Технология сварки стальных деталей

Результаты проведенных исследований были использованы для разработки технологии сварки тонколистовых стальных конструкций. При разработке технологии были определены требования к выбору:

• способа сварки в зависимости от толщины свариваемого металла;

• оптимальной тепловой мощности пламени, обеспечивающей образование сварного шва и определяемой расходом газа в зависимости от толщины свариваемого металла;

• номера наконечника горелки в зависимости от расхода газовой смеси;

• диаметра и марки присадочной проволоки.

Для водородно-кислородного пламени вместо расхода газа в расчетах удобно использовать часовой расход газовой смеси, т. е. суммарный расход водорода и кислорода, получаемого при электролизе.

В процессе экспериментов было установлено, что для сварки углеродистых сталей расход водородно-кислородной смеси можно определять по известной эмпирической формуле

Проведенные на кафедре сварочного производства НТУУ «КПИ» работы показали, что для низкоуглеродистых сталей К-280-300 дм3/ч на 1 мм свариваемого металла. Мощность пламени регулируется изменением производительности ЭВГ, зависящей от силы тока электролиза. По расходу газовой смеси подбирают соответствующий номер наконечника горелки. В отличие от ацетилено-кислородной сварки наконечник подбирают не в зависимости от расхода горючего газа, а по суммарному расходу газовой смеси (табл. 23).

Параметры сварки углеродистых сталей толщиной до 3 мм, присадочный материал и оборудование приведены в табл. 24. Сварку стальных деталей толщиной до 3 мм выполняют левым способом, нормальным пламенем, полученным путем добавления в гремучий газ паров неэтилированного бензина. Расстояние от конца ядра пламени до свариваемого металла составляет 1-2 мм. В начальный момент сварки для улучшения прогрева металла и быстрого образования сварочной ванны угол наклона горелки максимальный — около 90°.

В процессе сварки угол наклона горелки уменьшается по мере уменьшения толщины металла. Для заплавления конца шва и предотвращения прожога угол наклона горелки уменьшают, и пламя скользит по поверхности металла сварочной ванны.

При сварке деталей толщиной до 2 мм колебательных движений горелкой, как правило, не происходит, однако необходимо следить за тем, чтобы в первую очередь происходило расплавление основного металла. При этом угол наклона присадочной проволоки по отношению к зеркалу сварочной ванны должен быть равен 30-40°.

Диаметр сварочной проволоки выбирают так же, как и при аце-тилено-кислородной сварке. Для левого способа сварки сталей толщиной до 3 мм диаметр присадочной проволоки определяют по известной эмпирической формуле

Проведенные исследования доказали трудность получения провара корня шва при стыковой сварке без разделки кромок, начиная с толщины пластин 1,5-2 мм, особенно при несоблюдении ширины зазора между пластинами. Поэтому для получения качественного сварного соединения с полным проваром рекомендуется уже с толщины 2 мм применять разделку кромок с углом раскрытия порядка 60-90°.

Внешний вид сварного соединения из стали 08кп толщиной 2,0 мм, выполненного водородно-кислородным пламенем, представлен на рис. 48.

Рис. 48. Внешний вид сварного соединения стали 08кп, выполненного водородно ктюродным пламенем: а - лицевая сторона шва; б — корень шва


Механические испытания образцов сварных соединений по ГОСТ 6996-66 на статический изгиб и статическое растяжение показали, что угол загиба образцов составил 160-180°, при растяжении образцы разрушались по основному металлу и предел прочности на разрыв составил 330-340 МПа (33-34 кг/мм2), что соответствует пределу прочности для стали 08кп.

Рис. 49. Микроструктура сварного соединения стали 08кп, выполненного водородно-кислородным пламенем с присадочной проволокой Св08Г2С: а - металл сварного шва; б - переходная зона; в - основной металл (х800)

Металлографический анализ показал (рис. 49), что при структуре основного металла, представляющей собой почти чистый феррит с незначительным количеством перлита и мелким зерном балла «9» по ГОСТ 5639-65, в зоне термического влияния наблюдается постепенный рост зерна. В зоне перегрева, примыкающей к металлу шва, структура феррито-перлитная с небольшим содержанием перлита. Структура металла шва также феррито-перлитная.

Результаты испытаний сварных соединений контрольных образцов из стали 08кп и СтЗ размерами 100x100x1 мм приведены в табл. 25. Сварка проводилась горелками Г2-02 с наконечником №1 при общем расходе водородно-кислородной смеси, обогащенной парами бензина А76, 280-300 дм³/ч присадочной проволокой Св08Г2С диаметром 1,2 мм. Качество сварки образцов определяли по результатам механических испытаний, проведенных ВНИИ-Автогенмашем.

Предложенная технология сварки тонколистовых стальных конструкций была внедрена при сварке стальных деталей на предприятиях Москвы и Киева. Опыт внедрения разработанной технологии на предприятиях показал, что при использовании нормального водородно-кислородного пламени, полученного сжиганием смеси с парами бензина, и расходе порядка 0,6 м³/час, при сварке с зазором без разделки кромок получают качественное сварное соединение стальных деталей толщиной порядка 2 мм.

Данный раздел создан на основании материалов Книги: "Обработка материалов водородно - кислородным пламенем" Корж В. Н., Попиль Ю.С. 2010г.