Возбуждение дуги при ручной сварке неплавящимся электродом Производят на угольной или графито­вой пластинке. Возникающей дугой некоторое время разогревают элект­род, а затем быстро переносят дугу в начало разделки кромок. При сварке переменным током возбуждение дуги осуществляют с помощью осциллятора без короткого замыкания электрода на изделие. При полуавтоматической и автоматической сварке возбуждение дуги производят путем касания элект­родной проволокой вводной планки, которую устанавливают для преду­преждения дефекта в начале сва­риваемого шва.

Аргонодуговой сваркой можно вы­полнять швы стыковых, тавровых и угловых соединений. При толщине листов до 2,5 мм рекомендуется сварку производить с отбортовкой кромок. При малой величине зазора (порядка 0,1. 0,5 мм) можно свари­вать тонколистовой материал толщи­ной 0,4. 4 мм без отбортовки и
разделки кромок. При этом чем мень­ше толщина свариваемых встык лис­тов, тем меньше допустимый зазор. Листы толщиной 4. 12 мм сваривают встык с V-образной разделкой кромок при угле разделки 50. 70°. Допусти­мый зазор в стыке составляет не более 1,0 мм. Расход аргона должен

Диаметр вольфрамового электрода, мм. Диаметр выходного отверстия сопла, мм Расход аргона, л/мин

Перед началом сварки следует про­дуть шланг и горелку небольшой порцией аргона. Дугу возбуждают спустя 3. 4 с после подачи аргона в горелку. Струя аргона должна защищать не только сварочную ванну, но и обратную сторону шва. Если доступ к обратной стороне шва затруд­нен, то применяют подкладки или флю­совую подушку.

Ручную сварку листов малой тол­щины (до мм) производят левым способом, при котором горелка перемещается по шву справа налево. Листы большой толщины (более 12 мм) сваривают правым способом, т. е. горелку ведут слева направо. Ось мундштука горелки при сварке тон­ких листов (толщиной до 4 мм) должна составлять с поверхностью свариваемых листов 75. 80°. Приса­дочный пруток вводится в зону дуги под углом 10. 15° к поверхности свариваемых листов, т. е. почти пер­пендикулярно оси мундштука горелки. При сварке листов большей толщины ось мундштука горелки располагают почти перпендикулярно поверхности

Диаметр электродной проволоки, мм 0,5 Вылет электрода, мм. 5. 6 Минимальный ток, А. . . . 25. 30

Сварочный ток влияет на харак­тер переноса металла в шов: с его увеличением капельный перенос металла электрода сменяется струй­ным и глубина проплавления увеличи­вается. Значение тока, при котором металл электрода начинает стекать в сварочную ванну в виде тонкой струи, называют критическим. Прак - обеспечить надежную защиту элект­рода и металла сварочной ванны от воздействия воздуха. Следует учиты­вать конфигурацию свариваемого из­делия, чтобы при экономном расходо­вании газа создать хорошую защиту шва. Рекомендуются следующие соот­ношения:

2,5. 3 3,5. 4 4,5. 6 7. 9 9. 12 12. 14 4. 5 6. 8 10. 18

Свариваемых листов. Длина дуги при арногодуговой сварке небольшая и составляет 1,5. 2,5 мм при длине вы­ступающего вольфрамового электрода 6. 12 мм. Дугу следует гасить посте­пенно, увеличивая дуговой промежу­ток. Подачу аргона в зону дуги сле­дует прекратить лишь спустя 10. 15 с после гашения дуги, чтобы защитить металл шва от воздействия воздуха до его затвердевания.

Автоматическая и полуавтомати­ческая сварка плавящимся электро­дом производится при постоянной ско­рости подачи электродной проволоки независимо от напряжения дуги. Постоянство длины дуги поддержи­вается автоматическим саморегулиро­ванием. Электродная проволока при­меняется диаметром 0,5. 2,0 мм. Ли­сты толщиной до 5 мм соединяют стыковой сваркой без разделки кро­мок, а при толщине листов более 5 мм производят V-образную разделку шва с углом разделки 30. 50°.

