Повышение производительности ручной дуговой сварки

Категория:
Сварка металлов


Повышение производительности ручной дуговой сварки

Увеличение тока и объема расплавленного металла достигают применением электродов больших диаметров (6—10 мм), сваркой пучком электродов, сваркой специальными спаренными электродами при использовании трехфазной дуги.

Во всех этих случаях увеличение тока достигается увеличением суммарной площади поперечного сечения электродных стержней. Следует иметь в виду, что увеличение массы электрода и электро-додержателя увеличивает утомляемость сварщика. Появляются трудности с обеспечением провара в узких разделках кромок и угловых швов. Эти способы целесообразно использовать при заварке дефектов литья, заполнении разделок толстолистового металла.

Повышение производительности за счет увеличения коэффициента наплавки ан достигается применением электродов с большим ан и электродов, содержащих железный порошок в покрытии. Электроды с железным порошком содержат в покрытии до 50—60% порошка (например, ОЗС-6), поэтому образование сварного шва происходит за счет расплавления стержня и порошка покрытия. При этом коэффициент наплавки увеличивается до 12—18 г/(А-ч) и производительность— в 1,5—2 раза.

Уменьшение площади сечения наплавленного металла Fa при заданной толщине свариваемого металла достигается соответствующей разделкой кромок, например применением двустороннего скоса кромок вместо одностороннего. Уменьшение FH за счет увеличения глубины и площади проплавления достигается сваркой методом опирания (с глубоким проваром, погруженной дугой). Увеличенная мощность сварочной дуги, концентрированный ввод тепла, быстрое перемещение электрода под углом и интенсивное вытеснение расплавленного металла сварочной ванны из-под дуги давлением дуги создают условия для глубокого провара при минимальном разбрызгивании. Этот метод используют при сварке в нижнем положении стыковых швов и угловых «в лодочку».

Повышение производительности достигается применением сварки наклонным и лежащим электродом за счет того, что один рабочий может одновременно обслуживать 3—4 поста.

—-

Важнейшим условием развития материальной базы нашего общества является достижение наивысшей производительности и качества труда на всех участках материального производства. В сварочном производстве эта задача решается на следующих основных направлениях:

1. Комплексная автоматизация и механизация сварочного производства, включая заготовительные и отделочные операции, а также операции неразрушающего контроля сварных соединений.

2. Совершенствование форм и рационализация сварных конструкций, снижение металлоемкости их при использовании высокопрочных сталей.

3. Совершенствование и развитие процессов и видов сварки.

Практическая реализация этих направлений обеспечит повышение производительности и качества труда, улучшение условий работы людей, повышение надежности сварных конструкций и эффективности сварочного производства. Основной объем сварных конструкций выполняется электродуговой сваркой. Основой дальнейшего развития электродуговой сварки является максимальное использование механизированной сварки под флюсом, в среде защитных газов, порошковой проволокой.

Ручная сварка покрытыми (штучными) электродами благодаря универсальности, маневренности, простоте оборудования в настоящее время является основным способом сварки на строительно-монтажной площадке. В перспективе ручная сварка на монтаже, в строительстве, при работе в труднодоступных местах, в мелкосерийном и штучном производстве будет успешно конкурировать с механизированными способами сварки.

Основными направлениями развития электродуговой ручной сварки являются:
1. Разработка способов сварки, обеспечивающих более эффективное использование тепла дуги.
2. Совершенствование способов сварки в различных пространственных положениях.
3. Уменьшение площади поперечного сечения разделки кромок и сварного шва, что позволяет повысить производительность сварки, улучшить свойства сварных соединений, сэкономить сварочные материалы и электроэнергию.

Повышению производительности труда сварщиков строительно-монтажных организаций способствуют следующие организационные мероприятия:
1. Повышение квалификации сварщиков, полное использование их рабочего времени, улучшение нормирования труда, сокращение непроизводительных затрат, ликвидация внутрисменных потерь рабочего времени.
2. На рабочих местах сварщиков необходимо создать все возможные условия для высокопроизводительного и качественного труда. Рабочее место должно обеспечивать удобное положение сварщика в процессе работы, с одного рабочего места на другое он должен переходить как можно реже.
3. На рабочем месте сварщика электроды, необходимый инструмент и приспособления должны быть размещены так, чтобы не вызывать лишних движений сварщика и обеспечивать свободное выполнение приемов сварки.
4. Источник питания сварочной дуги должен располагаться вблизи от рабочего места сварщика, в пределах его видимости. При многопостовой сварке необходимо сделать разводку сварочного тока кабелем (шинами) требуемого сечения с установкой подключательных устройств (клемм) для каждого сварщика
5. В зимнее время вблизи рабочих мест необходимо оборудовать помещение для обогрева людей.

Более широкие возможности увеличения производительности труда обеспечивают технические мероприятия, заключающиеся в применении высокопроизводительных электродов и способов сварки. Рассмотрим некоторые из них.

Сварка с глубоким проплавлением. Одним из способов повышения производительности ручной сварки является уменьшение объема наплавленного металла на единицу длины шва. Этот принцип лежит в основе процесса сварки с глубоким проплавлением, называемой еще сваркой способом опирания, или сваркой погруженной дугой.

Для такой сварки применяют электроды с покрытием повышенной толщины. Более толстое покрытие способствует концентрации тепла сварочной дуги, повышая ее проплавляющее действие. Масса покрытия таких электродов составляет 60—80% массы стержня. В процессе горения дуги покрытие таких электродов плавится чуть медленнее стального стержня, образуя на конце электрода втулку (чехольчик). Сварку такими электродами ведут короткой дугой, опираясь втулкой покрытия на кромки основного металла (изделия).

После зажигания дуги сварщик устанавливает электрод под углом 70—80° к линии шва в направлении сварки (углом назад) и перемещает его вдоль шва без поперечных колебаний, нажимая на электрод вдоль его оси по мере его оплавления. Втулка покрытия предохраняет электрод от короткого замыкания. Дуга горит во втулке и погружена в ванну расплавленного металла. Зона дуги почти невидима и хорошо защищена от окружающей атмосферы. При этом потери на угар и разбрызгивание электродного металла снижаются, что позволяет увеличить сварочный ток.

Предельно короткая дуга, повышенная величина сварочного тока значительно увеличивают концентрацию тепла в зоне сварки. Под влиянием сильного дутья направленной дуги, горящей во втулке покрытия, кромки изделия проплавляются на повышенную глубину. В результате в металле шва увеличивается доля основного металла и уменьшается доля электродного (наплавленного) металла — основной фактор повышения производительности сварки таким способом. Сварка с глубоким проплавлением способом опирания электродами с повышенной толщиной слоя покрытия позволяет выполнять од-ним штучным электродом при всех прочих равных услозиях сварной шов (валик) большей длины, чем при сварке обычным способом, на весу.

Сварка с глубоким проплавлением имеет следующие достоинства:
1. Производительность сварки возрастает в 1,5—2 раза.
2. Повышению качества сварных соединений способствует постоянство длины дуги и хорошая защита зоны сварки от окружающей атмосферы.
3. Снижается расход электродов и электроэнергии.
4. Снижается утомляемость сварщика, особенно при сварке электродами больших диаметров.

Применение такого способа сварки ограничивается ее возможностью только в нижнем положении и под углом до 45° (на подъем), т. к. ванна расплавленного металла и количество жидкого шлака увеличены.

Сварка с глубоким проплавлением способом опирания легко осваивается и не требует высокой квалификации сварщика. Такой способ позволяет выполнить одностороннюю сварку стыковых соединений без разделки кромок при толщине металла до 10 мм, двустороннюю сварку — при толщине металла до 18 мм, Преимущества сварки таким способом наиболее полно проявляются при сварке угловых швов, особенно в положении «в лодочку». При одинаковом катете угловой шов с глубоким проплавлением будет иметь допускаемое расчетное усилие примерно в 1,5 раза больше, чем обычный угловой шов.

Для сварки способом опирания можно использовать электроды марок-УОНИИ-13/45, УОНИИ-13/55, УОНИИ-13/65, АНО-7, СМ-11, ВСН-3, СВП-1, ОЗС-З.

Сварка высокопроизводительными электродами с железным порошком в покрытии. Эффективным способом повышения производительности сварки является применение электродов с повышенным коэффициентом наплавки. Для повышения выхода наплавленного металла в покрытия некоторых марок электродов добавляют в большом количестве железный порошок. При сварке этими электродами в формировании шва принимает участие не только металл электродного стержня, но также и железный порошок, входящий в состав электродного покрытия. Такие электроды составляют группу высокопроизводительных электродов (ВП-электроды). Коэффициент наплавки (удельная производительность) таких электродов лежит в пределах И—18 Г/А*ч, тогда как у обычных электродов он составляет 8— 10 Г/А-ч.

ВП-электроды имеют толщину слоя покрытия значительно больше, чем обычные электроды: масса покрытия составляет до 150% от массы стержня. ВП-электроды допускают сварку на повышенных значениях сварочного тока. При содержании в покрытии железного порошка в большом количестве электродное покрытие делается электропроводимым, что обеспечивает легкое возбуждение дуги. Входящий в покрытие железный порошок уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла, что благоприятно сказывается при сварке в условиях низких температур. Уменьшение скорости охлаждения обеспечивает чистоту и плотность наплавленного металла, отсутствие трещин, высокую пластичность.

Некоторые марки ВП-электродов допускают сварку способом опирания. Сварка этими электродами таким способом дает особенно хорошие результаты при выполнении угловых швов.

Применение ВП-электродов с железным порошком в покрытии повышает на 30—40% производительность сварки, обеспечивает легкое возбуждение и стабильное горение дуги, хорошую отделимость шлаковой корки, хороший внешний вид сварных швов.

ВП-электроды по среднему содержанию в покрытии железного порошка (по массе) условно можно разделить на три группы:
1) Электроды, содержащие до 15% железного порошка АНО-3, МР-1 с рутиловым покрытием. Такие электроды допускают сварку во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз. По производительности они незначительно отличаются от обычных.
2) Электроды, содержащие до 35% железного порошка АНО-5, ЗРС-2, РБУ-5, ЭБ-55 с рутиловым покрытием и С-1 с основным покрытием. Эти электроды допускают сварку в нижнем, горизонтальном и вертикальном снизу вверх положениях.
3) Электроды, содержащие до 60% железного порошка ОЗС-З, ОЗС-6, АНО-1, АНО-19 с рутиловым покрытием и АНО-Ю с основным покрытием. Эти электроды допускают сварку в нижнем и горизонтальном положениях.

Сварка вертикальных швов в направлении сверху вниз. Обычно сварку вертикальных швов ведут в направлении снизу вверх. Для ограничения объема и жидкотекучести сварочной ванны приходится ограничивать величину сварочного тока, что снижает производительность сварки.

Для производительной сварки вертикальных швов в направлении сверху вниз разработаны электроды АНО-9 (Э50А-Б) и АНО-13 (Э46-Р). Эти электроды имеют малую проплавляющую способность и дают хорошие результаты при сварке тонколистового металла и выполнении первого корневого слоя при сварке более толстого металла. Сварка этими электродами выполняется способом опирания, сварной шов получается с плавным переходом от наплавленного металла к основному, что снижает концентрацию напряжений в сварных соединениях.

Несмотря на невысокий коэффициент наплавки электродов АНО-9 и АНО-13 (9—9,5 Г/А-ч) применение их обеспечивает повышение производительности сварки на 20—25% за счет других факторов: повышенная скорость сварки, отличное формирование шва, малое разбрызгивание металла, самопроизвольное отделение шлаковой корки.

Повышение производительности сварки на монтажной площадке.

Повышению производительности ручной сварки способствует применение вновь разрабатываемых марок электродов с более благоприятными сварочно-технологическими свойствами.

Монтажная сварка ответственных конструкций и трубопроводов из углеродистых и низколегированных сталей выполняется электродами с основным покрытием. Примерами таких электродов служат СМ-11 (Э42А), УОНИИ-13/45 (Э46А), УОНИИ-13/55 (Э50А). Однако эти электроды обладают рядом серьезных недостатков: чувствительностью к изменению длины дуги, неустойчивым горением, а иногда и невозможностью сварки на переменном токе.

С целью устранения этих недостатков и повышения производительности сварки разработаны электроды с основным покрытием типа Э50А марок ДСК-50, СК2-50. Эти электроды имеют коэффициент наплавки в пределах 10—12Г/А-ч, отличаются легким ведением процесса сварки на переменном токе, при сгорании выделяют значительно меньше химических соединений. Применение таких электродов обеспечивает повышенную производительность сварки, легкую отделимость шлаковой корки, использование переменного тока, дает существенные экономические преимущества.

Монтажная сварка стыков трубопроводов имеет специфические особенности, близкое расположение свариваемых труб, ограниченный обзор сварочной ванны, непрерывная смена пространственного положения сварки в неудобных местах, многократные обрывы и зажигания дуги для правильного формирования шва. Исходя из этих особенностей для сварки неповоротных стыков трубопроводов разработаны электроды с основным покрытием марки ТМУ-21 (Э50А). Эти электроды в сравнении с электродами УОНИИ-13/55 отличаются повышенной маневренностью, возможностью использования переменного тока, меньшей чувствительностью к удлинению дуги, меньшей склонностью к образованию пор в точках зажигания и обрыва дуги и при загрязнении свариваемых кромок, более легким удалением шлаковой корки.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум