Способы заполнения шва по длине и сечению кратко
Обновлено: 05.07.2024
В зависимости от размеров и толщины свариваемого металла, швы выполняют различными способами:
Данные швы варятся в один проход.
Схемы от А до Г показывают различные способы наложения валиков, для устранения напряжений:
При сварке также используют многослойную и многопроходную сварку:
Если многослойные швы сваривать на проход каждого слоя, то это может привести к образованию трещин на нижних слоях.
Для избежания этого используют проковку ( простукивание шва, пока он еще горячий), и способы сварки "Горкой" и "Каскадом" :
При сварке Каскадом, весь шов разбивается на участки, длиной по 200мм, и выполняют сварку по схеме.
Способ Горкой является разновидностью сварки каскадом, только выполняется сразу двумя сварщиками одновременно от середины к краям.
При обратноступенчатом методе длинный шов подразделяют на сравнительно короткие участки.
Но методы заполнения швов по сечению различают (рис. 45):
Рис. 45. Сварные швы:
а— однослойный и однопроходной, б— многослойный и многопроходной.
в — многослойный
• — многослойные многопроходные ШВЫ.
Многослойные многопроходные швы отличаются от многослойных тем, что некоторые слои выполняются за несколько проходов, тогда как в многослойных обычных швах каждый шов выполняется за один проход.
Многослойные швы чаще применяют при сварке стыковых соединений, а многопроходные — при сварке угловых и тавровых соединений.
Чтобы нагрев металла Шва был более равномерным по всей его длине, используют также способы двойного слоя, способы заполнения секциями, каскадом и горкой. В основе всех этих — способов — метод обратноступенчатой сварки.
Способ двойного слоя заключается в том, что налоясе — ние второго слоя ведется по еще неостывшему первому слою (после удаления Шлака). Сварка производится на длине 200-400 мм в противоположных направлениях для предотвращения появления горячих трещин.
При сварке толстых стальных листов (20 мм и более) применяют сварку каскадом и горкой. Как показано на рис. 46, заполнение многослойного шва при сварке секциями и каскадом производится по всей толщине свари-
ваемого металла на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается так, чтобы металл в корне шва омел температуру не менее 200 ‘С в процессе выполнения сварного шва по всей толщине. При этом условии металл обладает достаточной пластичностью, и трещины не образуются. Сварка горкой выполняется проходами по всей толщине металла.
В целом многослойная сварка имеет ряд преимуществ перед однослойной сваркой:
— объем сварочной ванны уменьшается, в результате чего увеличивается скорость остывания металла и уменьшается размер зерен;
— небольшая сила сварочного тока при многослойной сварке вызывает расплавление небольшого количества основного металла; вследствие чего химический
Рис. 46. Схемы заполнения многослойного шаа с малым интервалом времени: о — секциями, б — кеск&дом, в — горкой
состав наплавленного металла близок к составу основного металла;
— каждый последующий слой шва термически влияет на металл предыдущего слоя, в результате чего он и око — лошовный металл имеют мелкозернистую структуру с повышенной вязкостью и пластичностью.
Швы по длине выполняют напроход и обратноступенчатым.
Способы заполнения шва по длине и сечению.
Швы по длине выполняют напроход и обратноступенчатым способом.
Сущность способа сварки напроход заключается в том, что шов выполняется от начала до конца в одном направлении.
Обратноступенчатый способ состоит в том, что длинный предполагаемый к исполнению шов делят на сравнительно короткие ступени (рис. 1).
Рис. 1. Схема заполнения швов по длине:
а - на проход, б — от середины к краям, в - обратноступенчатая;
I, II, III, IV — ступени, А — общее направление шва.
По способу заполнения швов по сечению различают однопроходные, однослойные швы (рис. 2, а), многопроходные многослойные (рис. 2,б) и многослойные (рис. 2, в).
Рис. 2. Сварные швы.
Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным. Если некоторые из слоев выполняются за несколько проходов, то такой шов называют многопроходным.
Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные — в угловых и тавровых.
Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняют двойным слоем, секциями, каскадом и блоками, причем в основу всех этих способов положен принцип
о братноступенчатой сварки (рис. 3).
Рис. 28. Схемы заполнения шва при сварке: а - каскадом, б — блоками, в - поперечной горкой: 1 —12 — слои в шве, I, II, III, IV —ступени шва, S — толщина стыка.
Сущность способа двойного слоя заключается в гом, что наложение второго слоя производится по неостывшему первому после удаления сварочного шлака: сварка на длине 200 — 400 мм ведется в противоположных направлениях. Этим предотвращается появление горячих трещин в шве при сварке металла толщиной 15 — 20 мм, обладающего значительной жесткостью. При толщине стальных листов 20 — 25 мм и более для предотвращения трещины применяют сварку каскадом, блоками и поперечной горкой.
