Сварка толстостенных сосудов

При изготовлении толстостенных сосудов (свыше 40 мм) широко используют электрошлаковую сварку, обеспечивающую надежное проплавление всего сечения за один проход. Продольные швы толстостенных обечаек, как правило, выполняют электрошлаковой сваркой. В зависимости от размеров сосуда листовую заготовку гнут в нагретом состоянии вдоль длинной или вдоль короткой кромки листа. В первом случае обечайка получается длинной и меньше число кольцевых швов в сосуде. Однако для сосудов большого диаметра длина короткой кромки листа может оказаться недостаточной, тогда обечайку составляют из двух корыт с двумя продольными швами. Во втором случае обечайка получается более короткой, но с одним продольным швом. Второй прием представляется менее целесообразным, так как кольцевые швы более трудоемки по сравнению с продольными. Обечайку с одним продольным швом можно получить вальцовкой. Лист после обрезки нагревают до 1000–1050°С и вальцуют до замыкания стыка, оставляя недовальцованными плоские участки шириной 100–150 мм (рисунок 118). После остывания обечайки стык закрепляют приваркой скоб 1 и тепловой резкой вырезают зазор 2 под электрошлаковую сварку.

Рисунок 118 – Свальцованная обечайка с одним продольным стыком

Методом вальцовки трудно получить обечайки длиной более 3500 мм и толщиной стенок более 100 мм. Гибка на мощном прессе таких ограничений не имеет, особенно если обечайка образуется из двух корыт. Сборку обечайки под электрошлаковую сварку в этом случае (рисунок 119) выполняют с помощью скоб, постоянства зазора в стыке достигают постановкой прокладок, удаляемых перед сваркой. После приварки выходных планок и кармана для наведения шлаковой ванны собранную под сварку обечайку устанавливают вертикально. Если обечайка имеет два продольных шва, их целесообразно выполнять одновременно двумя сварочными аппаратами.

Рисунок 119 – Сборка обечайки с двумя продольными стыками

При сварке гнутых под прессом корыт обечайка получается достаточно правильной цилиндрической формы и последующая калибровка необязательна. Напротив, обечайки, получаемые вальцовкой, требуют, как привило, правки. Калибровку производят при температуре 1000—1050°С, и при охлаждении обечайки на воздухе она одновременно проходит процесс нормализации.

Кольцевые швы выполняют многослойными сваркой под флюсом или электрошлаковой сваркой в один проход. Полное проплавление при многослойной сварке обеспечивают укладкой в разделку нескольких подварочных слоев 1 с внешней стороны (рисунок 120), зачисткой корня шва с по­мощью пневматического зубила или резака и наложением внутреннего подварочного шва 2. После этого производят многослойное заполнение внешней разделки 3.

Рисунок 120 – Форма разделки кольцевого стыка под многослойную сварку

Сборка кольцевого шва под электрошлаковую сварку должна быть достаточно точной, так как местная депланация криволинейных кромок свыше 3 мм может привести к нарушению уплотнения и вытеканию шлаковой ванны. Поэтому перед сборкой обычно внешнюю и внутреннюю поверхности каждой из обечаек протачивают на ширину 70—100 мм от торца (рисунок 121).

Рисунок 121 – Обработка торцов обечайки

Так же осуществляют подготовку стыка обечайки с днищем. Собирают стыке помощью планок, которые устанавливают «на ребро» поперек кольцевого шва и приваривают к поверхности обечаек. Если в качестве внутреннего формирующего устройства используют медные охлаждаемые подкладки, изогнутые по радиусу свариваемого изделия, то внутри обечайки дополнительно устанавливают скобы временного крепления. Подкладки 1 (рисунок 122) заводят в отверстия скоб 2 и закрепляют клиньями 3 или винтовыми прижимами.

Рисунок 122 – Кольцевой стык, собранный под электрошлаковую сварку

Электрошлаковую сварку кольцевого шва начинают на вспомогательной пластинке, вваренной в зазоре стыка (рисунок 123, а). После заварки примерно половины окружности стыка (рисунок 123, б) сварщик резаком удаляет из зазора начало шва до полного устранения непровара и придает торцу шва наклонный срез, облегчающий выполнение замыкания шва (замка) (рисунок 123, в). Усадочную раковину либо выводят в специальный прилив в наружном ползуне или в медный кокиль, либо выплавляют и заваривают вручную.

Рисунок 123 – Схема электрошлаковой сварки кольцевых швов