Способ и режимы стыковой сварки в значительной мере зависят от формы и сечения свариваемых деталей.
Сварка стержней. Стержни из низкоуглеродистой стали диаметром до 15 мм иногда сваривают сопротивлением (tсв = 0,5…0,6 с; j = 90…200 А/мм2).
Стержни диаметром до 60 мм сваривают непрерывным оплавлением; большие сечения сваривают оплавлением с подогревом, с программным регулированием напряжения и импульсным оплавлением. Большое внимание уделяют центрированию торцов; обычно используют полукруглые, призматические и плоские электроды. Для равномерного нагрева по сечению при сварке стержней среднего и большого сечения применяют двусторонний или крестообразный токоподвод.
Сварка рельсов. Нормальные железнодорожные рельсы имеют сечение 5000…8000 мм2 и прокатываются из стали, содержащей до 0,9 % С. Рельсы сваривают на стационарных или в полевых условиях на передвижных машинах. При сварке рельсы зажимаются плоскими электродами на длине 150…200 мм с двусторонним подводом тока.
Сложность сварки рельсов обусловлена их конфигурацией, что затрудняет равномерный нагрев торцов и деформацию металла. Качество сварки повышают за счет интенсификации оплавления перед осадкой. Для этого обычно увеличивают voпл.к до 0,9…1,2 мм/с. Для сварки рельсов (сечением 6000 мм2) рекомендуют следующие параметры режима:
1) при сварке оплавлением с подогревом: U20 — 9 В; tпод = 240 с; tимп = 5,5 с; Δопл = 20 мм; voпл ср = 1 мм/с; рос = 40…50 МПа; voc = 15 мм/с; Δос = 10 мм; tсв = 120 с;
2) при сварке оплавлением с программным изменением напряжения: U2maх — 7 В; U2mln = 4 В; U20кон = 5 В; voпл ср = 0,9 мм/с; Δопл = 30 мм; jопл = 2,8 А/мм (перед осадкой); Δос = 10 мм; tсв = 120 с;
3) при сварке импульсным оплавлением (жесткий режим): U20 = = 6,3 В; Δопл = 7 мм; voпл.к = 0,9 мм/с; fк = 25 Гц; Ак = 0,4 мм; Δос = 6 мм; tсв = 35 с (удельная мощность 0,03 кВ×А/мм2).
Для улучшения свойств сварных соединений после сварки проводят нормализацию или отпуск.
Сварка труб. Стыковую сварку труб применяют в котлостроении, при изготовлении нефтяного оборудования, при строительстве магистральных и промысловых трубопроводов и т. д. При сварке труб требуется точное совпадение свариваемых кромок, как правило, обеспечение проходного отверстия не менее 80…90 % внутреннего диаметра трубы и равномерный подвод тока по периметру.
Трубы диаметром до 60…100 мм сваривают непрерывным оплавлением или оплавлением с подогревом. В зависимости от жесткости трубы применяют электроды с цилиндрической и призматической поверхностью. При сварке непрерывным оплавлением труб из низкоуглеродистой и легированной стали процесс начинают при малой скорости оплавления и заканчивают при voпл.к = 6…10 мм/с (обычно подвижная плита перемещается по закону sп = k × t2 или sп = k × t3/2). Для сварки стальной трубы (60×3 мм) сечением 550 мм2 рекомендуется следующий режим: U20 = 6,5…7 В; 2l 0 = 70 мм; Δопл = 15 мм; voпл ср = 1…1,15 мм/с; Δос = 4,5 мм; Δост — 3 мм.
Толстостенные трубы большого диаметра со стенками 12…50 мм сечением 4000…32 000 мм2 сваривают оплавлением с подогревом. Для сварки трубы из низкоуглеродистой стали диаметром 200 мм, сечением 20 000 мм2 применяют следующий режим сварки: 2l 0 = = 420 мм; U20 = 9,3 В; tпод = 540 с; tимп = 6 c; Δопл = 23 мм; voпл ср = 0,6 мм/с; Δос = 15 мм; Δост = 12 мм. Иногда для защиты от окисления внутрь трубы помещают вещества, выделяющие при нагреве водород и углекислый газ (например, шлаковые тампоны, смоченные бензином, и др.).
Магистральные трубопроводы больших диаметров 700…1450 мм сваривают непрерывным оплавлением с программным изменением напряжения и скорости сближения торцов. Для сварки применяют установки, оснащенные кольцевыми или блочными трансформаторами, обеспечивающими равномерный подвод тока по периметру трубы. При этом резко снижается сопротивление сварочного контура (до 12…15 мкОм), и устойчивое оплавление идет при малой удельной мощности (0,015…0,025 кВ×А/мм2). Давление осадки обычно составляет 50 МПа, voпл ср — 1 мм/с. Для облегчения возбуждения оплавления кромки труб скашиваются под небольшим углом.
Сварка заготовок инструмента. Для экономии качественных инструментальных сталей из нее делают рабочую часть инструмента, а хвостовую часть — из дешевой углеродистой стали. Сварку выполняют оплавлением или оплавлением с подогревом. Технология сварки определяется в основном свойствами этих сталей. Низкие теплопроводность и электропроводимость инструментальной стали компенсируются при сварке большей (на 30…50 %) установочной длиной заготовки из углеродистой стали; склонность к образованию трещин из-за способности стали интенсивно закаливаться снижают применением замедленного охлаждения после сварки и последующего отжига; чувствительность стали к перегреву с образованием участков хрупкой структуры предупреждается удалением перегретого металла путем повышения давления осадки.
Параметры режима сварки и последующей термообработки уточняют в зависимости от свойств используемой инструментальной стали.
Дата: 2019-02-02, просмотров: 249.