книги из ГПНТБ / Таран, Владимир Деомидович. Технология сварки и монтажа магистральных трубопроводов

Секции располагают на одинаковом расстоянии, примерно 0,5—0,7 м, одна от другой. Сварщик приступает к сварке части первого слоя на крайней секции. Затем переходит к следующей, параллельно лежащей секции и на ней выполняет такую же часть первого слоя и т. д. В то время, когда сварщик варит стык вто­ рой секции, подручный зачищает валик на первой.

Н а п р а в л е н и е д в и ж е н и я д у г и . Первый слой на стыках без подкладного кольца можно выполнять при движе­ нии электрода снизу вверх или сверху вниз.

Рис. 63. Схема технологических переходов сварщика при трехслойной сварке стыков по разметке согласно рис. 61.

Положения секции: I — при выполнении первого слоя на участках АБ и ГВ; II — при выполнении первого слоя на участках ГА и ВБ; I II — при наложении второго слоя; IV — при наложении третьего слоя.

Места сварщика при выполнении первого слоя: а — на участке ГВ стыка; б — на участке АБ; в — на участке ВБ; г — на участке ГА.

Первый способ применяется при наложении вертикальных швов. Он обеспечивает глубокий провар и равномерный наплыв металла с внутренней стороны трубы. Однако его недостатком является некоторая замедленность процесса, связанная с необ­ ходимостью вести сварку на пониженной едле тока (120—150 а при электродах диаметром 4 мм) во избежание прожогов и проте­ кания жидкого металла.Тем не менее этот способ очень распростра­ нен как наиболее простой.

Сварка движением сверху вниз возможна при зазоре 0,5—

119

дает возможность накладывать второй слой электродами боль­ шего диаметра при повышенной силе тока. Чтобы избежать прожога первого слоя и стенания металла и шлака впереди кра­ тера, сварку ведут не на боковой (вертикальной) поверхности и не на верху трубы, а на участке в пределах четверти, ограничен­ ной точкой горизонтального диаметра и наивысшей точкой окруж­ ности трубы. При периодическом поворачивании секции угол

поворота должен соответствовать дуге стыка, свариваемой одним электродом.

Третий слой накладывают точ­ но так же, как второй. Только направления движения дуги при наложении этих слоев противо­ положны, что способствует неко­ торому уменьшению усадочных напряжений в свариваемом стыке.

Сила тока и диаметры наиболее распространенных электродов для выполнения каждого слоя приве­ дены в табл. 41. Данные об отно­ сительной высоте шва после нало­ жения очередного слоя указаны

Таблица 41

Данные режимов для ручной трсхслойной и четырехелойнон

120

в табл. 42. Размеры второго и третьего слоев не показаны от­ дельно, так как не являются характерной величиной вследствие неизбежного переплавлепия части металла нижележащего слоя.

П р и м е ч а н и е . Высота измеряется по середине шва.

ФОРМА ШВА И ЕГО ОТДЕЛЬНЫХ СЛОЕВ

Форма поверхности валика зависит от того, является ли он промежуточным или завершающим слоем.

При многослойной сварке последний слой должен иметь вы­ пуклую поверхность с плавным переходом от наплавленного ме-

Рис. 65. Неправильная форма промежу­ точного валика.

талла к основному. Однако усиление шва (галтель) не должно быть чрезмерным. Верхняя точка валика с равномерной чешуйчатостью должна возвышаться над поверхностью свариваемых труб примерно на 3—4 мм.

Промежуточный валик перекрывается последующим слоем, поэтому ему придают наиболее выгодную форму, облегчающую наложение этого слоя. При неудачной форме слоя_ шов может получиться с дефектами (непровар, шлаковые включения) даже при правильном сварочном режиме и доброкачественных электро­ дах.

121

Глава VII

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ

СВАРОЧНЫЕ АВТОМАТЫ И ПОЛУАВТОМАТЫ

Сварку под флюсом и в струе защитных газов выполняют сва­ рочными автоматами и полуавтоматами. Автоматы и полуавтоматы бывают универсальными, пригодными для разнообразных усло­ вий работы, или специализированными, предназначенными для определенных условий. Универсальные аппараты путем неслож­ ной перестройки можно превратить в элементы специализиро­ ванных установок. Для сварки стыков трубопроводов исполь­ зуют универсальные и специализированные установки.

Сварочный автомат выполняет две основные операции: подает электродную проволоку и флюс к дуге и перемещает электрод вдоль свариваемых кромок. Полуавтомат только подает проволоку

ифлюс; перемещение электрода вместе с аппаратом осуще­ ствляется вручную.

Всякая установка для автоматической сварки состоит из сварочной головки, механизма для ее поддержания и перемещения

ивспомогательных устройств. В зависимости от назначения уста­ новки ее конструкция видоизменяется.

Сварочная головка, управляющая подачей проволоки и флюса, является основным элементом установки. Вторая по значению

составная часть — это механизм для перемещения дуги. При поворотной сварке поперечных стыков труб таким механизмом яв­ ляется в р а щ а т е л ь , синхронизированный со сварочной го­ ловкой. Управляют работой головки п вращателя с одного пульта.

В тракторах для сваркп листовых конструкций сварочная головка и механизм перемещения совмещены в одном аппарате.

Установку первого типа можно считать специализированной; второго типа — универсальной.

Сварочный трактор представляет собой самоходный автомат, перемещающийся во время сварки по свариваемому изделию. Если трактор используют для поворотной сварки трубопроводов, то он работает только как сварочная головка, оставаясь неподвиж­ ным. Вращение трубы, т. е. относительное перемещение свари­ ваемых кромок, осуществляется вращателем.

123

В сварочном процессе большое технологическое значение имеет неизменность длины дуги, которая не зависит от силы тока. Существует, однако, зависимость между напряжением дуги С/д и ее длиной. Приближенно эта зависимость выражается уравне­ нием

По характеру регулирования и поддержания длины дуги сварочные аппараты можно разделить на две группы: а) с автома­

постоянное напряжение дуги путем изменения скорости подачи проволоки. При случайном нарушении сварочного режима и из­ менении Uд скорость подачи проволоки снижается или повы­ шается или же подача осуществляется в обратном направлении, пока не восстановится заданный режим.

Автоматические регуляторы выполняют по разнообразным схемам; они в большинстве случаев имеют сложную конструкцию, а иногда и большой вес.

В. И. Дятлов 1 установил, что при сварке стальным электродом происходит саморегулирование дуги. В значительной степени саморегулирование зависит от внешней характеристики источ­ ников тока, плотности тока в сварочной проволоке и стабилизи­ рующих свойств флюса [23].

Уравнение, характеризующее процесс регулирования свароч­ ной дуги, может быть представлено в следующем виде:

vn — постоянная скорость подачи.

Скорость плавления электродной проволоки г;э зависит от

Д я т л о в В. И. Вестник машиностроения, № 9, 1943.

124

Время восстановления нарушенного дугового промежутка при сварке электродами малого диаметра составляет лишь десятые доли секунды. Вообще же продолжительность восстановления в значительной мере зависит от диаметра электрода и плотности тока в нем. Чем меньше диаметр электрода и больше плотность тока, тем меньше время восстановления, а следовательно, выше интенсивность саморегулирования.

Большинство выпускаемых в Советском Союзе автоматов для сварки под флюсом обеспечивает постоянную скорость по­ дачи. Такие аппараты просты конструктивно, удобны в эксплуа­ тации и имеют невысокую стоимость. Благодаря применению постоянной скорости подачи сварочные тракторы удается выпол­ нять легкими и малогабаритными.

Для сварки на разных режимах скорость подачи проволоки изменяют настройкой сварочной головки или трактора. Настройка может быть плавной или ступенчатой в зависимости от переда­ точного отношения механического редуктора (находящегося между двигателем и подающим механизмом) или от числа оборо­ тов двигателя. Обычно применяют ступенчатое регулирование.

Специфика работы на трассе, где сочетаются операции мон­ тажа стыков труб с их сваркой, потребовала создания комби­ нированных установок, в которых используется сварочная ап­ паратура специальной конструкции. Таким образом, для автома­ тической сварки трубопроводов применяют три группы сварочных аппаратов: а) типовые общетехнического назначения; б) специаль­ ные, в) комбинированные.

Полевой трубосварочный автомат ПТ-6

Полевой трубосварочный автомат ПТ-6 был создан специально для поворотной сварки стыков труб.

Автомат (рис. 69) состоит из следующих основных узлов: подающего механизма с двигателем и редуктором 4, контактного

125

устройства (мундштука), подводящего ток к сварочной проволоке, бункера 3 для флюса, тележки с опорными роликами 6 для уста­ новки на свариваемую трубу 1, кассеты 5 и трубчатого штатива 7.

На передней панели 2 смонтированы вольтметр, реостат, выклю­ чатели.

Все узлы автомата размещены на тележке 6, колеса которой собраны на шарикоподшипниках и изолированы от трубы. От тележки изолированы узлы, имеющие контакт со сварочной про­ волокой. Изоляция предотвращает короткие замыкания в свароч­ ной цепи.

На тележке установлен винтовой корректор, которым можно смещать конец электрода в поперечном направлении для сохране-

126

Нижняя головка, находящаяся на вертикальном пантографе, состоит пз электродвигателя постоянного тока мощностью 95 вт, механического редуктора и флюсового шнека. Электродная про­ волока подводится к месту сварки через мундштук. Шнек подает флюс в вертикальном направлении, способствуя формированию первого слоя шва. Неиспользованный (нерасплавившийся) флюс ссыпается обратно в бункер.

Рис. 70. Автомат АМД-3

Верхняя сварочная головка установлена на горизонтальном пантографе. Сварочная проволока подается в нее от редуктора нижней головки по специальному гибкому шлангу. Флюс для сварки в верхнем положении поступает из верхнего бункера под действием силы тяжести.

Обе головки поддерживают постоянную скорость подачи проволоки.

128