Заполнение многослойного шва для сварки секциями и каскадом производится по всей свариваемой толщине на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается такой, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200 °С в процессе выполнения шва по всей толщине. В этом случае металл обладает высокой пластичностью и трещин не образуется. Длина ступени при сварке секциями и каскадной равна 200 — 400 мм.
При сварке блоками многослойный шов сваривают отдельными ступенями, промежутки между ними заполняют по всей толщине слоями. При соединении деталей из закаливающихся при сварке сталей рекомендуется применять сварку блоками, из незакаливающихся (низкоуглеродистых) сталей — лучше (с точки зрения получения мелкозернистой и пластичной структуры) сварку каскадом.
При сварке блоками каждый участок (примерно в 1 м) желательно выполнять отдельным сварщиком. Направление слоев (проходов) на каждом участке желательно менять. Такое одновременное выполнение многопроходного шва по длине и сечению обеспечивает наиболее равномерное распределение температур, что значительно уменьшает общие остаточные деформации свариваемого изделия.
Способ сварки поперечной горкой (рис. 3, в) успешно используется для соединения толстостенных труб (толщина 40 мм и более) слоями по всей толщине одновременно.
Многослойная сварка имеет перед однослойной следующие преимущества:
1. Объем сварочной ванны относительно мал, в результате чего скорость остывания металла возрастает, и размер зерен уменьшается.
2. Химический состав металла шва близок к химическому составу наплавленного металла, так как малый сварочный ток при многослойной сварке способствует расплавлению незначительного количества основного металла.
3. Каждый последующий слой шва термически обрабатывает металл предыдущего слоя, в результате чего металл шва и околошовный имеют мелкозернистое строение с повышенной пластичностью и вязкостью.
Каждый слой шва должен иметь толщину 3—5 мм (при сварке низкоуглеродистой стали) в зависимости от сварочного тока.
При сварочном токе 100 А дуга расплавляет металл на глубину порядка 1 мм, металл нижнего слоя термически обрабатывается толщиной 1 —2 мм с образованием мелкозернистой литой структуры. При сварочном токе 200 А толщина наплавленного слоя может быть увеличена до 4 мм, термическая обработка нижнего слоя произойдет на глубине 2 — 3 мм.
Термическая обработка металла корневого шва с получением мелкозернистой структуры осуществляется нанесением подварочного валика, который выполняется электродом диаметром 3 мм при сварочном токе 100 А.
Перед нанесением подварочного валика корень шва очищают термической строжкой, фрезой, резцом. Подварочный валик накладывается по длине способом напроход.
Термическая обработка металла верхнего слоя выполняется нанесением отжигающего (декоративного) слоя. Толщина отжигающего слоя должна быть минимальной (1—2 мм), обеспечивающей высокую скорость остывания и мелкозернистую структуру металла верхнего слоя. Отжигающий слой выполняется электродами диаметром 5 — 6 мм при токе 200 — 300 А в зависимости от толщины листа, числа слоев и проходов в шве.
Окончание шва. В конце шва нельзя сразу обрывать дугу и оставлять на поверхности металла шва кратер. Кратер может вызвать появление трещины в шве вследствие содержания в нем примесей, прежде всего, серы и фосфора.
При сварке низкоуглеродистой стали кратер заполняют электродным металлом или выводят его в сторону на основной металл.
При сварке стали, склонной к образованию закалочных микроструктур, вывод кратера в сторону недопустим в виду возможности образования трещины.
Не рекомендуется заваривать кратер за несколько обрывов и зажиганий дуги ввиду образования оксидных загрязнений металла.
Лучшим способом окончания шва будет заполнение кратера металлом вследствие прекращения поступательного движения электрода в дугу и медленного удлинения дуги до ее обрыва.
Вопрос 1. Устройство и назначение сварочного трансформатора.
Для дуговой сварки используют как переменный, так и постоянный сварочный ток. В качестве источника переменного сварочного тока применяют сварочные трансформаторы, а постоянного - сварочные выпрямители и сварочные преобразователи.
Источник питания сварочной дуги – сварочный трансформатор - обозначается следующим образом:
ТДМ-317, где:
Т - трансформатор;
Д - для дуговой сварки;
М - механическое регулирование;
31 - номинальный ток 310 А;
7 - модель.
Сварочный трансформатор служит для понижения напряжения сети с 220 или 380 В до безопасного, но достаточного для легкого зажигания и устойчивого горения электрической дуги (не более 80 В), а также для регулировки силы сварочного тока.
Трансформатор (рис. 22) имеет стальной сердечник (магнитопровод) и две изолированные обмотки. Обмотка, подключенная к сети, называется первичной, а обмотка, подключенная к электрододержателю и свариваемому изделию, - вторичной. Для надежного зажигания дуги вторичное напряжение сварочных трансформаторов должно быть не менее 60-65 В; напряжение при ручной сварке обычно не превышает 20-30 В.
8 нижней части сердечника 1 находится первичная обмотка 3, состоящая из двух катушек, расположенных на двух стержнях. Катушки первичной обмотки закреплены неподвижно. Вторичная обмотка 2, также состоящая из двух катушек, расположена на значительном расстоянии от первичной. Катушки как первичной, так и вторичной обмоток соединены параллельно. Вторичная обмотка - подвижная и может перемещаться по сердечнику при помощи винта 4, с которым она связана, и рукоятки 5, находящейся на крышке кожуха трансформатора.
Регулирование сварочного тока производится изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками. При вращении рукоятки 5 по часовой стрелке вторичная обмотка приближается к первичной, магнитный поток рассеяния и индуктивное сопротивление уменьшаются, сварочный ток возрастает. При вращении рукоятки против часовой стрелки вторичная обмотка удаляется от первичной, магнитный поток рассеяния растет (индуктивное сопротивление увеличивается) и сварочный ток уменьшается. Пределы регулирования сварочного тока - 65-460 А. Последовательное соединение катушек первичной и вторичной обмоток позволяет получать малые сварочные токи с пределами регулирования 40-180 А. Диапазоны тока переключают выведенной на крышку рукояткой.
Рис. 22. Сварочный трансформатор:
а - внешний вид; б - схема регулирования сварочного тока
Свойства источника питания определяются его внешней характеристикой, представляющей кривую зависимости между током (I) в цепи и напряжением (U) на зажимах источника питания.
Источник питания может иметь внешнюю характеристику: возрастающую, жесткую, падающую.
Источник питания для ручной дуговой сварки имеет падающую вольт-амперную характеристику.
Напряжение холостого хода источника питания - напряжение на выходных клеммах при разомкнутой сварочной цепи.
Номинальный сварочный ток и напряжение – ток и напряжение, на которые рассчитан нормально работающий источник.
Вопрос 2. Способы заполнения шва по сечению.
По способу заполнения по сечению швы:
• однопроходные, однослойные (рис. 23, а);
• многопроходные многослойные (рис. 23, б);
• многослойные (рис. 23, в).
Рис. 23. Сварные швы по заполнению сечения шва
Если число слоев равно числу проходов дугой, то такой шов называют многослойным.
Если некоторые из слоев выполняют за несколько проходов, то шов многопроходный.
Многослойные швы чаще применяют в стыковых соединениях, многопроходные - в угловых и тавровых.
Для более равномерного нагрева металла шва по всей его длине швы выполняют:
• двойным слоем;
• каскадом;
• блоками;
• горкой.
В основу всех этих способов положен принцип обратно-ступенчатой сварки.
Сущность способа двойного слоя заключается в том, что наложение второго слоя производится по неостывшему первому после удаления сварочного шлака: сварка на длине 200-400 мм ведется в противоположных направлениях. Этим предотвращается появление горячих трещин в шве при сварке металла толщиной 15-20 мм, обладающего значительной жесткостью.
При толщине стальных листов 20-25 мм и более для предотвращения трещин применяют сварку:
• каскадом;
• блоками;
• поперечной горкой.
Заполнение многослойного шва для сварки горкой и каскадом производится по всей свариваемой толщине на определенной длине ступени. Длина ступени подбирается такой, чтобы металл в корне шва имел температуру не менее 200°С в процессе выполнения шва по всей толщине. В этом случае металл обладает высокой пластичностью, и трещин не образуется. Длина ступени при каскадной сварке равна 200-400 мм (рис. 24, а).
При сварке блоками многослойный шов сваривают отдельными ступенями, промежутки между ними заполняют по всей толщине слоями (рис. 24, б).
При соединении деталей из закаливающихся при сварке сталей рекомендуется применять сварку блоками. Из незакаливающихся (низкоуглеродистых) сталей - лучше выполнить сварку каскадом.
Рис. 24. Заполнение шва по сечению:
а - каскадом; б – блоками
Рис. 25. Сварка горкой
Таким образом, выполняют сварку (заполнение разделки) в обе стороны от центральной горки короткими швами. Каскадный метод является разновидностью метода горки.
При сварке методом горки (рис. 25) на участке 200-300 мм накладывают первый слой, после очистки его от шлака на него накладывают второй слой, по длине в 2 раза больший, чем первый. Затем, отступив от начала второго слоя на 200-300 мм, производят наплавку третьего слоя и т. д.
3. Задача. Объясните влияние серы и фосфора на качество сварного шва.
Сера и фосфор являются вредными примесями стали и чугуна. Их избыточное количество вызывает образование трещин в сварном шве. Сера вызывает трещины в горячем состоянии шва (явление красноломкости), фосфор - в холодном (явление хладноломкости).
Уважаемый посетитель, Вы прочитали статью "Билет № 8", которая опубликована в категории "Итоговая аттестация". Если Вам понравилась или пригодилась эта статья, поделитесь ею, пожалуйста, со своими друзьями и знакомыми.
Читайте также: