Рекомендуемые режимы ручной дуговой сварки

Электродами с основным видом покрытия

СЛАЙД 42Сварка электродами с целлюлозным видом покрытия. Исходное положение сварки электродом с целлюлозным видом покрытия зависит от пространственного положения сварки и последовательности наложения слоев (рис. 5.5, 5.7). Для обеспечения нормального формирования шва в наибольшей степени приходится изменять угол наклона электрода в вертикальном положении.

Сварка корневого слоя шва осуществляется на постоянном токе обратной или прямой полярности в направлении сверху вниз (рис. 5.5) без коле­бательных движений при опирании втулочки электрода на свариваемые кромки. При "слепом" зазоре или при завышенном притуплении более целесообразна сварка на прямой полярности.

СЛАЙД 43Рекомендуемые режимы ручной электродуговой сварки с целлюлозным видом покрытия представлены в табл. 5.2.

Таблица 5.2

Рекомендуемые режимы сварки электродами

С целлюлозным видом покрытия

СЛАЙД 45

Рис. 5.5. Ручная электродуговая сварка в направлении сверху вниз

СЛАЙД 46Рис. 5.6 Типичный угол наклона электрода с целлюлозным видом покрытия в зависимости от пространственного положения сварки и по­следовательности выполнения слоев шва:

а – корневой слой (ø 4 мм); б – горячий проход (ø 4,5); в – заполняющие слои (ø 4,5; 5,5 м); г – облицовочный слой (ø 4,5 мм)

СЛАЙД 47

Рис. 5.7 Непрерывное регулирование угла наклона электрода:

а – корневой слой; б – горячий проход; в – заполняющие слои; г – облицовочный слой

От механики выполнения корневого слоя шва во многом зависит качество сварного шва и эксплуатационная надежность стыков трубопроводов в целом.

СЛАЙД 48Для обеспечения требуемого качества сварку корневого слоя шва следует выполнять методом «замочной скважины»: в процессе сварки сварщик постоянно должен вести «окно» за торцом электрода. Наличие окна (замочной скважины) позволяет сварщику осуществлять непрерывное наблюдение за процессом оплавления кромок.

В процессе работы сварщик, изменяя угол наклона электрода в пределах, указанных на рис. 5.6, может поддерживать требуемое технологическое окно. Если покрытие электрода начинает оплавляться на одну сторону, сварщик должен резко изменить угол наклона электрода или же энергично раскачать электрод поперек оси шва: при качественном изготовлении электрода (разнотолщинность покрытия на одну сторону 0,12 мм) козырек исчезает и восстанавливается равномерное плавление покрытия.

СЛАЙД 49Скорость сварки должна быть в пределах от 16 до 22 м/ч. Поддержание достаточно высокой скорости сварки обусловлено формированием под дугой жидкой ванны. При скорости сварки менее 10 м/ч, как правило, нарушается нормальное формирование сварного шва и возможно порообразование. При скорости сварки выше указанных пределов возрастает опасность несплавления.

СЛАЙД 50После завершения сварки и зачистки корневого слоя шва приступают к выполнению горячего прохода свеху-вниз, при этом температура не должна опускаться ниже 70 °С. При необходимости применяют сопутствующий подогрев до 70-100 °С.

Наиболее сложной является техника сварки второго слоя шва - горячего прохода. При сварке этот слой рекомендуется выполнять так называемыми "хлыстообразными" движениями, то есть движение руки сварщика напоминает удар хлыста при перемещении его рукоятки в вертикальной плоскости. При этом рабочий торец электрода совершает колебательные движения вдоль оси шва с амплитудой колебаний до 15 – 20 мм и частотой до двух движений в секунду. Эти колебания выполняются неравномерно, со сравнительно длительными остановками в нижней точке колебаний. Обычно около 3/4 с дуга горит в "точке остановки", а затем следует резкое движение руки сварщика вверх и вниз, в следующую "точку остановки". На это резкое движение, которое во французской технической литературе называют "выметанием", затрачивается всего около 1/4 с. Что же достигается при этой довольно сложной технике выполнения второго прохода? При рывке торца электрода "вверх" шлак и часть расплава из сварочной ванны давлением дуги и концентрированного газового потока, образующегося при сгорании целлюлозного покрытия, отбрасываются вверх и обнажают на мгновение дно сварочной ванны. При этом достигается эффективное проплавление неровностей и зашлакованных "карманов" в корневом слое при одновременной хорошей видимости для сварщика наличия этих дефектов.

СЛАЙД 51Сварку вторым проходом осуществляют электродами диаметром 4 или 5 мм на форсированных токах 180 –200 А и 210 – 230 А (соответственно) при сравнительно высокой линейной скорости сварки (до 25 м/ч).

Таким образом, в задачу сварщика при "горячем" проходе входят не столько наплавление второго слоя, сколько удаление любых наружных дефектов с корневого слоя, получение ровной "подложки" для последующих слоев и в определенной степени модифицирование микроструктуры металла корневого слоя. Толщина этого слоя весьма незначительна.

СЛАЙД 52Второй проход лишь компенсирует тот металл корневого слоя, который снимается шлифовальным кругом. Этот слой обычно лишен каких-либо подрезов, поскольку удлинение дуги в верхней точке (конец рывка) до 4 – 5 мм расплавляет любые неровности на свариваемых кромках. Переход от основного к наплавленному металлу второго слоя получается плавным. Шов – крупночешуйчатый, с острым рельефом, вершина которого направлена к зениту трубы.

Подобное "выметание" дефектов с корневого слоя – наиболее оптимальный вариант техники выполнения "горячего" прохода целлюлозными электродами. Некоторые сварщики осуществляют сварку второго слоя даже без колебаний электродом, а тем более без "хлыстообразных" движений. В ряде случаев сварку ведут даже методом опирания электрода на свариваемые кромки. При этом сварщик иногда пытается наплавить довольно толстый слой, сдерживает скорость сварки, и тогда он лишен возможности наблюдать за выплавлением дефектов, вследствие чего образуются дефекты даже после тщательной шлифовки корня шва абразивными кругами.

СЛАЙД 53Третий слой варят практически без колебаний, только покачивая торец электрода вдоль шва. Если данное место стыка собрано с максимальным зазором и разделка широкая, то осуществляются легкие колебательные движения поперек шва.

Четвертый и последующие слои (вплоть до слоя, предшествующего облицовочному) сваривают традиционными зигзагообразными колебательными движениями.

СЛАЙД 54Сварка слоя, предшествующего облицовочному, – это фактически не наплавка металла, а исправление (выравнивание высоты шва) шва перед облицовкой. Разделка перед выполнением облицовочного слоя должна быть за­полнена полностью, иногда даже с небольшим усилением. Однако чаще всего она имеет или слабовогнутую форму, или одностороннее либо двухстороннее ослабление. Эти недостатки заполнения разделки исправляют перед выполнением облицовочного слоя.

Облицовочный слой выполняют колебательными движениями поперек оси шва со сравнительно высокой частотой. Облицовочный слой обычно резко "обрывается" к основному металлу. Такой резкий пере­ход не должен "смущать" контролеров. Он является следствием технологических особенностей целлюлозных электродов и вполне допустим при подземной прокладке трубопроводов на линейной части строительства.

СЛАЙД 55Сварка "горячего" прохода обычно осуществляется электродами диаметром 4,5 или 5 мм, сварка заполняющих слоев – диаметром 5 или 5,5 мм, сварка облицовочного слоя – диаметром 4 или 4,5 мм (иногда 5 мм).

Для поддержания необходимого уровня относительной влажности покрытия (³ 1,5 %) сварку целлюлозным электродом нельзя доводить до конца: необходимо оставлять специально огарок длиной не менее 60 – 80 мм. Это обстоятельство учитывают при планировании расхода электродов.

Сварку электродами с целлюлозным покрытием следует производить от современных источников сварочного тока со специальными характеристиками - выпрямителей с тиристорным управлением, источников инверторного типа или генераторов постоянного тока, имеющих дистанционные регуляторы сварочного тока.

СЛАЙД 56Важным показателем качества электродов является обеспечение минимальной влажности при сварке электродами с основным видом покрытия и поддержание ее в определенных пределах при сварке электродами с целлюлозным видом покрытия.

СЛАЙД 57В случае использования электродов с основным видом покрытия повышенная влажность приводит к образованию холодных трещин в металле шва и зоне термического влияния, способствует порообразованию, вызывает дефекты формы шва в связи с ухудшением технологичности электродов (не­стабильное горение дуги, разбрызгивание, ухудшение отделимости шлака).

Основным средством обеспечения допустимого уровня влаги основного электродного покрытия является прокалка электродов непосредственно перед сваркой. Однако требования к режимам термообработки весьма противоречивы и колеблются в довольно широких пределах как по температуре (от 250 до 450 °С), так и по времени выдержки (от 0,5 до 2,5 ч).

На эффективность того или иного из выбранных режимов прокалки могут оказать влияние самые различные факторы, начиная с условий производства (рецептура покрытия, характеристики связующего, режимы заводской термообработки, вид упаковки) и кончая условиями транспортировки и хранения. При сварке стыков газонефтепроводов признано целесообразным использовать сушильно-прокалочные устройства с единым, заранее установленным режимом термообработки электродов.

При монтаже используется весьма широкая номенклатура электродов с основным видом покрытия, различающихся как по технологии производства, так и по типу упаковки. За критический уровень влаги основного покрытия перед употреблением электродов чаще всего принимают величину 0,3 %.

Требования к влажности электродов с целлюлозным видом покрытия неоднозначны. Если электроды пересушены (на заводе, при повторной сушке или в процессе сварки – отсутствие огарков), то в металле шва возникают поры. Если электроды переувлажнены, то их технологичность резко ухудшается (нестабильное горение дуги, потеря втулкой прочности, сильное разбрызгивание). Поэтому влажность целлюлозного покрытия должна поддерживаться в определенных пределах. Если упаковка электродов герметична, например жестяные банки запаяны, то их можно использовать без предварительной термообработки. Если эти условия нарушаются, то перед сваркой необходимо их просушить.

В общем случае сварочные электроды с основным видом покрытия должны быть прокалены перед сваркой при температуре от 350 °С до 380 °С в течении от 1 до 2 ч (если иной режим прокалки не регламентирован фирмой-производителем электродов) с последующим размещением в термостатах (термопеналах).

СЛАЙД 58Конкретные режимы прокалки электродов должны соответствовать указаниям на упаковке и указаниям НТД предприятия отрасли и инструкциям по сварке.

Электроды, не размещенные в термопеналах, хранятся в сушильно-прокалочных печах (см. главу 2).

СЛАЙД 59Организация сварочно-монтажных работ при строительстве магистральных и промысловых трубопроводов, с использованием ручной электродуговой сварки предусматривает сварку трубопровода в нитку из двух или трехтрубных секций, заранее сваренных на трубосварочной базе, или присоединением отдельных труб. Перечислим основные методы организации: