Рисунок 4 - Схема заваривания замыкания кольцевого шва
При уменьшении плавильного пространства до колебания электрода останавливают и сварку продолжают до нарушения устойчивости электрошлакового процесса, после чего процесс прекращают, а оставшуюся небольшую полость заваривают ручной сваркой.
5.3.1.3 Сварка плавящимся мундштуком
Перед началом сварки, соединив сварочный аппарат и установленный в завариваемом зазоре кармана электроизолированный от кромок заготовок плавящийся мундштук, заправляют проволоку в каналы плавящегося мундштука. На дно завариваемого зазора кармана засыпают стальной порошок, крупку или стружку. На слой стружки засыпают 20-30 % общего объема флюса и завариваемый зазор закрывают устройствами для формирования поверхности шва. Места неплотного прилегания формирующих устройств к поверхности свариваемых заготовок замазывают глиной. В качестве формирующих устройств используют составные медные водоохлаждаемые накладки.
Сварку начинают всеми электродами или поочередно вводят их по одному при скорости подачи 150-170 м/ч. Напряжение холостого хода источника питания должно быть 48-50 В. После установления стабильного дугового процесса скорость подачи проволоки снижают до (95±5) м/ч, в зазор досыпают флюс.
После образования шлаковой ванны требуемой глубины скорость подачи электродов увеличивают до расчетной, проверяют напряжение сварки и проводку сварки заготовок.
При самопроизвольной остановке проволоки ее подачу возобновляют при оплавлении низа мундштука шлаковой ванной.
5.3.2 Требования к режимам и параметрам ЭШС
ЭШС выполняют одной, двумя или тремя электродными проволоками.
Расстояние между сварочными проволоками d, мм, определяют по формуле
(3)
Значение - 17-18 мм. Значение - 4-5 мм при глубине канавки в ползуне формируемого устройства от 1 до 2 мм. При глубине канавки в ползуне от 8 до 10 мм .
Скорость сварки, напряжение сварочного тока на электродных проволоках, количество электродных проволок должны соответствовать указанным в таблице 5.
Таблица 5
|
Толщина свариваемых кромок заготовок, мм |
Количество электродных проволок |
Напряжение сварочного тока, В |
Скорость сварки, м/ч |
|
|
с колебаниями проволок |
без колебаний проволок |
|||
|
30-40 |
1 |
1 |
43-44 |
2,0-2,5 |
|
41-50 |
1 |
1 |
44-45 |
1,5-1,8 |
|
51-100 |
1 |
2 |
45-48 |
1,0-2,0 |
|
101-150 |
1 |
3 |
46-50 |
0,7-1,0 |
|
151-200 |
2 |
- |
48-50 |
0,6-0,8 |
|
201-300 |
2, 3 |
- |
50-52 |
0,5-0,7 |
|
301-450 |
3 |
- |
50-55 |
0,4-0,6 |
Глубина шлаковой ванны при ЭШС любой толщины металла должна быть 40-50 мм; длина сухого вылета электродной проволоки - 80-100 мм; скорость поперечных колебаний электродных проволок в завариваемом зазоре должна составлять 40 м/ч; время остановки электродных проволок у ползунов - 4-5 с.
Расположение электродных проволок в завариваемом зазоре при ЭШС с поперечными колебаниями должно соответствовать указанному на рисунке 5.
Рисунок 5 - Схема расположения электродных проволок в завариваемом зазоре при ЭШС с поперечными колебаниями
Скорость подачи электродной проволоки Vп, м/ч, определяют по формуле
. (4)
Силу сварочного тока I, А, на одной электродной проволоке определяют по формуле
(5)
Скорость подачи электродной проволоки Vп, м/ч, при сварке плавящимся мундштуком определяют по формуле
(6)
При ЭШС плавящимся мундштуком скорость сварки и напряжение сварочного тока на мундштуке должно соответствовать указанным в таблице 6.
Таблица 6
|
Толщина свариваемых заготовок, мм |
Скорость сварки, м/ч |
Критическая скорость подачи электродной проволоки, м/ч |
Напряжение сварочного тока на мундштуке, В |
|
|
при δм = (5±1), мм |
при δм = (9±1), мм |
|||
|
30-60 |
1,0 |
170 |
43-44 |
40-42 |
|
61-100 |
0,70-0,80 |
160 |
44-45 |
42-43 |
|
101-200 |
0,60-0,65 |
140 |
44-45 |
43-44 |
|
201-400 |
0,50-0,55 |
130 |
45-46 |
44-45 |
|
401-800 |
0,45-0,50 |
120 |
46-47 |
45-46 |
|
801-1000 |
0,40-0,45 |
110 |
47-48 |
46-47 |
|
1001-2000 |
0,30-0,35 |
110 |
48-50 |
46-47 |
|
2001-3000 |
0,28-0,30 |
110 |
48-50 |
47-48 |
Скорость подачи электрода должна быть не более критических значений, приведенных в таблице 6.
Суммарный сварочный ток I, А, определяют по формуле
. (7)
Требуемый объем флюса VF см3, определяют по формуле
(8)
Для выполнения ЭШС необходимо следующее сварочное оборудование:
- комплект сварочной аппаратуры с источником сварочного тока;
- устройства для закрепления (перемещения или вращения) свариваемых заготовок;
- устройства для перемещения вдоль завариваемого зазора сварочного аппарата и (при необходимости) сварщика-оператора.
5.4.1 Требования к основному технологическому оборудованию
Основное оборудование состоит из собственно сварочного аппарата с системой управления и источника питания.
При ЭШС электродными проволоками сварочный аппарат должен обеспечить:
- подачу электродной проволоки в зону сварки с заданной скоростью;
- перемещение аппарата вверх вдоль шва со скоростью сварки;
- возвратно-поступательное движение электродных проволок в завариваемом зазоре между заготовками;
- перемещение водоохлаждаемых ползунов формирующего устройства для принудительного формирования наружной поверхности сварных швов.
Скорость подачи электродной проволоки регулируют, как правило, от 65 до 480 м/ч. Скорость перемещения сварочного аппарата при сварке регулируют от 0,15 до 9,0 м/ч. В сварочных аппаратах для ЭШС плавящимся мундштуком скорость подачи электродной проволоки регулируют от 14 до 306 м/ч.
Источник питания переменного или постоянного тока для ЭШС должен иметь жесткую или пологопадающую характеристику и возможность регулирования напряжения под нагрузкой. Оборудование должно обеспечить сварку без вынужденных остановок.
5.4.2 Требования к вспомогательному технологическому оборудованию Вспомогательное оборудование при ЭШС обеспечивает установку и перемещение заготовок перед сваркой и в процессе сварки шва, крепление и перемещение сварочного аппарата, возможность обслуживания зоны сварки.
Сборку заготовок и установку их в удобное для сварки положение выполняют на универсальных и специализированных сборочно-сварочных стендах. При сварке кольцевых швов для вращения изделия со скоростью сварки используют роликовые стенды и торцевые вращатели.
Допускается применение роликовых стендов с приводными роликами.
Для крепления и перемещения сварочных аппаратов используют рельсовые колонны, тележки и порталы. Для обслуживания зоны сварки сварщиком-оператором при необходимости используют подъемные площадки.
При ЭШС к технологической оснастке относят формирующие устройства: ползуны, неподвижные (переставные) накладки для формирования наружной поверхности сварного шва, устройства для их крепления, входные карманы, выходные планки.
Формирующие устройства (ползуны) должны плотно прилегать к поверхности свариваемых кромок с целью предотвращения вытекания из завариваемого зазора жидкого шлака и металла.
Ползуны и накладки изготовляют из меди марок M1 и М2 по ГОСТ 859. Их рабочие поверхности должны соответствовать требованиям ГОСТ 15164.
Для обеспечения требуемого теплоотвода формирующие устройства имеют каналы для протекания охлаждающей воды.
Длину неподвижной накладки определяют длиной свариваемого шва.
Переставные накладки применяют длиной 250-350 мм. Для хорошего прилегания с целью предотвращения вытекания шлака в переставных накладках вверху и внизу делают скосы под углом 45°.
Для крепления накладок используют клинья и Г-образные скобы из листа толщиной 10-15 мм. Скобы приваривают в зависимости от состояния поверхности и конфигурации шва через (370±130) мм.
Входной карман и выводные планки изготовляют из стального листа толщиной 50-100 мм.
Входной карман и выводные планки вместе с формирующими устройствами должны обеспечить удержание шлаковой ванны при начале и завершении ЭШС.
Пооперационный контроль проводят на всех технологических операциях ЭШС от обработки заготовок до отделения начальных карманов и выводных планок.
В процессе сварки проверяют:
- напряжение сварки;
- силу сварочного тока;
- глубину шлаковой ванны;
- скорость подачи электродной проволоки;
- скорость сварки;
- расстояние, на которое приближается электрод к формирующему устройству при возвратно-поступательном перемещении его вдоль зазора;
- положение электрода относительно свариваемых кромок;
- значение сухого вылета электрода;
- температуру воды в формирующих устройствах;
- качество поверхности шва.
Напряжение сварки и силу сварочного тока контролируют вольтметрами и амперметрами (класс точности 0,5).
Контроль значений напряжения сварки и силы сварочного тока проводят непрерывно (самописцы) или периодически через (7±3) мин в начале и при завершении сварки и через (25±5) мин на погонной части шва.
Контроль глубины шлаковой ванны проводят механическим щупом через (25±5) мин (при ЭШС с ползунами).
Скорость подачи электродной проволоки контролируют периодически через (7±3) мин по числу оборотов подающего ролика в единицу времени.
Скорость сварки контролируют по количеству пройденных меловых рисок в единицу времени, нанесенных вдоль завариваемого зазора через 0,5 м.
Положение электрода внутри свариваемого зазора контролируют с точностью ±3 мм.
Температура воды в формирующих устройствах не должна превышать 60 "С.
Сварные соединения, выполненные ЭШС, подвергают комплексному контролю, включающему визуальный контроль, ультразвуковую дефектоскопию (только после высокотемпературной обработки) или радиационный контроль (рентген, γ-лучами) в соответствии с ГОСТ 3242.
Визуальным контролем выявляют поверхностные дефекты: непровары, подрезы, трещины, поры, наплывы.
Ультразвуковой дефектоскопией обнаруживают дефекты внутри сварного соединения: расслоения, непровары, подрезы, шлаковые включения, поры и трещины любой ориентации при любой толщине свариваемого металла.
Радиационный метод позволяет обнаруживать те же дефекты в свариваемом металле ограниченной толщины: рентгеновскими лучами - до 70 мм, γ-лучами - до 250 мм.
Участок для ЭШС должен быть расположен в хорошо вентилируемом помещении, по объему и площади соответствующем санитарным нормам.
Участок должен располагаться в непосредственной близости от термических печей или устройств местной термообработки. Желательно, чтобы комплекс ЭШС и термические печи находились в соседних пролетах одного и того же цеха.
Сварочные установки (стенды) должны быть расположены в торце пролета или около цеховых колонн. Это требование обусловлено необходимостью исключить транспортировку грузов цеховыми кранами над установкой или аппаратом во время их работы.
На участке должны быть расположены посты ручной дуговой сварки и газовой резки, станок для очистки и намотки сварочной проволоки, распределительное устройство водоснабжения и слив отработанной воды, устройство автономного водоснабжения, устройство для предварительного, сопутствующего и последующего подогрева свариваемых заготовок. Участок следует размещать в зоне действия цехового крана достаточной грузоподъемности.
Питание участка электроэнергией должно быть преимущественно от отдельного распределительного щита мощностью 500 или 1000 кВ·А.
Сварные соединения, выполненные ЭШС, должны обеспечивать служебные характеристики, установленные конструкторской документацией и нормативным документом на изделие и согласованные с заказчиком.
В случае обнаружения недопустимых дефектов сварные соединения подлежат ремонту. Метод восстановительного ремонта (удаление дефекта, заварка, последующая термо- и механическая обработка) назначается в соответствии с технологическим процессом, разработанным на предприятии, осуществляющем ремонт.
Дефекты швов должны быть полностью удалены механическим путем, а образовавшаяся разделка заварена.
Маркировка должна соответствовать указанной в конструкторской документации или нормативном документе на продукцию. Маркировку следует выполнять в соответствии с ГОСТ 7566.
5.10.1 Требования к транспортированию
Требования к транспортированию проката и изделий дальнейшего передела - по ГОСТ 7566.
Требования к транспортированию отливок и поковок устанавливают в РД и НД на эти изделия. Флюсы следует транспортировать упакованными в бумажные мешки по ГОСТ 2226, масса нетто одного мешка - 20-50 кг.
