Дуговая сварка угольным электродом без защиты

Дуговая сварка угольным электродом (способ Бенардоса) принципиально отличается от сварки металлическим электродом. При дуговой сварке угольным электродом дуга горит между свариваемыми элементами и электродом. Электрод в этом случае является только проводником электричества, присадочный же металл по мере надобности вводится в сварочную ванну дополнительно [14].

Для сварки угольным электродом используют графитовые электроды или угольные, рабочий конец которых в зависимости от диаметра на длине 10—20 мм затачивают на конус с притуплением 1,5—2 мм. Дуга горит между рабочим концом электрода и изделием — дуга прямого действия. Дуга косвенного действия горит между двумя электродами.

Графитовый или угольный электрод в процессе сварки угольным электродом не расплавляется, его расход незначителен и связан только с испарением. Шов образуется за счет расплавления кромок основного металла или присадочного прутка (если он используется). Сварку дугой прямого действия обычно ведут на постоянном токе прямой полярности, что обеспечивает достаточную устойчивость дуги, меньший расход электрода и предохраняет металл от науглероживания при коротких дугах [14].

Кромки под сварку обычно имеют отбортовку, собирают их с помощью точечной сварки, струбцин, зажимов, прихваток и др., обеспечивающих плотное прилегание отбортованных кромок.

При сварке угольным электродом кромки расплавляют без присадочного металла. Однако при повышенных зазорах или случайных прожогах следует использовать проволоку диаметром 1,5—2 мм, подавая ее в дугу для подварки. При необходимости использования присадочного металла его можно предварительно укладывать на свариваемые кромки [14].

Сварку угольным электродом обычно выполняют только в нижнем положении. При ручной сварке дуга возбуждается касанием электродом кромок, электрод перемещают с короткими поперечными колебаниями. При автоматической сварке угольным электродом дугу возбуждают замыканием дугового промежутка угольным или графитовым стержнем. Электрод перемещается без поперечных колебаний. Вылет электрода из держателя обычно не превышает 75 мм. Для стабилизации дуги применяют пасты или порошки, содержащие легко-ионизирующиеся компоненты, наносимые на кромки. В некоторых случаях для улучшения качества швов можно использовать флюсы, по составу такие же, как и при газовой сварке. Величину сварочного тока (А) для угольных и графитовых электродов выбирают в зависимости от диаметра электрода [14].

Сварка трубопроводов под слоем флюса

Способ автоматической сварки под слоем флюса применяют при изготовлении в заводских условиях узлов, секций и других сборочных единиц трубопроводов из всех марок сталей. Его используют также при укрупнении сборочных единиц в монтажные блоки на строительно-монтажной площадке [8].

Сваркой под флюсом сваривают поворотные вертикальные стыки труб и деталей трубопроводов диаметром 219 мм и более при толщине стенки не менее 7 мм. При автоматической сварке под флюсом стальных трубопроводов выполняют общие требования к сборке и сварке конструкций. Принимая во внимание специфические условия процесса сварки под флюсом, а также конструктивные особенности трубопроводов, сварку труб и трубных деталей рекомендуется проводить по предварительно наложенному варочному шву (корневому слою), т.е. применять комбинированный способ сварки. При этом корневой слой (и прихватки) можно ыполнять ручной дуговой сваркой покрытыми электродами или в аргоне (при сварке всех марок сталей), механизированной сваркой в углекислом газе (при сварке преимущественно углеродистых и низколегированных сталей). Толщина корневого слоя (или слоев) должна быть не менее 6 мм, в противном случае при последующей сварке под флюсом может получиться прожог [10].

Сварка под флюсом трубопроводов осуществляется с помощью сва-рочного манипулятора, обеспечивающего равномерное перемещение сварочной ванны со скоростью, равной скорости сварки. Мундштук стандартного сварочного автомата или другого сварочного механизма устанавливается таким образом, чтобы электрод (сварочная проволока) был смещен от верхней вертикальной точки в сторону, обратную направлению вращения труб. Это смещение зависит от диаметра труб и равно 15-20 мм.

Широкое применение находит автоматическая сварка под слоем флюса поворотных стыковых труб. Однако основными затруднениями ее применения считаются:

1) затекание металла шва внутрь трубы, во избежание чего необходимо применить технологическую прокладку внутри стыка либо предварительно произвести заварку корня шва вручную;

2) при сварке стыков труб средних диаметров и особенно при сварке стыков труб, диаметр которых менее 150 мм происходит стекание расплавленного металла и шлака;

3) отсутствие возможности наблюдения за формированием шва в процессе такой сварки [13].

Для обеспечения требуемого качества сварочного шва существует несколько способов автоматической сварки поворотных стыковых труб:

1) сварка с подкладным кольцом;

2) сварка со свободным формированием корня шва внутри трубы и с принудительным формированием шва снаружи;

3) двухсторонняя сварка под флюсом;

4) сварка в среде углекислого газа.

Для сварки магистральных трубопроводов наибольшее распространение получили дуговые методы сварки. Более 60% всех стыков на магистралях свариваются автоматической дуговой сваркой под флюсом. Дуговая сварка под флюсом используется только в тех случаях, когда существует возможность вращения стыка. Сварку трубопроводов под слоем флюса, в основном автоматизированным способом, применяют при изготовлении двух- и трехтрубных секций диаметром 219..1420 мм. Когда применение механизированных методов невозможно, используется ручная дуговая сварка [21].