 |
Термическая обработка и правка изделий после сварки
|
|
|
|
Термическую обработку применяют для устранения напряжений, остающихся в изделии после сварки, а также для улучшения структуры металла сварного шва. После сварки или в процессе сварки применяют такие виды термической обработки, как отжиг, нормализация, отпуск.
Нагрев при отжиге изделия в предварительной печи ведут постепенно. Для низко– и среднеуглеродистых сталей температура достигает 600—680 °С. При этой температуре сталь становится пластичной и напряжения снижаются. После нагрева следует выдержка при достигнутой температуре из расчета 2,5 мин на 1 мм толщины свариваемой детали, но не менее 30 мин. Затем изделие охлаждается вместе с печью. Существуют и другие виды отжига: местный и полный отжиг. Режимы отжигов выбирают по справочной литературе. Для разных сталей применяют свои технологические параметры отжига.
Нормализация отличается от отжига тем, что после отжига сваренную конструкцию охлаждают на спокойном воздухе. После нормализации сохраняется мелкозернистая структура металла, что позволяет обеспечить его относительно высокую прочность и твердость, но без напряженного состояния.
Стали с высоким содержанием углерода в процессе сварки закаливаются, возрастает их твердость и хрупкость.
Такие изделия из углеродистых сталей подвергают нормализации с последующим отпуском. В этом случае нагревание производят до 400—700 °С и после этого сваренные детали медленно охлаждают.
При газовой сварке сталей термическая обработка служит средством повышения пластичности металла шва. В некоторых случаях, участки шва нагревают до светло-красного цвета каления и в этом состоянии проковывают. Зерна металла измельчаются, пластичность и вязкость повышаются. Во избежание появления наклепа (новое напряженное состояние) проковку следует прекратить при остывании металла до темно-красного цвета. После проковки необходимо провести повторную нормализацию.
|
|
|
Для правки изделий часто используют местный нагрев пламенем горелки. Нагревают выпуклую часть изделия, которое надо выправить (рис. 103). При нагревании металл стремится расшириться, но так как этому препятствуют холодные участки, возникают напряжения сжатия, вызывающие пластическую деформацию сжатия. При охлаждении в этом участке возникают напряжения растяжения, которые и выправляют изделие.
Рис. 103. Правка изделий местным нагревом
При необходимости повторной операции правки нагревают следующий участок, не затрагивая соседнего, который уже подвергался нагреву. В табл. 64 приведены ориентировочные режимы правки листов углеродистой стали ацетилено-кислородным пламенем.
Таблица 64
Режимы правки листов углеродистой стали ацетилено-кислородным пламенем
Толстолистовой металл после резки его на заготовительных ножницах всегда имеет ярко выраженную выпуклость. Правка осуществляется нагревом по схеме, показанной на рис. 104.
Рис. 104. Схеа правки стального листа толщиной 15 мм
Контрольные вопросы:
1. В чем заключаются отжиг и нормализация?
2. Какие виды отжига применяются при правке?
3. При каких условиях можно заниматься проковкой швов?
4. Что необходимо предпринять при сварке закаливающихся сталей?
5. В чем достоинства местного нагрева?
6. Каким образом осуществляют правку изделий из толстолистового металла?
Особенности сварки труб
Газовая сварка достаточно широко применяется при монтаже труб небольшого диаметра до 100—150 мм, при изготовлении угольников, тройников, отводов и других конструктивных элементов трубопроводов. Трубы сваривают стыковыми швами с допустимой выпуклостью шва до 1—3 мм в зависимости от толщины стенки.
|
|
|
Перед сваркой трубы выравнивают, чтобы их оси совпадали, затем прихватывают в нескольких местах по окружности и приступают к сварке. Для центровки труб во время сварки используют различные приспособления, одно из которых показано на рис. 105.
Если трубу можно поворачивать, то сварку лучше вести в нижнем положении (рис. 106).
Неповоротный стык сваривают последовательно нижним, вертикальным и потолочным швами. Этот случай является наиболее трудным для сварщиков, так как требует умения выполнять разные швы по ориентации их в пространстве.
В неповоротных стыках труб диаметром до 150 мм сначала сваривают нижнюю половину, затем в обратном направлении – верхнюю. Начало и конец верхнего шва сваривают перекрытием на участках А и Б (рис. 107).
При сварке труб диаметром до 300 мм и более сварку начинают с какой-либо точки окружности и выполняют четырьмя участками (рис. 108).
Рис. 105. Струбцинный центратор для труб диаметром 60—100 мм
Рис. 106. Порядок сварки стыков труб с поворотом: а – места размещения прихваток (1) и участков шва (А, Б, В, Г); б – выполнение первого слоя на участках А—Б и Г—В; в – поворот стыка и выполнение первого слоя на участках Г—А и В—Б; г – выполнение второго слоя шва, д – выполнение третьего слоя шва
Рис. 107. Последовательность сварки неповоротного стыка труб диаметром до 150 мм
Рис. 108. Последовательность сварки труб большого диаметра:
а – (200—300) мм; б – (500—600) мм; в – сварка без поворота трубы
При сварке промышленных и бытовых газопроводов с давлением газа до 1,2 МПа (12 кгс/см2), трубы предварительно сваривают в производственных условиях в секции, длина которых выбирается исходя из возможности транспортировки. Секции труб очищают и грунтуют противокоррозионной изоляцией, после чего производят подготовительные работы.
На сварочную проволоку должен быть сертификат. При отсутствии сертификата сваривают специальные образцы с последующим испытанием по определенной методике (3 образца для испытания на разрыв и 3 – на угол загиба).
После окончания подготовительных работ поверхность кромок и прилегающие к ним наружную и внутреннюю поверхности труб зачищают до металлического блеска на ширину не менее 10 мм по окружности. Сборка и сварка торцов труб с продольным изготовительным швом должна производиться со смещением продольных швов на 50 мм по окружности по отношению к шву предыдущей трубы.
|
|
|
К сварке труб допускаются сварщики, сдавшие экзамен по специальности в соответствии с Правилами Госгортехнадзора и имеющие удостоверение на право сварки газопроводов. Каждому сварщику присваивается номер или шифр, который он обязан наплавлять на расстоянии 30—50 мм от стыка.
Ручная газовая сварка труб выполняется только в один слой. При выполнении работ в зимних условиях необходимо обеспечить надежную защиту сварщика и места сварки в соответствии с требованиями работы в полевых условиях. После сварки стыка проводится внешний осмотр для выявления дефектов: шлаковых выключений, подрезов, пор, трещин и пр. Внешнему осмотру подсвежат все сваренные стыки после их очистки от шлака, брызг металла и окалины. Поверхность наплавленного металла по всей окружности должна быть слегка выпуклой с плавным переходом к основному металлу без подрезов и незаваренных мест. Высота выпуклости шва допускается 1—3 мм, но не более 40 % от толщины стенки трубы. Ширина шва не должна превышать толщину стенки трубы более чем в 2,5 раза. Не допускаются наплывы и грубая чешуйчатость. Стыки, не удовлетворяющие по внешнему виду перечисленные требования, бракуются или подлежат исправлению. Не допускается исправление стыков методом повторного наложения шва.
Существует способ газовой сварки в условиях, когда невозможно приблизиться с горелкой к объекту. Например, трубы для горячей или холодной воды в помещениях располагают вблизи стен, что создает сложные условия для сварки. В этих случаях применяется способ сварки с козырьком. Подготовка стыка под сварку требует определенных профессиональных навыков. Сваренный стык обладает высокой надежностью (рис. 109).
Рис. 109. Порядок сварки стыков труб с козырьком
Контрольные вопросы:
1. В чем заключаются трудности сварки труб?
|
|
|
2. В каких случаях требуется подготовка стыка труб и в чем она выражается?
3. Чем различаются приемы газовой сварки поворотных и неповоротных стыков?
4. Каковы особенности сварки промышленных и бытовых газопроводов?
5. Где и при каких обстоятельствах применяется сварка с козырьком?
Глава 5
|
|
|
