книги из ГПНТБ / Громадский, Б. В. Водолаз - сварщик - резчик учебное пособие

ленный металл не обработан термически нлн механиче­ ски, то он обладает низкими пластическими свойствами.

Участок, непосредственно примыкающий к сварному шву, равный 2—3 мм (участок перегрева), характери­ зуется наличием крупнозернистой структуры, но несколь­ ко отличается от структуры литого металла. Этот уча­ сток является наиболее важным, ибо здесь часто обра­ зуются трещины, в результате чего теряется прочность соединения. Температура нагрева металла этого участ­ ка колеблется в пределах 1100—1400°С.

Участок, примыкающий к основному металлу (про­ межуточный), характеризуется мелкозернистым строе­ нием металла (вследствие перекристаллизации р период сварки). Температура нагрева этого участка равна при­ мерно 800—900°С. В подводных условиях, вследствие повышенной скорости охлаждения, ширина участка зо­ ны термического влияния незначительна и составляет

1,5—2,0 мм.

Основной металл, нагретый до температуры 700— 800°С, подвергается незначительному структурному из­ менению.

Общая ширина зоны термического влияния и раз­ меры отдельных ее участков, а также максимальная твердость металла зависят от условий нагрева и охлаж­ дения, определяемых величиной сварочного тока, толщи­ ной свариваемого металла, температурой окружающей среды, сортом стали, маркой электрода и др.

Напряжения и деформации при сварке

Напряжения и деформации в свариваемом металле возникают вследствие неравномерного нагрева, тепловой усадки швов, структурных изменений металла шва и околошовной зоны и т. д.

Под воздействием сварочной дуги металл в месте на­ гревания начинает расширяться. Но этому расширению будут препятствовать более холодные части листа ме­ талла, окружающие место нагрева. В результате этого лист (если размеры его достаточно большие) теряет ус­ тойчивость и начинает деформироваться.

При наличии препятствий деформации нагреваемой детали в ней возникают внутренние напряжения. Эти

120

напряжения, в зависимости от степени нагрева, могут привести к остаточным (пластическим) деформациям, т. е. изделие начнет коробиться, терять свою прежнюю форму и размеры.

Д е ф о р м а ц и е й называется изменение формы и размеров твердого тела под действием приложенных к нему сил или возникающих в нем напряжений. Размеры деформации определяются величиной действующих на­ пряжений: че.м больше напряжение, тем больше вызы­ ваемая им деформация.

Рис. 63. Коробление листов от усадки металла при сварке:

а — продольное; б — поперечное

Величина расширения металла и связанная с этим степень деформации зависят от температуры нагрева и коэффициента расширения металла. Чем больше к >эффициент линейного расширения и выше температура на­ грева, тем больше деформация.

Другой причиной деформаций и напряжений при сварке является усадка металла шва при переходе из жидкого состояния в твердое. Усадка при сварке ли­ стов металла вызывает продольное и поперечное короб­ ление. При продольном короблении происходит «абегание еще несвареиных кромок одна на другую (рис. 63,а). Поперечное коробление листов от усадки показано на рис. 63,6.

На возникновение внутренних напряжений большое влияние оказывают как режимы сварки и последующего охлаждения, так и способ сварки. При подводной свар­

121

Г л а в а VII

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО СВАРКЕ ПОД ВОДОЙ

Рассмотрим некоторые виды сварочных работ под во­ дой, которые часто встречаются в практике аварийноспасательных, судоподъемных, судоремонтных и под­ водно-технических работ.

Наплавка металла на коррозированные участки обшивки судна

В процессе длительной эксплуатации судов из-за кор­ розии металла толщина листов обшивки значительно уменьшается, появляются изъяны и раковины. Глубина раковин обычно бывает в пределах 1—5 мм. Если тол­ щина листа обшивки корпуса 4—5 мм, наплавку метал­ ла на поврежденное коррозией место производят, не опасаясь сквозного проплавления. При толщине обшив­ ке менее 4 мм рекомендуется на пораженный участок поставить заплату толщиной 4—5 мм или дублирующий лист. Там, где нет необходимости ставить заплату, для восстановления коррозированных поверхностей наплав­ ляют ряд валиков. Перед заваркой пораженные корро­ зией поверхности необходимо зачистить стальной щет­ кой до металлического блеска. Наложение валиков вы­ полняют в несколько концентрических слоев. Электро­ ды для наплавки применяют диаметром 4 мм. Наплавку

123

на вертикальной плоскости производят в горизонтальном направлении. Заварку нужно производить до полного заполнения всего объема раковины (рис. 65). В ходе на-

Рис. 65. Заварка раковин:

а — дефект; б — разделка; а — заварка

плавки каждый ранее наложенный валик необходимо тщательно очищать от шлака. Наплавляемые валики должны перекрывать друг друга не меньше, чем напо­ ловину.

предварительно очищают от обрастаний, краски и грязи. В зависимости от толщины металла производится раз­ делка ее кромок под углом 30—35° (рис. 66,1). Заварку производят так же, как и заварку раковин.

При заварке сквозной трещины на листах толщиной более 5 мм делается V-образная разделка кромок в ме­ сте трещины (рис. 66,11). Чтобы при сварке трещина не увеличивалась по длине от влияния температурных на­ пряжений, концы трещины засверливаются 6 — 8-мм

ку трещины, то для усиления места сварки накладыва-, ют шов большого сечения. Для этого зазор в трещине сначала заваривают ниточным швом без колебательных движений электродом, а затем шов перекрывают вали­ ком большего сечения. После заварки трещины с на­ ружной стороны судна (если позволяет возможность) ее подваривают изнутри. В отдельных случаях рекомен­ дуется перекрывать трещину заплатой. Перекрытие

124

Рис. 66. Заварка трещин:

I — порядок разделки и заварки глухих трещин: а—дефект;

б — разделка; в — правильная заварка; г — неправильная заварка; II — разделка и заварка сквозной трещины

кромок по всему периметру должно быть равным 4— 5 толщинам заплаты. При толщине металла менее 5 мм

.заварку трещины производят без разделки кромок.

Обварка головок ослабевших заклепок

В целях устранения водотечности через ослабевшие заклепки головки их обваривают вокруг валиком не­ большого сечения (рис. 67,а). Перед началом сварки производят очистку места сварки, затем головку заклеп­ ки и кромку поврежденного листа обваривают узким валиковым швом. Наплавленный валик должен одной СЕоей половиной захватывать край головки заклепки, а другой — лист обшивки. Для этих целей применяют электроды диаметром 4 мм. Режим сварочного тока дол­ жен быть невысоким. За один прием нужно обварить не менее половины длины окружности головки, а затем

125

остальную половину. Начало и конец сварки необходи­ мо выводить в сторону от навариваемого шва на рас­ стояние не менее 5 мм.

При потере заклепки отверстие необходимо очистить от грязи и вставить в него обычную заклепку с внут­ ренней или внешней стороны обшивки, прижать ее и

Рис. 67. Обпарка заклепки:

а — схема обварки заклепки; б — схема обварки болта

обварить выступающую часть стержня. Так как у такой заклепки «ет второй головки, ее называют фальшзаклепкой. Фальшзаклепки ставятся в том случае, если диа­ метр отверстия более 8—10 мм. При меньших отверсти­ ях заклепки ставятся новые и расклепываются клепаль­ ными молотками.

При отсутствии заклепки нужного диаметра иногда используют болт или шпильку, которые так же, как и заклепки, обваривают снаружи, а выступающую часть стержня обрезают (см. рис. 67,6).

Обварка кромок листов обшивки судна

Для устранения водотечности в местах соединения листов обшивки производят обваривание кромок ли­ стов. Перед началом обварки необходимо любым спосо­

126

боМ временно прекратить водотечность, а затем очи­ стить поврежденные места и замерить зазор между ли­ стами. При зазоре, не превышающем 1,5—2 мм, сварку производят как при обычном нахлесточном соединении. Начало и конец сварки делают несколько в стороне от

зазора.

Если кромки листов разошлись более чем на 2 мм, то между листами закладывают вставку из листового металла (рис. 68) так, чтобы край ее выступал на 2—

•Щ ///////////Ш

Рис. 68. Обварка кромки листа

3 мм. После подгонки вставку сначала прихватывают, а затем начинают обварку кромок листов. Сварку необ­ ходимо вести так, чтобы одновременно расплавлялся выступающий торец вставки и сваривались кромки ли­ стов. Если при сварке вставка (из-за большой толщи­ ны) не перекрывается одним швом, тогда накладывают два валика с перекрытием одного другим. После обвар­ ки кромок листов делают проверку состояния ближай­ ших заклепок и, при необходимости, обваривают их го­ ловки.

Постановка и приварка заплат

Наибольший процент сварочных подводных работ па­ дает на приварку различного рода заплат и накладок. Если подгонка и постановка заплат небольших разме­ ров, не вызывают каких-либо затруднений, то подгонка н постановка заплат площадью 17,5 м2 и более связаны

струдоемкими подготовительными работами.

Взависимости от размеров заплаты, места постанов­ ки ее на корпусе судна и толщины накладываемых ли­ стов заплаты подгоняют по месту разными способами. Для подгонки заплат небольшого размера (100X200 или

200X300 мм) не требуется каких-либо специальных при-

127

способлений: такую заплату водолаз-сварщик прижима­ ет рукой к месту, делает прихватки, а затем обваривает

ееобратноступенчатым швом.

Заплаты для заделки пробоин вырезают из листов

мягкой стали толщиной 4—5 мм без острых углов. Раз­ мер заплаты должен быть такой, чтобы края пробоины перекрывались ею на 100—150 мм. Для опускания за­ платы к месту постановки, а также для поддержания при подгонке к корпусу на ней приваривают скобы. Пе­

ряют зазоры по всему пе­ риметру. При неодинаковых зазорах заплату подгоня­

ют ударами кувалды или молотка (зазор по периметру заплаты не должен превышать 1,5—2 мм). Затем запла­ ту прихватывают участками по 20—40 мм через каждые 300—400 мм в соответствии с приведенной на рис. 70 схемой, после чего приваривают обратпоступенчатым швом. При толщине заплаты до 6 мм приварку произ­ водят однослойным швом, при большей толщине накла­ дывают несколько слоев. Когда заплату ставят в райо­ не нахлесточного соединения обшивки корпуса, образу­ ются зазоры между заплатой и обшивкой. Перед завар­