00,8 —2 мм — в пределах 8—120 м/ч с той же точностью стабилизации. Горелка рассчитана на закрепление вольфрамо вых электродов диаметром 1—:5 мм. Он комплектуется унифи цированной головкой АСГВ-4, регулятором напряжения дуги и устройством слежения за линией стыка с индукционным датчи ком положения стыка. Масса головки 27 кг, ход механизмов ±50 мм.
Для сварки труб в монтажных условиях наибольшее распро странение получили автоматы типа ОДА (ОДА-1C, ОДА-2С, ОДА-ЗС) и типа ACT (ACT-I и АСТ-П). Автоматы типа ОДА предназначены для сварки без присадки неповоротных стыков труб диаметром 8—76 мм с толщиной стенки до 3 мм. Они снабжены механизмом стабилизации длины дуги; механизмы головки размещены на скобе, приводимой в движение от при водного двигателя с помощью раздаточного шестеренчатого ме ханизма. Особенностью механизма поперечной коррекции яв ляется вывод его рукоятки на неподвижную часть, что позво ляет осуществлять регулирование по стыку в процессе сварки. Переносные головки имеют небольшую массу (< 1 2 кг), малую установочную длину (< 1 0 см) и малый радиус вращающихся
частей (< 9 0 см), |
позволяющие широко применять их в усло |
||||
виях монтажа. |
|
|
|
|
|
Автоматы ACT предназначены для сварки неповоротных |
|||||
стыков труб в монтажных условиях |
(тип |
АСТ-П) и цеховых |
|||
(тип ACT-I). В зависимости от материала изделия они ком |
|||||
плектуются |
источниками постоянного |
(ACT-IC, ACT-IT — для |
|||
стали и титана) и переменного |
(ACT-IA) |
тока. Они позволяют |
|||
сваривать |
трубы |
диаметром |
<220 |
мм |
с толщиной стенки |
< 20 мм, снабжены механизмами подачи присадки, поперечных колебаний электрода и регуляторами напряжения дуги. Для установки на трубу корпус автомата выполнен разъемным.
Для монтажной сварки трубопроводов атомных электро станций разработаны малогабаритные автоматы АДГ-201 и АДГ-301.
Автомат АДГ-201 предназначен для сварки труб диамет ром 57—160 мм. В его состав входят источник питания — транзисторный источник тока типа УДГ-201, аппаратура управ ления и четыре сменные сварочные головки. У головок об щая конструктивная схема. На механизме зажатия эксцентри кового типа размещены электродвигатель, служащий приводом орбитального перемещения с редуктором, и кольцевые направ ляющие, по которым перемещается планшайба. Зубчатое ко лесо планшайбы сцеплено с роликом привода орбитального перемещения. Для надевания на трубу колесо имеет откиды вающийся сектор. На планшайбе размещены механизмы го ловки: механизм регулятора напряжения дуги со сварочной го релкой, колебатель и механизм подачи присадочной проволоки
с кассетой. Головки имеют малую установочную длину (< 9 0 мм) и малый радиус вращающихся частей (93 мм в го ловке для сварки труб диаметром до 76 мм и 135 мм в головке для сварки труб диаметром 160 мм), что позволяет вести сварку в условиях АЭС.
Автомат АДГ-301 перемещается по направляющему зубча тому колесу, установленному на трубе. В комплект входят ко леса пяти типоразмеров для сварки труб диаметром 219— 1020 мм. На тракторе размещены привод орбитального движе ния, механизм регулирования напряжения дуги, механизм по дачи присадочной проволоки, колебатель и механизм дистан ционного управления присадкой.
Аппаратура управления типа АУК-03, выполненная на базе микроЭВМ, обеспечивает сварку с пульта управления либо по программе, записанной перед началом работы, или по одной из программ, имеющихся в библиотеке (в постоянном запоми нающем устройстве — ПЗУ).
Установки для ручной сварки вольфрамовым электродом
Серийно выпускается установка для плазменной и аргонодуго вой сварки на постоянном токе типа УПС-301У4. В нее входят: сварочный выпрямитель с тиристорным регулированием свароч ного тока, горелки для плазменной и аргонодуговой сварки, блок поджигания, содержащий возбудитель дуги типа УПД-1 или ВИС-501, газовая аппаратура (клапан, ротаметры), ди станционный регулятор сварочного тока.
