книги из ГПНТБ / Технология металлов и конструкционные материалы учебное пособие

Т а б л и ц а 7

Марки электродов и их назначение

•

электрода, диаметру стержня, типу покрытия и ГОСТу. Например, обозначение электродов УОНИ-13/50- Э50А-4, О-Ф по ГОСТ 9467—60 расшифровывается сле­ дующим образом: УОНИ—13/50 — марка электрода (по покрытию); Э50А — тип электрода (Э — электрод для дуговой сварки, 50 — гарантируемая прочность сварно­ го шва, кгс/мм2, А — повышенные пластические свойст­ ва металла шва); 4,0 — диаметр электродного стержня, мм; Ф - фтористо-кальциевый тип покрытия (рудно-кис­ лое покрытие обозначается буквой Р, рутиловое — Т и органическое — О); ГОСТ 9467—60 — номер ГОСТа, по

(фтористо-кальциевое); С :— органическое; О — окисли­ тельное; Р — рутиловое; V — специальное.

В табл. 7 даны марки широко распространенных электродов я их применение.^

§ 79. Технология электродуговой сварки

Дугу зажигают кратковременным прикосновением конца электрода к изделию и отводом его либо прямым отры­ вом после короткого замыкания (зажигание впритык), либо движением электрода по дуге (зажигание спич­ кой) .

Для надежного зажигания дуги электрод нужно от­ водить на высоту 4—5 мм от изделия.

Режим сварки. Режим ручной дуговой сварки опре­ деляется диаметром электрода, силой сварочного тока, напряжением на дуге, скоростью перемещения электрода вдоль шва, родом тока и полярностью.

Дугу следует вести таким образом, чтобы проплав­ лялись свариваемые кромки я отлагалось требуемое ко­ личество наплавленного металла при хорошем форми­ ровании шва. Для поддержания постоянной длины дуги необходимо равномерно по мере расплавления подавать

швов. Диаметр электрода подбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей. Практикой установлено следующее сочетание толщины свариваемых деталей и диаметра электрода:'

218

стали подбирают по формуле академика К. К. Хренова:

ICB= (20 + 6d)d,

ют с таким расчетом, чтобы получить слой наплавлен­ ного металла определенной ширины и толщины.

потери металла на угар и разбрызгивание. Для электро­

214

дов с меловой обмазкой an=7-f-8 г/(А-ч), для толстообмазанных электродов а ы— Юч-14 г/(А-ч).

Расход электродов .подсчитывается по формуле

Q3 = (1.2 -г- 1,3) QH,

где Qo— расход электродов, г.

Полярность выбирают с учетом того, что анод нагре­ вается в процессе сварки значительно больше, чем ка­ тод. Поэтому во избежание прожога тонкие изделия сле­

под действием давления сварочной дуги и собственного веса. Рез'ку можно осуществлять угольным и металличе­ ским электродом.

Резку угольным электродом ведут при прямой .по­ лярности. Для стальных листов толщиной до 22 мм тре­ буется ток до 400—500 А, а для больших толщин и изде­ лий из меди — до 1000 А.

На металлический электрод толстым слоем наносят специальное покрытие, которое, сгорая, выделяет тепло, ускоряя процесс резки. Для резки применяется более тугоплавкое покрытие (чем для сварки), состоящее из марганцевой руды, резведенной на жидком стекле. Для электродов диаметром 5—6 мм толщина покрытия сос­ тавляет 1,2—1,5 мм.

Резка угольным и металлическим электродами мало­ производительна, причем рез получается широкий и не­

том, что разрезаемый металл расплавляют в месте ре­ за угольной дугой, затем под действием струи сжатого воздуха расплавленный металл частично сгорает, а час­ тично выдувается. Производительность при этом возрас­ тает, чистота реза улучшается.

Виды сварных соединений и швов. В зависимости от взаимного расположения свариваемых деталей приме­ няют различные виды сварных соединений (рис. 88).

При стыковом соединении характер подготовки кро­ мок зависит от толщины свариваемого металла и мето­ да сварки. Ооновные способы подготовки кромок для стыковых соединений при ручной электродуговой свар­ ке приведены на рис. 89.

215

Рис. 89. Подготовка кромок для стыковых соединений при ручной ду­ говой электросварке стальных деталей:

а — без скоса; б — V-образная; в — Х-образлая; г — и-образ-ная

216

Тавровые соединения выполняют без скоса кромок или с одним или двумя 'скосами одной кромки.

Угловые соединения являются разновидностью тав­ ровых. В основном угловые соединения выполняются без подготовки кромок. Сварка с подготовкой кромок применяется для ответственных конструкций.

Сварные швы классифицируют по следующим призна­

горизонтальные, вертикальные и потолочные (рис. 90);

Рис* 90. Виды сварных соединений по расположению шва:

а — нижний; б — горизонтальный; в — вертикальный; г — потолочный

б) по протяженности — на сплошные и прерывистые-, в) по отношению и направлению действующих на них

сварного шва. К основным порокам сварных соединений относятся: непровар, неполномерный шов, пережог, про­ плавление и прожог, пористость, трещины, кратеры, на­ плывы. Причинами их могут служить загрязненная по­ верхность, неправильный-подбор сварочного тока или мощности горелки, неравномерная подача электродного или присадочного материала и т. д.

