Общие сведения: Сварка в углекислом газе находит все большее применение при восстановлении и упрочнении деталей, благодаря дешевизне и недефицитности защитной среды в сравнении с наплавкой в инертных газах и больший производительности (в 2-3 раза) и лучшей технологичности, чем сварка слоем флюса.
В настоящее время определились два основных направления в использовании сварки в среде углекислого газа плавящимся электродом:
- сварка проволокой диаметром 1,6-2,0 мм;
- сварка проволокой диаметром 08-1,2 мм.
Применение электродных проволок малых диаметров позволяет сваривать вертикальные и потолочные швы. Малые размеры сварочной ванны и охлаждающего действия струи углекислого газа создают благоприятные условия для хорошего формирования валика во всех пространственных положениях.
Полуавтоматическую сварку в углекислом газе успешно применяют при ремонте узлов и деталей малых толщин, с толщиной 0,5 мм и более (кузова легковых кабин и оперения грузовых автомобилей и др.) . она может быть успешно применена при ремонте корпусных и других стальных и чугунных деталей, имеющих трещины, износ привалочных и посадочных поверхностей.
Краткая характеристика способа восстановления полуавтоматической сваркой в среде СО2:
Сущность способа заключается в том, что электрическая дуга горит между электродом и свариваемой деталью в струе газа, вытесняющего воздух из плавильного пространства, и тем самым ванна расплавленного металла защищается от действия кислорода и азота воздуха.
Углекислый газ является окислительной средой, он интенсивно окисляет железо и большинство легирующих элементов. Особенно сильно выгорают элементы имеющие большое сродство к кислороду: углерод, алюминий, титан, кремний, марганец. При сварке проволоками с большим содержанием углерода, вследствие его сильного окисления и выделения окисей углерода из сварочной ванны в период кристаллизации образуются поры. Поэтому качественная сварка в среде углекислого газа возможна только при использовании электродных проволок, содержащих достаточное количество элементов раскислителей марганца (1,07-1,85%) и кремния (0,8-1,1%), способных затормозить реакцию образования окиси углерода в период кристаллизации сварочной ванны. В присутствии раскислителей наплавленных металл получается плотным и пластичным. В составе проволоки соотношение марганца к кремнию должен быть равен 1,5…2,0.
Цель работы:
- ознакомиться с оборудованием, приспособлениями при сварке в углекислом газе;
- освоить технологический процесс сварки;
- ознакомиться с правилами выбора режимов сварки. Получение практических навыков работы на полуавтомате;
- заполнить карту.
Объем работы:
1. Сварка двух образцов из тонколистовой стали в на лест и в стык;
2. оценка качества сварочного шва по результатам внешнего осмотра, замер шва.
Оборудование рабочего места:
- полуавтомат сварочный для ручной электродуговой сварки в среде защитных газов СП-1;
- сварочный стол;
- баллон группы В по ГОСТ 949257, емкостью 40 л., где содержится 25 кг жидкой углекислоты под давлением 40 кг/см2, из которого при испарении образуется 12,6 м3 углекислого газа;
- осушитель газа, в котором осушаемым веществом служит силинагель Марок КСМ или КСК ГОСТ 3956-54. Применение осушителя позволяет улучшить качество сварочного шва, благодаря отсутствию в защитной среде паров воды;
- электродвигатель, предохраняющий редуктор от замерзания;
- газовый счетчик (ротаметр) типа РС-5 или РС-3, РС-3а, ИРКС-6,5, ИРКС-13 и др;
- пистолет сварочный со шлангом;
- кабель заземления;
- штангенциркуль ШЩ 0-125 0,1 ГОСТ 166-80;
- защитный щиток;
- струбцина;
- кусачки торцевые ГОСТ 7282-76;
- молоток слесарный топ 1 ГОСТ 2310-77.
Устройство и принцип работы полуавтомата СП-1:
Сетевое напряжение через контакт пускателя подается на первичную обмотку силового трансформатора. Со вторичной обмоткой трансформатора сварочное напряжение выпрямляется выпрямителем и с катодов поступает на сварочный пистолет, а с анодов на кабель заземления. Потенциометр предназначен для плавной регулировки скорости подачи проволоки. Клавиша, расположенная на сварочном пистолете, служит для включения полуавтомата в работу. Сварочная проволока в зону сварки подается механизмом подачи через разъемный шланг, сопла сварочного пистолета. Скорость подачи проволоки регулируется изменение напряжения электродвигателя. Защитный газ в зону сварки подается из баллона через редуктор, электропневмоклапан, шланг сварочного пистолета, газовое сопла пистолета.
Конструкция полуавтомата ПО-1:
Все основные узлы и элементы полуавтомата расположены в несущем корпусе, передняя стенка которого является лицевой панелью. На лицевой панели расположены: разъем сварочного пистолета; переключатель силы сварочного тока; потенциометр скорости подачи проволоки. Через шнур в задней стенке подключается углекислый газ. Под крышкой, обеспечивающей удобный доступ, на вертикальную панель установлен механизм подачи проволоки и катушка со сварочной проволокой. Механизм подачи проволоки имеет подающий и прижимные ролики. На подающем ролике выполнена проточка для исключения увода сварочной проволоки. Вращением подающего ролика осуществляется подача в сварочный пистолет. Прижимной ролик закреплен в серьгу, обеспечивающую плавную регулировку усилия приема и сварочной проволоки винтом. Механизм подачи проволоки от несущего корпуса изолирован диэлектрическими прокладками. В закрытой части корпуса вмонтирован трансформатор. Там же на диэлектрических прокладках смонтирован блок.
Техника безопасности при сварке в углекислом газе:
- к работе со сварочным полуавтоматом допускаются лица, ознакомленные с общими требованиями техники безопасности при электросварочных работах.
- категорически запрещается работа при снятых боковых панелях с включенным напряжением.
- не допускается повреждение токоведущего провода.
- техническое обслуживание производится только после отключения полуавтомата от внешней сети.
- при сварке газы не должны попадать за защитный щиток (в зону дыхания) сварщика. В защитных помещениях при отсутствии стационарных вентиляционных устройств следует обязательно устанавливать их на время работы с данным полуавтоматом.
Подготовка СП-1 к работе. Работа по подготовке осуществляется в следующем порядке:
- установить баллон с углекислым газом в удобном месте, недалеко от места сварки. Закрепить его цепочкой;
- присоединить к баллону редуктор У-30. Допускается замена редуктором на РК-53 ГМ, ДЗД 1-59м. В случае применения баллонов с неосушенным защитным газом (пищевая углекислота), перед редуктором необходимо применять осушитель (силикогель);
- присоединить штуцер шланга к редуктору;
- заправить конец проволоки с катушки во входное сопло, подающего ролика, выходное сопла механизма подачи проволоки. При необходимости отрегулировать положения входного и выходного сопла, а также направляющей входного сопла;
- исправить шланг сварочного пистолета, вытянуть шланг, нажать клавишу сварочного пистолета и держать до выхода сварочной проволоки. Конец проволоки отрезать на расстоянии 3-5 мм от сопла тока;
- отрегулировать скорость подачи проволоки потенциометром;
- кабель заземления необходимо присоединить к свариваемому изделию по возможности ближе к сварки. Выполнить несколько пробных сварочных швов и визуально оценить качество сварки.
Материалы, применяемые при наплавке в среде углекислого газа:
Электродная проволока. Для сварки деталей изготовленных из мало, среднеуглеродистых и низколегированных сталей, в основном марки электродной проволоки (табл. 1).
Таблица 1
Марки электродной проволоки | Госты содержания химических элементов, % | |||||
С | МП | С | Т - | Мо | ||
Св-0,8 2246-60 | 0,09 | 0,44 | 0,25 | - | - | - |
Св-О68Г2С 2246-60 | 0,10 | 1,85 | 0,92 | - | - | - |
Св-1ОГ2С 2246-60 | 0,11 | 2,10 | 0,85 | 0,98 | - | - |
Св1ОСМТ 2246-60 | 0,12 | 1,25 | 0,58 | - | 0,30 | 0,32 |
Св-18ХГСА 2246-60 | 0,20 | 1,05 | 0,98 | 1,02 | - | - |
Нп-30ХГСА 10543-63 | 0,33 | 1,07 | 1,01 | 1,92 | - | - |
Для сварки высоколегированных сталей в углекислом газе применяется порошковатая проволока ПП-18Т, ПП-Р9Т и др. углекислый газ. Для наплавки, как правило, используется сжиженная пищевая углекислота (ГОСТ 80502-64), а также выпускаемая некоторыми заводами осушенная углекислота. Углекислый газ не горюч, не взрывоопасен, не ядовит, бесцветен, со слабым специфическим запахом, примерно в полтора раза тяжелее воздуха (удельный вес 1,98 г/л).
Выбор режимов сварки в среде углекислого газа:
При сварке стальных деталей выбор режима следует брать из табл. 2. Сварка ведется постоянным током, обратной полярности, так как сварка прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги.
Таблица 2.
толщина метала, мм | зазор, мм | диаметр электрода, мм | сила тока, а | напряжение дуги, в | скорость сварки, м/час | расход газа, л/час | вылет электрода, мм | плотность тока, а/мм2 |
1,0 | 0-0,5 | 05-0,7 0,8 | 30-40 60-70 | 17-18 | 20-25 25-40 | 360-420 | 5-8 7-12 | |
1,5 | 0-1,5 | 0,8 1,0 1,2 | 85-110 100-110 120-160 | 18-19 18-19 19-20,5 | 30-40 30-40 36-45 | 360-420 360-420 360-420 | 7-21 8-15 9-15 | |
2,0 | 1,0 | 1,0 1,2 | 130-150 160-180 | 20-21 | 30-35 35-40 | 360-480 360-480 | 8-13 9-15 | |
3,0-4,0 | 1,0-2,0 | 1,0 1,0-2,0 | 140-160 150-170 | 20-21 20-21 | 20-30 25-35 | 420-540 420-540 | 8-13 9-15 |
Порядок выполнения лабораторной работы:
- изучить сущность процесса восстановление деталей сваркой в углекислом газе;
- ознакомиться с правилами техники безопасности при сварке в углекислом газе;
- получить образцы у лаборанта. Произвести зачистку поверхностей образцов при сварке внахлест. При сварке стыковых соединений зачистить стыки свариваемых образцов, а при сварке образцов толще 3 мм, произвести разделку кромок;
- подобрать марку электродной проволоки из табл. 1;
- по толщине свариваемых образцов ориентируясь по данным табл. 2 выбрать режим сварки;
- установить детали на сварочный стол и закрепить струбциной;
- установить на сварочном полуавтомате необходимый режим сварки в зависимости от толщины свариваемых деталей (образцов), силу тока переключателем, скорость подачи проволоки потенциометром. ВНИМАНИЕ! Изменять силу тока при включенном аппарате, и нажатой кнопкой сварочного пистолета КАТЕГОРИЧЕСКИ ЗАПРЕЩАЕТСЯ;
- установить давление защитного газа на выходе из редуктора равное от 1 кгс/см2 до 1,6 кгс/см2 в зависимости от расхода газа по выбранному режиму;
- поднести сварочный пистолет к месту сварки;
- защитить глаза сварочным щитком;
- нажать клавишу сварочного пистолета. При этом в зону сварки попадает защитный гази сварочная проволока, коснувшись деталей зажжет дугу;
- произвести сварку образцов в стык и в нахлест длиной по 50 мм.
ПРИМЕЧАНИЕ:В процессе сварки подстройкой регулятора скорости подачи проволоки можно добиться наиболее качественной сварки. Для большей устойчивости в момент загорания дуги допускается опереть пистолет газовым соплом об изделие. Скорость движения сварочного пистолета выбрать из условия получения качественного шва.
- по окончанию сварки отпустить клавишу сварочного пистолета. Дуга гаснет. В момент отпускания клавиши отвести пистолет от места сварки для исключения «прихватывания» сварочной проволоки к образцу.
- произвести внешний осмотр и замерить катеты швов. Оценить качество сварки. При наличии дефектов определить причины, вызвавшие их;
- составить отчет;
- привести рабочее место в порядок и сдать его лаборанту;
- отчитаться преподавателю за проделанную работу.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1 Как классифицируют швы сварных соединений?
2 Для чего производят разделку кромок под сварку?
3 Какие условия требуются для получения высококачественного сварного шва?
4 Какими параметрами задается режим сварки?
5 Как классифицируются стали?
6 Каковы особенности сварки низкоуглеродистых сталей?
7 Какие типы проволок применяют для сварки в защитной среде углекислого газа?
8 Какими свойствами обладает углекислый газ?
9 Каковы особенности металлургии сварки в защитной среде углекислого газа?
10 Какие дефекты могут быть в сварных швах и металлах, и каковы причины их образования?
11 В чем сущность сварки в среде углекислого газа?
12 В чем состоит подготовка металла под сварку?
13 Как влияет химический состав стали на свариваемость?
14 Из каких основных узлов состоит полуавтомат ОП-1 для сварки в углекислом газе?
15 Что входит в установку для полуавтоматической сварки?
16 Область применения сварки в углекислом газе?
17 Какие виды промышленного травматизма существуют при сварки?
18 Как оказать первую медицинскую помощь при поражении электрическим током?
ЛИТЕРАТУРА [23-25]