Сварка порошковой проволокой

Оборудование и технология сварки

Оборудование для сварки порошковой проволокой

Большинство сварочных работ, выполняемых порошковой проволокой, производится с помощью полуавтоматов. В качестве источников питания используются сварочные преобразователи и выпрямители.

Источник питания дуги постоянным током должен иметь жесткую или пологопадающую внешнюю характеристику. Допустимое падение напряжения — 3 в на 100 а. В качестве источников питания используются обычно выпрямители ВС-500, ВСЖ-500, ВС-600, ВС-1000-2 и преобразователи ПСГ-500, ПСУ-500, ПСУ-300 и др. Выпрямители хорошо зарекомендовали себя на производстве и являются в настоящее время лучшими источниками питания для полуавтоматической и автоматической сварки порошковой проволокой. Для сварки порошковой проволокой используются специализированные и универсальные шланговые полуавтоматы А-765, Л-1035 М и А-1197. При замене держателей и подающих роликов могут быть также использованы полуавтоматы А-537, ПШ-5, ПШ-54, ПДПГ-500 и др.

Допустимые колебания скорости подачи проволоки при изменении сопротивления в шлангах не должны превышать ±5%.

Более подробно характеристики источников питания и сварочных полуавтоматов рассмотрены ниже.

Источники питания. Селеновый выпрямитель ВС-500 представляет собой преобразователь трехфазного переменного тока напряжением 380 в в постоянный напряжением 20—53 в. Он выпускается в двух исполнениях — со встроенной панелью управления полуавтоматом А-765 либо без нее.

Выпрямитель ВС-500 состоит из трехфазного понижающего трансформатора, блока селеновых выпрямителей, дросселя, обеспечивающего необходимую скорость нарастания тока короткого замыкания, воздушного вентилятора и пускорегулирующей аппаратуры. Принципиальная электросхема выпрямителя приведена на рис. 104. Напряжение холостого хода выпрямителя регулируется ступенчатым изменением числа витков первичной обмотки. Регулирование производится с помощью трех переключателей, расположённых на передней панели выпрямителя. К этой серии относятся также выпрямители типов ВС-300, ВС-1000. Они предназначены для различных способов механизированной электродуговой сварки — под флюсом, в среде защитных газов — аргоне, гелии, в углекислом газе — и могут применяться для сварки порошковой проволокой.

Технические данные выпрямителей приведены в табл. 49, а преобразователей — в табл. 50.

Более подробные сведения о перечисленных выше источниках питания изложены в специальной литературе.

Сварочные аппараты. Наибольшее распространение для сварки самозащитной порошковой проволокой получил специализированный шланговый полуавтомат типа А-765 (рис. 105). Он поставляется комплектно со сварочным преобразователем ПСГ-500 или выпрямителем ВС-500. Технические данные полуавтомата следующие:

Полуавтомат А-765 состоит из трех основных узлов — механизма подачи, держателя со шлангом и тележки с фигуркой.

Механизм подачи приводится в движение асинхронным двигателем АОЛ-12-2 мощностью 0,27 квт . Питание двигателя (36 в) осуществляется от шкафа управления, встроенного в выпрямитель ВС-500. Когда полуавтомат комплектуется преобразователем ПСГ-500, шкаф управления выносится отдельно. На механизме подачи установлены переключатель, осуществляющий реверсирование двигателя, кнопка для включения подачи проволоки при ее заправке в держатель и штепсельный разъем для подсоединения проводов управления. Механизм подачи соединяется со шкафом управления гирляндой проводов с двумя штепсельными разъемами. Включается механизм подачи нажатием кнопки пуск на держателе. Для надежной подачи проволоки по шлангу механизм, подачи полуавтомата оснащен двумя парами подающих роликов. Все четыре ролика ведущие. Скорость подачи изменяется сменными шестернями. Устанавливается она по следующей зависимости:

— число зубьев ведомой шестерни.

При настройке полуавтомата следует особое внимание уделять правильности сборки узла подающих роликов. Подающие ролики изолированы от валиков и корпуса механизма подачи. Узел сборки подающих роликов показан на рис. 106, а нижний ролик — на "рис. 107. Выбор нижних роликов, соответствующих диаметру проволоки, производят по таблице, расположенной на механизме подачи. Проволока подается по специальному направляющему каналу. Сварочный ток подводится по отдельному кабелю. Полуавтомат А-765 комплектуется тремя видами держателей — молотковым (А-792М), пистолетным (А-793М) и облегченны м( А-836Р) (рис. 108).

Молотковый и пистолетный держатели комплектуются направляющими каналами длиной 3,5 и 1,5 м, имеющими внутренний диаметр 4,7 мм, и сварочным проводом, рассчитанным на силу тока до 450 а. Держатель облегченного типа комплектуется направляющим каналом длиной 3,3 м с внутренним диаметром 3,2 мм. Сварочный провод этого держателя рассчитан на ток до 300 а.

Проволоками малого диаметра — 2,0—2,3 мм. Полуавтомат А-765 можно использовать для сварки порошковой проволокой в углекислом газе. В этом случае он комплектуется держателями А-921М (для проволоки диаметром до 2,3 мм) или А-1231 (для проволоки диаметром до 3,5 мм) и набором газовой аппаратуры, включающей подогреватель газа, газовый редуктор, прибор для измерения расхода газа, осушитель газа.

Универсальный полуавтомат А-1035М предназначен для сварки и наплавки самозащитной порошковой проволокой и в углекислом газе. Есть компоновки этого полуавтомата, позволяющие использовать его для сварки под флюсом и в углекислом газе проволокой сплошного сечения.

Ниже приведены технические данные полуавтомата А-1035М

Полуавтомат состоит из следующих основных узлов: механизма подачи электродной проволоки, держателей с набором сменных узлов, тележки, шкафа управления, фигурки для электродной проволоки и газовой аппаратуры.

Устройство этих узлов не имеет существенных конструктивных отличий от устройства узлов полуавтомата А-765. При сварке в углекислом газе на тележке устанавливается отсекатель газа. Шкаф управления расположен непосредственно возле источника питания или устанавливается на нем.

Полуавтомат комплектуется источниками питания — сварочными преобразователями типа ПСГ-500 или ПСУ-500, или выпрямителем ВС-500.

В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработана единая унифицированная группа (ПС-5) полуавтоматов А-1197 для сварки и наплавки проволокой сплошного сечения и порошковой проволокой. В зависимости от варианта исполнения полуавтомата сварку или наплавку можно выполнять в углекислом газе, под флюсом или самозащитной порошковой проволокой.

Унификация полуавтоматов в значительной мере упрощает организацию централизованного производства запасных узлов, а также быстроизнашивающихся деталей. Полуавтомат А-1197 имеет такие технические данные:

В каждый полуавтомат независимо от компоновки и способа сварки входят следующие основные узлы: механизм подачи, шкаф управления, сварочные провода и провода цепей управления.

В зависимости от способа сварки полуавтомат комплектуется держателями для сварки в углекислом газе и узлами газовой аппаратуры либо держателем для сварки самозащитной порошковой проволокой.

Полуавтомат может быть укомплектован тележкой и фигуркой для большого объема проволоки (стационарный вариант) или кронштейном и катушкой для малого объема электродной проволоки (переносной вариант).

Все полуавтоматы в основном исполнении комплектуются одним держателем. Комплектация полуавтоматов двумя держателями оговаривается специальным заказом.

Характеристика полуавтоматов группы ПС-5 приведена в табл. 51,

При использовании полуавтоматов ПШ-5, ПШ-54, А-537 и других, имеющих одну пару подающих роликов, для увеличения надежности подачи проволоки по шлангам можно рекомендовать специальную приставку с двумя парами подающих роликов, привод

которых осуществляется с помощью шестеренчатой передачи от ведущего вала подающего механизма.

Иногда для повышения надежности подачи проволоки применяют ролики, выполненные в форме шестеренчатой пары. Конструкция и параметры таких роликов применительно к полуавтомату А-765 приведены в табл. 52.

Для автоматической сварки порошковой проволокой используют с небольшими переделками серийные сварочные тракторы и подвесные головки ТС-17 Р , АБС и др. Переделке подвергаются мундштуки, узел подающих роликов и кассеты. Последние чаще всего заменяют фигурками.

Для сварки порошковой проволокой с принудительным формированием вертикальных швов или наклонных (угол наклона от вертикали не более 45°) применяется аппарат А-1150 (рис. 109). Аппаратом возможна сварка криволинейных швов с радиусом кривизны не менее 2 м.

Для сварки горизонтальных швов па вертикальной плоскости Институтом электросварки им. Е. О. Патона разработан аппарат А-1325.

Для автоматической приварки трубок к трубным решеткам при изготовлении теплообменных аппаратов применяют аппарат А-946 (рис. 110).

Па ряде заводов для защиты органов дыхания сварщика от сварочного аэрозоля и газов успешно применяют сварочные щитки и маски с отдувом потока вредных выделений сжатым воздухом. Опробуются также устройства для отсоса аэрозоля, монтируемые непосредственно на держателях полуавтоматов. Применение указанных приспособлений позволяет резко улучшить условия труда сварщиков и повысить производительность сварки.

Сварочный полуавтомат – это аппарат для полуавтоматической сварки с механизированной подачей сварочной проволоки. Основные компоненты сварочного полуавтомата представлены на рисунке ниже.

Рисунок. Компоненты сварочного полуавтомата

По назначению сварочные полуавтоматы можно разделить на:

• сварочные полуавтоматы для сварки в защитных газах;

• сварочные полуавтоматы для сварки под флюсом;

• сварочные полуавтоматы для сварки порошковой проволокой;

• универсальные сварочные полуавтоматы.

Сварочные полуавтоматы для сварки в защитных газах обеспечивают подвод газа в зону сварки, снабжены газовым клапаном, останавливающим подачу газа после прекращения процесса сварки.

Сварочные полуавтоматы для сварки под флюсом имеют специальную горелку с воронкой для засыпания флюса. У них более мощный механизм подачи проволоки, поскольку для сварки под флюсом обычно используются проволоки большего диаметра, чем для сварки в защитных газах.

В сварочных полуавтоматах для сварки порошковой проволокой применяется специальная конструкция подающих роликов для предотвращения сплющивания проволоки.

Универсальные сварочные полуавтоматы снабжены дополнительными компонентами (сварочными горелками, роликами и т.д.), позволяющими применять их для различных способов сварки (например, для полуавтоматической, ручной и аргонодуговой сварки).

Механизмы подачи проволоки, используемые в сварочных полуавтоматах

Основные компоненты механизма подачи проволоки – электродвигатель, редуктор и подающие ролики.

Таблица. Классификация механизмов подачи проволоки, применяемых в сварочных полуавтоматах.

Дуговая сварка порошковыми проволоками 
Сварка под флюсом, особенно полуавтоматическая, затруднена из-за невозможности точного направления электрода в разделку и наблюдения за образованием шва. При сварке в защитных газах надежность защиты может нарушаться из-за сквозняков, забрызгивания газовых сопл и т. п. В этих условиях применение порошковых проволок, сочетающих в себе положительные свойства открытых стальных электродов (защита, легирование и раскисление расплавленного металла), и механизированной сварки проволоками сплошного сечения (высокая производительность) представляет большие производственные преимущества, особенно монтажных условиях. Этому способствует и отсутствие газовой аппаратуры (баллонов, шлангов, газовых редукторов), флюса и флюсовой аппаратуры, усложняющих процесс сварки или повышающих его трудоемкость (засыпка и уборка флюса и др.). 
Возможность наблюдения при полуавтоматической сварке за направлением электрода в разделку, особенно при сварке с его поперечными колебаниями, а также за образованием шва - основные пре-имущества сварки порошковыми проволоками. Изменение состава наполнителя сердечника порошковой проволоки позволяет воздействовать на химический состав шва и технологические характеристики дуги. 
 
Сущность способа. 
 
Конструкция порошковой проволоки определяет некоторые особенности ее расплавления дугой. Сердечник проволоки на 50-70% состоит из неметаллических материалов и поэтому его электросопротивление велико - в сотни раз больше, чем металлической оболочки. Поэтому практически весь сварочный ток проходит через металлическую оболочку, расплавляя ее. Плавление же сердечника, расположенного внутри металлической оболочки, происходит в основном за счет теплоизлуче-ния дуги и теплопередачи от расплавляющегося металла оболочки. Ввиду этого сердечник может выступать из оболочки, касаться ванны жидкого металла или переходить в нее частично в нерасплавленном состоянии. Это увеличивает засорение металла шва неметаллическими включениями. 
 
 
Техника сварки. Обычно порошковые проволоки используют для сварки шланговыми полуавтоматами. Ввиду возможности наблюдения за образованием шва техника сварки стыковых и угловых швов в различных соединениях практически не отличается от техники их сварки в защитных газах плавящимся электродом. Однако образование на поверхности сварочной ванны шлака, затекающего при некоторых условиях в зазор между кромками в передней части сварочной ванны, затрудняет провар корня шва. При многослойной сварке поверхность предыдущих слоев следует тщательно зачищать от шлака. 
Сварка порошковыми проволоками имеет свои недостатки. Малая жесткость трубчатой конструкции порошковой проволоки требует применения подающих механизмов с ограниченным усилием сжатия проволоки в подающих роликах. Выпуск проволоки в основном диаметром 2,6 мм и более, требуя применения для устойчивого горения дуги повышенных сварочных токов, позволяет использовать их для сварки только в нижнем и редко в вертикальном положении. Это объясняется тем, что образующаяся сварочная ванна повышенного объема, покрытая жидкотекучим шлаком, не удерживается в вертикальном и потолочном положениях силой поверхностного натяжения и давлением дуги. 
 
Наличие на поверхности сварочной ванны шлака, замедляя кристаллизацию расплавленного металла, также ухудшает условия образования шва в пространственных положениях, отличных от нижнего. Существенный недостаток порошковых проволок, сдерживающий их широкое промышленное применение, - повышенная вероятность образования в швах пор, вызываемая наличием пустот в проволоке. Кроме того, нерасплавившиеся компоненты сердечника, переходя в сварочную ванну, способствуют появлению газообразных продуктов. Диссоциация мрамора, окисление и восстановление углерода при нагреве и плавлении ферромарганца в сочетании с мрамором и другие процессы также могут привести к образованию в металле сварочной ванны газовой фазы. В результате этого в швах появляются внутренние и поверхностные поры. 
В этих условиях режим сварки (сила тока, напряжение, вылет электрода) оказывает большое влияние на возможность возникновения в швах пор. Повышает вероятность образования пор также влага, попавшая в наполнитель при хранении проволоки, а кроме того, смазка и ржавчина, следы которых имеются на металлической ленте. 
Порошковую проволоку можно использовать и при сварке в углекислом газе. Вероятность образования в швах пористости в этом случае снижается. В зависимости от состава наполнителя для сварки используют постоянный ток прямой или обратной полярности от источников с жесткой или крутопадающей характе-ристикой.

1. Современное состояние технологии

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей.

Сварку классифицируют по следующим признакам:

-физическим - форма энергии, используемая для образования сварного соединения определяет класс сварки (плавление, давление), вид источника энергии, непосредственно применяемого для образования сварного соединения, определяется видом сварки;

-техническим - способ защиты металлов в зоне сварки; непрерывность процесса сварки; степень механизации процесса сварки;

-технологическим - устанавливают для каждого вида сварки отдельно.

Для восстановления деталей машин и механизмов наиболее эффективными видами сварки (наплавки) являются:

-сварка плавлением: дуговая (покрытым  электродом, под флюсом, в среде  защитных газов, порошковой проволокой); электрошлаковая; электроннолучевая; литейная; термитная; индукционно-металлургическая; газовая; газопорошковая.

Технический прогресс в промышленности неразрывно связан с постоянным совершенствованием сварочного производства. Сварка, наплавка, напыление, упрочнение и резка металлов являются основными технологическими процессами при ремонте и восстановлении деталей машин и механизмов.

Доля сварочно-наплавочных работ при ремонте деталей подвижного состава составляет 40%. В настоящее время разработан ряд эффективных технологий, позволяющих восстанавливать и упрочнять изношенные поверхности, заваривать трещины деталей из различных металлов и сплавов.

2. Вопросы теории

Сущность способа сварки порошковой проволокой. Порошковая проволока представляет собой непрерывный электрод трубчатой или другой, более сложной конструкции с порошкообразным наполнителем - сердечником. Сердечник состоит из смеси минералов, руд, ферросплавов металлических порошков, химикатов и других материалов. Назначение различных составляющих сердечника подобно назначению электродных покрытий - защита расплавленного металла от вредного влияния воздуха, раскисление, легирование металла, связывание азота в стойкие нитриды, стабилизация дугового разряда и др. Составляющие сердечника должны, кроме того, удовлетворять общепринятым требованиям, предъявляемым ко всем сварочным материалам: обеспечивать хорошее формирование швов, легкую отделимость шлаковой корки, провар основного металла, минимальное разбрызгивание металла, отсутствие пор, трещин, шлаковых включений и других дефектов, определенные механические свойства швов и сварных соединений и т.д.

Порошковые проволоки используются для сварки без дополнительной защиты зоны сварки, а также для сварки в защитных газах, под флюсом, электрошлаковой. Проволоки, используемые для сварки без дополнительной защиты, называются самозащитными. Входящие в состав сердечника таких проволок материалы при нагреве и расплавлении в дуге создают необходимую шлаковую и газовую защиту расплавленного металла. В настоящее время наибольшее распространение получили порошковые проволоки для сварки в углекислом газе и самозащитные порошковые проволоки.

В зависимости от диаметра и состава порошковой проволоки сварка может осуществляться во всех трех пространственных положениях.

Схема процесса сварки самозащитной порошковой проволокой со свободным формированием шва приведена на рис. 1. Электрическая дуга возбуждается между оболочкой 1 порошковой проволоки и основным металлом 10. За счет тепла, выделяемого в дуге, плавятся оболочка и сердечник 2 проволоки. Расплавившийся металл оболочки и сердечника образует на торце проволоки капли 3, которые растут и переносятся в сварочную ванну 5. При расплавлении минералов, руд и химикатов, входящих в состав сердечника, образуется шлак 6, покрывающий тонким слоем капли и сварочную ванну. Дуга 4 горит между каплей или оболочкой и сварочной ванной. При разложении карбонатов и органических материалов сердечника' выделяются газы 9, которые защищают расплавленный металл от воздуха.

Рис. 2.1. Схема процесса сварки садозащитной порошковой проволокой

Рис. 2.2. Схема процесса сварки порошковой проволокой в углекислом газе: 1 - проволока; 2 - токоподвод; 3 - сопло; 4 - углекислый газ

При удалении дуги жидкий металл сварочной ванны кристаллизуется, образуя сварной шов 7, покрытый слоем затвердевшего шлака 8.

Порошковая проволока может использоваться также для сварки с принудительным формированием (рис. 3).

Рис. 2.3. Схема электродугового процесса сварки с принудительным формированием порошковой проволокой: а) - в углекислом газе; б) - открытой дугой; 1) - порошковая проволока; 2) - свариваемый металл; 3) - шлак; 4) - ползуны; 5) - сварочная ванна; 6) - шов

Классификация сварочных порошковых проволок. Порошковые проволоки могут быть классифицированы по назначению, способу защиты металла от влияния воздуха, типу сердечника, механическим свойствам металла шва.

Назначение проволоки определяется классом свариваемого металла. Порошковые проволоки применяются для сварки малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Наиболее широкое распространение получили проволоки для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей.

По способу защиты порошковые проволоки делятся на два вида:

) самозащитные;

) для сварки с дополнительной  защитой газом или флюсом.

В зависимости от состава сердечника проволоки, применяющиеся в нашей стране, можно разделить на пять типов - рутил-органические, рутиловые, карбонатно-флюоритные, рутил-флюоритные, флюоритные.

Сердечник проволоки рутил-органического типа состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, гранит и др.)

В качестве раскислителей используется ферромарганец, а газообразующими материалами служат крахмал или целлюлоза. Проволоки с сердечником рутил-органического типа используются как самозащитные.

В состав сердечника проволок рутилового типа входят в основном рутиловый концентрат, алюмосиликаты и руды. Раскислителями служат ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, ферроалюминий. Проволоки с сердечником рутилового типа используются с дополнительной защитой углекислым газом.

В сердечник проволоки карбонатно-флюоритного типа вводят в качестве газообразующих материалов карбонаты кальция, магния, натрия. В качестве шлакообразующих материалов используют рутиловый концентрат, алюмосиликаты, окислы щелочноземельных металлов, флюоритовый концентрат. Раскисляют металл ферромарганцем, ферросилицием. Для дополнительного раскисления металла и связывания азота в нитриды в сердечник проволок этого типа иногда вводят титан и алюминий. Проволоки с сердечником карбонатно-флюоритного типа чаще всего используют как самозащитные, но применяют и в сочетании с дополнительной защитой углекислым газом.

В состав сердечника проволок рутил-флюоритного типа входят в основном рутиловый и флюоритовый концентраты, в качестве шлакообразующих иногда вводят окислы щелочноземельных металлов, алюмосиликаты. Раскислителями служат ферромарганец и ферросилиций. Проволоки с сердечником этого типа применяются, как правило, с дополнительной защитой углекислым газом.

Сердечник проволок флюоритного типа в основном состоит из флюоритового концентрата, в небольших количествах вводят окислы щелочноземельных металлов. Для раскисления металла применяют ферромарганец, алюминий, магний. Алюминий также связывает азот металла сварочной ванны в нитриды. Проволоки с сердечником флюоритного типа используются как самозащитные.

В сердечники проволок всех типов с целью увеличения производительности сварки и придания благоприятных сварочно-технологических свойств вводят железный порошок.

Классификация проволок по механическим свойствам наплавленного металла пока еще не утверждена. Обычно по этому признаку свойства швов, выполненных порошковыми проволоками, сравнивают со свойствами швов, выполненных электродами различных типов, регламентированных ГОСТ ом 9467-60.

Рис. 2.4. Конструкции порошковой проволоки

Рис. 2.4. Конструкции порошковой проволоки

Конструкции порошковых проволок. Из применяющихся конструкций порошковых проволок (рис. 4) наиболее распространены проволоки трубчатой конструкции (а, б, в). Введение части оболочки внутрь сердечника (г, д, е, ж, з)обеспечивает более равномерное плавление его и более эффективную защиту металла от воздуха.

3. Состав, структура и  свойства основного и присадочного  материала

.1 Основной материал

Таблица 3.1 Химический состав стали Ст3Гпс

Углерод0.14-0.22%,Кремний<0.15%,Марганец0,8-1.1%Сера<0.050%Фосфор<0.040%Хором<0.030%Никель<0.030%Медь<0.030%Мышьяк<0.080%Азот<0.010%

ГОСТ 14637-89. Назначение, Листовой прокат толщиной от 10 до 36 мм - для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках и температурах от - 40 до + 425°С; толщиной свыше 30 мм - для несущих элементов сварных конструкций, работающих при переменных нагрузках и температурах от - 20 до +425°С; для ненесущих элементов сварных конструкций, работающих при температурах от - 40 до +425°С, при условии заказа и поставки с гарантируемой свариваемостью.

Таблица 3.2. Механические свойства стали Ст3Гпс

Толщина прокатаДо 20 мм;Временное сопротивление разрывуGв=370-490 Н/мм2;Предел текучестиGт= 245 Н/мм2;Относительное удлинениеGS= 26%;Ударная вязкость, кгс м /см2 при температуре:+209,1-199 Дж /см2;-4026-113 Дж /см2;3.2 Присадочный материал

Порошковые проволоки классифицируют по следующим основным признакам: назначению, способу защиты расплавленного металла от воздуха, составу сердечника и механическим свойствам металла шва. В зависимости от диаметра, конструкции, состава проволок, их сварочно-технологических характеристик порошковые проволоки могут быть предназначены для сварки сталей, цветных металлов и их сплавов, чугуна и т.д.

К самозащитной порошковой проволоке предъявляется ряд требований, от выполнения которых зависит возможность ее широкого производственного применения. Это - обеспечение высокой производительности процесса, широкого диапазона рабочих режимов сварки, хорошего формирования швов и отделимости шлаковой корки, малых потерь металла на разбрызгивание, высоких механических свойств металла шва, приемлемых санитарно-гигиенических характеристик, стойкости против образования дефектов - пор, трещин, шлаковых включений и т.д. К самозащитным проволокам относятся марки ПП-1ДСК, ПП-2ДСК, ПП-АН1, ПП-АНЗ, ПП-АН7, ПП-АН11, ПП-АН17, ПП-АН19, СП-2, ПП-2ВДСК.

Самозащитные порошковые проволоки рекомендуется применять для сварки на открытых монтажных площадках и в полевых условиях.

В соответствии с рекомендациями выбираем сварочную проволоку ПП-АН17.

Таблица 3.3. Химический состав сварочной проволоки ПП-АН17

Углерод 0.090.12%Марганец 0.81.4%Кремний 0.20.5%

ПП-АН17 - для сварки швов во всех пространственных положениях. В проволоке этой марки отсутствуют гигроскопичные материалы. При плавлении образуется шлак с хорошими физическими свойствами, препятствующий стеканию металла с вертикальной плоскости. Это позволяет выполнять сварку вертикальных швов способом сверху - вниз.

4. Технологический процесс

.1 Расчет режимов сварки

Целесообразность предварительного подогрева определяется по углеродному эквиваленту, рассчитывается по формуле 4.1:

(4.1)

Где - С, P, Сr, Mn, Cu, Ni - содержание соответствующего химического элемента, %,

S - толщина свариваемого металла, мм.

Если Сэ < 0,8, сварку можно выполнять без предварительного подогрева основного металла. Если же Сэ > 0,8, возможно возникновение трещин в зоне термического влияния, необходим подогрев. Рассчитаем углеродный эквивалент для Стали 40Х, определив нужен ли подогрев по формуле 1.

Следовательно, Сэ = 0,407 < 0,8, то сварку выполним без подогрева основного металла.

Вероятность появления при сварке горячих трещин можно по показателю Уилкинсона:

H.C.S = (4.2)

Тогда:

H.C.S =

Для механизированной сварки открытой дугой без дополнительной защиты зоны сварки применяют специальные порошковые проволоки, представляющие собой гибкую стальную трубку диаметром 1,0+3,2 мм с заполненной сердцевиной порошкообразным флюсом, который используется как для защиты зоны сварочной дуги и ванны от воздействия кислорода воздуха, так и для легирования металла шва и его раскисления.

Наиболее широкое применение в России для сварки нашли проволоки марок ПП-АН1, ПП-АНЗ и проволоки ПП-АН4, ПП-АН17.

Порошковые проволоки обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами, минимальной токсичностью газов и пыли, обеспечивают малое разбрызгивание металла, хорошее формирование шва и отделение шлаковой корки.

Сварку выполняют на постоянном токе обратной полярности. Подготовка кромок под сварку такая же, как и при сварке в С02сплошной проволокой.

Рекомендуемые режимы сварки порошковой проволокой можно увидеть в табл. 4.1.

Таблица 4.1. Режимы сварки порошковой проволокой

Толщина свариваемых листов, ммПараметры режимаI, АU, ВVсв, м/чВылет проволоки, ммПорошковые проволоки ПП-АН-17. dэ-3.0 мм; -13 г./А ч3-6200-24024-2510015 - 208-20250-30025-2712015 - 20

.2 Технологическая инструкция  и технологические карты

Технологическая карта

ОперацияЭскизы1. Сварка нижнего листа №1 диска c продольным листом №2. 1.1 Прихватка Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс, S=10 мм, S=20 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Без раздела кромок установить и прихватить на позиции 1 на расстоянии 50 мм.1. Сварка нижнего листа №1 диска c продольным листом №2. 1.2 Сварка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс, S=10 мм, S=20 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Поворотная колонна. сварить на позиции 1.2. Сварка листов №1,2 с диафрагмой №6 2.1. Прихватка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Без раздела кромок установить и прихватить на позиции 1 расстоянии 50 мм.2. Сварка листов №1,2 с диафрагмой №6 2.2. Сварка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765 Приспособление: Сборочная плита. Сварить по контуру поз 1.3. Сварка верхнего листа №4 с накладкой №8. 3.1Прихватка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Прихватить на позициях на расстоянии друг от друга 50 мм3. Сварка верхнего листа №4 с накладкой №8. 3.2 Сварка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Сварить на позициях4. Сварка верхней конструкции п 3 с нижней п 2 и ребра №7. 4.2 Прихватка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. прихватить на позициях в не замкнутом контуре с 16 ти сторон на расстоянии друг от друга 50 мм.4. Сварка верхней конструкции п 3 с нижней п 2 и ребра №7. 4.2 Сварка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Струбцины прихваты. Сварить на позициях в не замкнутом контуре с 16 ти сторон.5. Сварка коробки с продольными листами №3 и косынкой №7 5.2 Прихватка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Струбцины прихваты. Прихватить на позиции 1, в замкнутом контуре на расстоянии 30 мм с 2х сторон. Прихватить на позиции 2 в не замкнутом контуре.5. Сварка профиля с продольными листами №3 5.2 Сварка. Сварочный материал и толщина: Ст3Гпс S=10 мм. Марка и диаметр электрода: ПП-АН17, d=3 мм Режимы сварки: - сила сварочного тока I=250A. - напряжение дуги U=25В. Оборудование: Полуавтомат А-765. Приспособление: Сборочная плита. Струбцины прихваты. Швеллера. Сварить на позиции 1 в замкнутом контуре с 2х сторон. 2 сварить в не замкнутом контуре