Все о сварке

Сварка толстого металла


Особенности сварки толстого металла

Для изделий из толстого металла применяют в основном электродуговую и электрошлаковую сварку. У них высокая производительность, имеют малую область нагрева, соответственно создают небольшие внутренние напряжения, не требуют дорогостоящих расходных материалов.

Электрошлаковая

В электрошлаковой сварке электротоком нагревается шлак, который расплавляет находящийся рядом металл и защищает шов от окисления и насыщения водородом. Технология позволяет производить только вертикальные швы снизу вверх. Отклонение от вертикали допускается в пределах 30 градусов.

С двух сторон свариваемых толстых листов из металла устанавливаются медные пластины-ползуны, которые охлаждаются водой. Между свариваемыми листами оставляется зазор. Обработка стыков не требуется. Стыки и ползуны образуют сварочную ванну. При внесении в нее электрода шлак разогревается, металл начинает плавиться. Сваривание происходит без создания дуги. По мере образования шва ползуны передвигаются вверх. Все происходит за один проход. Сварить можно толстый металл до 60 см. Шов должен образоваться за один проход иначе возникают неустранимые дефекты. Технология позволяет пользоваться электродом различной формы.

Электродуговая

Сварка металла большой толщины (20 мм и более) из-за невозможности проварить за один проход всю толщу изделия имеет свою специфику. Кромки свариваемых поверхностей нужно подготовить.

Для этого кромки стачиваются под углом. При соединении деталей в сечении должна получиться буква V. Иногда, одну кромку стачивают под углом, а вторую ступеньками. Между свариваемыми деталями оставляют зазор, в верхней части должна получиться канавка шириной 10-15 мм и больше.

Ширина канавки зависит от толщины металла. При сварке металла разной толщины край более толстого стачивается до сечения тонкого.

При сварке встык и наличии пересекающихся швов возникают напряжения, приводящие к деформации и даже разрушению изделия. Особенно это сильно проявляется при низких температурах, когда металл теряет свои пластические свойства. Жесткое закрепление деталей в оснастке также вызывает чрезмерные напряжения. К этому же приводят и длинные швы с большим сечением.

Сваривать толстый металлический лист требуется так, чтобы время между наложением последующих слоев было минимальным. Во избежание напряжений необходимо следующий шов прокладывать по горячему слою. Толщина слоев должна находиться в пределах 4-5 мм, это обеспечит достаточный прогрев.

При сваривании толстого металла из-за большой глубины сварочной ванны увеличивается вероятность образования пор. Чтобы этого не произошло, применяется каскадный способ сварки или метод «горка».

Во время сварки возникает поперечная усадка, которая может достигать 4 мм при толщине металла 40-50 мм. При сварке толстых листов необходимо делать прихватки длиной 2-3 см через каждые 30-50 см.

Для уменьшения напряжений, можно выполнять работу двумя сварщиками одномоментно. Прогрев толстого металла до 150-200 ⁰C также снижает внутренние напряжения, замедляет кристаллизацию, что приводит к более длительному времени выделения газов и соответственно уменьшению количества пор.

Виды швов и методы их наложения

Швы по положению и типу соединения делятся на несколько видов, от которых зависят настройки сварки.

По положению в пространстве делятся на:

  1. горизонтальные;
  2. вертикальные;
  3. потолочные;
  4. нижние.

Они могут соединяться внахлест, встык, кроме этого бывают тавровые и угловые соединения. Существует несколько методов наложения швов при сварке толстого металла.

Способы наложения

Метод сварки толстого металла каскадом заключается в следующем. Весь участок разбивается на отрезки по 20 см. Сначала проваривается самый нижний участок, который называется корневым. Его длина примерно 20 см. Поверх корневого внахлест, не прерывая дуги, делают новый слой. Его общая длина будет 20 +20=40 см.

Лучше всего метод сварки понятен на схеме. Он применяется к толстым металлам, когда толщина листа более 20 мм. При таком способе сварки слои накладываются на неостывший металл, что позволяет уменьшить деформации и внутренние напряжения.

Сварка толстого металла горкой подобна каскаду, только работают два сварщика от середины к краям шва. Они варят каскадом по длине и по ширине. Задача состоит в том, чтобы при накладывании следующего слоя место контакта было горячим.

Длина

Швы подразделяют на короткие длиной до 25 см, средние – до 1 м, и длинные – свыше 1 м. Короткие прокладывают за один проход. При сваривании толстого металла приходится делать несколько слоев – по одному за каждый проход. Так как каждый последующий слой становится все шире, то сварщик делает зигзагообразные или спиралевидные движения поперек шва. Таким образом, оплавляются кромки свариваемых деталей. Такая технология обычно применяется при стыковом соединении толстого металла. Средние и длинные швы накладываются с использованием способов каскада и горки.

При сварке угловых и тавровых соединений применяют многослойный многопроходный двусторонний шов. Сначала формируется корневой шов. Затем поверх него прокладывается второй слой со смещением к одному из стыков, потом третий со смещением ко второму стыку с его оплавлением. Четвертый идет поверх второго слоя, оплавляя кромку детали. Пятый проходит рядом с четвертым, а шестой слой поверх третьего, оплавляя кромку второй детали. Седьмой слой накладывают поверх четвертого, пятого и шестого слоев. С обратной стороны шва на первый слой и кромки изделия наносится восьмой завершающий слой.

Параметров сварочного аппарата

Уменьшение сварочного тока уменьшает глубину сварочной ванны и наоборот. Ширина же ее практически не изменяется. Требуемая сила тока зависит от толщины металла и диаметра сварочного электрода. Повышение напряжения приводит к увеличению ширины шва, а глубина провара при этом уменьшается.

От скорости перемещения электрода при прочих равных условиях зависит глубина провара. Она увеличивается при скоростях до 40 м/час, а потом уменьшается. Ширина шва с увеличением скорости уменьшается постоянно.

Работа с толстым металлом требует большей подготовки для сварщика. Шов всегда получается многослойным. Прежде чем браться за такую сварку, необходимо освоить основные технологические приемы.

Похожие статьи

svaring.com

Сварка толстолистового металла

Сварка толстого металла, разумеется, отличается от технологии, применяемой при соединении тонкостенных заготовок. Ведь процесс сварного монтажа толстостенных заготовок основывается на формировании многослойного шва, элементы которого накладываются на стыкуемые кромки с помощью особых технологических приемов.

И в этой статье мы рассмотрим и упомянутые технологические приемы, с помощью которых осуществляется сварка металла большой толщины, и технологию подготовки стыкуемых кромок и прочие нюансы стыковки деталей с толщиной стенки от 2 сантиметров и более. Надеемся, что эта информация поможет вам разобраться с довольно сложным  процессом сварки толстостенных и толстолистовых деталей.

Подготовка кромок

Под термином «заготовка с толстыми стенками» или «толстолистовая заготовка» в сварочном деле понимают изделия с толщиной стыкуемой кромки в 20 миллиметров и более.

Разумеется, перед сваркой заготовок, такие кромки готовят особым образом, а именно:

Без такой предварительной подготовки сварка толстолистового металла электродом любой толщины практически невозможна. Причем по наружной плоскости (в верхней части, со стороны введения электрода)  стыкуемых деталей между кромками должен образоваться зазор в 10-15 миллиметров и более, а по внутренней плоскости (в нижней части) зазор должен быть практически нулевым.

Если вы не ошибетесь с габаритами кромок, то вы можете рассчитывать на двойной прирост производительности труда сварщика (повысится скорость наложения шва) и на 25-процентную экономию присадочного материала (электродов или проволоки).

Сварка толстостенных труб и толстолистовых заготовок

При стыковке толстостенных заготовок используются следующие технологии заваривания зазора между деталями:

И далее по тексту мы рассмотрим все три процесса.

Сварка «горкой»

Первая технология – формирование шва «горкой» — основана на следующей схеме сваривания:

Сварка «каскадом»

В данном случае схема наложения швов выглядит несколько иначе:

Проще говоря: швы накладываются ступеньками, образуя каскады. И крайние 20 сантиметров третьего и последующего швов выходят на толщину свариваемой заготовки.

Причем каскадная сварка полуавтоматом толстого металла или толстостенной трубы получается намного лучше, чем ручной вариант этого процесса.

Ведь мерные 60-сантиметровые швы лучше всего получаются при непрерывной подаче присадочного металла в зону сварочной ванны.

Сварка «блоками»

Если под руками нет полуавтоматического сварочного аппарата, то каскадную технологию можно преобразовать в блочный вариант наложения швов.

И в данном случае технологический процесс сварки толстостенной заготовки будет выглядеть следующим образом:

Далее сварку продолжают четвертым корневым швом, пятым промежуточным швом, наползающим на первый, и шестым, накладываемым встык со вторым. Словом, технология очень похожа на каскад. Только «соседние» швы не наползают, а стыкуются друг с другом.

В итоге, воспользоваться блочной технологией можно даже в том случае, когда вместо присадочной проволоки используется короткий, прутковый электрод.

steelguide.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Cтраница 3

Длину прихваток и расстояние между ними выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и длины шва. При сварке тонкого металла и коротких швах длина прихваток может быть не более 5 мм. При сварке толстого металла и значительных длинах швов длина прихватки может быть 20 - 30 мм при расстоянии между ними 300 - 500 мм. Прихватку следует производить на тех же режимах сварки, что и сварку самого шва, тщательно проваривая участок прихватки. В случае сварки деталей значительной толщины прихватка может заполнять разделку примерно на 2 / а ее глубины.  [31]

Для металла значительной толщины ( более 18 - 20 мм) применяется специальная технология - сварка секциями или горкой ( см. гл. При многопроходной сварке желательно, чтобы швы выполнялись несколькими сварщиками одновременно с двух сторон соединения. При этих способах сварки толстого металла нагрев по сечению свариваемых элементов происходит более равномерно, чем достигается уменьшение наиболее опасных пространственных остаточных напряжений.  [33]

Соединения внахлестку из толстого материала, тавровые соединения, внутренние швы углового соединения, а также последующие слои шва ( после первого) стыкового соединения с подготовленными кромками лучше сваривать слева направо - углом назад. Стык деталей в этих случаях видно лучше, и возможность смещения электрода в сторону менее вероятна. С другой стороны, при сварке толстого металла важно увеличить глубину провара и улучшить условия для контроля за формированием шва.  [34]

Имея высокие стабилизирующие свойства, эти флюсы обеспечивают длинную дугу, необходимую при однопроходной сварке металла большой толщины. Тенденция применения флюсов с высокими стабилизирующими свойствами в зарубежных капиталистических странах обусловлена стремлением работать на возможно более мощных режимах. Однако это целесообразно только в случае сварки толстого металла. При сварке же стали малой и средней толщины это сопряжено с необходимостью тщательной очистки поверхности свариваемого металла от ржавчины и загрязнений вследствие более низкой стойкости против образования пор флюсов с высокими стабилизирующими свойствами.  [35]

Технологическое оборудование для сварки когерентным световым лучом квантового генератора ( лазера) или лазерной сварки используют в радио - и электронной промышленности. Благодаря острой фокусировке возможно сосредоточение очень большой тепловой энергии на площадках, измеряемых сотыми и тысячными долями миллиметра. Принципиально возможно создание лазера, пригодного для сварки очень толстого металла, но процесс плавления металла становится в этом случае практически неуправляемым. Основные типы сварных соединений - нахлесточные и стыковые.  [36]

Сварка низкоуглеродистых сталей, как правило, не требует предварительного подогрева. Однако в некоторых случаях, специально оговоренных в технической документации, предварительный подогрев до температуры 120 - 150 применяется для предупреждения появления кристаллизационных трещин. Такая потребность иногда возникает при сварке угловых швов толстого металла, при сварке первого слоя многослойных стыковых швов толстого металла, особенно если сварка толстого металла производится при низких температурах.  [37]

Чтобы не допустить изменения положения свариваемых деталей и зазора между кромками в течение всего процесса сварки, изделие закрепляют в приспособлениях или с помощью прихваток. Длина прихваток, их число и расстояние между ними зависят от толщины металла, длины и конфигурации свариваемого шва. При сварке тонкого металла и при коротких швах длина прихваток составляет 5 - 7 мм, а расстояние между прихватками 70 - 100 мм. При сварке толстого металла и значительной длине швов прихватки делают длиной 20 - 30 мм, а расстояние между ними - 300 - 500 мм.  [38]

Водород, растворенный в жидком металле ( рис. 158, б), должен в количестве 90 - 95 % своего объема выделиться из металла в момент его затвердевания. Этому препятствует пленка тугоплавких окислов и низкий коэффициент диффузии водорода в алюминии. Поры образуются преимущественно в металле шва; часто наблюдают поры у линии сплавления в связи с диффузией водорода из основного металла под действием термического цикла сварки. Предварительный и сопутствующий подогрев до температуры 150 - 250 С при сварке толстого металла замедляет кристаллизацию металла сварочной ванны, способствуя более полному удалению газов и уменьшению пористости.  [39]

Определенную таким образом величину сварочного тока проверяют практически путем наплавки валиков в том же положении, в каком предстоит сварка изделия. Обычно при сварке в вертикальном и потолочном положениях сварочный ток уменьшают на 10 - 20 % против принятого для сварки в нижнем положении. Сварочный ток корректируют также в зависимости от толщины свариваемого металла и от того, какой слой шва выполняется. При сварке тонкого металла или первого слоя шва с разделкой кромок во избежание прожогов ток уменьшают; при сварке толстого металла и последующих слоев шва ток увеличивают.  [40]

При сварке меди ядро пламени следует держать под углом 90 к поверхности элементов и на расстоянии 3 - 6 мм от поверхности ванны. Сварку ведут без перерывов, применяя по возможности однослойные швы, так как при многослойной сварке возможно появление трещин. Соединения применяют преимущественно стыковые или угловые с внешним швом. Металл толщиной более 10 мм сваривают с Х - образной подготовкой кромок. Сварку толстого металла ведут одновременно двумя горелками с двух сторон, установив детали в вертикальное положение.  [41]

В качестве защитных используют инертные ( аргон, гелий) и активные ( углекислый газ) газы, а также различные смеси инертных или активных газов и инертных с активными. Этот способ сварки по сравнению с рассмотренными выше имеет ряд существенных преимуществ. При сварке толстых металлов в некоторых случаях этот способ сварки может конкурировать с электрошлаковой сваркой.  [43]

В качестве защитных используют инертные ( аргон, гелий) и активные ( углекислый) газы, а также различные смеси инертных или активных газов и инертных с активными. Этот способ сварки по сравнению с рассмотренными выше имеет ряд существенных преимуществ. При сварке толстых металлов в некоторых случаях этот способ сварки может конкурировать с электрошлаковой сваркой.  [44]

При этом способе сварщик хорошо видит свариваемый шов, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе. Мощность пламени выбирается из расчета 100 - 130 дм3 / ч ацетилена на 1 мм толщины металла. Сварку нужно стремиться выполнять в нижнем положении, так как при этом создаются наиболее благоприятные условия для получения швов хорошего качества. В этом положении расплавленный металл переносится в сварочную ванну, которая занимает горизонтальное положение, в направлении силы тяжести. Существуют различные способы сварки швов. Выбор их зависит от длины шва и толщины свариваемого металла. Условно принято швы длиной до 250 мм называть короткими, 250 - 1000 мм - средними, более 1000 мм - длинными. Сварка обратноступенчатым способом при правильном выборе длины ступени является наиболее эффективной, так как уменьшает неодновременность выполнения однопроходного шва и поэтому приводит к меньшим остаточным деформациям. При сварке стыковых или угловых швов большого сечения шов накладывается несколькими слоями. При этом каждый слой средней и верхней части может быть получен за один, два и более проходов. При сварке толстого металла не рекомендуется делать каждый слой напроход, так как это может привести к значительным деформациям и появлению трещин в первых слоях. Для предотвращения образования трещин при сварке толстого металла накладывать слои следует на еще не остывшие предыдущие слои. При блочном методе весь шов по длине делится на равные участки - блоки длиной около 1 м, каждый блок заваривает определенный сварщик.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Как приварить тонкий металл к толстому - Ковка, сварка, кузнечное дело

В процессе производства различных конструкций и оборудования может возникнуть потребность в соединении тонкого металла к толстой детали. Такая задача легко решается, если прежде как приварить тонкий металл к толстому металлу выполнить некоторые подготовительные операции:

в массивной детали необходимо сделать проточку для создания одинаковой толщины свариваемых элементов;

установить из толстой детали со стороны тонкой детали специальный ободок.

Процесс сваривания деталей при помощи проточки

Процесс сварки тонкого металла с толстым при помощи установки со стороны тонкого металла ободка обеспечивает простоту проведения такой работы (отсутствует смещение шва, нормальная ширина сварочной ванны) и хорошая обозреваемость расплавленного металла в сварочной ванне. Недостаток такого метода заключается в том, что металлический ободок, который остается приваренным после процесса к конструкции, что несколько портит ее внешний вид. Наиболее качественные соединения при таком методе получаются при использовании импульсной аргонодуговой сварки.

kovka-svarka.net


Смотрите также