Машиностроение и механика

СВАРКА ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Получить хорошее качество сварного соедине­ния при низких температурах сложно, поскольку в процессе сварки увеличиваются скорость охлаждения и кристаллизация металла сварочной ванны, что зат­рудняет выход газов и окислов на поверхности шва и увеличивает содержание в ном водорода, кислорода, азота и неметаллических включений, а это приводит к образованию трещин. Кроме того, повышенный от­вод тепла ухудшает проплавление основного метал­ла, что вызывает непровар. Технологические свойства сварочных материалов ухудшаются из-за попадания в них влаги.

Для устранения вредного действия низких тем­ператур и обеспечения хорошего качества сварных соединений необходимо соблюдать определенные правила.

СВАРКА СТРОИТЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

К месту монтажа конструкции перевозятся на железнодорожных платформах, тележках, санях и других приспособлениях, не допускающих поврежде­ния конструкций при транспортировании. Перевозка конструкций волоком и выгрузка вручную сбрасыва­нием не допускаются.

Подготовка под сварку. Для стали классов С52/40 ниже 0 °С нельзя применять резку на ножницах, продавливание отверстий и ударное воздействие в про­цессе монтажа.

Кроме деталей из углеродистой стали класса С38/23 после ручной кислородной резки поверхности должны быть очищены и не должны иметь шерохова­тостей, превышающих 1 мм, а для конструкций, экс­плуатируемых в районах с расчетной температурой ниже -40 до -65 °С, - 0,5 мм. Кромки, не отвечаю­щие по шероховатости этим требованиям, следует исправить плавной зачисткой.

Механической обработке подвергают кромки де­талей, работающих на растяжение, из низколегиро­ванной стали до С52/40 класса, а также кромки всех расчетных деталей в конструкциях, непосредственно воспринимающих динамические и вибрационные на­грузки, либо эксплуатируемых в районах с расчетной температурой ниже -40 до -65 °С, если поверхность реза не отвечает по шероховатости указанным выше требованиям. Шероховатость поверхности после строжки, фрезерования и сверления должна быть не грубее третьего класса чистоты. Отдельные места с высотой неровностей, превышающей 0,3 мм, а также выхваты, не выводящие размер детали за пределы допусков, в количестве одного на 1 мм длины реза можно исправить плавной зачисткой.

При температуре окружающего воздуха ниже -15 °С кислородную резку кромок деталей из низколе­гированной стали до С60/45 класса, подлежащих в дальнейшем механической обработке, выполняют с подогревом металла в зоне реза до 100 °С.

Электроды. Применяемые электроды должны иметь сертификат с указанием завода-изготовителя, типа и марки электрода, их диаметра и результатов испытаний, положения при сварке. Запрещается ис­пользовать электроды без заводского сертификата.

Перед выдачей в производство электроды марок МР-3, ОЗС-4, АНО-6 необходимо прокалить при 150-180 °С в течение 40-60 мин, а электроды марки АНО-4 - в течение 30-40 мин; электроды марок УОНИ 13/45 И УОНИ 13/55 прокаливают н течение 2 ч при 380-420 °С Электроды рекомендуется прокаливать после их просушки.

После прокалки электроды должны храниться в специальных шкафах при 60-80 °С или в герметичной таре. Если после прокалки электроды не были поме­щены в условия, исключающие увлажнение их по­крытия, и хранились во влажной атмосфере более 4 ч, то перед сваркой их следует прокалить повторно. Механическая прочность покрытия электродов фтори­сто-кальциевого типа несколько снижается при по­вторной прокалке, поэтому ее необходимо выполнять в следующем режиме: укладывать в печь при темпе­ратуре 100-150 °С, нагреватт. вместе с печью до 380-420 °С, выдерживать при этой температуре в течение 2 ч, охлаждать вместе с печью до 200 °С.

Просушенные и прокаленные электроды долж­ны храниться отдельно от электродов, не прошедших эти операции. Прокаленные электроды перевозят в закрытой таре - упаковке из водонепроницаемой бу­маги, пеналах или полиэтиленовой пленке.

В кладовых электроды должны храниться при температуре воздуха не ниже 18 °С и относительной влажности не более 50%. При хранении электродов в сушильных шкафах при температуре 50 - 80 °С срок годности их не ограничивается.

Электроды, выдаваемые рабочему для сварки стали класса С60/45, должны иметь температуру не ниже 40 °С и должны быть использованы в течение 30 мин. На рабочем месте электроды следует хранить в условиях, исключающих увлажнение (в обогревае­мых устройствах, плотно закрывающейся таре).

Технология сварка. Минимально допустимая температура, при которой можно вести сварку без предварительного подогрева, составляет -30 °С. При более низких температурах свариваемое изделие предварительно подогревают на ширине 100 мм с каждой стороны соединения при 120-160 °С.

Конструкции ил стали класса С60/45 сваривают при температуре не ниже -15 °С при толщине стали до 16 мм и не ниже 0 °С при толщине от 16 до 25 мм. При более низких температурах сталь указанных тол­щин сваривают с предварительным подогревом до 120—160 °С. При толщине стали свыше 25 мм предва­рительный подогрев выполняют во всех случаях неза­висимо от температуры окружающей среды.

При температуре стали всех классов ниже —5 °С сварку ведут от начала до конца без перерыва, за ис­ключением времени, необходимого на смену электро­да и зачистку шва в месте возобновления сварки. Пре­кращать сварку до выполнения шва проектного раз­мера и оставлять незаваренными отдельные участки шва не допускается. В случае вынужденного прекра­щения сварки ее следует возобновить после подогре­ва стали в соответствии с технологическим процессом, разработанным на сварку данных конструкций. Листо­вые объемные конструкции из стали толщиной более 20 мм сваривают способами, уменьшающими скорость охлаждения (каскадом, горкой, двухсторонней свар­кой секциями).

При несимметричной разделке кромок шва у конструкций толщиной до 30 мм основную часть шва желательно наваривать в первую очередь. При сварке металла толщиной свыше 30 мм обязательным явля­ется провар угла шва или наложение подварочного слоя с противоположной стороны после сварки первых 4-5 слоев. Заварка шва полностью с одной стороны не допускается. Рекомендуется применять рюмкообразную разделку кромок. Корень шва защищают выплав­кой или шлифовкой. Дефекты шва можно вырубать зубилом только после подогрева основного металла до 100-120 °С.

У конструкций, эксплуатирующихся в районах с расчетной температурой от -40 до -65 °С, дефекты швов и основного металла при температурах можно вырубать только после подогрева металла зоны вы­рубки до 100-120 °С. Дефекты заваривают после по­догрева этой зоны до 180-200 °С.