Предприятия и строительные организации накопили значительный опыт применения способа сварки порошковой проволокой.

Сварка конструкций из труб. В отечественной и за­рубежной практике строительства все чаще применяют конструкции из труб круглой или прямоуголь­ной формы, эффективные с точки зрения экономии металла, снижения трудоемкости изготовления и монтажа, повышения долговечности и улучшения эксплуатационных качеств сооружения в условиях ветровых нагрузок.

На Ждановском заводе металлоконструкций элементы из труб сваривают на установке, обслужи­ваемой двумя сварочными постами, укомплектован­ными полуавтоматами А-1035 и источниками пита-

ния ВС-600. Режимы сварки соединений труба — фланец приведены в табл. 33.

Сравнительно небольшой объем сварочной ванны на указанных режимах обеспечивает получение вы­сококачественных сварных швов (рис. 35) при ка­тете 14—12 мм за один проход и катете 14—20 мм за два прохода.

Таблица 33

Режимы приварки фланцев к трубам порошковой проволокой ПП-АН4

Диаметр

трубы.

мм

Наименование

швов

Катет шва. мм

Скорость подачи проволо­ки. м/ч

Сила тока. А

Напряже­ние дуги. В

Скорость

сварки,

м/ч

219

Наружный

Внутренний

16

236

210

360—380

320-330

36-38

35-36

10,5

10,0

168

Наружный

Внутренний

11

236

210

350—370

310-320

35-36

33—34

10,5

10,0

146

Наружный

Внутренний

10

210

188

350-370

300-320

33-34

32-33

9,8

9,3

Стыковка и сварка немерных труб 0219 и 168 мм ведется в отдельном кантователе. Сварка стыков производится на остающейся технологической под­кладке в два прохода. Режимы сварки приведены в табл. 34.

Стыковые швы труб подвергали 100%-ной про­верке гамма-дефектосконическим методом. Кроме того, качество всех сварных соединений проверяли макро — и микроисследованиями шлифов и испыта­нием механических свойств. Результаты исследова­ний показали, что в сварных швах отсутствуют де­фекты — поры, шлаковые включения, несплавления и трещины. Структура сварных швов мелкозернис-

тая. Глубина провара корня шва стабильная и, в за­висимости от режима, составляет 2,5 — 4 мм. При механических испытаниях образцов труб 0219Х Х14 мм получены высокие значения временного со­противления и предела текучести; среднее значение ударной вязкости при температуре —40° С составило

Диаметр и толщина стен­ки трубы, мм

Скорость по­дачи прово­локи, м/ч

Сила тока. Л

Напряжение дуги. В

Скорость

сварки,

м/ч

219×18

210

330—350

32-33

16

168X14

188

300-330

30-32

14,2

Таблица 34

Режимы сварки стыковых соединений труб порошковой проволокой ПП-АН4

Примечание. Скос кромки трубы 30°. притупление фаски 2 мм.

17,7 кгс-м/см2. Разрушение образцов при растяже­нии происходило по основному металлу. Угол заги­ба образцов во всех случаях — 180°.

Производительность процесса по сравнению со сваркой в углекислом газе проволокой сплошного сечения марки Св-08Г2С диаметром 2 мм повыси­лась на 15—20%.

Сварка конструкций промышленных зданий и со­оружений. Ответственные конструкции комплексов доменных печей, каркасов зданий конвертерных и прокатных цехов, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, пролетные строения наклон­ных мостов и транспортных галерей, многие другие ответственные конструкции, непосредственно вос­принимающие динамические воздействия и эксплуа­тируемые в особо тяжелых условиях, на Днепропет­ровском заводе металлоконструкций имени И. В. Ба­бушкина свариваются порошковой проволокой ГЇП-ЛН8.

В связи с большими объемами сварочных работ на этом заводе к электродным материалам предъяв­ляются особенно высокие требования в части токсич­ности. Влиянию вредных выделений (пыли и аэро­золей) подвержены в сборочно-сварочных цехах не только сварщики, но и сборщики конструкций, кра­новщики, работающие в верхних зонах цехов, и ра­бочие других профессий. Низкотоксичная проволо­ка ПП-АН8 в полной мере отвечает этим требова­ниям.

В период освоения проволоки ПН-АН8 были установлены оптимальные режимы сварки швов в угол, обеспечивающие высокие механические свойства тавровых швов и соединений на мало­углеродистой стали типа СтЗ и низколегированных сталях повышенной прочности 10ХСНД, 14Г2, 10Г2С1.

Учитывая, что конструкции из низколегированных сталей подвергаются при эксплуатации динамичес­кому воздействию подвижных или вибрационных нагрузок при отрицательных температурах, ударную вязкость швов, выполненных на сталях 10Г2С1 и 16Г2АФ, определяли при температуре до —70° С. Результаты испытаний показали, что ударная вяз­кость при этой температуре остается достаточно вы­сокой — до 5 кгс-м/см2.

Производительность наплавки была установлена на основании длительных наблюдений. За смену сварщики сваривали до 100 м шва (приведенного к 6 мм) при Уп=265 м/ч и около 150 м при V п*= 337 м/ч. Соответствующая часовая производитель­ность составляла 6,4 и 8 кг/ч, а при максимально ис­пользованной подаче (У,, —382 м/ч) — 9,2 кг/ч. Эти показатели на 10—15% выше, чем при сварке про­волокой Св-08Г2’С в среде углекислого газа на со­поставимых режимах.

Сварка бункеров аглофабрики. При возведении агломерационной фабрики завода им. Ф. Э. Дзер­жинского (г. Днепродзержинск) проволокой ПП — 1ДСК были сварены стыковые и тавровые соедине­ния панелей крупных бункеров из малоуглеродистой стали толщиной до 10 мм. Сварку выполняли про­волокой диаметром 2,5 мм. Применялся полуавтомат А-537. Средняя выработка при сварке швов толщи­ной 6—10 мм составляла от 65 до 85 метров в смену, что в 1,7 раза превышало производительность руч­ной сварки в сравнимых условиях.

Сварка настилов. На значительной высоте был сварен кровельный настил одного из сталеплавиль­ных цехов металлургического завода им. Ильича (г. Жданов). Настил собирали из отдельных щитов размером 3X12 м, которые сваривали между собой нахлесточными соединениями. Необходимую жест-

кость обеспечивали приваркой ребер из гнутых про­филей. В общей сложности было сварено 17600 м швов с катетом 4 мм.

На проектных отметках порошковой проволокой производилась приварка тормозного настила цеха шарикоподшипниковых труб завода им. Карла Либ — кнехта (г. Днепропетровск). Тормозные листы при­варивали к мощным подкрановым балкам сплош­ными швами, а к переходным площадкам — преры­вистыми.

Сварку выполняли аппаратом ПДПГ-300 от пре­образователя ПСГ-500-1. Питание подающего ме­ханизма осуществлялось от аппаратного ящика че- тырехжильным кабелем длиной 70 м. Это позволило вести сварку на значительном расстоянии от ап­паратного ящика без его перемещения в течение 4—5 смей. Сварочная аппаратура, включая и источ­ник питания, размещалась на подкрановых балках. Питание поста осуществлялось от отдельного фиде­ра. Всего было сварено 2400 м швов катетом 6 мм при сменной выработке на одного сварщика ПО— 120 хМ, т. е. вдвое выше нормы, предусмотренной на ручную электродуговую сварку. Расход проволоки на 1 кг наплавленного металла был в пределах 1,28—1,32 кг.

Сварка кессонов. При сооружении доменной печи № 7 металлургического завода «Криворожсталь» им. В. И. Ленина порошковой проволокой ПП-1ДСК сваривались днища и стенки кессонов ТЭЦ и водо­насосной станции. Толщина стали — 6 мм. Блоки обшивки размером 6×6,5 м собирали на двух рабо­чих местах, на которых сборку и сварку вели попе­ременно. Стенки кессона были собраны из 32-х мон­тажных блоков, сваренных порошковой проволокой.

Сварка трубопроводов. Проволокой ПП-1ДСК диаметром 1,8 мм на заводах монтажных заготовок

сваривают неповоротные стыки трубопроводов. Так, трубопроводы диаметром 219 мм и толщиной стен­ки 8 мм с V-образной разделкой кромок (угол рас­крытия 60°) выполняют в два прохода. Первый про­ход выполняется с возвратно-поступательным коле­банием конца электрода вдоль оси шва. При втором проходе применяют манипулирование поперек шва «змейкой». Получают плотные швы без внутренних дефектов. Однако на участках, сваренных в пото­лочном и полупотолочном положениях, наблюдают­ся подрезы и заметная чешуйчатость. Среднее для всех положений повышение производительности по сравнению с ручной сваркой составляет 12%.

Сварка колонн и арматуры железобетонных кон­струкций. Стыковка колонн в кондукторах с после­дующей обваркой в нижнем положении накладок стыка порошковой проволокой ПП-АНЗ применена на объектах строительства треста Промстрой Мини­стерства строительства Молдавской ССР. Внедрен способ полуавтоматической сварки этой же проволо­кой в условиях монтажа накладок диаметром 25— 36 мм из стали класса А-Ш в вертикальном положе­нии с принудительным формированием. Использо­вался периодически охлаждаемый водой медный ползун 30×30 мм с державкой из стального прута, который перемещался сварщиком вручную. Увеличе­ние производительности сварки на вертикальной плоскости составило 50% по сравнению с ручной ду­говой сваркой. Механические испытания образцов показали, что качество сварки полностью соответ­ствует требованиям «Указаний по сварке соединений арматуры и закладных деталей железобетонных конструкций» [27].

Сварка резервуаров большой емкости. На объек­тах треста Сибнефтехиммонтаж порошковой прово­локой были сварены два резервуара емкостью

20 000 м3 из стали 09Г2С. Сварка выполнялась свар’ щиками попарно, с обеих сторон стенки резервуара. При этом сварка снаружи опережала сварку с внут­ренней стороны на 1 м. Шов с катетом 10 мм выпол­няли за два прохода.

При сооружении парка резервуаров емкостью 50 000 м3 на Кременчугском нефтеперерабатываю­щем заводе была предложена технология автомати­ческой сварки вертикальных стыков стальных резер­вуаров порошковой проволокой марки ПП-2ВДСКс помощью аппарата Л-1150У. Пояса стенки резервуа­ра имели толщину: 26 мм — нижний пояс и І2 мм — верхний пояс.

Нижние пояса изготовлены из низколегированной стали марки 09Г2С, верхние — из малоуглеродис­той типа ВСтЗсп. Все вертикальные соединения вы­полнены без скоса кромок с зазором 10—12 мм для толщин металла до 20 мм и 14 мм — для толщин свыше 20 мм. До сварки установлены выводные планки.

Сварка велась с принудительным формированием со скоростью 4—6 м/ч в зависимости от толщины листов. Во время сварки наблюдали за уровнем ванны расплавленного металла, который во избежа­ние переливания поддерживали на 10—15 мм ниже верхней грани формирующих ползунов. Предложен­ная технология обеспечила стабильный процесс свар­ки и получение швов благоприятной формы с не­большим усилением (2±1 мм) и хорошим формиро­ванием. Машинное время сварки вертикального поя­са стыка высотой 2 м при толщине стенки 26—24 мм составляет 40—50 мин, а при толщине 12 мм — 25 мин, что в 5 раз выше, чем при ручной электро — дуговой сварке.

Горизонтальные швы стенки резервуара сварива­ли в углекислом газе с полупринудительным форми-

рованием порошковой проволокой ПП-АНЗС авто­матами «Циркоматик».

Целесообразно вести работы одновременно на двух резервуарах. В то время как на первом монти­руют пояса, на втором выполняют сварку. Затем бригада монтажников переходит на второй резерву­ар и собирает очередной пояс, а сварщики выполня­ют сварку на первом резервуаре.

Сварка элементов конструкций доменных печей. Автоматическая сварка порошковой проволокой бы­ла внедрена при возведении доменной печи объемом 5000 м3 на Криворожском металлургическом ком­бинате им. В. И. Ленина.

Сварка горизонтальных швов кожуха печи из стали 16Г2АФ производилась с полупринудитель­ным формированием самозашитной порошковой про­волокой ПП-АНЗС двухдуговыми аппаратами Л-1325 (рис. 36) от сварочного преобразователя ПСМ-1000-4. Для перемещения аппаратов был уста­новлен направляющий путь по всему периметру кольцевого стыка, а сварка велась одновременно двумя аппаратами внутри кожуха печи.

Омыт сварки трех кольцевых стыков показал, что предложенная техника и технология многослойной двухдуговой сварки горизонтальных соединений на вертикальной плоскости могут быть применены в монтажных условиях. Для этого необходимо улуч­шить конструкцию корректора регулировки подачи сварочной проволоки и механизма перемещения ап­парата по рельсу. Должны быть строго выдержаны зазоры в стыках и регламентированная геометрия кромок К-образного соединения. При значительном увеличении зазоров равномерно заполнить автома­том разделку невозможно, так как большая ско­рость сварки не позволяет оператору корректиро­вать направление электродной проволоки и дуги.

Рис. Зо. Автоматическая сварка кольцевых швов кожуха доменной печи объемом 5000 м3 автоматом А-1325.

Вследствие этого возможны образования продоль­ных трещин и другие нежелательные явления.

До 1973 г. в нашей стране кожухи воздухонагрева­телей доменных печей изготавливали методом руло — нирования. Применялась низколегированная сталь толщиной 12—14 мм. В связи с увеличением давле­ния горячего дутья толщина оболочек воздухонагре­вателей мощных доменных печей увеличилась до 20—40 мм, что обусловило возврат к полистовой сборке. Одновременно стали более жесткими требо­вания к геометрической форме воздухонагревателей. При полистовой сборке и ручной электродуговой сварке вертикальных швов требуется значительное число высококвалифицированных сварщиков, уве­личиваются трудоемкость и стоимость сварочных работ, сдерживаются темпы строительства.

При сооружении доменных печей внедрен способ электродуговой сварки вертикальных соединений кожухов воздухонагревателей (рис. 37) из стали толщиной 20—40 мм с принудительным формиро­ванием металла шва порошковой проволокой ПП-2ВДСК диаметром 2,35 мм. Вертикальный стык под сварку собирали на сборочно-монтажных при­способлениях (стяжках) с зазором 3—6 мм. Коли­чество устанавливаемых стяжек (не меньше трех) определяли для каждого стыка. Сварочный аппарат (рис. 38) перемещается по направляющему пути, укрепленному параллельно свариваемому стыку. Крепежные устройства направляющего пути исполь­зуются для крепления формирующей медной труб­ки. В специальном мундштуке порошковая проволо­ка изгибается и направляется в полость, образуемую кромками свариваемых листов и формирующим ползуном. Сварочная дуга горит между ванной рас­плавленного металла и электродом. Сварку стенок воздухонагревателей, выносных камер горения и ку-

полов (вертикальных и наклонных швов) вели от генератора постоянного тока ПСГ-500 с жесткой ха­рактеристикой. Скорость сварки составляла 5—7 м/ч, что в шесть раз выше, чем при ручной дуговой свар­ке металла соответствующей толщины в вертикаль­ном положении.

Способ сварки порошковой проволокой с принуди-

тельным формированием, впервые освоенный тре­стом Криворожсталькои- струкция, был успешно применен при сооружении воздухонагревателей до­менной печи № 8 Дне­провского металлургиче­ского комбината им. Ф. Э. Дзержинского в Днепро­дзержинске. В последую­щий период выполнена сварка воздухонагревате­лей доменной печи № 1 Коммунарского металлур­гического завода. В от­личие от других доменных печей, кроме воздухона­гревателей, автоматами А-1381М выполнялись также соединения пыле­уловителя, двух электро­фильтров и c^nv66ena. Общая протяженность швов составила 1973,9 м, а масса наплавленного металла—4692,3 кг (табл. 35).

Конструкции были вы-

полнены из низколегированной стали 09Г2С и 10Г2С (пылеуловитель). Применялась Х-образная и V-образная подготовка кромок. Сварка велась порошковой проволокой ПП-2ВДСК диаметром 2,35 мм.

Рис. 38. Автоматическая сварка вертикальных швов кожу­ха воздухонагревателя доменной печи объемом 5000 м3 автоматом А-1381М.

Представляет интерес использование автомата А-1381М для однопроходной сварки листовых кон­струкций из металла относительно небольшой тол­щины (12—16 мм) с V-образной разделкой кромок под ручную электродуговую сварку. Соединения вы­полнялись за один проход с формированием валика со стороны корня шва с помощью медной подклад­ки 25X30 мм, имеющей канавку. Водяное охлажде­ние не применялось. Описанная технология позволи­ла исключить трудоемкую операцию удаления и за­чистки корня шва перед выполнением второго про­хода.

При сварке большой и малой сфер куполов возду­хонагревателей автомат использовался также и для сварки наклонных криволинейных швов на высоту до 4,4 м, после чего оставшаяся часть швов довари­валась вручную. Аналогично, но на большую высоту были сварены сферические купола скруббера и электрофильтров.

Использовались два преобразователя ПСГ-500, два автомата с системой охлаждения, печь для про­сушки порошковой проволоки. Оборудование раз­мещалось в переносном машинном зале (контейне­ре) площадью 2,5 X 3,0 м.

Контроль качества показал, что швы не имели внутренних и наружных дефектов, в том числе в мес­тах сплавления после остановок. Несмотря на то, что новый высокопроизводительный способ сварки в монтажных условиях был применен впервые, он ока­зался прост, доступен, перспективен. Созданный ап­парат после устранения некоторых недостатков ра­ботал надежно и обеспечил бесперебойную работу сварщиков.

Сварка мостовых конструкций. В конструкциях Московского (Северного) моста через р. Днепр, вве­денного в эксплуатацию в 1976 г., использована нор-

мализовашіая сталь марки 15Г2АФпс и термически обработанная сталь 10ХСНД. Изготовление пролет* ных строений было поручено Ждановскому заводу металлоконструкций Минмонтажспецстроя УССР. Сборка конструкций в условиях завода велась с при­менением приспособлений, обеспечивающих соблюде­ние геометрических размеров и формы в пределах допусков. Угловые (тавровые) соединения ортотроп — ных плит на металле толщиной 6—12 мм сваривали полуавтоматами порошковой проволокой марки ПП-АН9 в углекислом газе по заранее разработан­ному технологическому процессу. Порошковую про­волоку использовали также для приварки ребер жесткости главных балок п диафрагм.

Конструкции заводского изготовления укрупняли на монтажной площадке. Порошковой проволокой ПП-2ВДСК диаметром 2,35 мм были сварены встав­ки монтажных стыков вертикальной стенки главных балок из сталей 15Г2АФДпс (эстакадной части) и термически улучшенной стали 10ХСНД (русловой части) (рис. 39). Толщина свариваемого металла 12, 14 и 16 мм. Стыки собирали с зазором 10±а мм. Применялись специальные приспособления для уст­ранения депланацин листов и технологические план-

ки для Вывода кратера вертикального шва. Со сто* роны заднего ползуна устанавливали специальные скобы (не менее 6 штук на стык), в которых были предусмотрены вырезы для пропуска ползуна в про­цессе сварки.

Сварку выполняли автоматом А-1150У с принуди­тельным формированием и охлаждением формирую­щих ползунов. Параметры режима сварки: свароч­ный ток 320—380 А, напряжение дуги 24—29 В, ско­рость сварки 4—6 м/ч. Предъявлялось требование выполнения швов на всей длине без перерыва. В случае вынужденных остановок процесс возобнов­лялся способом, описанным выше.

Контроль сварных швов и соединений элементов моста внешним осмотром, неразрушающими метода­ми и на макрошлифах показал, что качество сварки полностью соответствовало требованиям, предъяв­ляемым нормативными документами к конструкци­ям мостов. Одновременно были установлены высокие показатели производительности и эффективности процесса заводской и монтажной сварки.