Проблемы сварки углеродистых сталей и методы их решения

Однако, сварка углеродистых сталей затруднена по следующей причине: углерод, содержащийся в таких сталях, способствует образованию при сварке кристаллизационных горячих трещин и малопластичных закалочных образований и трещин в околошовных зонах. Металл самого шва отличается по свойствам от основного металла, а углерод снижает устойчивость швов к образованию трещин, усиливая отрицательное влияние серы и фосфора

проектирования и изготовления сварных конструкций последние целесообразно классифицировать в зависимости от характерных особенностей работы. В этом случае можно выделить следующие типы сварных конструкций.
Балки - конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб; жестко соединенные между собой балки образуют рамные конструкции.
Колонны - элементы, работающие преимущественно на сжатие или сжатие с продольным изгибом. проектирования и изготовления сварных конструкций последние целесообразно классифицировать в зависимости от характерных особенностей работы. В этом случае можно выделить следующие типы сварных конструкций.
Балки - конструктивные элементы, работающие в основном на поперечный изгиб; жестко соединенные между собой балки образуют рамные конструкции.
Колонны - элементы, работающие преимущественно на сжатие или сжатие с продольным изгибом. Решетчатые конструкции - система стержней, соединенных в узлах таким образом, что они испытывают главным образом растяжение или сжатие; к решетчатым конструкциям относятся фермы, мачты, арматурные сетки и каркасы.
Конструкции, испытывающие избыточное давление - конструкции, к которым предъявляют требование герметичности соединений; к этому типу конструкций относятся различные емкости, сосуды и трубопроводы.

В процессе изготовления сварных конструкций должны быть обеспечены заданные технологическим процессом взаимное положение соединяемых деталей и условия, наиболее благоприятные для образования качественного соединения. Это достигается применением технологических приспособлений и оснастки.

Технологические приспособления делятся на сборочные, предназначенные для сборки под сварку и фиксации деталей при помощи прихваток или простейших механических устройств; сварочные, предназначенные для сварки заранее собранных деталей с зафиксированным взаимным положением; сборочно-сварочные, позволяющие совместить операции сборки и сварки.

Тип технологического приспособления выбирают в зависимости от производственной программы (единичное, серийное или массовое производство), конструкции изделия (листовые или решетчатые конструкции, детали машин и др.), технологии и степени точности изготовления заготовок (механическая обработка, газовая резка и т. д.) и технологии сборки и сварки (необходимость в зазорах, допустимые их изменения или допустимые превышения кромок и т. д.).

Решетчатые конструкции состоят из элементов прокатного и составного профиля, соединяемых между собой в узлах. Основными элементами ферм являются пояса, а в мачтах и колоннах — опорные стойки, соединенные между собой стержнями решетки (раскосами, стойками, распорками и связями). Фермы бывают плоские, у которых составляющие ее стержни лежат в одной плоскости, и пространственные, составленные из нескольких плоских.
При заготовке элементов для сборки фермы в первую очередь определяют минусы раскосов и стоек в узлах фермы путем расчета или шаблонирования. Минусом называется та величина, на которую нужно уменьшить теоретическую длину элемента (расстояние между узловыми точками), чтобы получить его действительный размер. Зная величину минусов, заготовляют из соответствующего профиля элементы требуемой длины. На поясах намечают осевые линии и на них размечают узловые точки, а на концах элементов решетки намечают по осевым линиям риски.
Сборка и сварка плоских ферм производится преимущественно на стеллажах или на козлах, хорошо выверенных по уровню. Процесс сборки плоской фермы выполняется примерно в такой последовательности.
1. На стеллажах, пользуясь фиксаторами, ограничителями и закрепляющими устройствами, выкладывают согласно чертежу первые ветви верхнего и нижнего пояса фермы.
2. В узловых точках поясов устанавливают косынки, прижимают их струбцинами или скобками к ветвям поясов и прихватывают.
3. Проверяют правильность положения поясов и узловых точек, измеряя линейкой или струной по направлению стоек, раскосов и связей их теоретическую длину между взаимно противоположными точками и одновременно наносят на косынках риски по направлению элементов решетки.
4. Выкладывают первые ветви стоек и раскосов, выдерживая величину минуса в каждом узле и, ориентируясь по совпадению рисок на косынках и на концах стержней решетки, прижимают стержни к косынкам и ставят прихватки.
5. Кантуют собранную ветвь фермы на 180°, выкладывают согласно чертежу прокладки на поясах и элементах решетки, прижимают их и прихватывают.
6. Выкладывают вторые ветви поясов, стоек, раскосов и связей, ориентируясь по первой ветви каждого элемента, прижимают их и прихватывают к косынкам и прокладкам.
7. Производят сварку собранной фермы. Сварку узлов начинают от середины фермы и ведут симметрично к ее концам. В каждом узле сначала приваривают косынки к поясам, а затем стойки и раскосы к косынкам.
8. Кантуют второй раз ферму на 180° и производят в таком же порядке сварку узлов со стороны первых ветвей поясов, стоек и раскосов. Если после выполнения рабочих операций по сборке фермы, указанных в п. 4, произвести на первой ветви сварку узлов, как описано в п. 7, то вторая кантовка фермы станет излишней. При этом деформация фермы из ее плоскости после сварки узлов на первой ветви будет увеличена и возможно потребуется правка ее. После выполнения сварки узлов на второй ветви фермы (после ее кантовки) эта деформация станет значительно меньше.
9. После сварки всех швов ферма подвергается заключительным операциям, по окончании которых поступает в склад готовой продукции.

