В условиях монтажных площадок сварка порош­ковой проволокой, благодаря простоте, маневренно­сти, высокой производительности и малой чувстви­тельности к изменению внешних условий, стала од­ним из основных направлений механизации свароч­ных работ, ранее выполнявшихся вручную. Приме­няется полуавтоматическая сварка со свободным формированием и автоматическая — с принудитель­ным или полупринудительным формированием.

Полуавтоматическую сварку ведут проволоками ПП-1ДСК, ПП-2ДСК, ПП-АН1, ПІІ-АН7.

Проволоки ПП-1ДСК (табл. 26, 27) и ПП-АН1, которые по составу сердечника относятся к рутил — органическому типу, обладают малой чувствитель­ностью к образованию пор в наплавленном металле при наличии на кромках свариваемых изделий вла­ги, ржавчины и загрязнений. Поэтому не требуется тщательная подготовка кромок, допускаются повы­шенные, по сравнению’с проволоками других марок, колебания зазоров в стыках. Эти преимущества обусловили их широкое распространение в условиях монтажных площадок, а во многих случаях и на мон­тажно-заготовительных заводах.

Проволоку ПП-1ДСК используют для сварки в нижнем положении, а также для выполнения верти­кальных и горизонтальных швов на вертикальной плоскости. Минимальная толщина свариваемого ме­талла — 2 мм, однако проволокой малого диаметра (1,8 мм) можно сваривать и более тонкий металл.

Тип сварного соединения

Толщина

металла.

ММ

Слой

Диаметр проволо­ки. мм

Скорость подачи проволо­ки, м/ч

Свароч­ный ток, А

Напряже­ние на

дуге. В

Без скоса кромок, односторон­нее

Стыке

2-6

1вые соединения

1,8

178

150 -200

21-24

1

2.2

159

Без скоса кромок, двусторон­нее

3—10

1 и 2

1,8

178

150 -200

21-24

1

2,2

159

150-200

21-24

2

235

280-320

26-30

Со скосом кромок, двусторон­нее

8-30

1

1,8

178

150-200

21-24

Последующие

235

250—300

24-28

1

2,2

159

150-200

21—24

Последующие

235

280-320

26—30

1

1 ‘

1

1 1

і і і

С двумя симметричными скоса­ми двух кромок, двустороннее

12—120

1

1.8

210

200—250

22—26

Последующие

235

250—300

24-28

I

2,2

178

200—250

22-26

Последующие

2.35

280-320

26-30

Тавровые соединения

Без скоса кромок, односторон­нее

2-40

1

1,8

178

150—200

21-24

Последующие

235

250 -300

24-28

То же. двустороннее

1

Последующие

2,2

159

235

150-200

250—300

21-24

26-30

С двумя симметричными ско­сами одной кромки, двусторон­нее

12—60

1

Последующие

1,8

210

235

200—250

250-300

22-26

24-28

1

Последующие

2,2

178

235

200 — 250 250 -300

22-26

26-30

to

я*

Сварку Веду! «углом назад», а «углом вперед» Не применяют, так как снижается глубина проплавле­ния, увеличивается ширина шва, образуются поры, особенно в кратерах швов.

Перед зажиганием дуги вылет устанавливают рав­ным 15—20 мм. При больших вылетах проволока перегревается, а в металле шва возможно образо­вание пор, поэтому сваривают на небольших выле­тах. Дуга при сварке возбуждается легко и горит ус­тойчиво. Наблюдается удовлетворительное форми­рование металла шва, равномерное покрытие его шлаком и хорошая отделимость шлаковой корки. Разбрызгивание электродного металла незначитель­но (4—6%).

Указанные особенности сварки характерны так­же и для проволоки ПП-АН1. Так как ее выпускают диаметром 2,8 мм, режимы сварки (сила тока 200 — 350 А, напряжение 22—28 В, скорость подачи прово­локи ПО—170 м/ч) отличаются от ПП-1ДСК в сто­рону увеличения.

