К специальным относятся те случаи применения порошковой проволоки, в которых условия оварки и требования к сварному соединению вызывают необходимость применения специальной аппаратуры и техники сварки, а часто и самой порошковой проволоки с особыми свойствами. К ним отно­сятся сварка вертикальных швов о принудительным формированием и гори­зонтальных швов с полупринудительным формированием, сварка электрозак­лепками, ьанная сварка и до.

Схема процесса сварки вертикальных швов с принудительным формиро­ванием показана на рис.13. Ё зазор, образованный кромками изделии и ограниченный ползунаш, подается порошковая проволока, дуга горит меж­ду концом проволоки и ванной жидкого металла. благодаря излучению дуги и за очет тепла металлической ванны оплавляются кромки изделий, обра­зуя вместе с расплавленным электродным металлом жидкую ванну. Расплав­ленный жидкий металл и сварочная ванна защищены от влияния атмосферы шлаком и газом, образующимися при плавлении шлакообразувда и разложе­ния газообразущцх составляющих сердечника. С боков ванна жидкого ме­талла искусственно охлаждается медным? ползунами. Сварку порошковой проволоко;; с принудительным формированием рекомендуют применять для. соединения металла толщиной 8-30 ш.

Сварка может осуществляться самозащитнон проволокой (ЙД-АНЗС, ІШ-АН7С, Ш1-АН19) и с дополнительной защитой углекислым газом (ШІ — АН5).

Рис,13. Схема электродугового процесса сварки с принудительным формированием псоошковои провалокой: а — в угле;.ис л ал газе; б — самозащитиой проволо­кой; I — проволока порошковая; 2 — свариваемый металл; 3 — шлаковая корка; 4 — ползуны; 5 — сварочная ванна;

6 — шов.

Проволока ПП-АНЗС имеет двухслойную конструкцию и сердечник карбо- натно-флюоритного типа. Режим сварки проваюкой ПП-АНЗС диаметром 3 мм для металла толщиной 10-20 мм находится в пределах 1с6 — 400- 460 А, ^ = 24-27В. При зазоре между кромками 10-12 мм это обеспечи­вает скорость сварки вертикального шва от 4 до 7 м/ч.

Проволока ПП-АНб с сердечником флюоритного типа изготавливается диаметром 3 мм и имеет ‘губчатую конструкцию. Рекомендуемые режимы сварки проволокой ДП-АН5^ = 400-500 А, Од = 23-25В, расход углекиоло-

Таблица 17

Результаты испытаний механических свойств металла шва и зоны термического влияния при сварке с принудительным формированием самозащитной проволокой (ПП-АНЗС) и о дополнительной защитой углекислым газом (ПП-АН5)

Марка

прово­

локи

.Марка овари; вае — мой 1 стали;

За-1 Металл шва эор I

Зона термического влияния

"*"6* | 9,

*Г/т* %

V

к Г /с/*1 при /V

аА, кг /с/ч*лри г’с

*20

-40

*20 -40

ПП-АНЗС МСт-3 ПП-АН5+С0о МСт-3 ПП-АНЗС І4Г2 ПП-АН5+С0о І4Г2 ПП-АНЗС * 09Г2 1Ш-АН5+С02 09Г2

14 61,8 23,5 14 56 8 25 0 20 51 9 25 0 16 58,8 28,0 20 60,5 23,8 20 57 0 28,0

13,5 10,4- 10 7- 0 5- 12 7- 12 2-

4,6-5,4 11,75-14,5 1,0-5,5 [4,5 56-75 95 -12*0 40-48 63 2 0-9І5 10 0-І4.Ї 24-72 2*6 4 25-6,0 7 0-7.6 4,6-5 5 58 30- 85 8 7-16,2 4 0-6І2 6,081-100 187-230 90-16,2

го газа 10-25 л/мин. При зазорах между кромками 9-II мм и толщине ме­талла 14-20 мм скорость сварки этой проволокой достигает 6-7 м/ч.

Наружная поверхность птов, выполненных порошковой проволокой с при­нудительным формированием, близка по форме рабочей поверхности ползу­на. Сведения о механических свойствах металла шва и зоны термического влияния сварных соединении, выполненных проволокой ПП-АНЗС и ПП-АН5, приведены в табл.17. Эти данные свидетельствуют о том, что механичес­кие свойства металла шва и зоны термического влияния при положительных и отрицательных температурах достаточно высоки.

Сварка вертикальных швов порошковой проволокой с принудительным формированием рекомендуется при изготовлении металлоконструкции в за­водских и монтажных условиях. Проволока ПП-АН5 широко применяется при сварке монтажных стыков корпусов морских судов и позволяет повысить производительность труда сварщиков в 5-7 раз.

Лдя сварки металла толщиной до 30 мм применяются специализирован­ные безрельсовые аппараты А— 1150 конструкции И5С иы. Н.О. Патона,

Полупринудительное формирование сварочной ванны при выполнении го — ризонгалышх швов на вертикальной плоскости предусматривает частичное удержание жидкого металла скользящим ползуном. Ползун ограничивает массу свободной части ванны. Это позволяет увеличить мощность свароч­ной дуги, а следовательно, и производительность сварки.

Дія сварки горизонтальных швов с полупринудительным формированием иопользуются самозащитныв проволоки марок ІШ-АНЗС и Ш1-АНГ7. Сварка одной дугой проволокой Ш1-АНЗС производится на токах до 500 А, а дву­мя дугами~до 900 А, При однодуговом процессе скорость сварки составля­ет 10-16 м/ч, при двухдуговом — скорость сварки достигает J0 ц/ч.

Лая выполнения горизонтальных швов на вертикальной плоскости порош­ковой проволокой о полупринудительным формированием в ИЭС им. Е.О. Пато — на разработан специализированный сварочный аппарат типа А-1Э25.

Применение описанного способа сварки особенно эффективно на конст­рукциях о горизонтальными швами большой протяженности, например при изготовлении цилиндрических резервуаров, ксжухов доменных печей и т. д.

Процесс сварки порошковой проволокой электрозаклепками сводится к оледуидему. После установки эаклопочника на место соединения возбужда­ет дугу и включают подачу проволоки с заданной скоростью. По истечении установленного интервала, фиксируемого реле времени, подача проволоки прекращается, и дуга горит до естественного обрыва,

Ьанная сварка применяется при изготовлении и монтаже арматурных сталей и железобетонных конструкции. Сварка выполняется самозащитными проволоками или с дополнительной защитой углекислым газом в медных или графитовых инвентарных формах, либо с остающимися подкладками. Хорошие результаты получены при сварке проволоками карбонатно-флюоритного типа ПП-АНЗ и ЭПС-15.

Производительность труда при эалх:ие ручной сварки на ванную сварку порошковой проволокой возрастает в 2-4 раза.

САШІТАРН0-ГИГИЕШ1ЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТРУДА ПРИ СВАРКЕ Процеос дуговой сварки порошковой проволокой, как и другие процессы сварки плавлением, сопровождается световым и тепловым излучением дуги, разбрызгиванием металла и шлака. Под действием дуги часть свариваемого и электродного материала иопаряетоя, Раооеивание, охлаждение и ковден — оацкя паров приводят к выделению в воздушное’пространство аэрозоля, оойгояцего из твердых частиц и газов. Анализ аэрозоля различными мето­дами показывает, что в нем содержатся элементы и соединения со значи­тельным токсическим действием, например соединения марганца, фтора, кремния и другие вещества, которые могут оказывать вредное воздействие на организм работающих.

Применительно к условиям сварки порошковой проволокой определено, что увеличение производительности плавления, сопровождающееся увеличе­нием тока и напряжения дуги, приводит к возрастанию выделения твердой

фазы аэрозоля (рис.14). Выделение твердой фазы связано с составом сер­дечника порошковой проволоки, в значительной мере определяющим упру­гость пара шлака. Увеличение содер­жания в сердечнике проволоки компо­нентов с низкой упругостью пара при­водит к снижению до определенного предела выделении твердой фавы аэ­розоля. Применение порошковых про­волок малого диаметра (2,3-2,5 ми) способствует снижению выделений твердой фазы.

„ _ При сварке фтореодержащилш сва-

4 6 в Ю &.лГ/ч г -г

„ рочными материалам! образуются га-

Рис.14. Влияние производитель — _____ л. __

ности плавления порошковой проволо — зообразные фтористые соединения —

ки на выделение твердой фазы аэро — тетрафторвд кремния и фтористый во — золя (различная шлаковая основа про — ,,

волоку, . цород. Снижение выделений тетрафто-

/-Г. бСаЪ-t,0MgO-t, ssiDl} 2-г^йя^-рцца кремния достигается ограниче — — їв що — ssi0r S-j, scaf2-f, oMfO — г, вЪо2. нием актиБН0Й концентрации кремне­зема при его взаимодействии с окислами щелочных или щелочноземельных элементов с образованием устойчивых при высокой температуре силикатов. Все это учтено при разработке составов оердечнинов порошковых прово­лок.

Исследования гигиенических характеристик порошковых проволок, про­веденные Институтом гигиены труда и профзаболевания. МЭО УССР совместно с ИЭС им. В.0.Патока, показали, что при сварке проволокой ПП-АНІ (в рас­чете ю I кг наплавленного металла) выделяется значительно меньше пы­ли и окислов марганца, чем при сварке электродами ЦМ-7 и 0М..І-5. Выде­ление твердой фазы аэрозоля (пыли) при сварке порошковой проволокой ПН-АНЗ на (popeироваином режиме не превышает, а при сварке проволокой ІШ-АН4 и ПП-АН9 ниже, чем при сварке электродами УОНИ-13/55.

Для удаления сварочного аэрозоля и газов, выделяющихся при сварке порошковой проволокой, используют системы местной и общеобменной вен­тиляции. Воздухообмен зависит от условия производстве и составляет 2000-6000 мэ воздуха на I кг использованной проволоки. На ряде заво­дов, например киевском—"Красный экскаватор", для защиты органов дыха­ния светика от аэрозоля и газов применяются сварочные щитки с отду — вом вредных выделений сжатым воздухом.

В ряде зарубежных стран начали применять держатели для отсоса сва­рочного аэрозоля через специальную насадку. При этом обеспечивается почти 100%-ное улавливание аэрозоля, а вес держателя увеличен незна­чительно.

Лицо и глаза защищаются от действия светового и теплового иэлуче-
няя маской или щитками со светофильтрами. При сварке проволокой диа­метром 2-2,3 мм на токах до 400 А используют защитные светофильтры Э-2, 3^3 (ГОСТ S4S7-60). При сварке проволокой большего диаметра, учи­тывая, что максимальный ток при полуавтоматической сварке не превыша­ет 500 А, применяют защитные светофильтры 3-4. Осуществление других мероприятий, обеспечивающих безопасные условия труда при использовании порошковых проволок, регламентировано "Санитарными правилами при свар­ке, наплавке и резке металлов", № I0QS-73, общими правилами электро — безопасности при выполнении сварочных работ ("Правила технической эксплуатации и безопасного обслуживания электроустановок промышленных предприятий"), а также правилами пожарной безопасности.

Более чем десятилетняя практика применения порошковой проволоки в промышленности показывает, что при использовании средств общей и мест­ной вентиляции, а ташке индивидуальных защитных средотв обеспечивают­ся безопаоные условия труда оварщиков, доотигаютоя высокие механиче­ские характеристики металла шва и сварного соединения, производитель­ность труда, значительная экономическая эффективность.