Организация производства сварной балки, выполненной автоматической сваркой под слоем флюса

Автоматическую сварку стыковых швов можно вести в один проход с  двухсторонним формированием шва  на флюсовой подкладке и с предварительной  ручной подваркой шва с обратной стороны. Под однопроходную сварку с двухсторонним формированием шва детали должны быть собраны с зазором, обеспечивающим свободное прохождение ножа, крепящего ползун трактора ТС-32. Для свободного продвижения ножа в зазоре кромки свариваемых деталей нельзя обрезать кислородом, Сборку деталей следует производить на «гребенках», удаляемых по мере перемещения сварочного автомата. (Рис. 8) см. приложение (стр. 23).

Рис. 8 Трактор ТС-32

1. Формирующий медный ползун;

2. Нож;

3. Сборочная гребенка, удаляемая  по мере перемещения трактора.

Технологические указания по производству автоматической сварки под флюсом:

1. копираппарат и электрод должны двигаться точно по оси шва;

2. слой флюса должен полностью  закрывать сварочную дугу;

З. при сварке кольцевых швов цилиндрических конструкций электрод следует смещать  от вертикальной оси на 25-60 мм в сторону обратную направлению вращения цилиндра;

4. сварку кольцевого шва следует  начинать на расстоянии не  менее 150 мм от начала или конца предварительно полностью заваренного шва.

Источник питания.

Сварочный выпрямитель типа ВКС-500-1 (Рис. 9)

Назначение

Выпрямитель предназначен для питания  сварочной дуги постоянным током  при ручной и автоматической сварке под слоем флюса.

Рис. 9 Сварочный выпрямитель типа ВКС500-1

Краткое описание

Выпрямитель однопостовой состоит  из силового понижающего трансформатора, выпрямительного блока, пускорегулирующей  и защитной аппаратуры.

Выпрямительный блок собран по шеститактной кольцевой схеме из кремниевых вентилей. Соединяется с трансформатором шинами.

Охлаждение вентилей и трансформатора воздушное принудительное; осуществляется вентилятором. Внешняя вольтамперная  характеристика трансформатора - падающая.

Технические данные

Номинальный сварочный ток….500. А

Пределы регулирования тока…100-650а

Потребляемая мощность………20 кВ-А

Напряжение

питающей сети……………………380 В

номинальное рабочее………….40 В

холостого хода…………………..78 В

Размеры

длина………………………………870 мм

ширина………………….…………650 мм

высота……………………………..1215 мм

Масса………………………………385 кг

Неисправности по работе автоматов  и способы их устранения

Неисправность	Возможные причины	Способ устранения
В процессе сварки наблюдаются, неравномерная подача проволоки  и обрывы дуги при нормально работающем двигателе падающего механизма.	1. сработался падающий  ролик. 2. перегиб в шланге. 3. слабый зажим  проволоки в падающем механизме.	1. заменить подающий  ролик. 2. растянуть шланг,  чтобы не было прогибов. 3. отрегулировать  прижимным роликом  зажим проволоки в  падающем механизме, чтобы не было пробуксовки проволки.
Неустойчивое горение  дуги, сопровождающееся нагревом отдельных контактов в сварочной цепи.	Не обеспечена плотность  контактов в сварочной цепи (зажимов  сварочных приводов на пульте управления и в падающем механизме, крепления  шлангового держателя на подающем механизм, соединения горелки со шлангом).	Проверить рукой нагрев всех контактов сварочной цепи. При  повышенном нагреве обеспечить плотное  соединение контактов.
При замыкании электрода  не возбуждается сварочная дуга.	1. не включен  выключатель на аппаратном ящике 2. не включен источник  сварочного тока.	1. включить выключатель 2.включить источник сварочного  тока.
Усиленный нагрев держателя при сварке на большом токе.	Не поступает вода в  держатель для Охлаждения.	Проверить соединение водяного охлаждения и обеспечить плотность  крепления резиновых трубок к  штуцерам, перегибы в шлангах подачи и отвода воды.
Образование пор.	1. неправильно выбран  химический состав сварочной  проволоки 2. плохая газовая защита.	Заменить проволоку на требуемую.

Возможные неполадки в работе редукторов и их устранение

Неисправности	Причины неисправности	Метод устранения
Пропуск газа в соединениях.	Неплотности: 1. под накидной гайкой; 2. под штуцером  манометра; 3. в кожухе манометра.	подтянуть ключом накидную гайку или сменить фибровые прокладки; подтянуть ключом штуцер манометра  или сменить фибровую прокладку; 3. заменить манометр.
Не поступает или плохо  поступает газа через редуктор.	1. засорение фильтра  редуктора; 2. замерзание редуктора.	1. фильтр вынуть из  штуцера, прочистить и промыть бензином Б-70; 2. отогреть чистыми  тряпками, смоченными.
Падение давления в редукторе.	1. повреждена мембрана; 2. не плотность по периметру;	1. заменить мембрану; 2. устранить не плотность.

При точном соблюдении технологического процесса сварки на выбранном оборудовании мы изготавливаем конструкции, отвечающие всем нормам и требованиям чертежа  на данное изделие.

Применение механизированных сборочно-сварочных  приспособлений облегчает труд сварщика, повышает производительность его труда, а, следовательно, и уровень его  заработной платы.

3.2 Выбор и обоснование  сварочного инструмента

Инструмент сварщика

Рис. 10. сварочного инструмент

Инструмент сварщика - это совокупность орудий, употребляемых им в производстве, а именно: сварочный инструмент (электрододержатели, горелки и д.р.), инструмент для зачистки шва и свариваемых кромок, для подгонки соединяемых деталей, инструмент для наладки сварочного оборудования и приспособлений и мерительный инструмент.

Для зачистки шва и свариваемых  кромок в сварочном производстве применяются:

Молоток-шлакоотделительлитель (рис. 10, а), представляющий собой инструмент с острыми и узкими рабочими поверхностями. Он предназначен для удаления шлаковой корки, особенно с угловых швов или швов, расположенных в узкой, глубокой разделке между кромками.

Проволочные щетки (рис. 10, б) применяются зачистки кромок перед сваркой и для удаления с поверхности шва остатков шлака. Щетки могут быть плоскими (широкими или узкими) или цилиндрическими (в виде кисти) для зачистки швов, расположенных в узком зазоре.

Наряду с ручным для зачистки применяется и механизированный инструмент.

Ручные шлифовальные машинки с пневматическим или электроприводом. Зачистка кромок перед сваркой выполняется шлифовальным кругом, закрепленным на шпинделе двигателя или в ручном приспособлении. В последнем случае шлифовальный круг вращается при помощи гибкого вала, что облегчает условия работы сварщика.

Для удаления с металлических поверхностей непрочно сцепленной окалины, брызг, краски и для других работ применяются  также проволочные щетки (дисковые или торцовые).

Пневматические молотки предназначены для зачистки сварных швов от шлака и брызг, для удаления дефектных участков шва и т.п.

К инструменту сварщика относят  слесарный инструмент для подгонки соединяемых деталей (вилки, струбцины, кувалды), для кантовки горячих деталей, а также инструмент для наладки  сварочного и технологического оборудования.

Сварочные головки

Основные назначения сварочной  головки (подача электродной проволоки  в зону сварки с заданной скоростью  и подвод к ней сварочного напряжения) такие же, как у шланговых полуавтоматов. Однако в автоматах сварочная  головка имеет ряд особенностей, обусловленных непосредственной подачей  проволоки в мундштук, (без гибкого  направляющего шланга), применением  широкого диапазона диаметров проволоки (иногда до 12 мм), большим диапазоном регулирования скоростей подачи, значительным числом корректировочных устройств. Устройство головки сварочного автомата (рис. 11) см. приложение (стр. 34).

Приводные устройства механизма подачи выполнены в основном так же, как  и приводные устройства полуавтоматов. И здесь в большинстве случаев  применяются головки с постоянной скоростью подачи, независимой от напряжения дуги, причем эта скорость может настраиваться отдельными ступенями или плавно в широком  диапазоне. Однако, как уже было установлено, саморегулирование дуги происходит надежно только при плотностях тока в электроде, превышающих некоторое  критическое значение. Так как  при автоматической сварке применяется  более толстая проволока или  даже лента, то иногда могут возникнуть условия, когда восстановление режима при случайных его изменениях недопустимо затягивается или режим  вообще не восстанавливается. С уменьшением  плотности тока в электроде резко  возрастает влияние изменения параметров электрической цепи при колебаниях напряжения, нагрева обмоток источника  питания, нестабильности контактов, изменения  крутящего момента на валу двигателя  подачи, изменения вылета электрода  и др. В этих случаях применяются  автоматические регуляторы. Чаще всего  головки с автоматическим регулированием снабжены регуляторами напряжения дуги, воздействующими на скорость подачи электрода.

Рис. 11. Токоподводящие мундштуки:

а - роликовый, б - колодочный, в - сапожковый,

г - трубчатый; 1 - указатель, 2 - контактирующие ролики, 3 - направляющий штырь,

4, 6 - пружины, 5 - корпус, 7 - колодка подвижная, 8 - токоподвод, 9 - крепление токоподвода,

10 - неподвижная колодка, 11 - гайка,

12 - наконечник, 13 - трубка, 14 - вставка,

15 - токоподвод.

Токоподводящий мундштук предназначен для направления электрода в сварочную ванну и для подвода к нему тока. Мундштуки бывают роликовыми, колодочными, трубчатыми.

Роликовый мундштук (рис. 11, а) имеет два или три контактных, не вращающихся ролика 2,укрепленных на токоведущем корпусе 5. Поджим проволоки к контакту, необходимый для надежного токоподвода, осуществляется пружиной 6.

Колодочный мундштук (рис. 11, б) состоит из двух контактных колодок 7 и 10. Колодка 7 может перемещаться на штыре 3 под действием пружины 4. Ток подводится к обеим колодкам или только к неподвижной колодке.

Для тонкой проволоки (1,6-2,5 мм) пригодны трубчатые мундштуки. Они имеют изогнутую направляющую в горелках для полуавтоматической сварки или направляющую прямую (рис., в). На конец трубки 13 при помощи накидной гайки крепится эксцентрически расположенный наконечник 12,Таким образом, контакт обеспечивается за счет упругих сил в изогнутой проволоке.

Контактирующие детали мундштуков довольно быстро изнашиваются; причинами  износа являются сильное трение, электроэрозия и подгорание контактов. Износ мундштуков снижает точность направления электрода в зону сварки, ухудшает надежность токоподвода, вызывает искрение. Наблюдаются случаи сварки электрода с мундштуком и перерывов в горении дуги. Износ компенсируется поворотом контактирующего ролика 2 или наконечника 12, заменой вкладышей в колодках 7 я 10 или сапожка 15.

Контактирующие детали мундштуков изготавливают из «меди Ml, M2, МЗ или МЦ, бронзы марок Бр. АЖ-9-4, Бр. Х - 0,8, Бр. Б-2 со сменными вставками из твердых сплавов, например, марки ВК-8, МВ-20и др.

3.3 Расчет режимов сварки

Под свариваемостью понимается отношение  металла к основным процессам: тепловому  воздействию на металл в околошовных участках, плавлению, кристаллизации металла в зоне сплавления.

Отношение металла к конкретному  способу сварки и режиму называют технологической свариваемостью.

Физическая свариваемость определяется процессами, протекающими в зоне сплавления свариваемых металлов, в результате которых образуется неразъёмное  сварное соединение.

Свариваемость стали в работе определяется по косвенному методу оценки свариваемости  и заключается в определении  количества углерода в стали.

По свариваемости стали делятся  на четыре группы

Группа свариваемости	Углеродистые ГОСТ 380-71 ГОСТ 1050-60 ГОСТ 1435-54	Конструкционные Легированные ГОСТ 4543-71 ГОСТ 5058-63	Высоколегированные ГОСТ 5632-72 ГОСТ 7419-55 ГОСТ 5952-63
Хорошая	Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст08, 10, 15, 20, 25	15Г, 20Г, 15Х, 15ХА, 20Х, 15ХМ, 20ХГСА, 10ХСНД, 10ХГСНД	08Х20Н14С2, 20Х23Н18, 08Х18Н10, 12Х18Н9Т, 15Х5
Удовлетво- рительная	Ст5, 30, 35	12ХН2, 12ХНЗА, 20ХНЗА, 20ХН, 20ХГСА, 30Х, 30ХМ, 25ХГСА	30Х13, 12Х17, 25Х13Н2
Ограничен- ная	Ст6, 40, 45, 50	35Г, 40Г, 45Г, 40Г2, 35Х, 40Х, 45Х, 40ХМФА, 40ХН, 30ХГС, З0ХГСА, 35ХМ, 20Х2Н4А, 18Х2Н4МА, 4ХС	17Х18Н9, 12Х18Н9, 20Х23Н18, 36Х18Н25С2
Плохая	65, 70, 75, 80, 85, У7, У8, У9, У10, У11, У12	50Г, 50Г2, 50Х, 50ХН, 45ХН3МФА, ХГС, 6ХС, 7Х3	40Х10С2М, 40Х13, 95Х18, Р18, Р9, 9ХС, 8Х3, 5ХНТ, 5ХНВ

Первая группа - хорошо сваривающиеся, у которых Сэкв не более 0,25. Эти стали при обычных способах сварки не дают трещин. Сварка таких сталей выполняется без предварительного и сопутствующего подогрева, без последующей термической обработки.

Вторая группа - удовлетворительно сваривающиеся, у которых Сэкв в пределах 0,25-0,35. Такие стали допускают сварку без появления трещин только в нормальных производственных условиях, когда температура окружающей среды выше 0 С и отсутствует ветер и т.д. В условиях, отличающихся от нормальных, для предупреждения образования трещин сварка сталей этой группы выполняется с предварительным подогревом или с предварительной и последующей термообработкой.

Третья группа с ограниченной свариваемостью Сэкв в пределах 0,35-0,45. К этой группе относят, стали, которые в обычных условиях сварки склоны к образованию трещин. Как правило, сварка таких сталей производится по специальной технологии, регламентирующей режимы предварительной термообработки подогрева и тепловой обработки после сварки.

Четвертая группа с плохой свариваемостью. Стали, входящие в эту группу, наиболее трудно поддаются сварке, склонны к образованию трещин. Сварка и выполняется с обязательной предварительной термообработкой перед сваркой, подогревом в процессе сварки и последующей термообработкой. Сэкв для этих сталей более 0,45. Сэкв = 0,51 сопоставляется с эквивалентными содержанием углерода, по которому определяется свариваемость: при Сэкв= 0,51 - свариваемость хорошая.

Для низколегированной стали 09Г2С  особенностью является низкое содержание и углерода. Она хорошо сваривается  и имеет высокие показатели по ударной вязкости, устойчива к  коррозии и применяется для конструкций  с тяжелым режимом работы.

Химический состав стали С09Г2С

Класс прочн	Уров кон	Угле Не более	Марг Mn	Азот N	Крем Si	Медь Cu	Фосф P	Сер S	Мол Mo	Ва V
К 50	2	0,09	1,3-1,7	0,010	0,6	0,05	0,015	0,010	0,06	0,01

Режимы автоматической сварки под  флюсом

d электродной проволки, мм 4	Толщина металла, мм	Зазор в стыках, мм	Сила сварочного тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость сварки, м/ч	Скорость подачи эл-ой пров-ки, м/ч
	4	0-2	450	28-30	54	64
	5	0-2	470	30-32	-	73
	6	0-2,5	540	-	47,5	-
	8	0-3	600	32-34	-	83
	10	0-4	600-650	34-36	41,5	95
	12	0-5	650-700	-	-	108
	14	-	700-750	36-38	36,5	123
	16	-	750-800	-	32	-
	18	-	850-900	38-40	28	142
	20	-	900-950	-	24,5	164