Проволока ПП-2ДСК используется для сварки швов в нижнем и наклонном положениях, а также горизонтальных швов на вертикальной плоскости. В отличие от сварки проволокой ПГ1-1ДСК возмож­на сварка «углом вперед» и «углом назад».

При сварке проволокой ПП-2ДСК, как и при свар­ке проволоками других марок, режим (табл. 28) на­страивают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения шва в пространстве, марки ста­ли и характера свариваемой конструкции. Вылет электрода перед зажиганием дуги устанавливают равным 15—20 мм и во время сварки поддержива­ют постоянным: при выполнении первого слоя сты­кового шва в нижнем положении 40—50, а для по­следующих слоев увеличивают до 50—70 мм. При сварке угловых соединений вылет проволоки реко-

Мендуется устанавливать 40—60 мм. Первый слой горизонтального шва на вертикальной плоскости за­варивают на вылете 60 мм, последующие -— на нес­колько уменьшенном. Первый и последний слон го­ризонтальных швов сваривают без поперечных коле­баний электрода. По окончании сварки кратер за­варивают путем прекращения перемещения элек­тродной проволоки вдоль свариваемых кромок и по­следующего быстрого обрыва дуги.

Положительной особенностью этой проволоки яв­ляется широкий диапазон допустимого напряжения на дуге с увеличением сварочного тока. Плотные швы при токе 380 А получаются при напряжениях от 25 до 32 В.

Порошковой проволокой марки ПГІ-АН7 возмож­на сварка в нижнем положении и на вертикальной плоскости. Техника сварки в нижнем положении в основном такая же, как и техника сварки проволо­кой ПП-ЛНЗ. При этом за один проход выполняют швы толщиной не более 8 мм. Начиная с толщины более 5 мм применяют поперечные колебания элек­трода.

При сварке на вертикальной плоскости выполняют горизонтальные и вертикальные швы проволоками диаметром 2,0 и 2,3 мм. Облицовочные швы свари­вают только проволокой диаметром 2 мм, которую предпочтительно применять также и для вертикаль­ных швов. Вертикальные швы сваривают снизу вверх. При этом за один проход выполняют швы толщиной до 10 мм. Манипулирование при сварке вертикальных швов, некоторые способы которого приведены на рис. 33, обеспечивает благоприятную форму валика. При манипулировании следует избе­гать обрывов дуги, что может быть причиной де­фектов в сварных швах.

Сварка проволокой ПП-АН7 и другими проволо-

ками карбонатно-флюоритного типа требует тща­тельной настройки режима (табл. 29, 30). Для это­го необходимо обеспечить стабильную подачу про­волоки и постоянство сетевого напряжения.

Рис. 33. Манипулирование электродом при выполне­нии проволокой ПП-ЛН17 швов на вертикальной

плоскости:

а — при наложении облицовочных горизонтальных швов; б. в и г — при выполнении вертикальных швов.

Автоматическую сварку в условиях строительных площадок в различных пространственных положени­ях ведут с принудительным и полупринудительным формированием (см. рис. 3, 4).

Для сварки с принудительным формированием вертикальных швов применяются самозащитные про­волоки ПП-2ВДСК и ПП-АН19, а в некоторых слу­чаях — проволока ПП-АН7. Сварка с принудитель­ным формированием в углекислом газе выполняет­ся проволокой ПП-АН5, а также проволокой ПП — АНЗС.

При толщине металла до 22—24 мм сварка сты­ковых соединений проволокой ПП-2ВДСК выполня­ется за один проход и ведется без разделки кромок с зазором между ними при толщине 22 мм, равном 14±1 мм, и при толщине 18 и ниже 12±2 мм.

При токе 350—380 А, в зависимости от толщины металла, сварка выполняется при напряжении:

Колебательные движения электроду придаются при сварке металла толщиной 14 мм и выше.

Высокие механические свойства стыковых сварных соединений могут быть получены при минимальных значениях погонной энергии.

Используется аппарат А-1381М, подающий меха­низм которого приспособлен для колебания электро­да в зазоре стыка в любом нужном направлении вдоль и поперек разделки.

Соединения сваривают за два прохода — по одно­му с каждой стороны соединения. Предусмотрено Х-образное с симметричными скосами обеих кромок соединение с углом разделки 45° без притупления (зазор 3—4 мм) для толщин металла до 30 мм и уг­лом 50° для диапазона толщин 30—40 мм. В вынуж­денных случаях используют подготовку кромок, вы­полненную для ручной электродуговой сварки. При­меняют ток 320—380 А (в зависимости от объема сварочной ванны), напряжение дуги 26—30 В. Ко­лебательные движения электрода обязательны для всех толщин. Скорость сварки выбирается в преде­лах 4—12 м/ч.

Техника сварки Х-образных стыков заключается в том, что лицевая сторона свариваемого шва, как указывалось, формируется медным охлаждаемым ползуном, а корень шва — медной охлаждаемой трубкой или прутом.

Продолжение табл. 29

Тіш сварного соединения

Толщина

металла,

мм

Слой

Диаметр проволо­ки, мм

Скорость подачи проволо­ки, м/ч <

Сварочный ток, А

Напряже­ние на дуге, В

С двумя симметричными скоса-

12—120

1

Последующие

2,0

142

210

200—250

200—250

20-21

22-24

ми двух кромок, двустороннее

1

Последующие

2,3

142

236

200-250

250—300

21—22

24-26

Тавровые соединения

Без скоса кромок, двусторон­нее

2—40

1

Последующие

2,0

142

210

150-200 200—250

20-21

22—24

То же, двустороннее

1

Последующие

2,3

142

236

150-200

250-300

21-22

24-26

С двумя симметричными скоса­ми одной кромки, двустороннее

12-60

1

Последующие

2,0

142

210

180-230

200-250

20-21

22-24

1

Последующие

2.3

142

236

200—2,30

250—300

21—22

24—26

Таблица 30

Режимы сварки порошковой проволокой ПП-АН7 на вертикальной плоскости

Тип сварного соединения

Толщина

металла,

,мм

Слой

Диаметр проволо­ки. мм

Скорость педачи проволо­ки, м/ч

Сварочный ток, А

Напряже­ние на дуге, В

Без скоса кромок, односторон­нее

Стык

2-6

овые соединения 1

2,0

112

125—150

19-20

Без скоса кромок, двусторон­нее

3-10

1

2

2,0

112

125-150

19-20

Со скосом кромок, двусторон­нее

8-30

1

Последующие

2,0

142

188

140—170

180—200

20—21

21-23

1

Последующие

2,3

142

210

140—170

230-270

20-22

22-24

С двумя симметричными ско­сами двух кромок, двусторон­нее

12—120

1

Последующие

2,0

142

188

147-170

180-20Э

20-22

21-23

1

Последующие

2,3

142

210

140-170

230—270

20-22

22-24

В начале сварки и при возбуждении дуги после остановок при неустановившемся процессе свароч­ная дуга недостаточно защищена от окружающего воздуха, поэтому в зону дуги необходимо временно подавать углекислый газ.

Применение способа сварки с полупринудитель­ным формированием особенно эффективно на кон­струкциях с горизонтальными швами большей про­тяженности, например, при монтаже цилиндричес­ких резервуаров, кожухов доменных печей и т. д.

В Институте электросварки им. Е. О. Патона сов местно с организациями Минмонтажспецстроя УССР разработана технология и оборудование (автомат А-1325) для односторонней сварки горизонтальных соединений листовых конструкций применительно к высокопрочной стали толщиной до 50—60 мм марки 16Г2АФ класса С 60/45. Сварка ведется с полуприну­дительным формированием металла шва самозащит — ной порошковой проволокой, что очень важно для монтажных условий. Сварку осуществляют одновре­менно двумя расщепленными дугами в общую сва­рочную ванну. Сварка горизонтальных швов выпол­няется преимущественно самозащитной проволокой марки ПП-ЛНЗС и ведется одной дугой на токах до 500 А или двумя — до 900 А. При однодуговом про­цессе скорость сварки составляет 10—16, при двух­дуговой — 30 м/ч.