Для сварки от мощных шинопроводов постоянного тока (от многопостовых источников) выпускается установка УПГ-201УЗ.
Это — переносной |
транзисторный регулятор тока с вертикаль |
ной («штыковой») |
внешней характеристикой, обеспечивающий |
зажигание дуги коротким замыканием на малом токе, работу в режиме сварки пульсирующей дугой. Установка снабжена устройством для плавного нарастания тока при зажигании дуги и плавного снижения его в конце сварки; комплектуется газо вой аппаратурой и горелкой без водяного охлаждения.
На базе транзисторного инвентора разработана установка типа УДГ-350. Она снабжена горелками на 200 и 315 А. Блок цикла сварки обеспечивает: контактное зажигание дуги на токе 10 А, автоматическое нарастание сварочного тока до задан ного, плавное спадание и продувку газа в конце сварки, регули ровку амплитуд и длительностей тока импульса и паузы при сварке пульсирующей дугой.
Для сварки на переменном токе алюминиевых сплавов, цвет ных металлов и легированных сталей выпускаются установки типа УДГУ-301 (с 1991 г.— УДГУ-302) и УДГ-501-1. Установки обеспечивают компенсацию постоянной составляющей свароч-
tee
Т А Б Л И Ц А 7.S
ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УСТАНОВОК РУЧНОЙ СВАРКИ |
|||
Параметры |
УДГ-601-1 |
УДГУ-301 |
УПС-301 УДГ-201 УДГ-350 |
Сварочный ток |
Перемен* |
Постоян- |
Постоян |
Постоян |
Постоян |
|
|
|
ный |
ный, пере |
ный |
ный |
ный |
Номинальный сва- |
|
менный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
рочный ток, А |
500 |
315 |
315 |
200 |
315 |
|
Номинальная про |
|
|
|
|
|
|
должительность |
|
|
|
|
|
|
нагрузки (ПН), % |
60 |
60 |
60 |
40 |
60 |
|
Напряжение хо |
|
|
|
|
|
|
лостого хода, В |
72 |
65/72* |
68 |
60 |
60 |
|
Рабочее |
напряже |
|
|
|
|
|
ние, В |
регули |
16 |
12/16* |
40 |
12 |
12 |
Пределы |
|
|
|
|
|
|
рования |
тока, А |
4 0 — 150 |
15— 25 |
4 - 2 5 |
7 — 200 |
10— 315 |
|
|
120— 500 |
2 0 — 100 |
25 — 315 |
|
|
Масса, кг |
460 |
90 — 315 |
|
|
|
|
420 |
340 |
30 |
50 |
|||
Габариты, м |
0 ,9 Х 1,1 X |
0 ,9 Х 1,1 X |
0 ,9 Х 1,1X |
0 ,З Х 0 ,5 Х |
0 ,65Х |
|
|
|
Х 0 ,9 |
Х 0 ,9 |
X I , 1 |
Х 0 ,4 |
Х 0 ,4 9 Х |
|
|
|
|
|
|
Х 0 ,3 4 |
* В числителе |
указано постоянное напряжение, в знаменателе — переменное. |
|||||
ного тока, заварку кратера и комплектуются тремя горелками серии ГР. Для увеличения радиуса действия имеется съемный переносной блок поджигания дуги, в котором размещены газо вый клапан, возбудитель-стабилизатор дуги и дистанционный регулятор сварочного тока. Технические данные установок для ручной сварки приведены в табл. 7.8.
Г л а в а 8 ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА 8.1. Общие сведения
Электрошлаковая сварка (ЭШС) — принципиально новый способ |
получения |
неразъемного соединения металлов практически неограниченной |
толщины — |
стал одним из ведущих технологических процессов. |
|
Особо важно высокое качество сварных соединений в уникальных круп ногабаритных конструкциях, поэтому наиболее ''подробно рассмотрены под готовка деталей н техника их сварки.
8.1.1. Ф изические основы процесса
При ЭШС электрический ток, проходя через шлаковую ванну, расплавляет основной и присадочный металл и поддерживает высокую температуру расплава [11. Электрошлаковый процесс
Рис. 8.1. Схема ЭШС: |
|
2 — мундштук для подачи элек |
|||||
/ — свариваемые |
детали |
толщиной s; |
|||||
трода^ |
3 — электрод; 4 |
— шлаковая |
ванна |
глубиной hs ; 5 — метал |
|||
лическая |
ванна |
глубиной Лм; 6 — формирующий |
ползун. Детали со |
||||
браны |
с |
зазором |
величиной bс; /с — сухой |
вылет |
электрода |
||
устойчив при глубине шлаковой ванны 35—60 мм, которую легче создать при вертикальном положении оси шва и прину дительном формировании его поверхности (рис. 8.1). Для при нудительного охлаждения и формирования поверхности шва ис пользуются, как правило, медные водоохлаждаемые устройства. Наименее удобна ЭШС в нижнем положении.
При ЭШС почти вся электрическая мощность передается шлаковой ванне, а от нее — электроду и свариваемым кромкам. Устойчивый процесс возможен только при постоянной темпера туре шлаковой ванны. Рабочая температура шлаковой ванны может достигать под электродом 1900—2000 °С.
Значительная тепловая инерция ванны обеспечивает высо кую устойчивость процесса и способствует его саморегулирова нию. Наличие в электроцепи шлаковой ванны как нелинейного активного сопротивления с такими свойствами позволяет ис пользовать для сварки источники с жесткой внешней характе ристикой [2]. Наиболее экономичны в эксплуатации и дешевы в изготовлении трехфазные трансформаторы.
Большая часть тепла, выделяющегося в шлаковой ванне, переносится в металлическую ванну, а от нее — к кромкам
соединяемых деталей через капли перегретого электродного металла.
Общее количество генерируемого в шлаковой ванне тепла,
Дж/с, расходуется |
так: 20—25 % на плавление электродной |
|
проволоки; 55—60 % |
на плавление и нагрев основного металла, |
|
4—6 % на плавление |
флюса и поддержание шлаковой ванны |
|
в жидком состоянии; |
12—16% — потери тепла через ползуны и |
|
теплоотвод в массу металла.
Из-за большой поверхности контакта теплоносителей шла ковой и металлической ванн с основным металлом плотность тепловых потоков в металл невысока, чем обусловливается не обходимость в ЭШС более высокой удельной энергии. Так, на пример, удельная энергия при дуговой сварке 10—45, а при электрошлаковой— 100—200 кДж/см2.
8Л.2. Определения, терминология и основные схемы процесса
Электрошлаковый процесс используется для сварки, наплавки, переплава и отливки.
Основные способы электрошлакового сварочного процесса показаны на рис. 8.2 и 8.3.
Рис. 8.2. ЭШС проволочники электродами:
а — одной проволокой бе3 колебаний; б — одной, двумя или тремя проволоками с ко лебаниями; в — одной проволокой диаметром 5 мм без введения мундштука в зазор;
г — проволокой с Увеличенным ссухнм» |
вылетом; |
д — с использованием сопутствую |
щего принудительного о*лаждення; е — с |
присадкой |
порошкообразного материала |
Рис. 8.3. ЭШС плавящимся мундштуком и электродами большого сечения:
а и б — с прямолинейными швами и криволинейными швами; в — трубчатым мундштуком; г и Э — одной, двумя или тремя пластинами (г —обычными, д — широкими с продольными разрезами); в — контактно-шлаковая сварка; ж — ЭШС с бкфнлярной схемой подключения пластинчатых электродов
Наибольшее применение получили приемы а, б (рис. 8.2). Этими спосо бами можно сваривать металл толщиной от 20 до 450 мм, используя преиму щественно 3-мм проволоку. Приемом в можно сваривать металл толщиной до 120 мм. Прием г обеспечивает повышение скорости сварки в 1,5—2,0 раза по сравнению с приемами а, б. Прием д можно рекомендовать для ЭШС низколегированных сталей толщиной до 100 мм без последующей высокотем пературной термической обработки (ВТО) сварного соединения.
Прием е используется при монтаже крупногабаритных изде лий, сварные соединения которых не подвергаются последую щей ВТО. Толщина свариваемого металла до 60 мм. Способ характеризуется повышенной скоростью сварки и значительно лучшими механическими свойствами соединения.
Все перечисленные приемы осуществляются на стандартной сварочной аппаратуре.
ЭШС (рис. 8.3, а—в) плавящимся мундштуком — предназна чена для соединения металла большой толщины (>450 мм) прямыми и криволинейными швами. Разновидность этого спо соба— сварка трубчатым плавящимся мундштуком, которая позволяет соединять металл толщиной от 20 до 60 мм. При ЭШС сталей и титана этим способом применяется также < 3 — 4-мм проволока.