Электрозаклепка или сварка через отверстие

Сварка и применение электрозаклепок

Электрозаклепками называют точечные швы, которые выполняются сварочной дугой при помощи плавящегося или неплавящегося электрода. Сварка таким способом широко применяется в промышленности, она является высокопроизводительной и удобной в сборке конструкций больших габаритов, например, когда осуществляется обшивка пассажирских вагонов.

Сварка электрозаклепками

Применение

Сварка электрозаклепками используется для того, чтобы:

  1. соединить тонколистовую обшивку с рамами, которые выполнены из профильного проката. Так как из-за крупных габаритов конструкции невозможно применить контактный способ точечной сварки.
  2. образовалось соединение из пакета элементов.
  3. приварить шпильки.

Как осуществляется сварка?

Разработанная С.А. Егоровым, сварка электрозаклепками, как правило, организовывается с помощью плавящегося стального электрода под слоем флюса. Она выполняется двумя способами.

  1. В первом случае сварочной дугой проплавляется верхняя деталь. Применяется, когда металлический лист тонкий (меньше 2 мм).
  2. Второй метод основывается на предварительно подготовленном отверстии, выполненное сверлением или прокалыванием.

Экономичней оказался первый способ, когда сварка металла электрозаклепками происходит без отверстия в верхней детали.

Также сварка электрозаклепками может осуществляться с помощью стального электрода под флюсом без предварительного сверления отверстия в верхнем листе толщиной до 12 мм. Это становится возможным благодаря применению силы сварочного тока в 4590 — 5000 А и использованию электродной проволоки диаметром 14 — 16 мм.

Но все же сварка деталей, у которых толщина более 2 мм без подготовленного отверстия, как правило, нецелесообразна. Ведь тогда применяются большие сварочные токи и электроды больших диаметров, что заканчивается образованием очень большой головки электрозаклепки, тогда как диаметр ее стержня мал.

Если элементы толщиной больше 2 мм, то необходимость в сверлении или прокалывании отверстия приводит к ограничению области применения электрозаклепочных швов.

Использование неплавящегося электрода при сварке электрозаклепками позволяет создавать швы без усиления, при этом получается большая глубина проплавления металла, по сравнению с применением плавящегося электрода. Листы толщиной по 6 мм и более можно сваривать неплавящимся гра-фитированным электродом с помощью постоянного тока, который применяется в диапазоне от 400 — 700 А. Графитированная масса марки А, выпущенная Московским заводом электродов, применяется как электродный материал. Чтобы защитить шов при сварке можно использовать флюс или разнообразные защитные газы.

Техника и режимы сварки

Электрозаклепки ставятся с помощью подачи сварочной проволоки и без нее. В первом случае проволоку направляют в зону сварки, завершается процесс после того, как заданное количество проволоки расплавилось. Это происходит при помощи реле времени или механического прерывателя. Без проволоки осуществляется процесс так: в процессе горения дуги она не подается, так как закреплена в токоподводящем мундштуке. Дуга продолжает гореть до естественного обрыва, ведь ее длина и напряжение меняются.

Лунки выплавляются с помощью электрозаклепочника без флюса, когда величина тока составляет 1800 — 2000 А. Чтобы начать процесс нужно электрозаклепочник установить таким образом, чтобы сварочная проволока образовывала с вертикалью угол 15-20 градусов, а у сварочной проволоки торец соответствовал центру будущей точки. Результатом недолгого горения дуги станет выплескивание расплавленного металла ее дутьем на кромку лунки. Лишний металл удаляют с помощью зубила и молотка.

Инженер И.И. Каховский осуществил соединение электрозаклепками с ручной подачей проволоки. Чтобы проволока плавно опускалась по мере ее плавления, нужно ее направлять и одновременно быстро поворачивать в обе стороны, производя движения вокруг ее оси. Ее диаметр может быть прежним и не зависеть от диаметра отверстия в верхней детали.

Чтобы выбрать режим и технику сварочных работ нужно учесть следующие моменты:

  • В зависимости от марки применяемого флюса находится его расход и глубина провара.
  • Электрозаклепки могут получиться разного размера, на это влияет скорость подачи проволоки.
  • Если слой флюса небольшой, то электрозаклепки вздуваются.
  • В электрозаклепках образуется пористость, причинами ее могут быть ржавчина, окалина или влажный флюс.

Шланговые полуавтоматы пригодятся для целесообразной работы, ведь тогда для проплавления верхнего слоя понадобится значительно меньшая величина сварочного тока. При их задействовании важнейшим параметром режима сварки становится время горения дуги, определяющее качество электрозаклепок. Поэтому электрическая схема полуавтомата должна базироваться на реле, чтобы дозировать время прохождения тока.

Если режим и технику сварочной работы не соблюдать, то это чревато дефектами в электрозаклепочных соединениях. Причинами их образования являются:

  1. При сварке без направления проволоки непроваренные кромки получаются, если диаметр отверстия больше диаметра проволоки на 1-3 мм.
  2. Если нижний элемент не проварен, то это возможно при малом токе, если диаметр проволоки мал, при недостаточном сжатии соединяемых элементов, ослаблении контактов цепи.
  3. Верхняя часть бывает прожженной в случае сильного сжатия сварочных элементов или когда повышена величина тока.
  4. Если плохо сжаты свариваемые поверхности, то возникают трещины в ядре электрозаклепки.
  5. На поверхности и в сечении электрозаклепки образуются поры от соединения элементов, которые не очищены от ржавчины, влаги, грязи, а также если применяется влажный или замусоренный флюс.
  6. Выплеск металла на поверхность или на края электрозаклепки происходит в том случае, если применяется засоренный шлаковой коркой флюс или когда зашлакован конец проволоки или токоподводящий мундштук.
  7. Если в зону сварки засыпано недостаточное количество флюса, тогда возникает вздутие головки электрозаклепки.
  8. Электрозаклепка, в которой образуется недостаточная высота головки, получается в результате зазора между соединяемыми поверхностями.
  9. Слишком большая высота электрозаклепки возникает, когда флюс содержит много мелких частиц, а также при недостаточной величине тока для конкретного диаметра проволоки.

Высокая работоспособность электрозаклепочных соединений наблюдается при ударной и знакопеременной нагрузках, по сравнению со сплошными швами. На металле малой толщины можно осуществить контроль качества по внешнему виду с обеих сторон.

Электрозаклепка или сварка через отверстие

§ 38. Сварка электрозаклепками

Точечные швы в сварном соединении, выполненные сварочной дугой плавящимся или неплавящимся электродом, называют электрозаклепками (рис. 55).


Рис. 55. Соединения электрозаклепками: а — без отверстия в верхнем листе, б — с предварительно пробитым элементом, в — сварка двух листов с профильным элементом, г — угловое соединение

Сварка электрозаклепками получила широкое применение в промышленности благодаря высокой производительности и удобству в сборке крупногабаритных конструкций, например обшивка пассажирских вагонов.

Сварка электрозаклепками применяется для соединения тонколистовой обшивки с рамами из профильного проката, где из-за крупных размеров конструкции затруднено применение контактной точечной сварки; для образования соединений из пакета элементов; для приварки шпилек.

Сварка электрозаклепками обычно осуществляется плавящимся стальным электродом под слоем флюса (разработана С. А. Егоровым).

Сварка выполняется с проплавлением верхней детали сварочной дугой или через отверстие, предварительно подготовленное сверлением или прокалыванием. Экономично применять сварку металла электрозаклепками без отверстия в верхнем элементе.

Возможно осуществление сварки электрозаклепками стальным электродом под флюсом с проплавлением верхнего листа толщиной до 12 мм, без предварительного сверления отверстия в нем. Это достигается применением силы сварочного тока в 4500 — 5000 А и электродной проволоки диаметром 14 — 16 мм.

Однако сварка элементов толщиной более 2 мм без прокола отверстия большей частью нецелесообразна, так как применение больших сварочных токов и электродов больших диаметров приводит к образованию чрезмерно крупной головки электрозаклепки при малом диаметре ее стержня.

Необходимость сверлить или прокалывать отверстия в верхнем элементе толщиной больше 2 мм ограничивает область применения электрозаклепочных швов.

Сварка электрозаклепками неплавящимся электродом позволяет получать швы без усиления и с большей глубиной проплавления металла, чем сварка плавящимся электродом. Неплавящимся графитированным электродом можно сваривать листы толщиной каждый 6 мм и более постоянным током 400 — 700 А. В качестве электродного материала рекомендуется графитированная масса марки А Московского электродного завода. Защитой металла шва при сварке могут служить флюс или различные защитные газы.

Электрозаклепка

Сварка электрозаклепками обычно выполняется в соединениях внахлестку, втавр, а также угловых. Основной трудностью сварки подобных соединений является обеспечение плотного прилегания поверхностей свариваемых деталей. Для предупреждения вытекания расплавленного флюса и металла зазор не должен превышать 1 мм. Сварка может сопровождаться подачей электрода в процессе сварки или без его подачи до естественного обрыва дуги. В первом случае используют обычные полуавтоматы для сварки под флюсом, во втором — специальные элек-трозаклепочники. [46]

Сварка электрозаклепками происходит за счет сквозного про-плавления верхнего листа при небольшой его толщине и частичного проплавления ( на глубину 1 5 — 2 5 мм) нижнего листа или полки элемента каркаса. Для получения высокопрочного сварного соединения необходимо плотное прилегание поверхностей свариваемых элементов в местах постановки электрозаклепок. Кроме того, поверхность в месте сварки должна быть тщательно очищена от краски, ржавчины, влаги и грязи. Способом проплавления верхнего листа легко свариваются соединения, у которых верхний лист имеет толщину до 3 мм. У более толстых верхних листов предварительно делаются отверстия в месте постановки электрозаклепок. [48]

Сварку электрозаклепками под флюсом производят двумя способами: проплавлением верхней детали дугой ( для тонколистовых конструкций) и через отверстия, предварительно просверленные или пробитые в верхней детали. Здесь более приемлема сварка электрозаклепками плавящимся электродом в среде СОа, которая обеспечивает по сравнению со сваркой под флюсом большие глубины проплавления и устойчивость дуги, позволяет сваривать более толстый металл. [49]

Сварка электрозаклепками имеет ряд преимуществ. К ним относится прежде всего простота сварочного оборудования. Электрозаклепочники могут быть изготовлены силами заводов, применяющих сварку электрозаклепками. Повышение производительности при сварке электрозаклепками может быть достигнуто за счет применения многоэлектродных установок. При сварке электрозаклепками резко снижается величина деформаций свариваемых элементов. Это в большинстве случаев исключает последующую трудоемкую операцию — правку после сварки. Электрозаклепки более пластичны, чем сварные точки, выполненные контактной сваркой. [50]

Читать еще:  Правильное положение циркуляционного насоса системы отопления

Сварка электрозаклепками дает возможность соединять элементы значительной толщины, не требуя для этого мощных и дорогих сварочных машин. Благодаря достаточно высокой прочности и пластичности электрозаклепочные соединения могут успешно конкурировать с клепаными соединениями во многих ответственных конструкциях. [51]

Соединения электрозаклепками , выполненные тонкой проволокой, достаточно прочны. Например, разрушающая нагрузка на срез соединения деталей толщиной 1 5 мм составляет 300 — 350 кг. [52]

Соединения электрозаклепками рациональны при толщине верхнего листа не более 5 мм. [53]

Сварка электрозаклепками заключается в том, что сварочная дуга горит под слоем флюса между неподвижным электродом и изделием, проплавляет верхний лист и сваривает его с нижним. Дуга горит до естестзенного обрыва. По этому методу можно приварить листы толщиной до 8 мм, а при большей толщине сварку выполняют через отверстие в верхнем листе. Диаметр отверстия должен превышать диаметр электрода не менее чем на 2 — 6 мм. [54]

Сварку электрозаклепками и точками применяют для выполнения нахл есточных тавровых, угловых и стыковых соединений на металле толщиной более 0 5 мм со швами, расположенными во всех пространственных положениях. В отдельных случаях при сварке металла большой толщины в нижнем положении используют проволоку до 0 4 мм. [55]

Соединения электрозаклепками ( рис. 38, к) применяют в нахлесточных и тавровых соединениях. При помощи электрозаклепок получают прочные, но не плотные соединения. При толщине верхнего листа до 6 мм его можно предварительно не просверливать, а проплавлять дугой, горящей под флюсом или в защитном газе, при этом можно применять и неплавящиеся электроды. [57]

Сварка электрозаклепками применяется для соединения тонколистовой обшивки с рамами из профильного проката, где из-за крупных размеров конструкции затруднено применение контактной точечной сварки; для образования соединений из пакета элементов; для приварки шпилек. [59]

Сварка электрозаклепками неплавящимся электродом позволяет получать швы без усиления и с большей глубиной проплавления металла, чем сварка плавящимся электродом. [60]

Сварку такого вида применяют для выполнения нахлесточных тавровых, угловых и стыковых соединений на металле толщиной >0,5 мм со швами, расположенными во всех пространственных положениях. При сварке на токах до 350 А целесообразно использовать проволоки Ø 0,8—1,4 мм, на больших токах — проволоки Ø 1,6—2 мм. В отдельных случаях при сварке металла большой толщины в нижнем положении используют проволоку до Ø 4 мм.

При сварке электрозаклепками металла толщиной >1,5 мм в вертикальном и потолочном положениях и толщиной >6 мм в нижнем положении рекомендуется делать отверстия в верхнем листе. В остальных случаях отверстия в верхнем листе не делают. Требования к качеству сборки обычно такие же, как при сварке швов большой длины. Стабильность начала процесса оказывает большое влияние на качество сварки точками и электрозаклепками. При сварке проволоками до Ø 1,6 мм начало процесса осуществляют путем подачи электродной проволоки под напряжением к изделию. Для улучшения начала сварки процесс следует начинать на малом вылете электрода.

— При сварке точками и электрозаклепками следует использовать специальные приемы зажигания дуги. Например, при автоматической сварке целесообразно начинать процесс при пониженной скорости подачи электродной проволоки и повышенной скорости нарастания тока в сварочной цепи, а после зажигания дуги переходить на рабочий режим. При этом важно, чтобы переход на рабочий режим сварки происходил после зажигания дуги. Для этого в сварочную аппаратуру вводят спаренные датчики напряжения и тока, которые подают сигнал на переключение режима сварки.

— На глубину проплавления точки наиболее эффективно влияет сварочный ток. С его повышением увеличиваются диаметр и усиление точки. Сварку следует выполнять на токе, максимально допустимом для данной толщины металла. Напряжение дуги оказывает влияние на форму точки. При недостаточном напряжении в центре точки образуется углубление, а при завышенном — бугорок. Оптимальное напряжение зависит от сварочного тока и диаметра электрода. При сварке точки глубина проплавления растет в первый период горения дуги. В дальнейшем глубина проплавления растет незначительно. увеличивается только усиление.

Сварку металла толщиной до 2 мм обычно выполняют без изменения тока в процессе сварки точки. При этом путем выбора напряжения можно получить хорошее формирование точки с достаточной глубиной и шириной проплавления. При большей толщине металла рекомендуется выполнять сварку с изменением сварочного тока. После начала сварки точки силу тока увеличивают, а в конце уменьшают и одновременно повышают напряжение. Это обеспечивает глубокое проплавление, хорошую форму электрозаклепки и позволяет регулировать термический цикл при сварке. Для увеличения сечения проплавления и прочности электрозаклепки сварку рекомендуют выполнять с круговым перемещением электрода, а иногда делать отверстия в верхнем листе.

Прочность отдельной точки зависит от толщины металла и сечения электрозаклепки. Работоспособность электрозаклепочных и точечных соединений при знакопеременной и ударной нагрузках в ряде случаев выше, чем соединений, выполненных сплошными швами. Контроль качества электрозаклепок на металле малой толщины осуществляют по их внешнему виду с обеих сторон. При нарушении газовой защиты, превышении зазоров в соединении, наличии большого загрязнения листов и использовании ржавой проволоки в электрозаклепках образуются поры. Трещины в электрозаклепках и точках появляются в основном при сварке высокоуглеродистых сталей и при повышенных режимах сварки.

Волченко В.Н. Сварка и свариваемые материалы. том 2

Способ дуговой сварки электрозаклепками

О П И С А Н И Е ()979053

И 306PK TK H M$I

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявле»о 06.04.81 (21) 3268399/25»27 (5l ) М. Кл.

3 с присоединением заявки.% (23) Приоритет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07 12.82 Бюллетень № 45

Дата опубликования описания 07.12.82 (53) Уд К621. .791.753. .5(088.8) Ю. А. Чернов, В. И. Мищенко, Я. В. Барыба, . М. Ирочкин, Л. И. Клин и И. Г. Некрасо — — :: .B (! (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский инст ут по монтажным и специальным строительным.рМотаы, (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДУГОВОЙ СВАРКИ ЭЛЕКТРОЗАКЛЕПКАМИ

Изобретение относится к области сварочного производства и может быть использовано для получения неразъемных соединений электрозаклепки различных изделий, состоящих из пакетов листовых заготовок

Известен способ сварки электрозаклепками плавящимся штучным электродом, при котором электрод или электродная прово-,, лока подается в плавильное пространство определенное время, затем подача прекращается и происходит растяжка дуги до самообрыва. Сварка известным способом производится через верхний элемент или через отверстие в верхнем элементе или пакете 1 J.

Недостаток известного способа заклк чается в относительно малой глубине проплавления (до 8 мм), а реализация 2о способа требует наличия сложного .o6oрудования для подачи проволоки, регулирования времени подачи электродной rrpo волоки.

Известен способ дуговой сварки электрозаклепками преимущественно пакетов нз металлических листова заключающий» ся в том, что электрод неподвижно устанавливают в выполненное в сварнваемом изделии отверстие, диаметр которого больше диаметра электрода, а затем между торцом электрода и изделием возбуждают дугу, которая горит до естес венного обрыва (2 ), Недостатком такого способа является то, что при сварке изделий больших тол шнн не обеспечивается полное запол нение электродным материалом отверстия, что плохо сказывается на прочности сварного соединения.

Цель изобретения заключается в по вышении прочности сварного соединения за счет более полного заполнения отвер»стия электродным материалом при сварке изделий больших толщин, особенно при сварке пакетов нз листов металла.

11ель достигается тем, что при осу, ществлении способа сварки электроза;

3 979053 4 клепками, в котором электрод непрдвиж ных сил налипает на электрод 3. По мере но устанавливают в выполненном в сва плавлении электрода 3 и приблежения риваемом иэделии отверстии, диаметр дуги к поверхности изделия изоляционный которого больше диаметра электрода, а материал сгорает, а расплавленный металзатем между торцом электрода и иэдели- 5 лический порошок устремляется в отверем возбуждают дугу, которая горит до стие, полностью заполняя его. естественного обрыва, в отверстие сва- Пример. Сваривался электрожриваемого изделия дополнительно вводят клепками пакет пластин из стали СтЗ присадочный материал в виде шихты, толщиной 4 мм каждая в количестве 5 шт. которую предварительно электрически 10 Толщина пакета 5 4=20 мм. диаметр

I .изолируют от свариваемого металла и голого электрода 5 мм, диаметр сквоэ,электрода до момента возбуждения дуги. ного отверстия 7 мм. B качестве металПри этом с целью изоляции шихты лического порошка применялась рубленная проволока диаметром 1 2 . флюс верстие изолЯционнУю пРокладкУ, напРи- 15 АН 348 д. восточник питая ВдМ мер из картона, или покрывают частич- 1600. Электрод был неподвижно закрепки шихты изоляционным слоем PH ep лен в специальном держателе. жидким стеклом. B качестве изоляционного слоя примеНа чертеже изображено размещение нялся картон. плавящегося электрода при сварке пакета 20 После закорочения электрода через иэ металлических листов. отверстие в пакете, засыпки металличеоВ отверстии на иэделии 1 представ, кого порошка вокруг электрода произволяющем собой пакет листов 2, неподвиж-, дилась сварка под флюсом электроэакпеп но с равномерным зазором относительно кой согласно чертежу. стенок отверстия устанавливают электрод 5 Внешний вид голо вки электрозаклеп3. безделие уложено на медную + ÈKJ а ки хороший. Высота усиления 2 мм. Макку 4. рошлифы показали оплошность шва по

Читать еще:  Можно ли паять серебро оловом?