На рис. 34 представлена схема последовательно­го заполнения сварного соединения с двумя сим­метричными скосами кромки по ручной подварке ме­талла толщиной 45 мм. Сварка выполняется с каж­дой стороны за пять проходов. Пятый слой завари­вается одной дугой.

Режимы сварки проволокой ПП-АНЗС с полупри­нудительным формированием горизонтальных мно­гослойных швов в углекислом газе аппаратом «Цир

коматик» фирмы «Аркос» (Бельгия) приведены в табл. 31. При сварке применяется К-образная под­готовка кромок (G-15 по ГОСТ 14771 76). Значе­

ния конструктивных элементов подготовленных кро­мок и швов сварного соединения принимаются в со-

Рис. 34. Схема заполнения горизонтального шва на металле толщиной 45 мм с полупринудительным формированием: а — первый слой по ручной подварке; б. в — промежуточные слои; г — облицовочный шов; /—5 — последовательность наложения слоев.

ответствии с указанным стандартом для соответству­ющих толщин. Во избежание появления дефектов пользуются только минусовым пределом допуска на величину зазора между кромкой нижнего листа и притуплением верхнего.

Угол наклона горелки к горизонтальной плоскос­ти выдерживают в следующих пределах: 25° при на­ложении первого слоя многослойного шва, 30 для промежуточного и 35 — для последнего слоя. Свар­ка ведется одновременно двумя сварочными голов­ками со смещением дуг автоматов, находящихся с обеих сторон свариваемых листов на 100—150 мм (большие значения применяются для листов мень­ших толщин).

Металл, наплавленный проволокой ПП-АПЗС, на­пример, на стали 09Г2С, при горизонтальном поло­жении шва отличается высокими прочностными ха-

Основные дефекты и способы их предупреждения в сварных швах

Таблица 32

Дефект

Марка проволоки

Причины возникновения дефекта

Способы предупреждения дефекта

Поры

ПП-1ДСК.

Нарушен режим сварки:

Отрегулировать режим сварки и ус-

ПП-АН1

большая сила сварочного тока, высокая скорость сварки, низ­кое напряжение дуги, большой вылет проволоки В свариваемом металле повы­шенное содержание углерода, кремния и других примесей

тановить рекомендуемый для дан­ной марки проволоки вылет

Проверить химический состав ос­новного металла. При высоком со­держании углерода и кремния уменьшить глубину провара за счет снижения скорости подачи проволоки, увеличить напряжение холостого хода источника питания, плавно удлинять дугу при прекра­щении процесса

ПП-2ДСК.

Повышенные зазоры между

Улучшить качество сборки кон-

ПП-2ВДСК.

свариваемыми деталями

струкций под сварку

ПП-АНЗ.

Изношен наконечник держате-

Заменить наконечник, прочистить

ПП-АН7.

ля, неравномерная подача про-

направляющий канал и держатель

ПП-АН11, ПП-АН8,

ВОЛОКИ

от загрязнений, отрегулировать ме­ханизм подачи проволоки

ПП-АН9,

ПП-АН10

Высокое напряжение на дуге

Поверхность свариваемого ме­талла покрыта ржавчиной, ор­ганическими загрязнениями Поверхность проволоки загряз­нена органическими материала­ми. сердечник увлажнился

Уменьшить напряжение холостого хода источника питания Очистить кромки от ржавчины и загрязнений

Прокалить проволоку

швов. Контроль осуществляется внешним осмотром, рентгенографированием, металлографическими ис­следованиями, механическими испытаниями, испы­таниями на плотность и физическими методами, рег­ламентированными соответствующими главами СНиП, ведомственными инструкциями и другими нормативными документами. Перечень основных ви­дов дефектов (для проволок различных марок), при­чин их возникновения и способов предупреждения приведен в табл. 32.

Участки швов, имеющие поры, шлаковые включе­ния и раковины (свыше допустимых), должны быть вырублены. Подлежат вырубке и последующему ис­правлению участки швов с трещинами (всех видов, направлений и размеров) и непровары.