В сварочных работах проводят предварительный кон­ троль, а также контроль во время процесса и после окон­ чания работ.

Предварительный контроль заключается в проверке качества электродного материала, основного материала и т. д. Во время процесса сварки проверяют режим свар­ ки, наружную поверхность шва. После окончания работ проводят наружный осмотр сварного шва, просвечива­ ние рентгеновскими лучами, магнитный контроль, меха­ ническое испытание шва, металлографическое исследо­ вание. Для определения плотности сварного соединения

217

возможно применение керосина и испытание давлением воздуха или воды.

Техника безопасности при электродуговой сварке и резке. Электрическая дуга излучает видимые — световые и невидимые — инфракрасные и ультрафиолетовые лу­ чи, которые вредно действуют на глаза и кожу, вызывая раздражение и ожоги. Поэтому сварщика и окружаю­ щих рабочих необходимо защищать от действия этих лу­ чей специальными приспособлениями и одеждой. Для устранения опасности поражения током все провода и токоведущие части сварочных установок должны иметь хорошую изоляцию, а корпуса сварочных генераторов, кожух трансформаторов и сварочные столы следует на­ дежно заземлить. Ремонт сварочного оборудования мож­ но вести только при выключенных рубильниках.

В случае поражения электрическим током необходи­ мо до прихода врача оказать первую помощь; не каса­ ясь пострадавшего, выключить ток первичной цепи; если пострадавший не подает признаков жизни, необходимо делать искусственное дыхание.

Для удаления пыли и вредных газов у постоянных мест сварки необходимо делать отсосы, вытяжные зонты.

Г л а в а XIX

СВАРКА ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ИСПЛАВОВ

§80. Металлургические процессы при сварке

Металлургические процессы при сварке очень сложны и отличаются от процессов в обычной металлургии следу­ ющими характерными особенностями: 1) высокой тем­ пературой (4000—6000К); 2) малым объемом расплав­ ленного металла; 3) кратковременностью нахождения металла в жидком состоянии; 4) активным физико-хи­ мическим взаимодействием расплавленного металла и окружающей среды.

JB процессе сварки металл теряет некоторые полезные примеси, насыщается газами и окислами, поэтому про­ цесс взаимодействия газовой, шлаковой сред и жидкого

218

металла должен обеспечить получение качественного сварного соединения. Важнейшими при сварке являются процессы окисления, раскисления, легирования и рафи­ нирования металла.

Окисление металла осуществляется за счет кислоро­ да атмосферы, двуокиси углерода, паров воды, высших окислов.

Растворенные и не растворенные в сварном шве

кремний, марганец, »р-ом, титан, которые вводятся в сва­ рочную ванну через флюс, обмазку и присадочный ме­ талл. Для улучшения механических свойств сварного шва его легируют специальными элементами.

Легирование металла осуществляют через флюс, об­ мазку и присадочную проволоку такими элементами, как хром, вольфрам, никель, кремний и др.

Одновременно с раскислением и легированием дол­ жен протекать процесс рафинирования, т. е. очищения сварного шва от серы и фосфора. Для удаления серы и

§ 81. Сварочные напряжения и деформации

При сварке в изделиях возникают внутренние напряже­ ния, могущие привести к деформациям и трещинам. По направлению действия различают продольные и лоперечныё линейные сварочные напряжения.

В зависимости от причины, вызывающей напряжения различают: 1) тепловые напряжения, вызванные нерав­

|При сварке .происходит концентрированный и кратко­ временный нагрев до высоких температур сравнительно небольшого участка. По мере движения источника тепла нагреву подвергаются новые объемы металла. Распре­ деление температур в поперечном направлении от свар­ ного шва весьма неравномерно. Это вызывает в сосед­

219

Для устранения появления деформации присадочный материал надо подбирать таким образом, чтобы металл сварного шва был пластичным; следует избегать пере­ сечения швов, замкнутых швов. Рекомендуется приме­ нять преимущественно стыковые швы, так как они явля­ ются менее жесткими. При сварке больших толщин и за­ каливающихся сталей следует применять предваритель­ ный подогрев. Швы следует накладывать в таком поряд­ ке, при котором деформации от предыдущего шва ликви­ дируются обратной деформацией после наложения по­ следующего шва. Для устранения прогиба можно при­ менять предварительный выгиб свариваемых изделий. Сварка деталей в закрепленном положении снижает ос­ таточные деформации. Устранение внутренних напряже­ ний в сварном шве производится нормализацией или отжигом.

§ 82. Свариваемость металлов и сплавов

Способность металлов и сплавов образовывать надежные сварные соединения с заданными свойствами называет­ ся свариваемостью.

Не все металлы обладают способностью надежно свариваться обычными методами. Наилучшей сваривае­ мостью обладают металлы, образующие друг с другом твердые растворы. Нельзя сваривать методом плавле­ ния металлы, не растворяемые друг в друге в твердом состоянии. Для их сварки вводят промежуточный ме­ талл, способный растворяться в обоих металлах, или ис­ пользуют сварку давлением.

Свариваемость стали. Основным показателем свари­

химическому составу.

Склонность стали к трещинообразованию устанавли­ вают с помощью эквивалентного содержания углерода

220