Электродуговая сварка — универсальный способ получить неразъемное соединение. Направление и количество линий стыковки зависит от масс, форм и размеров изделий.
Швы выполняют с одной или двух сторон. Если объединяют детали с большой толщиной стенки, переходы неоднократно повторяют. В результате получают многослойный шов.
Самый надежный тип соединения — прямая или кривая сплошная линия. На негерметичных конструкциях выполняют прерывистые стыки. Части трубопроката фиксируют по окружности.
В зависимости от направления примыкания, различают тавровое, торцевое, угловое соединение. Чаще других применяют сопряжение внахлест и встык. Тавровый и угловой метод используют предприятия, оснащенные автоматическим и полуавтоматическим оборудованием. Все технологии сварки требуют предварительной подготовки поверхности.
Как работает инверторный полуавтомат?
В серийном производстве ручные способы применяют для труднодоступных мест. На инструмент подают напряжение, возникает электрическая дуга, выделяется тепло. Стержень и примыкающие слои заготовок расплавляются, когда температура достигает максимальных значений. Сопрягаемые части соединяются на молекулярном уровне.
Если выбирают полуавтоматический метод, электрод не применяют. Вместо стержня используют сварочную проволоку. Конец металла фиксируют в приемном механизме. Подающее устройство направляет проволоку от бобины в рабочую зону. Чтобы уменьшить окисление металла, подводят инертный газ.
Комплект оборудования на основе трансформатора постепенно уходит в прошлое. В хорошо оснащенных цехах используют современные инверторные устройства. Аппарат изменяет характеристики энергии стандартной электроцепи:
- превращает переменный в постоянный ток;
- совершает обратное действие: преобразует поток электрической энергии, получает переменный ток меньшей частоты (вместо 50 Гц — 60-80 Гц);
- снижает напряжение (U) высокочастотного тока (по закону Ома, I = U/R, при уменьшении U сила тока возрастает);
- преобразует переменный в постоянный ток.
Мощный электрический заряд подают в рабочую зону. ШИМ-контроллер управляет работой всех звеньев.
При автоматическом процессе человек наблюдает за действиями механизмов издалека. На крупных производствах используют приборы контроля за состоянием сварного шва, которые не требуют вмешательства оператора.
Преимущество электродуговой сварки — высокая производительность труда, прочное соединение конструкций, низкая стоимость работ. Шов выдерживает значительные нагрузки и не портит внешний вид сооружения. В некоторых случаях это единственно возможный способ быстро и надежно зафиксировать детали.
Стандарты качества
В регламентирующих документах перечислены требования к стали, автоматическому и полуавтоматическому оборудованию, приемке, контролю и другим процессам, связанным с электродуговой сваркой.
В таблице не указаны стандарты на ручную электродуговую сварку.
| Номер документа | Процесс | | |
| Группа | Особенность | Объект приложения | Содержание |
| 11533-75 | Электродуговая сварка | под флюсом | Критерии качества для оценки автоматической и полуавтоматической технологии. | Типы. Конструктивные элементы. Размеры. |
| 14771-76 | в защитном газе | Сварные соединения. |
| 16098-80 | в защитном газе под острым и тупым углом |
| 4776-79 | сварные соединения точечные |
| 14782-86 | для труб | Регламент не распространяется на производство самих труб. |
| 16098-80 | из двухслойной антикоррозионных сплавов | Сварные соединения. |
| 3242-79 | Контроль параметров. Термины и определения. | общие требования | Критерии для определения качества сварки. | Методы контроля. |
| 6996-66 | определение механических свойств сварного шва |
| 7122-81 | методика отбора проб для определения химического состава |
| 7512-82 | радиографический | Неразрушающие методы контроля. |
| 14782-86 | ультразвуковой |
| 26126-84 |
Стандартные требования к автоматической и полуавтоматической дуговой сварке
Нормативный документ определяет способы расположения деталей в пространстве, размеры и формы поперечного сечения, конфигурацию шва.
Стандарт приводит условные обозначения типа операции. Присутствие буквы «А» указывает на автоматическую дуговую сварку под флюсом. Префикс уточняет характер шва: «с» — на стальной подкладке, «пш» — с предварительным накладыванием подварочного шва. Примеры маркировки соединений: «Ас», «Апш».
Обозначение «П» используют для полуавтоматической дуговой сварки под флюсом. Те же подстрочные символы применяют для уточнения способа стыковки, соответственно, «Пс», «Ппш».
Регламент содержит схемы сопряжений металлоконструкций. В таблице приведены типы угловых и тавровых соединений. Документ уточняет способы подготовки торцов.
Форма и количество примыкающих кромок для углового стыка:
- со скосом и без образования угла;
- с вариантом расположения — на одной кромке два скоса;
- два скоса на одной кромке и один на другом торце.
В списке перечислены схемы для тавровых сопряжений, три варианта такие, как у угловых стыков. Указаны дополнительные формы шва и поперечного сечения деталей — с двумя скосами. Уклоны располагаются несимметрично или криволинейно.
Прочность шва зависит от конфигурации мест примыкания, толщины сопрягаемых деталей (s), угла соединения (β), приемов работы. У каждой схемы численные значения параметров отличаются.
Пример № 1. Угловая фиксация конструкций без скоса кромок. Способ выполнения — односторонний шов (У1). Параметры для электродуговой сварки на съемной подкладке: маркировка — Ас, толщина s = 2,0-12,0 мм, угол β = 1790-910.
Пример № 2. Исходные данные те же. Сварка на стальной остающейся подкладке: Пс, s = 14,0-30,0 мм, β = 1350-910.
Если выполняют двусторонний шов, сварное соединение обозначают буквой и цифрой — У2.
Характеристики таврового углового стыка без скоса кромок:
- одностороннее, маркировка А или П; толщина стенок s = 3,0-40,0 мм, угол β = 910-1750, обозначение электродуговой сварки Т1;
- двустороннее — Апш; Ппш — s = 3,0-40,0 мм — β = 910-1350 — Т2.
В таблице перечислены схемы: У1-У5, Т1-Т9.
Подварку корня и подварочный шов для стыков определенного типа (У6, Т7, У5, Т2, Т6, У4, Т8, У2) выполняют любыми способами электродуговой сварки. Стальная подкладка для групп У3 и У1 — остающаяся или съемная.
Погрешности при выполнении соединения
Регламент уточняет: для специальных способов электродуговой сварки под флюсом допустимы отклонения от стандартных требований.
Когда подготавливают металлоконструкции к фиксации, форму кромок подбирают по толщине (s).
Стандарт допускает взаимное смещение кромок:
- при s < 4,0 мм — 0,5 мм;
- при s = 4,0-10,0 мм — 1,0 мм;
- при s > 10.0,0 мм — 0,1*s, но не более 10 мм.
Регламент определяет допустимую погрешность подварочных швов (g) по отношению к номинальным размерам. Отклонение не должно превышать значений:
- при e < 6,0 мм, — g = ±1, мм;
- при e > 6,0 мм, — g = ±1-2, мм.
Документ определяет особые условия для сварки изделий с большой разницей по толщине. Угол стыковки конструкций β = 1790-1600. На торце детали с большей «s» выполняют скос с одной или двух сторон. Длину участка вычисляют по формуле:
- одностороннего, — l = 5*(s1-s);
- двустороннего, — l = 2,5*(s1-s).
Обозначение «s1» относится к детали большей, а «s» — к меньшей толщины.
Особые условия не действуют, когда разность не превышает значений:
- при s = 2,0-3,0 мм, — не более 1,0 мм;
- при s = 4,0-30,0 мм, — 2,0 мм;
- при s = 32,0-40,0 мм, — 4,0 мм;
- при s > 40,0 мм, — 6,0 мм.
При переменном угле сопряжения деталей шов делят на отрезки. Документ требует, чтобы каждый участок соединения соответствовал всем нормативам.
Это основные требования к механизированным способам электродуговой сварки.