Вылет электрода устанавливают в зависимости от диаметра электродной проволоки:

0,8 .1,0 1,6 2,0 6. 7 7. 9 10. 12 12. 15 35. 40 45. 55 80. 90 100. 130

Тика показала, что при сварке алю­миниевых сплавов критический ток составляет 70 А на 1 мм2 сечения электродной проволоки, а при сварке сталей — от 60 до 120 А на 1 мм2 сечения проволоки.

Подготовка поверхностей под сварку включает обезжиривание раст­ворителями, бензином авиационным

Или ацетоном техническим и затем удаление оксидной пленки механичес­кой зачисткой или химическим спосо­бом. Механическую зачистку произ­водят металлическими щетками из проволок диаметром до 5 мм. Химичес­кий способ включает травление в течение 0,5. 1,0 мин (раствором, сос­тоящим из 45. 55 г едкого натра технического и 40. 50 г фтористого натрия технического в 1 л воды), промывку проточной водой, нейтрали­зацию в 25. 30%-ном водном растворе азотной кислоты в течение 1. 2 мин, промывку в проточной воде, затем в горячей воде, сушку до полного испарения влаги. Обработку рекомендуется выполнять не более чем за 2. 4 ч до сварки.

Аргонодуговая сварка

При аргонодуговой сварке постоянным током неплавя - щимся электродом используют прямую полярность. Дуга горит устойчиво, обеспечивая хорошее формирование шва. При обратной полярности устойчивость процесса снижает­ся, вольфрамовый электрод перегревается, что приводит к необходимости значительно уменьшить сварочный ток. Вследствие этого производительность процесса снижается. При автоматической и полуавтоматической сварках плавя­щимся электродом применяется постоянный ток обратной полярности, при котором обеспечивается высокая произво­дительность процесса. Кроме того, при сварке алюминия, магния и их сплавов происходит мощная бомбардировка поверхности сварочной ванны положительными ионами, что наряду с процессом катодного распыления приводит к разрушению пленки оксидов алюминия и магния, облег­чая процесс качественной сварки без применения флюсов.

При сварке переменным током неплавящимся электро­дом необходимо, чтобы источник тока имел более высокое напряжение холостого хода, что обеспечивает устойчивое горение дуги и стабилизирует процесс сварки. Однако в связи с ограничением напряжения по условиям безопасно­сти применяют ток допускаемого напряжения, на который накладывается ток высокой частоты, включая в сварочную цепь осциллятор.

При сварке переменным током происходит частичное выпрямление тока вследствие различной электронной эмис­сии вольфрамового электрода и свариваемого изделия. В периоды, когда вольфрамовый электрод является катодом, электронная эмиссия имеет большую интенсивность, про­водимость дугового промежутка повышается, а напряже­ние на дуге понижается. Вследствие этого сварочный ток увеличивается. В периоды, когда катодом является изде­лие, электронная эмиссия менее интенсивна, в результате чего сварочный ток уменьшается. Ввиду этого появляется некоторая составляющая постоянного тока, что приводит к уменьшению тепловой мощности дуги и значительно за­трудняет разрушение оксидной пленки при сварке алюми­ниевых и магниевых сплавов и тем самым способствует образованию поверхностных и внутренних дефектов. По­этому при сварке переменным током принимают меры по устранению или снижению составляющей постоянного тока. Для этой цели в сварочную цепь последовательно включа­ют конденсаторную батарею 100 мкФ на 1 А сварочного тока или аккумуляторную батарею (положительный полюс батареи присоединяют к электроду). Применяется также последовательное включение в сварочную цепь активного сопротивления, но такая мера снижает устойчивость горе­ния дуги, и поэтому при такой схеме сварочной цепи при­ходится использовать источники питания дуги с повышен­ным напряжением холостого хода до 120 В.

При ручной сварке неплавящимся электродом возбуж­дение дуги производят на угольной или графитовой плас­тинке и некоторое время разогревают электрод, а затем быстро переносят дугу в начало разделки кромок. При сварке переменным током возбуждение дуги осуществляют с по­мощью осциллятора без короткого замыкания электрода на изделие.

При полуавтоматической и автоматической сварке воз­буждение дуги производят путем касания электродной про­волокой вводной планки, которую устанавливают для пред­упреждения дефекта в начале свариваемого шва.