На наружной поверхности изделия 1 всему сечени о. плогную к электроду 3 уложен ли .»г изо- режим сварки о нного материала 5 на котором Вок 30 Ток короткого замыкания руг электрода 3 насыпана шихта в виде (к.,). А 700-900 порошка 6. Поверх порошка 6 при необ» Напряжение на дуге ходимости насыпан флюс 7. (u*) e

Электрод изолируется от стенок m Относительное количество верстия либо смазкой на электроде ли-, 55 металлического порошка бо флюсом. Электрод может быть конеч- (р) 25 ной и бесконечной длины. При сварке без металлического порошка усиления электрозаклепки Жт. Степень

В качестве изолЯционного матеРиала заполнения отверстия составляет 60 „

5 может бьггь использован картон. 40 На макрошлифе несплошности по сечению другой вариант предлагаемого способа предусматривает предварительную В сравнении с базовым объектом, за изоляцию частичек шихты, например, жидким стеклом, и засыпку ее непосред- гаемый способ позволяет значительно псь ственно в отвеРстие после Установки 45 высить прочность сварного соединения. электрода.

Экспериментально установлено, что ф р у обретения ф oðìóëà из о для более полного заполнения отверствия металлом количество металлическо го порошка должно составлять 1,5-3 1. Способ дуговой сварки электроза копичес гва расплавляемого электродного

50 клепками преимущественно пакетов из мь материала, т.е. 6 „=(1,5-3) 6 q таплических листов, при котором электрод где „Bec металлического порошка; неподвижно устанавливают в выполненном

— вес расплавляемой части эпек в свариваемом изделии отверстии, диаметр

Э трода. которого больше диаметра электрода, а

Способ осуществляется следующим об- затем между торцом электрода и изде55 разом лием возбуждают дугу, которая горит до

После зажигания дуги металлический естественного обрыва, о т л и ч а юпорошок 6 под действием электромагнит- шийся тем, что, с пепью повышения

6 прочности соединения, в отверстие свари- крывают изоляпионным слоем, например ваемого изделия дополнительно вводят жидким стеклом. присадочный материал в виде шихты, которую предварительно электрически изо»- Источники информации, лируют от свариваемого металла и элек- принятые во внимание при экспертизе трода до момента возбуждения дуги. 1. Каховский Н. И. Способ сварки

2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю- электрозаклепками под флюсом с подачей шийся тем, что шихту наносят на электрода. Автогенное дело, 1952, плотно закрывающую отверстие изоляпи- № 10. онкую прокладку, например, из картона. 10 2. Блитштейн А. 3. Сварка электрозаз 3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю — лепками. М., Машгиз, 1955, с. 112 ш и и с я тем, что частички шихты по» (прототип).

Составитель Е. Сомова

Редактор Г. Прусова Техред Л.Пекарь Корректор О. Билак

Заказ 9476/17 Тираж 1153 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «.Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Конспект лекций Сварка электрозаклепками

Устанавливая рекомендуемое программное обеспечение вы соглашаетесь
с лицензионным соглашением Яндекс.Браузера и настольного ПО Яндекса .

Точечные швы в сварном соединении, выполненные сварочной дугой плавящимся или неплавящимся электродом, называют электрозаклепками (рис. 55).


Рис. 55. Соединения электрозаклепками: а — без отверстия в верхнем листе, б — с предварительно пробитым элементом, в — сварка двух листов с профильным элементом, г — угловое соединение

Сварка электрозаклепками получила широкое применение в промышленности благодаря высокой производительности и удобству в сборке крупногабаритных конструкций, например обшивка пассажирских вагонов.

Сварка электрозаклепками применяется для соединения тонколистовой обшивки с рамами из профильного проката, где из-за крупных размеров конструкции затруднено применение контактной точечной сварки; для образования соединений из пакета элементов; для приварки шпилек.

Сварка электрозаклепками обычно осуществляется плавящимся стальным электродом под слоем флюса (разработана С. А. Егоровым).

Сварка выполняется с проплавлением верхней детали сварочной дугой или через отверстие, предварительно подготовленное сверлением или прокалыванием. Экономично применять сварку металла электрозаклепками без отверстия в верхнем элементе.

Возможно осуществление сварки электрозаклепками стальным электродом под флюсом с проплавлением верхнего листа толщиной до 12 мм, без предварительного сверления отверстия в нем. Это достигается применением силы сварочного тока в 4500 — 5000 А и электродной проволоки диаметром 14 — 16 мм.

Однако сварка элементов толщиной более 2 мм без прокола отверстия большей частью нецелесообразна, так как применение больших сварочных токов и электродов больших диаметров приводит к образованию чрезмерно крупной головки электрозаклепки при малом диаметре ее стержня.

Необходимость сверлить или прокалывать отверстия в верхнем элементе толщиной больше 2 мм ограничивает область применения электрозаклепочных швов.

Сварка электрозаклепками неплавящимся электродом позволяет получать швы без усиления и с большей глубиной проплавления металла, чем сварка плавящимся электродом. Неплавящимся графитированным электродом можно сваривать листы толщиной каждый 6 мм и более постоянным током 400 — 700 А. В качестве электродного материала рекомендуется графитированная масса марки А Московского электродного завода. Защитой металла шва при сварке могут служить флюс или различные защитные газы.

Сварка под водой

Впервые в мире дуговую сварку под водой предложил и разработал К. К. Хренов (1932 г.).

Сварка под водой производится плавящимися штучными электродами, порошковой проволокой, а также и неплавящимся электродом. Для питания дуги используют постоянный или переменный ток. Напряжение дуги, горящей под водой, на 6 — 7 В больше, чем на воздухе. Для сварки применяют электроды с водонепроницаемыми покрытиями.

Институт электросварки им. Е. О. Патона разработал специальную порошковую проволоку для шланговой полуавтоматической сварки под водой.

Если швы, выполненные штучными электродами, имеют пористость, низкую пластичность и вязкость металла, объясняемую влиянием водорода, то при сварке порошковой проволокой плотность и прочность швов отвечает требованиям, предъявляемым к сварке ответственных изделий.

Техника сварки под водой штучными электродами и порошковой проволокой аналогична сварке на воздухе. Сила тока для сварки выбирается на 10 — 25% выше, чем для работы на воздухе.

Сварку под водой можно производить на глубине до 50 м. При большей глубине работа почти невозможна, так как сварщик не может находиться под водой длительное время.

Сварка под водой широко используется для ремонта подводной части судов, прокладки трубопроводов, строительства оснований нефтяных вышек и других работ.

Наиболее перспективными видами подводной сварки и резки являются дуговая полуавтоматическая шланговая, плазменно-дуговая и электроннолучевая.

Материалы и аппаратура для газовой сварки и резки

Газы, присадочная проволока и флюсы для газовой сварки

Кислород. Высокая температура газового пламени достигается сжиганием горючего газа или паров жидкости в кислороде.

Кислород в чистом виде при температуре 20°С и атмосферном давлении представляет собой прозрачный газ без цвета, запаха и вкуса, несколько тяжелее воздуха. Масса 1 м3 кислорода при 20°С и атмосферном давлении равна 1,33 кг. Кислород сжижается при нормальном давлении и температуре — 182,9°С. Жидкий кислород прозрачен и имеет голубоватый цвет. Масса 1 л жидкого кислорода равна 1,14 кг; при испарении 1 л кислорода образуется 860 л газа.

Кислород получают разложением воды электрическим током или глубоким охлаждением атмосферного воздуха.

Технический кислород выпускается по ГОСТ 5583 — 68 трех сортов: 1-го сорта, содержащего не менее 99,7% чистого кислорода, 2-го сорта — не менее 99,5% и 3-го сорта не менее 99,2% (по объему). Остаток составляют азот и аргон.

Чистота кислорода имеет большое значение, особенно для кислородной резки. Снижение чистоты кислорода ухудшает качество обработки металлов и повышает его расход.

Сжатый кислород, соприкасаясь с маслами или жирами, окисляет их с большими скоростями, в результате чего они самовоспламеняются или взрываются. Поэтому баллоны с кислородом необходимо предохранять от загрязнения маслами.

Горючие газы. К горючим газам относятся прежде всего ацетилен, пропан, природный газ и другие (табл. 14); используются также пары керосина.


14. Характеристика горючих газов и жидкостей для сварки и резки

* (Для керосина и бензина приведена масса 1 м3 жидкости.)

Ацетилен чаще других горючих применяется для сварки и резки; он дает наиболее высокую температуру пламени при сгорании в кислороде (3050 — 3150°С). Без ущерба качества и производительности резки ацетилен заменяется другими горючими — пропаном, метаном, парами керосина и др. Технический ацетилен (C2H2) бесцветен, за счет содержащихся в нем примесей обладает резким неприятным запахом, в 1,1 раза легче воздуха, растворяется в жидкостях.

Ацетилен взрывоопасен; находясь под давлением 1,5 — 2 ат, взрывается от электрической искры или огня, а также при быстром нагреве выше 200°С. При температуре выше 530°С происходит взрывчатое разложение ацетилена.

Смеси ацетилена с кислородом или воздухом при очень малом содержании ацетилена способны при атмосферном давлении взрываться. Поэтому сварщикам необходимо соблюдать обязательные правила эксплуатации газовой аппаратуры. Самовоспламенение смеси чистого ацетилена с кислородом, выходящей из сопла газовой горелки, происходит при температуре 428°С.

В промышленности ацетилен получают тремя способами: разложением карбида кальция (CaC2) водой, термоокислительным пиролизом (разложением) нагретого природного газа в смеси с кислородом, разложением жидких углеводородов (нефти, керосина) электрической дугой. Для сварки и резки ацетилен получают из карбида кальция. Технический карбид загрязнен вредными примесями, которые переходят в ацетилен в виде сероводорода, аммиака, фосфористого и кремнистого водорода. Они ухудшают качество сварки и должны удаляться из ацетилена промывкой водой и химической очисткой.

Читать еще:  Как пользоваться термоклеем

Пропанбута новая смесь представляет собой смесь пропана с 5 — 30% бутана и иногда называется техническим пропаном. Ее получают при добыче природных газов и при переработке нефти. Температура пропан-кислородного пламени низка и достигает 2400°С; поэтому использовать его можно лишь для сварки стали толщиной не более 3 мм; при большей толщине невозможно хорошо прогреть металл соединения, чтобы получить надежный провар.

Низкотемпературное пламя целесообразно применять при резке, нагреве деталей для правки, для огневой очистки поверхности металла, а также для сварки легкоплавких металлов. Пропан-кислородная сварка стальных листов толщиной до 3 мм по качеству не уступает ацетилено-кислородной сварке. Во всех этих случаях пропан можно заменить ацетиленом.

Для сварочных работ пропан-бутановая смесь доставляется потребителю в сжиженном состоянии. Переход смеси из жидкого состояния в газообразное происходит самопроизвольно в верхней части баллона из-за меньшего удельного веса газа по сравнению с сжиженной смесью.

Технический пропан тяжелее воздуха и имеет неприятный специфический запах.

Природный газ. Природный газ состоит в основном из метана (77 — 98%) и небольших количеств бутана, пропана и др. Газ почти не имеет запаха, поэтому для обнаружения его утечки в него добавляют специальные резко пахнущие вещества.

Метан-кислородное пламя имеет температуру 2100 — 2200°С. Она ниже пропан-кислородного пламени, поэтому природный газ можно применять в ограниченных случаях, главным образом для термической резки.

Прочие газы и горючие жидкости. Для образования газового пламени в качестве горючего можно использовать и другие газы (водород, коксовый, нефтяной газы), горючие жидкости (керосин, бензин).

Жидкие горючие менее дефицитны, но требуют специальной тары по сравнению с газообразными. Для сварочных работ и резки горючая жидкость преобразуется в пары нагревом наконечника горелки или резака. Температура керосино-кислородного пламени 2400 — 2450°С, бензино-кислородного — 2500 — 2600°С. Пары жидких горючих можно употреблять в основном для резки и поверхностной обработки металлов1.

1 (Запрещается употреблять для сварки и резки этилированный бензин из-за его токсичности.)

Характеристика горючих газов, применяемых для сварки и резки, приведена в табл. 14.

Карбид кальция (CaC2) представляет собой твердое вещество темно-серого или коричневого цвета, удельная плотность его 2,26 — 2,4 г/см3. Карбид кальция получают в электрических печах сплавлением извести и кокса по реакции

В техническом карбиде кальция содержится до 90% чистого карбида, остальное — примесь извести. После остывания, дробления и сортировки карбид кальция упаковывают по 100 — 130 кг в герметические барабаны из кровельной стали или оборотную тару — бидоны вместимостью 80 и 120 кг, которые после использования карбида возвращают на карбидный завод.

Получение ацетилена из карбида кальция происходит по реакции:

Теоретически для разложения 1 кг CaC2 надо затратить 0,562 кг воды, при этом получается 0,406 кг (372,5 л) ацетилена и 1,156 кг гашеной извести Ca(OH)2. Реакция происходит с выделением тепла (около 475 ккал/кг карбида кальция). Чтобы предотвратить нагревание ацетилена, которое может вызвать взрывчатый его распад, практически расходуется воды от 5 до 15 л в зависимости от конструкции ацетиленовых генераторов, в которых получают ацетилен.

Карбид кальция жадно поглощает пары воды из воздуха с выделением ацетилена.

По ГОСТ 1460 — 76 карбид кальция выпускается в кусках следующих размеров (грануляции): 2×8; 8×15; 15×25; 25×80 мм. Чем крупнее куски карбида кальция, тем больше выход ацетилена.

С учетом примесей, содержащихся в карбиде кальция, и различной грануляции практически выход ацетилена из карбида кальция в среднем составляет от 250 до 280 л на 1 кг CaC2.

Иногда в карбидном барабане скапливается много пылевидного карбида кальция1. Карбидной пылью можно пользоваться лишь в генераторах особой конструкции. Применять пылевидный карбид кальция в генераторах, предназначенных для работы с карбидом кальция крупной грануляции, нельзя во избежание взрыва.

1 (Куски карбида кальция размерами менее 2 мм считаются карбидной пылью.)

Сварочная проволока для газовой сварки по химическому составу должна быть такой же, как и металл свариваемого изделия. Марки сварочной проволоки применяют те же и по тому же ГОСТ 2246 — 70, что и для дуговой сварки. Диаметр проволоки (dпр) устанавливают в зависимости от толщины свариваемой стали и вида сварки. Обычно принимают dnp=δ/2, где δ — толщина свариваемого металла в мм. При толщине металла более 16 мм применяют прутки диаметром 8 мм. Для сварки алюминия, меди и их сплавов берут проволоку того же состава, что и свариваемый металл. Однако лучшие результаты дает при сварке меди применение проволоки, содержащей раскислители — фосфор, марганец и кремний — до 0,2% каждого. Для сварки алюминия и его сплавов также целесообразно применять проволоку с кремнием и марганцем.

Флюсы применяют для удаления из металла шва неметаллических включений, попадающих в сварочную ванну, для защиты от окисления кромок свариваемого металла и сварочной проволоки. Флюс растворяет неметаллические включения и окислы, образуя относительно легкоплавкую с малой удельной плотностью механическую смесь, которая легко поднимается в сварочный шлак. Флюсы вводятся в сварочную ванну в виде порошков или паст.

При сварке низкоуглеродистых сталей флюсы не употребляются, так как образующиеся в этом случае легкоплавкие окислы железа свободно выходят на поверхность шва.

С флюсами выполняется сварка цветных металлов, чугунов и некоторых высоколегированных сталей. Составы этих флюсов приведены при описании технологии сварки соответствующих металлов.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электрозаклепка

Сварка электрозаклепками обычно выполняется в соединениях внахлестку, втавр, а также угловых. Основной трудностью сварки подобных соединений является обеспечение плотного прилегания поверхностей свариваемых деталей. Для предупреждения вытекания расплавленного флюса и металла зазор не должен превышать 1 мм. Сварка может сопровождаться подачей электрода в процессе сварки или без его подачи до естественного обрыва дуги. В первом случае используют обычные полуавтоматы для сварки под флюсом, во втором — специальные элек-трозаклепочники. [46]

Сварка электрозаклепками происходит за счет сквозного про-плавления верхнего листа при небольшой его толщине и частичного проплавления ( на глубину 1 5 — 2 5 мм) нижнего листа или полки элемента каркаса. Для получения высокопрочного сварного соединения необходимо плотное прилегание поверхностей свариваемых элементов в местах постановки электрозаклепок. Кроме того, поверхность в месте сварки должна быть тщательно очищена от краски, ржавчины, влаги и грязи. Способом проплавления верхнего листа легко свариваются соединения, у которых верхний лист имеет толщину до 3 мм. У более толстых верхних листов предварительно делаются отверстия в месте постановки электрозаклепок. [48]

Сварку электрозаклепками под флюсом производят двумя способами: проплавлением верхней детали дугой ( для тонколистовых конструкций) и через отверстия, предварительно просверленные или пробитые в верхней детали. Здесь более приемлема сварка электрозаклепками плавящимся электродом в среде СОа, которая обеспечивает по сравнению со сваркой под флюсом большие глубины проплавления и устойчивость дуги, позволяет сваривать более толстый металл. [49]

Сварка электрозаклепками имеет ряд преимуществ. К ним относится прежде всего простота сварочного оборудования. Электрозаклепочники могут быть изготовлены силами заводов, применяющих сварку электрозаклепками. Повышение производительности при сварке электрозаклепками может быть достигнуто за счет применения многоэлектродных установок. При сварке электрозаклепками резко снижается величина деформаций свариваемых элементов. Это в большинстве случаев исключает последующую трудоемкую операцию — правку после сварки. Электрозаклепки более пластичны, чем сварные точки, выполненные контактной сваркой. [50]

Сварка электрозаклепками дает возможность соединять элементы значительной толщины, не требуя для этого мощных и дорогих сварочных машин. Благодаря достаточно высокой прочности и пластичности электрозаклепочные соединения могут успешно конкурировать с клепаными соединениями во многих ответственных конструкциях. [51]

Соединения электрозаклепками , выполненные тонкой проволокой, достаточно прочны. Например, разрушающая нагрузка на срез соединения деталей толщиной 1 5 мм составляет 300 — 350 кг. [52]

Соединения электрозаклепками рациональны при толщине верхнего листа не более 5 мм. [53]

Сварка электрозаклепками заключается в том, что сварочная дуга горит под слоем флюса между неподвижным электродом и изделием, проплавляет верхний лист и сваривает его с нижним. Дуга горит до естестзенного обрыва. По этому методу можно приварить листы толщиной до 8 мм, а при большей толщине сварку выполняют через отверстие в верхнем листе. Диаметр отверстия должен превышать диаметр электрода не менее чем на 2 — 6 мм. [54]

Сварку электрозаклепками и точками применяют для выполнения нахл есточных тавровых, угловых и стыковых соединений на металле толщиной более 0 5 мм со швами, расположенными во всех пространственных положениях. В отдельных случаях при сварке металла большой толщины в нижнем положении используют проволоку до 0 4 мм. [55]

Соединения электрозаклепками ( рис. 38, к) применяют в нахлесточных и тавровых соединениях. При помощи электрозаклепок получают прочные, но не плотные соединения. При толщине верхнего листа до 6 мм его можно предварительно не просверливать, а проплавлять дугой, горящей под флюсом или в защитном газе, при этом можно применять и неплавящиеся электроды. [57]

Сварка электрозаклепками применяется для соединения тонколистовой обшивки с рамами из профильного проката, где из-за крупных размеров конструкции затруднено применение контактной точечной сварки; для образования соединений из пакета элементов; для приварки шпилек. [59]

Сварка электрозаклепками неплавящимся электродом позволяет получать швы без усиления и с большей глубиной проплавления металла, чем сварка плавящимся электродом. [60]

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector