Технология газовой сварки

 

Осушители предназначены для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе. Применяют два вида осушителей: высокого и низкого давления.

 

Редуктор служит для понижения  сетевого давления или давления, под  которым газ находится в баллоне, до рабочей величины и автоматического  поддержания рабочего давления неизменным независимо от давления в баллоне или в сети. Расходомеры предназначены для измерения расхода защитного газа. Применяются расходомеры двух типов: поплавкового и дроссельного.

 

4. Сварочные материалы

 

 

К сварочным материалам при п/автоматической сварке в защитных газах относятся  защитные газы и сварочные проволоки.

 

Стальная сварочная проволока, предназначенная для сварки и  наплавки, изготавливается по ГОСТ 2246-70.

 

Стандартом предусматривается 77 марок  сварочной проволоки различного химического состава: 6 марок низкоуглеродистой  проволоки, 30 марок легированной проволоки и 41 марка высоколегированной проволоки.

 

В легированной проволоке содержится от 2,5 до 10 % легирующих компонентов, в  высоколегированной -- свыше 10 %.

 

Так как выбранная конструкция  изготовлена из низкоуглеродистой  стали 09Г2С, сваривают её стандартной кремнемарганцевой проволокой марки Св08Г2С.

 

При этом способе сварки в зону дуги подается защитный газ, струя которого, обтекая электрическую дугу и  сварочную ванну, предохраняет расплавленный  металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования.

 

Сварка в углекислом газе, благодаря  его дешевизне, получила большое  применение при изготовлении и монтаже  различных строительных конструкций  из углеродистых и низколегированных  сталей. Углекислый газ, подаваемый в зону дуги, не является нейтральным, так как под действием высокой температуры он диссоциируется на оксид углерода и свободный кислород (СО2>СО+О). При этом происходит частичное окисление расплавленного металла сварочной ванны и, как следствие, металл шва получается пористым с низкими механическими свойствами. Для уменьшения окислительного действия свободного кислорода применяют электродную проволоку с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния). Шов получается беспористый, с хорошими механическими свойствами.

 

Углекислый газ С02 (ГОСТ 8050--85) не имеет цвета и запаха. Получают его из газообразных продуктов сгорания антрацита или кокса, при обжиге известняка и т. д. Поставляется в  сжиженном (жидком) состоянии в баллоне  типа А вместимостью 40 л, в который при максимальном давлении 7,5 МПа вмещается 25 кг углекислоты (при испарении образуется около 12 750 л газа). Для целей сварки используют сварочную углекислоту. Чистота углекислоты первого сорта должна быть не менее 99,5 %, а высшего сорта -- 99,8 %. Баллоны с углекислотой окрашивают в черный цвет с желтой надписью «ССЬ сварочный». Применяется при сварке низкоуглеродистых и некоторых конструкционных и специальных сталей.

 

Для снижения влажности углекислого  газа рекомендуется установить баллон вентилем вниз и после отстаивания в течение 10... 15 мин осторожно открыть вентиль и выпустить из баллона влагу. Перед сваркой необходимо из нормально установленного баллона выпустить небольшое количество газа, чтобы удалить попавший в баллон воздух. Часть влаги задерживается в углекислоте в виде водяных паров, ухудшая при сварке качество шва. Кроме того, при выходе из баллона, от резкого расширения происходит снижение температуры углекислоты и влага, отлагаясь в редукторе, забивает каналы и даже полностью закрывает выход газа. Для предупреждения замерзания влаги между баллоном и редуктором устанавливают электрический подогреватель.

 

Окончательное удаление влаги после  редуктора производится специальным  осушителем, наполненным прокаленным  медным купоросом, хромистым кальцием или другим осушительным веществом.

 

5. Технологический процесс

 

 

Техника и  технология п/автоматической сварки плавящимся электродом имеет много общего при  использовании обычной стальной, имеющей сплошное сечение, порошковой газозащитной и порошковой самозащитной электродной проволоки. Различия в основном касаются значений параметров режима, рекомендуемых для сварки различных классов сталей той или иной толщины, величины вылета электродной проволоки, длины дугового промежутка. Основные типы и конструктивные элементы выполняемых дуговой сваркой в защитном газе швов сварных соединений регламентированы ГОСТ 14771-76, которым предусмотрены четыре типа соединений: стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные.

 

Металл, предназначенный  для изготовления сварных конструкций, предварительно выпрямляют, размечают, разрезают на отдельные детали-заготовки и выполняют, если это необходимо, разделку кромок в соответствии с рекомендациями ГОСТа. Подготовка кромок под сварку состоит в тщательной очистке их от ржавчины, окалины, грязи, масла и других инородных включений. Очищают кромки стальными вращающимися щетками, гидропескоструйным и дробеметным способами, абразивными кругами, пламенем сварочной горелки травлением в растворах кислот или щелочей.

 

Подготовленные детали собирают под  сварку, используя специальные сборочные  приспособления. При сборке важно  выдержать необходимые зазоры и  совмещение кромок. Точность сборки проверяют  шаблонами, измерительными линейками  и различного рода щупами.

 

Сварку осуществляют на режимах, ориентируясь на справочную литературу, производственные инструкции, операционные технологические карты и личный производственный опыт. К основным параметрам режима дуговой сварки в защитных газах относят диаметр электродной проволоки и ее марку, силу сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи электродной проволоки, скорость сварки, вылет электрода, состав защитного газа и его расход, наклон электрода вдоль оси шва, род тока, а для постоянного тока - и его полярность.

 

При сварке в углекислом газе обратная полярность тока позволяет получать более высокое качество шва, чем сварка на прямой полярности.

 

Технологические особенности сварки различных сталей заключаются прежде всего в подборе марки сварочной  проволоки в зависимости от химического состава свариваемой стали. Низкоуглеродистые и низколегированные стали обычно свариваются стандартной кремнемарганцевой проволокой марок Св 08Г2С, Св 08ГС, Св 12ГС и порошковыми проволоками.

 

П/автоматическая сварка в защитных газах может производиться во всех пространственных положениях шва, из которых наиболее удобным является нижнее. Сварка в нижнем положении производится с наклоном горелки вперед или назад. Предпочтительнее вести сварку углом назад, так как при этом обеспечивается более надежная защита расплавленного металла и лучший внешний вид шва. Горелку рекомендуется наклонять на 5...15° относительно вертикали. При сварке металла толщиной 1...2 мм поперечные колебания горелки не производят. Сварку ведут на максимально возможной длине дуги с максимальной скоростью сварки, при которой обеспечивается хорошее формирование сварного шва и удовлетворительная газовая защита.

 

6. Методы контроля сварных швов

 

 

Ультразвуковой метод контроля основан на способности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух упругих сред, обладающих разными акустическими свойствами.

 

Отразившись от нижней поверхности  изделия, ультразвук возвратится, будет  принят датчиком, преобразован в электрические  колебания и подан на экран  электронно-лучевой трубки. При наличии дефектов ультразвуковые колебания исказятся: это будет видно на экране электронно-лучевой трубки, где появится всплеск -- искажение. По характеру и размерам искажений определяют виды и размеры дефектов.

 

Ультразвуковые колебания -- это  механические колебания упругой среды, частота которых лежит за порогом слышимости человеческого уха, т. е. более 2000 Гц. Для ультразвукового контроля применяют колебания частотой 0,5--10 МГц. «Ультра» (от латинского) означает «сверх», «за пределами». Частота колебаний -- это число колебаний за 1 с.

 

Распространяются колебания в  однородных материалах по относительно прямым линиям, а на границе раздела  двух разнородных материалов (поры, трещины и проч.) происходит их отражение.

 

Излучение и прием (регистрация) ультразвуковых колебаний производятся электроакустическими преобразователями приборов, а сами приборы называются ультразвуковыми дефектоскопами. Такая аппаратура в нашей стране появилась лишь в 1957 г., а сам способ использования ультразвуковых колебаний для дефектоскопии был впервые в мире предложен нашим соотечественником С.Я. Соколовым в 1928 г.

 

Основой преобразователей обычно является определенный керамический материал, обладающий пьезоэлектрическим эффектом. «Пьезо» (греч.) в переводе на русский  язык означает «сжимаю». Пьезоэлектрический эффект проявляется в том, что пьезоэлектрическая пластина (из титаната бария, цирконат-титаната свинца и др.) под действием подведенного к ней переменного электрического потенциала начинает изменять свою толщину и колебаться, механически вибрировать и направлять пучок колебаний перпендикулярно плоскости пластины, а под влиянием механических деформаций на противоположных поверхностях пьезоэлектрической пластины возникают электрические заряды -- переменный электрический ток, который передается на соответствующие регистрирующие приборы.

 

Проникновение ультразвуковых колебаний  в контролируемое изделие происходит тогда, когда удаляется воздух, находящийся  между контактирующими поверхностями  излучателя и изделия. Для этого  между ними устанавливают акустический контакт путем нанесения на поверхность контролируемого изделия слоя минерального масла, солидола, технического глицерина, воды и др.

 

Процесс распространения ультразвука  в теле является волновым, он создает  упругие колебания.

 

Излучатели и приемники ультразвуковых волн называются пьезопреобразователями. Пьезопластина может работать и как излучатель и как приемник. Для озвучивания сварных изделий употребляют в основном эхоимпульсный контроль. Эхо-метод заключается в озвучивании изделий короткими импульсами ультразвука и регистрации эхосигналов, отраженных от дефекта к приемнику. Признаком дефекта является появление импульса на экране. Эхоимпульсный метод называют иногда еще методом эхолокации.

 

Рис. 3. Схема эхо-импульсного метода

 

Недостаток ультразвукового контроля -- в сложности расшифровки дефекта, ограничении для применения на изделиях аустенитных сталей, чугуна, металлов с крупным зерном, в невозможности  контроля сталей малой толщины (до 4 мм).

 

Для работы на ультразвуковом контроле персонал (инженеры, техники) проходят специальную подготовку с приобретением навыков и с аттестацией.

 

В настоящее время в России находится  в пользовании и выпускается  более 20 различных моделей дефектоскопов, например, ДУК-66ПТ (дефектоскоп ультразвуковых колебаний, модель 66, портативный, модернизированный), УЗД-НИИМ5, УД-11ПУ и много других.

 

7. Наладка и ремонт сварочного  оборудования

 

 

В процессе эксплуатации электросварочного  оборудования возникают перегрузки, аварии и естественный износ, требующие проведения ремонтно-наладочных работ, в объёмах необходимых для нормальной функционирования оборудования.

 

Ремонт -- это комплекс операций по восстановлению исправности или  работоспособности электросварного  оборудования, а также его ресурсов или его составных частей. Различают несколько видов ремонта: капитальный, средний и текущий. Виды ремонта могут быть плановыми, неплановыми, регламентированными и по техническому состоянию.

 

Таблица 6

 

Характерные неисправности в работе сварочного автомата и способы устранения инверторных ИП

 

Характер 

 

неисправности 

Причина

 

появления 

Способ

 

устранения 

 

1.Инвертор не включается 

Обрыв в цепи  

Проверить и исправить 

 

2.Нагрев зажимов инвертора 

Слабая затяжка контактных болтов

 

Недостаточное сечение провода  в месте контакта 

Затянуть

 

Замена провода 

 

3.При работе внезапно гаснет  дуга 

Обрыв или нарушение контакта в  сварочных проводах

 

Замыкание между проводами. 

Проверить и исправить 

 

4. Инвертор даёт пониженное напряжение  холостого хода, сварочный ток  снизился 

Сгорел один из предохранителей  в первичной цепи

 

Магнитный пускатель плохо поджимает  контакты

 

Недостаточно плотно поджаты контакты переключателя

 

Вышел из строя диод 

Восстановить нормальную работу всех трёх фаз

 

Поджать контакты пускателя

 

Поджать контакты переключателя

 

Заменить диод 

 

 

 

Таблица 7

 

Характерные неисправности в работе сварочного полуавтомата и способы  устранения

 

Характер 

 

неисправности 

Причина

 

появления 

Способ

 

устранения 

 

При включении кнопки, на горелке  дуга не зажигается 

Отсутствие контакта в сварочном цехе 

Проверить целостность контактов 

 

Неравномерная подача проволоки при  сварке 

Недостаточное усилие режима механизма  подачи

 

Большой износ ведущего ролика

 

Задержка проволоки в наконечники  горелки 

Отрегулировать давление прижимных роликов

 

Заменить ведущие ролики

 

Прочистить канал наконечника  или заменить 

 

Прекращается подача газов в  горелку 

Не срабатывает газовый клапан 

Проверить электроцепь газового клапана 

 

Проволока образует петлю между  подающими роликами и входным штуцером  

Большое расстояние между роликами и входным штуцером

 

Чрезмерное усилие прижима 

Уменьшить усилия прижима 

 

Сопло цанги находится под напряжением 

Нарушена изоляция между соплом и горелкой

 

Между соплом и горелкой попали брызги металла 

Восстановить изоляцию