Аргонодуговой сваркой можно выполнять швы стыко­вых, тавровых и угловых соединений. При толщине лис­тов до 2,5 мм рекомендуется производить сварку с отбор - товкой кромок. При малом зазоре порядка 0,1—0,5 мм мож­но сваривать тонколистовой материал толщиной 0,4—4 мм без отбортовки и разделки кромок. При этом чем. меньше толщина свариваемых встык листов, тем меньше допусти­мый зазор. Листы толщиной 4—12 мм сваривают с V-об-- разной разделкой кромок при угле разделки 50—70°. До­пустимый зазор в стыке составляет не более 1,0 мм. Рас­ход аргона должен обеспечить надежную защиту электро­да и металла сварочной ванны от воздействия воздуха. Сле­дует учитывать конфигурацию свариваемого изделия, что­бы при экономном расходовании газа создать хорошую за­щиту шва.

Рекомендуются следующие соотношения:

электрода, мм. 1,5—2,0 2,5—3 3,5—4 4,5—6

отверстия сопла, мм. 5—7 7—9 9—12 12—14

Расход аргона, л/мин 2—3 4—5 6—8 10—18

Перед началом сварки следует продуть шланг и горел­ку небольшой порцией аргона. Возбуждение дуги следует производить спустя 3—4 с после подачи аргона в горелку. Струя аргона должна защищать не только сварочную ван­ну, но и обратную сторону шва. Если доступ к обратной стороне шва затруднен, то применяют подкладки или флю ­совую подушку.

Ручную сварку листов малой толщины производят ле­вым способом, при котором горелка перемещается по шву справа налево. Листы большой толщины (более 12 мм) сва­ривают правым способом, т. е. горелку ведут слева напра­во. Ось мундштука горелки при сварке тонких листов (тол­щиной до 4 мм) должна составлять с поверхностью свари­ваемых листов 75—80°. Присадочный пруток вводится в зону дуги под углом 10—15° к поверхности свариваемых листов, т. е. почти перпендикулярно оси мундштука го­релки. При сварке листов большей толщины ось мундштука горелки располагают почти перпендикулярно к поверхнос­ти свариваемых листов. Длина дуги при аргонодуговой свар­ке небольшая и составляет 1,5—2,5 мм при длине выступа^ ющего вольфрамового электрода в пределах 6—12 мм. Дугу следует гасить постепенно, увеличивая дуговой промежу­ток. Подачу аргона в зону дуги следует прекратить лишь спустя 10—15 секунд после гашения дуги, чтобы защитить металл шва от воздействия воздуха до его затвердевания.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка плавя­щимся электродом производится при постоянной скорости подачи электродной проволоки независимо от напряжения дуги. Постоянство длины дуги поддерживается автомати­ческим саморегулированием. Применяется электродная про­волока диаметром 0,5—2,0 мм. Листы толщиной до 5 мм соединяют стыковой сваркой без разделки кромок, а при толщине листов более 5 мм производят У-образную раз­делку шва с углом разделки 30—50°.

Сварочный ток влияет на характер переноса металла в шов. С увеличением тока капельный перенос металла элек­трода сменяется струйным, и глубина проплавления уве­личивается. Значение тока, при котором металл электрода начинает стекать в сварочную ванну в виде тонкой струи, называют критическим. Практика показала, что при сварке алюминиевых сплавов критический ток составляет 70 А на 1 мм2 сечения электродной проволоки, при сварке сталей — 60—120 А на 1 мм2 сечения проволоки.

Подготовка поверхностей под сварку включает обезжи­ривание растворителями, бензином авиационным или аце­тоном техническим, а затем удаление оксидной пленки механической зачисткой или химическим способом. Ме­ханическую зачистку производят металлическими щетка­ми из проволоки диаметром до 5 мм. Химический способ включает травление в течение 0,5—1,0 минуты раствором, состоящим из 45—55 г едкого натра технического и 40— 50 г фтористого натрия технического на 1 л воды, промыв­ку проточной водой, нейтрализацию в 25—30%-ном вод­ном растворе азотной кислоты в течение 1—2 минут, про­мывку в проточной воде, затем в горячей воде, сушку до полного испарения влаги. Обработку рекомендуется выпол­нять не более чем за 2—4 часа до сварки.

Читайте также: