Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

8.2.7. Сварка плавящимся мундштуком

Плавящийся мундштук представляет набор пластин или стерж­ ней с каналами для подачи электродной проволоки (рис. 8.14). В частном случае плавящийся мундштук может представлять собой толстостенную трубку.

Форма плавящегося мундштука определяется конфигура­ цией свариваемого стыка, а способ изготовления — числом сва­ риваемых стыков. Материал плавящегося мундштука, как правило, должен быть подобен основному. Наиболее широкое распространение получил мундштук с каналами для подачи электродной проволоки в виде спиралей. Спираль из сварочной проволоки диаметром 3—4 мм плотно навивается на токарном станке. Диаметр внутреннего канала спирали 4,5—5,0 мм. При­ варивается спираль к пластине мундштука посредством ЭДС электродом 0 2 —3 мм.

Плавящийся мундштук должен быть надежно изолирован в зазоре от кромок свариваемого металла во избежание воз­ никновения короткого замыкания.

Задача изоляции в значительной степени облегчается тем, что мундштук неподвижен в зазоре. Естественно, что при плав­ лении вместе с материалом мундштука в шлаковую ванну будет переходить и материал изоляторов. Поэтому химический состав изоляторов не должен оказывать вредного влияния на состав ванны. Изолятор должен быть эластичным (предпочти­ тельно из стеклоткани).

Наиболее перспективна для механизации производства штамповка изоляторов в виде таблеток из измельченного в по­ рошок флюса, замешенного на жидком стекле, на небольшом прессе. При изготовлении флюсовой таблетки в нее впрессовы­ вается проволока диаметром 3—4 мм длиной 80—100 мм. После этого изоляторы прокаливают при 600—700 °С.

Изоляторы устанавливаются: по горизонтали через 100— 150 мм, по высоте на расстоянии 200—250 мм между рядами.

в зазоре независимо от аппарата. Мундштук в выверенном по­ ложении крепится на специальном кронштейне.

Наиболее простая конструкция кронштейна [7] — две сталь­ ные пластины толщиной 10—12 мм, соединенные Г-образно через текстолитовую прокладку толщиной 12—18 мм четырьмя болтами, изолированными от пластин втулками. Одна часть кронштейна приваривается односторонним швом к изделию, другая — к мундштуку.

Каналы мундштука соединяются с механизмом подачи проволоки (рис. 8.15) трубками переходного тракта. Если

переходной тракт изготовляют из спиралей, то для прочности вдоль спирали приваривают проволоку диаметром 4—5 мм.

На дно кармана засыпают стальной порошок или стружку и стык закрывают формующими устройствами. Места неплот­ ного прилегания формующих устройств замазывают глиной.

Рис. 8.16. Подготовленный к сварке плавящийся мундштук:

/ — переходные спиральные или трубчатые каналы; 2 и 3 — направ­

ляющая н плавящаяся части мундштука; 4 — изоляторы; 5 — токопод* вод; 6 — переходник; 7 — фиксирующая планка

Наиболее выгодно при ЭШС плавящимся мундштуком одну сторону закрывать медной водоохлаждаемой накладкой, а дру­ гую формировать ползуном либо короткими переставными на­ кладками. Это позволяет оперативно контролировать положе­ ние мундштука в зазоре и глубину шлаковой ванны.

хода трансформатора, расход воды в системе формующих уст­ ройств и наличие необходимого инструмента.

Сварку начинают всеми электродами при скорости их по­ дачи 150—170 м/ч. Напряжение сварки может быть на уровне предусмотренного технологией. После возбуждения стабильного дугового процесса скорость подачи проволоки снижается до 90—100 м/ч, в зазор засыпается флюс. Следует помнить, что объем флюса вдвое больше объема жидкого шлака.

Если при разведении процесса одна из проволок останови­ лась, то нужно немедленно отжать прижимной ролик и отор­ вать эту проволоку движением вверх. Затем проволоку подни­ мают на 300—500 мм и, прижав ролик, подают вниз. При но­ вой остановке все операции повторяют.

Ведение ЭШС, окончание сварки и все последующие опе­ рации выполняют по правилам сварки прямолинейных швов. При сварке толстого металла более 100—200 мм всегда пред­ почтительнее выбирать трехфазную схему питания во избежа­ ние перекоса фаз.

Для надежного одновременного пуска всех проволок в по­ следнее время применяют сифонную заливку жидкого флюса в карман. Флюс расплавляют в графитовом тигле, используя угольный электрод, подключенный к сварочному трансфор­ матору.

Плавящийся мундштук широко применяют при ремонте не только для сварки, но и в наплавочных работах [1]. Минималь­ ная толщина наплавленного слоя 20 мм, максимальная —

100мм.

8.3.Контроль качества сварных соединений

8.3.1. Характерные дефекты

Соединения, полученные ЭШС, как правило, отличаются высо­ кими механическими свойствами, химической однородностью, отсутствием крупных неметаллических включений, трещин, пор и шлаковых включений. Однако при нарушении технологии или техники выполнения швов в последних могут возникать дефекты, ухудшающие работоспособность сварного соединения.

сварке практически всех сталей. Наиболее часто они возни­ кают в швах с повышенным (>0,20 %) содержанием углерода при жестком закреплении кромок изделий и повышенных ско­ ростях сварки. Из основных параметров режима, наиболее влияющих на образование кристаллизационных трещин, сле-

дует выделить величину сварочного тока, которая определяется однозначной зависимостью от скорости подачи электродной проволоки. При скорости, превышающей критическую, в ме­ талле шва образуются трещины.

Для предотвращения кристаллизационных трещин приме­ няют предварительный подогрев до 150—500 °С [6], а также уменьшают скорость подачи проволоки.

Трещины-надрывы в зоне сплавления появляются, как пра­ вило, при ЭШС среднелегированных сталей ферритными про­ волоками [1], когда область подплавления основного металла удалена от зеркала металлической ванны. Во избежание тре­ щин-надрывов необходимо вести процесс при малых глубинах шлаковой ванны (35—40 мм) и равномерном проваре кромок, не допуская его сужения.

Непровары, поры и шлаковые включения могут появляться в металле шва только при грубом нарушении технологического процесса.

8.3.2. Способы контроля

Соединения, выполненные ЭШС, подвергают комплексному контролю, включающему визуальный контроль, контроль ре­ жима сварки на образцах-свидетелях, ультразвуковую дефек­ тоскопию (УЗД), радиационный метод (рентгеновскими или у-лучами) и магнитный метод.

Визуальный контроль осуществляется в той или иной мере практически при сварке любого изделия. Режим сварки конт­ ролируется также систематически, особенно при внедрении новых разработок или когда другие методы малоэффективны. Например, применительно к отливкам или поковкам большой толщины (^ 0 ,5 м), которые после ЭШС не подвергались вы­ сокотемпературной термической обработке, этот вид контроля по образцам-свидетелям включает такие параметры режима сварки, как /св и t/CB, фиксируемые самопишущими приборами.

УЗД широко применяют для контроля качества сварных соединений из углеродистых и легированных сталей толщиной до 700 мм, подвергнутых после сварки высокотемпературной термической обработке. Чувствительность УЗД: ширина тре­