Главная Классификация процессов сварки 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 [ 77 ] 78 79 80 81 82 83 дуги отличается в этом случае высокой стабильностью. Сварщик перемещает дугу без колебаний поперек шва с сохранением постоянного угла наклона электрода. Способом опирающегося электрода можно сваривать швы во всех пространственных положениях. Сварку в вертикальном положении производят сверху вниз, при этом электрод наклонен в сторону ведения сварки. Силу тока при подводной сварке опирающимся электродом в нижнем положении устанавливают выше, чем при сварке в обычных условиях (табл. 24), При сварке в вертикальном положении сила тока снижается на 10%, а в потолочном положении - на 15%. 24. Режимы подводной сварки
Техника выполнения водолазом-сварщиком сварных соединений под водой более сложна, чем на воздухе. Это связано с плохой видимостью в воде, стесненностью тяжелым и неудобным для движений водолазным снаряжением, необходимостью дополнительных затрат на преодоление течения, возможностью нарушения устойчивости сварщика на грунте, неприспособленностью человеческого организма к работе на больших глубинах. Поэтому в сварных соединениях часто наблюдаются дефекты: непровар одной из кромок, подрезы, наплывы, поры и т. п. При сварке электродами в воде на глубинах до 50 м содержание водорода в металле шва повышается до 60-70 мл/ЮО г, содержание углерода падает с 0,26 до 0,09%, марганца с 0,63 до 0,12%, кремния с 0,16 до 0,03%. Металл шва имеет мелкозернистое строение; из-за высокой скорости охлаждения зона термического влияния меньше, чем при сварке на воздухе, В зависимости от марки электрода, используемого для сварки, прочность сварных соединений достаточно высока, а пластичность - мала: Од = 35 -f- 55 кгс/мм; б = 3 -н 12%; а = = 4 -т- 9 кгс-м/см; а = 30 -т- 130°, Под водой хорошо сваривается малоуглеродистая сталь, удовлетворительно - низколегированная сталь некоторых марок; плохо сваривается сталь, склонная к закалке. В практике подводных сварочных работ наибольшее распространение получила наплавка, заварка трещин в корпусе, обварка головок заклепок, приварка заплат, судоподъемных проушин, ребер жесткости, сварка рулевых устройств, трубопроводов, различных подводных сооружений. Для подводной сварки и резки разработаны и применяются полуавтоматы типа ППСР-300-2 , Нептун . Полуавтоматом ППСР-300-2 (рис. 107) можно сваривать сталь толщиной 4 мм и более, резать сталь толщиной до 25 мм на глубине до 60 м. В качестве защиты используют углекислый газ. Полуавтомат рассчитан на номинальную силу тока 300 А. Скорость подачи сварочной проволоки диаметром 1,2 или 1,6 мм регулируется в пределах 6,6-21,6 см/с. При зарядке кассеты проволокой в количестве 4-5 кг сварщик может непрерывно работать 2-2,5 ч. При полуавтоматической сварке дуга горит устойчиво, взвесей образуется мало, что почти не мешает наблюдению за дугой. Металл шва отличается низким содержанием водорода и неметаллических включений. Высокая прочность и пластичность обеспечиваются благодаря мелкозернистой структуре и отсутствию дефектов и включений. Использование порошковой проволоки марки ППС-АН1 при полуавтоматической сварке стали ВСтЗ гарантирует равнопрочность металла шва основному Рис. 107. Полуавтомат типа ППСР-300-2 для подводной сварки и резки: а - схема полуавтомата; б - внешний вид полуавтомата; / - кислородные баллоны; 2 - осушитель кислорода; 3 - баллон с углекислым газом; 4 - подогреватели газа, 5 - шкаф управления; 6 - пульт дистанционного управления; 7 - сварочный агрегат, 8 - сварочные кабели; 9 - редукторы; 10 - шланг для подачи СО,; - электромагнитный кислородный клапан; 12 - шланг для подачи кислорода; 13 - трос для подвешивания бункера; 14 - бункер; 16 - специальный шланг-кабель; 16 - сварочная головка; 17 - механизм подачи проволоки; 18 - шкаф управления металлу: = 44 кгс/мм; = 32,2 кгс/мм; б = 32%; % = . кгс-м/см; а = 180°. Кроме высокого качества сварных соединений, полуавтоматическая сварка обеспечивает большую производительность, чем при ручной сварке. Поэтому полуавтоматическая сварка в ближайшие годы найдет широкое распространение в производстве сварочных работ под водой. Высокое качество сварных соединений получается при использовании в качестве защитного газа аргона, непрерывно подаваемого через трубчатую проволоку в зону дуги, или при сварке в защитных камерах. При сооружении подводных трубопроводов и проведении 99999999999999999999999� ремонтных работ применяют кессоны, в которых сварку производят вручную электродами и на полуавтоматах. При строительстве подводных трубопроводов большого диаметра применяют сварку взрывом. Сварные соединения, в основном при сварке внахлестку, обладают высокой прочностью. Ведутся работы по применению автоматической сварки плавящимся электродом в среде аргона под высоким давлением (до 20-30 кгс/см) и положено начало использования плазменной сварки. Подводная резка. Резка металла под водой, так же как и сварка, сопряжена с трудностями и опасностью для работающих. В подводных условиях применяют различные способы резки: механические, термические, кумулятивные (взрывом). Наибольшее распространение получили способы термической (огневой) резки, электродуговая, газокислородная, электрокислородная, плазменно-дуговая. При подводной резке используется тепло концентрированных источников дуги или плазмы и тепло, выделяющееся от химического взаимодействия кислорода с металлом. Поскольку разрезаемый металл находится в воде и интенсивно охлаждается, то источники тепла должны иметь высокую концентрацию его в месте реза. 50-70° \Нопрадление резни Рис. 108. Схемы электродуговой резки в нижнем положении: а - металла небольшой толш,ины; б - металла большой толщины Подводная электродуговая резка отличается от дуговой подводной сварки повышенными значениями сварочного тока и приемами выполнения работ. Поэтому дуговую резку поя водой можно выполнять на том же оборудовании, что и подводную сварку. Целесообразно использование постоянного тока прямой полярности, так как это приводит к выделению большого количества тепла в полости реза. Электроды для резки отличаются от электродов для сварки размерами, толщиной и составом обмазки. Электроды изготовляют из проволоки диаметром 5-7 мм, длиной 500-700 мм. При выборе режимов тока для резки следует принимать коэффициент /( равным 60-80 А/мм. Практикой подводных работ установлено, что электродами диаметром 5 мм можно успешно разрезать металл толщиной > 50 мм при силе тока 350-500 А. Режимы резки, обеспечивающие максимальную производительность процесса, находят опытным путем. Резка осуществляется непрерывным перемещением электрода. Она начинается с кромки или с отверстия и производится пилообразными движениями конца электрода. Металл небольшой толщины (до 10-15 мм) разрезается непрерывным перемещением конца электрода вдоль линии реза (рис. 108, а). При резке металла большой толщины (рис. 108, б) движение электрода от верхней поверхности к нижней осуществляется медленно, подъем его к верху - быстро. Из табл. 25 видно, что с увеличением толщины металла производительность дуговой резки быстро падает, а расход электродов на 1 пог. м. реза растет. Поэтому способ дуговой резки рекомендуется применять для толщин не свыше 15-20 мм. Способ электрокислородной резки удачно объединил преимущества дугового разряда и струи режущего кислорода. За счет тепла дуги происходит нагрев и плавление металла, а за счет струи кислорода - сгорание и выдувание металла из полости реза. В основном применяют трубчатые электроды с осевым каналом для режущего кислорода и специальные электроды из карборунда. 25. Производительность и расход электродов при резке
Стержни электродов изготовляют из толстостенной цельнотянутой трубки из малоуглеродистой стали наружным диаметром 5-7 мм и внутренним 1,5-2 мм ?см рис 106, б). Длина электродов 350-400 мм. Трубчатый электрод покрывают SaS толщиной 1-1,2 мм. Время сгорания такого электрода 1 мин. 15 П 13 12 11 10 25 1 та 19 12 22 7 21 10 W 1У UI 109. Электрододержатели для электрокислородной резки: ЯП ЭКД-4; б - тип ЭКД-4-60; / - корпус; 2 - клапан; 3 - кислородный клапан; укоятка; 5 - шланг; 6 - токоведущий кабель; 7 - прокладки; 8 - предохра-.....-:лапан; 9 - прокладка; 10 - гайка; - втулка; 12 - мундштук; 13 - кон-головка держателя; 15 - гайка; 16 - трубка; /7 - обойма; 18 - ниппель; ь; 20 - шайба; 21 - втулка; 22 - контакт; 23 - прокладка; 24 - искро-камера; 25 - колпачок Рис. - тип ЭКД-4; б - тип й1\д-4-ои; i - корпус, * - - рукоятка; 5 - шланг; 6 - токоведущий кабель; ительный клапан; 9 - прокладка; 10 - гайка; - в акт; 14 ~ головка держателя; 15 - гайка; 16 - тру( .9 - кабель; о ..-лтша- 92 контак гасительная Электроды из карборунда получили название керамических (см. рис. 106, в). Керамический электрод из карборунда длиной 250 мм сгорает через 15 мин. Однако из-за больших размеров (диаметр 15-18 мм) керамические электроды могут быть рекомендованы для резки сплошного металла толщиной до 30 мм. Для электрокислородной резки применяют электрододержатели специальной конструкции типа ЭКД4 и ЭКД4-60 (рис. 109, а, б). Электрокислородную резку применяют для резки черных и цветных металлов толщиной до 100-120 мм на глубинах до 100 м. По производительности электрокислородная резка выше электродуговой и газокислородной резки (табл. 26). 26. Показатели электрокислородной резки
27. Эффективность воздушно-плазменной резки
Примечание. Воздушно-плазменную резку производили в лабораторных условиях. Дуговая резка на полуавтомате типа ППСР-300-2 осуществляется путем непрерывной подачи проволоки и концентрического обдувания ее струей кислорода, поступающего в режущую приставку головки полуавтомата (см. рис. 107), Большая концентрация тепла и узкая струя кислорода обеспечивают резку металла толщиной 25 мм при силе тока 300 А и давлении кислорода 6 кгс/см со скоростью до 4 м/ч. Разработан способ дуговой резки углеродистой и нержавеющей стали и алюминия толщиной до 45 мм, который основан на выплавлении металла дугой, горящей между порошковой проволокой и разрезаемым металлом, с одновременной подачей в полость реза интенсивной струи воды. Резка при этом способе производится постоянным током обратной полярности на режимах: сила тока 500-1000 А, напряжение 20-40 В; давление воды 5-10 кгс/см; расход воды 6-12 л/мин; скорость резки до 14 м/ч. Для плазменно-дуговой резки разработана специализированная установка типа ОППР-1, обеспечивающая резку в пресной и морской воде. Плазменную резку металла толщиной 8-40 мм Рис. ПО. Схема ной резки: водородно-к ислород- 1,2 - мундштуки; 3 - колпачок; 4 - режущий кислород; 5 - горючая смесь; 6 - воздух; 7 - Подогревающее пламя; 5 - струя режущего кислорода; 9 - воздушный пузырь; 10 - вода на глубинах до 10 м производят при силе тока 200-600 А и напряжении дуги 120-140 В со скоростью 5-24 м/ч. Применение плазмотронов с циркониевым катодом позволяет использовать сжатый воздух, который повышает тепловую мощность плазменной дуги и улучшает ее режущие способности. Присутствие кислорода в воздухе повышает эффективность резки стали СтЗС (табл. 27). Газокислородная резка основана на сгорании металла в струе кислорода и вьдувании окислов и металла из полости реза. Она возможна только при постоянном существовании газового пузыря вокруг подогревающего пламени (рис. 110). Создание газового пузыря возможно за счет продуктов сгорания подо- гревающего пламени, для которого используют ацетилен, водород, другие углеводороды и бензин. Устойчивость пузыря обеспечивается специальной конструкцией наконечника подводного резака и подачей защитного газа - воздуха или кислорода. В воде металл интенсивно охлаждается и поэтому для его подогрева требуется пламя в 10-15 раз большее, чем для аналогичных работ на воздухе. Рис, 111. Схема установки для подводной бензокислородной резки: / - баллоны с кислородом; 2 - змеевик для кислорода; 3 - змеевик для азота; 4 - кислородная рамка; 5 - пульт управления; 6 - к резаку; 7 - батарея аккумуляторов; 8 - к электрозажигалке; 9 - кислород подогретый; 10 - азот; - бензин; 12 - баллон с азотом; 13 - баллон с бензином; 14 - шланг; 15 - резак; 16 - электрозажигалка Наибольшее распространение получили водородно-кислородная и бензино-кисло-родная резка. Подогревающее пламя образуется за счет водородно-кислородной смеси, подаваемой по кольцевому каналу между мундштуками 1 и 2 (рис. 110). Между наружным колпачком 3 и мундштуком 2 подается сжатый воздух для создания пузыря и предохранения пламени от соприкосновения с водой. Режущий кислород поступает по центральному каналу мундштука 4. Водород и кислород поступают в резак по шлангам из баллонов, а воздух по отдельному шлангу от компрессора или баллонов. На глубине 30-40 м водо-родно-кислородным резаком можно разрезать сталь толщиной до 70 мм; рабочее |
© 2011 - 2024 www.taginvest.ru
Копирование материалов запрещено |