Высокопроизводительные способы ручной сварки

        
ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ

Мероприятия по повышению производительности труда

Производительность труда сварщика может быть повышена благодаря организационным и техническим мероприятиям. К организационным мероприятиям относятся: рациональная организация рабочего места (правильное размещение свариваемых деталей и оснастки на рабочем месте); использование приспособлений для фиксации и поворота изделия во время сварки; разделение отдельных операций на переходы и выполнение их в определенной последовательности; различные технические приемы, уменьшающие перерывы горения дуги и снижающие вспомогательное время. Например, при сварке с частыми переходами от одного пространственного положения шва к другому выбирают сварочный ток, пригодный для всех пространственных положений и соединений (верхний предел - для вертикального положения).

Самопроизвольное повышение сварочного тока используют при замене электрода меньшего диаметра на больший (вследствие уменьшения сопротивления сварочной дуги) при многопроходной сварке с применением электродов разных диаметров без регулировки сварочного тока. Например, первый корневой проход выполняется электродом диаметром 3 или 4 мм, второй - 4 и 5 мм, завершающие - 6 мм.

К техническим мероприятиям, повышающим производительность труда, относят использование специальных технологических приемов и высокопроизводительных способов сварки: с глубоким проплавлением, при повышенной плотности тока, трехфазной дугой, электродами больших диаметров и др.

Высокопроизводительная сварка покрытыми электродами

Сварка с глубоким проплавлением. Этот вид сварки называют также сваркой опиранием. Для сварки с глубоким проплавлением применяют электроды, масса покрытия в которых составляет 60-100% массы стержня (например, электроды ОЗС-3, ЦНИЛСС-УКД). Стальной стержень электрода плавится несколько быстрее покрытия, поэтому на конце электрода образуется козырек (рис.1). Электрод 1 опирают образующимся при плавлении козырьком 2 на свариваемый материал с наклоном под углом 70-85° к горизонту для лучшего вытеснения жидкого металла из кратера. Сварку осуществляют на максимально допустимых токах с повышенной скоростью без поперечных колебательных движений электрода.

     
Рис.1. Схема сварки с глубоким проплавлением

Производительность труда при этом способе сварки возрастает за счет уменьшения количества наплавленного электродного металла и увеличения доли расплавленного основного металла в шве. Данный способ позволяет сваривать металл значительной толщины без разделки кромок или с уменьшенной глубиной разделки. Лучшие результаты получают при сварке угловых и тавровых соединений.

Сварка на токах повышенной плотности. При выбранном диаметре электрода увеличение плотности сварочного тока по сравнению с паспортными данными позволяет повысить производительность ручной сварки в 1,5-2 раза за счет увеличения скорости сварки и глубины проплавления основного металла. Наилучшие технико-экономические показатели при сварке на повышенных режимах получают при использовании электродов диаметром 5 и 6 мм. Однако увеличивать плотность сварочного тока свыше 12-14 А/мм при сварке электродами с основным покрытием не рекомендуется, так как это приводит к сильному разбрызгиванию электродного металла, снижению коэффициента наплавки и ухудшению качества шва.

Сварка трехфазной дугой. Сущность процесса состоит в следующем: в держателе, имеющем два токоподвода, закрепляют электрод, представляющий собой два электродных стержня с общим покрытием, или два обычных электрода. К электродным стержням через токоподводы подсоединяют две фазы сварочной цепи, а третью фазу - к детали. В процессе сварки дуга горит между двумя электродами и между каждым электродом и изделием. Источниками тока для питания трехфазной дуги могут служить обычные однофазные сварочные трансформаторы, соединенные между собой по специальной схеме, или специальные трехфазные трансформаторы.

Сварку трехфазной дугой используют при изготовлении конструкций, требующих значительного объема наплавленного металла, наплавке твердых сплавов, исправлении дефектов в стальном литье, сварке соединений, требующих глубокого проплавления, а также сварке ванным методом стальной арматуры диаметром 60-120 мм.

В зависимости от взаимного расположения электродов и детали применяют несколько схем сварки трехфазной дугой: электроды в двух держателях, расположены под углом друг к другу; два электрода расположены параллельно в одном держателе специальной конструкции; один электрод уложен в разделке, второй  -  закреплен в обычном держателе.

Использование высокопроизводительных электродов. Электроды с железным порошком или другими металлическими добавками в покрытии используют для повышения коэффициента наплавки. Производительность сварки такими электродами увеличивается на 10-15% по сравнению со сваркой обычными электродами. Одновременно снижается удельный расход электроэнергии примерно на 20%. Введение железного порошка в покрытие увеличивает скорость наплавки, повышает переход металла электрода в шов, улучшает внешний вид шва. К высокопроизводительным относятся электроды АНО-5, ОЗС-6 и АНО-18, имеющие 30-35% железного порошка (по отношению к массе всего покрытия), а также электроды АНО-1, ОЗС-3, АНО-19, содержащие 50-65% железного порошка. Электроды этих марок пригодны для сварки только в нижнем и наклонном (под углом 15-20°) положениях.

Сварка электродами больших диаметров. Применение электродов больших диаметров (8-12 мм) позволяет вести сварку при увеличенном токе (350-600 А) и тем самым повысить производительность. Однако такие электроды и электрододержатели для них имеют большую массу, что вызывает быстрое утомление сварщика. Кроме того, при работе этими электродами трудно обеспечить провар корня шва в узких разделках кромок и угловых соединениях.

Сварка спаренными электродами, пучком электродов. Этот способ сварки заключается в одновременной работе двумя, тремя и более электродами, соединенными в пучок путем наложения прихватки в месте зажима их в электроде держатель. Ток подводится одновременно ко всем электродам. Дуга горит между изделием и тем электродом, который находится в данный момент ближе к изделию.

Экономические преимущества сварки пучком электродов по сравнению со сваркой одинарным электродом сечением, равным сечению одного из электродов в пучке, в том, что производительность этой сварки увеличивается примерно на 30% за счет повышения сварочного тока, уменьшения вспомогательного времени на смену электродов и лучшего использования тепла дуги. К недостаткам сварки пучком электродов следует отнести практическую непригодность этого метода при вертикальной и потолочной сварке, а также сложность изготовления таких электродов.

Безогарковая сварка. Сущность метода состоит в том, что электрод не закрепляют в держателе, а приваривают к нему торцом, что позволяет использовать весь металл электрода. Применение безогарковой сварки позволяет увеличить сварочный ток на 10-15% против принятых норм. Недостатком метода является ухудшение манипулирования электродом из-за легкого изгиба его в месте приварки, а также необходимость охлаждения электрододержателя.

Ванная дуговая сварка плавящимся электродом. При этом способе образуется большая сварочная ванна, которая удерживается в специальной форме (стальной или из керамики) (рис.2). Стальную форму 2 приваривают к свариваемым деталям 1, керамические формы делают разъемными и после сварки удаляют.