 

Наиболее широкое применение имеют двутавровые балки с поясными швами, соединяющими стенку с полками. Обычно такие балки собирают из трех листовых элементов. При сборке нужно обеспечить симметрию и взаимную перпендикулярность полок и стенки (рис. 14.1), прижатие их друг к другу и последующее закрепление прихватками. Для этой цели используют сборочные кондукторы (рис. 14.2) с соответствующим расположением баз и прижимов по всей длине балки. На установках с самоходным порталом (рис. 14.3) зажатие и прихватку осуществляют последовательно от сечения к сечению. Для этого портал 1 подводят к месту начала сборки (обычно это середина балки) и включают вертикальные 2 и горизонтальные 3 пневмоприжимы. Они прижимают стенку балки 4 к стеллажу, а пояса 5 — к стенке. В собранном сечении ставят прихватки. Затем прижимы выключают, портал перемещают вдоль балки на шаг прихватки и операция повторяется. Вертикальные прижимы 2 позволяют собирать балки значительной высоты Н, не опасаясь потери устойчивости стенки от усилии горизонтальных прижимов. Если балка имеет весьма большую высоту, например элементы мостовых пролетных строений, ее стенку изготовляют из нескольких продольных листов. Для сборки таких балок также может использоваться установка со сборочным порталом, но с большим числом вертикальных прижимов При изготовлении двутавровых балок поясные швы обычно сваривают автоматами под слоем флюса. Приемы и последовательность наложения швов могут быть различными. Наклоненным электродом (рис. 14.4,а,б) одновременно сваривают два шва, однако может возникнуть подрез стенки или полки. Выполнение швов «в лодочку» (рис. 14.4,в) обеспечивает более благоприятные условия их формирования и проплавления, зато приходится поворачивать изделие после сварки каждого шва. Для поворота используют позиционеры-кантователи.

Качество сварного шва зависит в значительной степени от состояния свариваемых поверхностей труб, от точности совмещения их торцов и главным образом от применяемого электрода, представляющего собой металлический стержень с покрытием. Металлический стержень электрода изготовляют из электродной проволоки различной толщины. Для сварки труб используют проволоку толщиной от 2 до 5 мм. Перед сваркой труб необходимо выполнить следующие подготовительные работы: – очистить трубы от грунта, грязи и мусора; – обрезать или выправить деформированные концы труб. Выправленные концы труб должны при стыковании совпадать. Наличие вмятин и забоин не допускается;
при дуговой сварке очистить до металлического блеска кромки и прилегающие к ним внутреннюю и наружную поверхности труб на ширину не менее 10 мм;
сварку стыков выполнять без перерыва в работе до полной заварки всего стыка; – сваривать трубопроводы без подкладочных колец; – дуговую сварку поворотных и неповоротных стыков труб при толщине стенок до б мм выполнять не менее, чем в два слоя; при толщине стенки труб от 6 до 12 мм — в три слоя и при толщине от 19 мм и выше —в четыре слоя. Каждый слой шва перед наложением последующего должен быть очищен от шлака. Первый слои рва должен обеспечивать полный провар его корня. Трубы собирают с зазором Ь, величина которого указана в табл. 18.

Приварка патрубков для ответвлений в местах расположения сварных швов трубопровода не допускается.

Расстояние между кольцевым сварным швом трубопровода и швом приварки патрубка должно быть не менее 100 мм.

Прихватки должны быть длиной 40—50 мм для поворотных стыков, 60—70 мм для потолочных. Высота прихваток должна составлять 40—50% толщины стенки трубы.

Электродуговую сварку стыков труб в секции следует выполнять в нижнем положении с поворотом труб по мере наложения шва. Весь стык разбивается на четыре участка. Сварку ведут снизу вверх. Первый слой является наиболее ответственным, так как он должен обеспечить хороший провар вершины стыкового V-образного шва, которую осмотреть и подварить после сварки нет возможности. Заварка первого слоя должна обеспечить полное проплавление притупленных кромок обоих концов труб, чтобы повысить прочность сваренного стыка и избежать образования подтеков жидкого металла изнутри трубы, которые увеличивают сопротивление движению газов или жидкостей.
После заварки этих участков звено труб поворачивается на 90°. Второй слой при сварке стыков труб диаметром до 600 мм накладывают в одном направлении по всей длине окружности стыка, вращая или перекатывая свариваемую секцию. Третий слой накладывают так же, как и второй, но в обратном направлении. Перед наложением каждого последующего слоя шва предыдущий должен быть тщательно очищен от шлака и брызг до металлического блеска. Высота первого слоя составляет 40—60% от толщины стенки трубы. Высота второго слоя с первым должна составлять от 70 до 90% толщины стенки трубы, а третий слой должен заполнить всю разделку и образовать необходимое усиление.
В случае двухслойной сварки стыка труб первый слой должен иметь высоту, равную 60—70% толщины стенки, а второй слой должен заполнить всю разделку и иметь необходимое усиление. При сварке участками или слоями конец каждого предыдущего участка или слоя должен перекрываться началом последующего слоя на длину 10—15 мм. Кратер последнего слоя должен быть выведен на основной металл трубы в сторону от шва на 8—10 мм.

Дуговую резку применяют для разрезания металлов толщиной не более 30 мм. Производительность процесса низкая. При толщине разрезаемого металла 15 мм скорость резки не превышает 120...150 мм/мин. При этом расход электрода составляет от 1,0 до 1,5 кг на 1 м разрезаемого металла. Кислородно-дуговая резка отличается от дуговой резки тем, что на нагретый до плавления участок поверхности металла подают струю чистого кислорода. Кислород прожигает металл участка резания и выдувает образовавшиеся окислы и расплавленный металл из зоны резания. При сгорании металла выделяется дополнительная теплота, которая ускоряет процесс плавки и резки металла. Такой способ применяют при строительных и монтажных работах, когда выполняют короткие разрезы на различных строительных конструкциях. ВНИИавтогенмаш разработал способ ручной кислородно-дуговой резки резаком типа РГД. При этом способе резчик в правой руке держит электрододержатель, а в левой - резак. Возбудив дугу и нагрев металл до плавления, резчик нажимает на рукоятку кислородного клапана и направляет струю кислорода на линию резания. Затем в процессе резки дугу и резак перемещают вдоль линии резания. Электродами служат стальные стержни диаметром 4...5 мм с покрытиями ЦМ-7, ОММ-5, ОЗС-З и др. Величина тока в зависимости от диаметра электрода составляет 160...250 А. Этим способом можно разрезать металл толщиной до 50 мм. Металл толщиной от 10 до 20 мм режут электродом диаметром 4 мм со скоростью 450...550 мм/мин. При этом расход кислорода составляет 100... 160 л/мин. Углеродистые и низколегированные стали толщиной 50 мм режут электродом диаметром 5 мм со скоростью 200 мм/мин при расходе кислорода до 400 л/мин. Важным преимуществом кислородно-дуговой резки является возможность сочетания резки со сварочными работами при монтаже различных строительных конструкций.

Сначала трансформатор очищают от грязи, а затем внимательно осматривают его снаружи с целью выявления внешних неисправностей: трещин в армировочных швах, сколов фарфора вводов, нарушений сварных швов и протекания масла из фланцевых соединений, механических повреждений циркуляционных труб, расширителя и других деталей. Обнаруженные неисправности записывают в дефектировочные карты.
Перед разборкой из трансформатора сливают (частично или полностью) масло. Частично (до уровня верхнего ярма магнитопровода) масло сливают, если ремонтные работы выполняются без подъема активной части трансформатора (например, при замене вводов, ремонте контактов переключателя) или с ее подъемом, но на время, не превышающее допустимое время пребывания обмоток трансформатора без масла. Полностью масло сливают, если необходима сушка активной части трансформатора или в случаях, требующих замены поврежденных обмоток или замены масла при его непригодности для дальнейшего использования из-за загрязнения и увлажнения.
Последовательность разборки трансформатора зависит от его конструкции. Рассмотрим основные операции разборки и ремонта трансформаторов большого диапазона мощностей и различного конструктивного исполнения.

Каждый сварочный выпрямитель необходимо заземлять, чтобы исключить опасность поражения током при повреждении изоляции. Категорически запрещается работать без кожуха. Все другие меры предосторожности остаются теми же, что и при сварке от других источников питания. При эксплуатации сварочных выпрямителей необходимо помнить следующее:

1. Если выпрямительная установка не дает напряжения, то, видимо, не работает вентилятор или воздух засасывается не со стороны жалюзи. В этом случае нужно проверить работу вентилятора и изменить направление вращения так, чтобы воздух засасывался через жалюзи. Возможно, что неисправно реле контроля вентиляции или вышел из строя один из вентилей выпрямительного блока. Во-первых, следует проверить работу реле и при неисправном состоянии заменить его, во-вторых, нужно снять ошиновку и проверить состояние всех вентилей с помощью тестера, а также проверить отсутствие замыкания между корпусом вентиля и радиатором.

2. Если при пуске двигатель вентилятора не вращается и гудит, то, видимо, сгорел один из его предохранителей в цепи двигателя или произошел обрыв в одной из фаз двигателя; здесь нужно проверить цельность цепи, а сгоревший предохранитель заменить.

3. При сильном нагревании или даже расплавлении части обмотки трансформатора необходимо быстро отключить выпрямитель, так как произошло витковое замыкание в обмотках; после отключения разобрать установку и ликвидировать замыкание.

4. Если в выпрямителе слышно повышенное гудение трансформатора или возник большой ток холостого хода, то произошло витковое замыкание первичной обмотки трансформатора; в этом случае надо ликвидировать замыкание или перемотать обмотку.

5. При чрезмерном нагреве сердечника и стягивающих его шпилек необходимо проверить изоляцию листов сердечника и шпилек и при необходимости разобрать сердечник, восстановить изоляцию листов и шпилек.

6. Если выпрямительный блок имеет повышенный нагрев, то недостаточен шаг крыльчатки вентилятора; для устранения этого недостатка надо отогнуть лопасти крыльчатки.

7. Если не работает механизм перемещения катушек, то, следовательно, где-то имеется обрыв в цепи управления или нарушена работа реле; в этом случае нужно проверить реле и цепь управления.

8. При резком уменьшении выходного напряжения и сварочного тока следует проверить, не вышел ли из строя какой-нибудь выпрямительный элемент, а также нужно проверить, нет ли короткого замыкания вторичной обмотки на корпус.

9. Если имеется резкое уменьшение величины сварочного тока при нормальном напряжении холостого хода, то где-то в одной из катушек имеется обрыв первичной или вторичной обмотки.

10. Если при включении пакетного выключателя магнитный пускатель включается и мгновенно выключается, то в этом случае вышел из строя диод или произошло короткое замыкание на корпус магнитопровода трансформатора.

⇐ Предыдущая12

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: