Text
                    Справочник
строителя
Москва
Стройнздат



Справочник строителя Серия основана в 1976 году Сварка и резка в промышленном строительстве В двух томах Под редакцией профессора Б.Д. Малышева Третье издание, переработанное и дополненное Том I Москва Стройиздат 1989
ББК 38.635 С 24 УДК 693.814.25:621.791 (035.5) Авторы: Б. Д. Малышев, А. И. Акулов, Е. К. Алексеев, |А. Н. Бли- нов!, К. И. Зайцев, В. А. Книгель, В. И. Мельник, А. В. Муравьев, Ю. П. Пелевин, Б. А. Смирнов, В. М. Сагалевич, В. В. Шип, Н. А. Юхин Рецензенты: академик Г А. Николаев — председатель секции «Свар- ка в строительстве» координационного совета по сварке; Б. Ф. Лебе- дев—д-р техн, наук, начальник отдела сварки в строительстве ИЭС им. Е. О. Патона Редактор: А. Ф. Тарасова Сварка и резка в промышленном строительстве. С 24 В 2 т. Т. 1/Б. Д. Малышев, А. И. Акулов, Е. К. Алек- сеев и др.; Под ред. Б. Д. Малышева. — 3-е изд., пе- рераб. и доп. — М.: Стройиздат, 1989. — 590 с.: ил.— (Справочник строителя). ISBN 5-274-00854-2 Даны сведения по классификации сварки, терминологии, типам и основам расчета сварных соединений и швов. Приве- дены справочные данные по материалам, источникам тока, обо- рудованию и сварочному инструменту, а также по различным видам сварки, используемым в строительстве. Изд. 2-е вышло в 1980 г. в серии «Справочник монтажника». Для инженерно-технических работников строительно-мон- тажных организаций. 3308000000-480 С 047(01)—89 154-89 ББК 38.635 ISBN 5-274-00854-2 (Т. 1) ISBN 5-274-00581-0 © Стройиздат, 1977 © Стройиздат, 1989, с изменениями
ПРЕДИСЛОВИЕ В Политическом докладе ПК КПСС XXVII съезду Коммунисти- ческой партии Советского Союза Генеральный секретарь ЦК КПСС товарищ М. С. Горбачев, в частности, отметил: «Техническую рекон- струкцию мы не сможем осуществить без коренного улучшения ка- питального строительства». «Нельзя более мириться с низкими темпа- ми строительства, из-за чего замораживаются огромные средства, тормозится научно-технический прогресс в народном хозяйстве», В этих словах — стратегия развития капитального (в первую очередь промышленного) строительства в нашей стране на ближайшие деся- тилетия. Современное промышленное строительство немыслимо без ши- рокого использования металлопроката, металлических конструкций и трубопроводов. Основным видом неразъемного соединения элемен- тов металлоконструкций и труб в трубопроводы остается сварка во все возрастающем наборе применяемых видов и способов, причем нарастание их количества будет происходить с каждым годом все интенсивнее. И если основная доля сварных соединений в строительстве вы- полняется электродуговой сваркой (ручной, механизированной с га- зовой защитой дуги или порошковой проволокой, автоматической под флюсом и с газовой защитой), то уже сейчас все шире используется электрошлаковая сварка, незаменимая при больших толщинах свари- ваемых конструкций; постепенно начинают применяться контактная сварка труб, плазменная резка металла, все более распространяются физические методы контроля качества сварных соединений, причем сами методы непрестанно совершенствуются на основе последних достижений науки. Такой же процесс совершенствования характерен и для источников питания сварочной дуги, сварочного оборудования и материалов. Все возрастающие по величинам рабочие параметры (температура, давление) монтируемого технологического оборудова- ния и трубопроводов вынуждают проектировщиков применять слож- ные по химическому составу стали, а это значительно усложняет их сварку, заставляет чаще прибегать к термической обработке свар- ных соединений — процессу, еще недавно нехарактерному для строи- тельно-монтажной площадки. Требования XXVII съезда КПСС к ускорению научно-техниче- ского прогресса вынуждают изыскивать новые формы организации сварочного производства в строительстве, совершенствовать основы рационального технического нормирования сварочных работ. В двух предыдущих изданиях (1977 и 1980 гг.) затрагивались упомянутые проблемы. Однако за прошедшие годы многое нзмени- !• 3
лось, усовершенствовалось и появилось новое в сварке в промыш- ленном строительстве. В связи с этим материал Справочника корен- ным образом переработан, в него внесены все необходимые допол- нения, делающие книгу современной и полезной на ближайшую перспективу. Справочник рассчитан на инженерно-технических работников, за- нятых в промышленном (а отчасти и в гражданском) строительстве. Однако его содержание позволяет рекомендовать его для использо- вания широким кругом лиц, занятых в сварочном производстве во- обще, а также работникам проектных, проектно-технологических и конструкторских организаций. Авторский коллектив Справочника: канд. техн, наук, проф. Б. Д. Малышев н канд. техн, наук И. Л. Юхин (гл. I, III, VII, VIII, XXV); канд. техн, наук Б. А. Смирнов (гл. II) и инж. 10. П. Пелевин (гл. II, XII); д-р техн, наук, проф. В. М. Сагалевнч и канд. техн, наук, доц. В. В. Шип (гл. IV); инженеры Б. И. Мельник (гл. V, XIX) и А. В. Муравьев (гл. V); инж. В. А. Книгсль (главы VI, XVII, XXIII, кроме п. XXIII.4); инж. Е. К. Алексеев (гл. IX, XIII, XIV, XXIX); д-р техн, наук, проф. А, И. Акулов (гл. X, XI, XVI); канд. техн, наук, проф. А. Н. Блинов (гл. XV, XX, XVII и и. XXIII.4); канд. техн, наук, доц. К. И. Зайцев (гл. XVIII, XXI); канд. техн, на- ук И. Е. Евгеньев (гл. ХХП); д-р техн, наук Н. А. Гринберг (гл. XXIV); канд. техн, наук Ю. В. Попов (гл, XXVI) и канд. техн, наук, доц. К. А. Грачева (гл. XXVIII).
Глава I. СВАРКА МЕТАЛЛОВ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИИ. КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРКИ 1.1. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ В ОБЛАСТИ СВАРКИ Эти термины и определения регламентированы ГОСТ 2601—84 «Сварка металлов. Термины и определения основных понятий», ко- торый содержит также их синонимы на английском, немецком и французском языках. В технической литературе еще встречаются недопустимые ГОСТ 2601—84 термины, приведенные в табл. 1.1. 1.1. Недопустимые к применению термины и их стандартизированные синонимы Недопустимый термин Стандартизиро- ванный термин Определение, эскиз Боковое соеди- Торцовое сое- Сварное соединение, в котором нение дннение боковые поверхности сваренных элементов примыкают друг к дру- гу Газовое вклю- чение Газоэлектри- ческая сварка Горелка низко- го давления Пора в свар- ном шве или пора Дуговая свар- ка в защитном газе Инжекторная горелка Дефект сварного шва в виде по- лости округлой формы, заполнен- ной газом Дуговая сварка, при которой ду- га и расплавленный металл, а в некоторых случаях и остывающий шов, находятся в защитном газе, подаваемом в зону сварки с по- мощью специальных устройств Горелка для газовой сварки со встроенным инжектором для под- соса горючего газа струей кисло- рода 5
Продолжение табл. 1.1 Недопустимый термин Стандартизиро- ванный термин Определение, эскиз Горелка высо- Бсзынжсктор- Горелка для газовой сварки, в ко- кого давления ная горелка торой горючий газ и кислород по- ступают в смеситель под одинако- вым давлением Гравитацион- Сварка наклон- Дуговая сварка, при которой по- ная сварка ным электро- дом крытый электрод располагается наклонно вдоль свариваемых кро- мок, опираясь на них, и по мере расплавления движется под дей- ствием силы тяжести или пружи- ны, а дуга перемещается вдоль шва Дуговая свар- ка под водой Подводная ду- говая сварка — Обмазка элек- Покрытие элек- Смесь веществ, нанесенная на трода трода или по- крытие электрод для усиления ионизации, защиты от вредного воздействия среды, металлургической обработ- ки сварочной ванны Ослабление Вогнутость уг- Вогнутость, определяемая рассто- шва левого шва я ином между плоскостью, прохо- дящей через видимые линии гра- ницы углового шва с основным металлом и поверхностью шва, из- меренным в месте наибольшей вогнутости Переходная зо- Зона терми- Участок основного металла, не на ческого влия- ния при свар- ке или зона термического влияния подвергшийся расплавлению, структура и свойства которого изменились в результате нагрева при сварке или наплавке Полуавтомата- Механизиро- Дуговая сварка, при которой по- ческая дуговая ванная дуговая дача плавящегося электрода или сварка сварка присадочного металла или относи- тельное перемещение дуги и изде- лия выполняются с помощью ме- ханизмов Роликовая Шовная кон- Контактная сварка, при которой сварка тактная сварка или шовная сварка соединение свариваемых частей происходит между вращающими- ся дисковыми электродами, под- водящими ток и передающими усилие сжатия 6
П родолжение табл. 1.1 Недопустимый термин Стандартизиро- ванный термин Определение, эскиз Сварка в твер- дой фазе или сварка в твер- дом состоянии Сварка давле- нием Сварка плаз- менной дугой или плазменно- дуговая сварка Сварка расщеп- ленным элект- родом Плазменная сварка Двухэлсктрод- ная сварка Соединение впритык Тавровое сое- динение Сплошной шов Усиление шва Непрерывный шов Выпуклость сварного шва Сварка с применением давления, осуществляемая за счет пластиче- ской деформации свариваемых ча- стей при температуре ниже темпе- ратуры плавления Сварка плавлением, при которой нагрев проводится сжатой дугой Дуговая сварка, при которой на- грев происходит одновременно двумя электродами с общим под- водом сварочного тока Сварное соединение, в котором торец одного элемента примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другого элемента Сварной шов без промежутков по длине Выпуклость шва, определяемая расстоянием между плоскостью, проходящей через видимые линии границы сварного шва с основным металлом и поверхностью сварно- го шва, измеренным в месте наи- большей выпуклости 1.2. КЛАССИФИКАЦИЯ СВАРКИ Сварку классифицируют по следующим признакам: физическим (табл. 1.2): форма энергии, используемой для образования сварного соеди- нения, определяет класс сварки; вид источника энергии, непосредственно применяемого для обра- зования сварного соединения, определяет вид сварки; дальнейшая 7
классификация подразумевает способы и методы ведения процесса сварки; техническим: способу защиты металла в зоне сварки; непрерывности процесса сварки; степени механизации процесса сварки; технологическим, устанавливаемым для каждого вида сварки особо. 1.2. Классификация сварки по физическим признакам Класс сварки Вид сварки Термический Дуговая, электрошлаковая, электронно- лучевая, плазменно-лучевая, ионно-лу- чевая, тлеющим разрядом, световая, ин- дукционная, газовая, термитная, литей- ная Термомеханический Контактная, диффузионная, индукцион- но-прессовая, газопрессовая, тер.моком- прессионная, печная Механический Холодная, взрывом, ультразвуковая, трением, магнитно-импульсная Примечания: 1. Диффузионная сварка может осуществляться с применением большинства источников энергии, используемых при сварке металлов, но выделяется как самостоятельный вид сварки по относительно длительному воздействию повышенной температуры и незначительной пластической деформации. 2. В комбинированных технологических процессах могуг одновременно осуществляться раз- ные виды сварки. Таким образом, виды сварки по классам распределяются по сле- дующим признакам: термический класс — виды сварки, осуществляемые плавлением, с использованием тепловой энергии; термомеханический класс — виды сварки, выполняемые с приме- нением тепловой энергии и давления; механический класс — виды сварки, производимые с использова- нием механической энергии и давления. Подразделение современных видов сварки по техническим при- знакам показано на рис. 1.1. Классификация сварки по технологическим признакам приведена на рис. 1.2—1.6. 8
/. /. Классификация современных видов сварки по техническим признакам 1-2. Классификация контактной сварки по технологическим признакам 9

1.5 Классификация газовой свар- ки по технологическим признакам УЛЬТРАЗВУКОВАЯ СВАРКА I ПО ФОРМЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТОЧЕЧНАЯ 1 ШОВНАЯ СТЫКОВАЯ 16 Классификация ультразвуковой сварки по технологическим призна- кам 12
Глава II. СВАРИВАЕМОСТЬ И ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ 11.1. СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ II.1.1. Общие понятия Свариваемость — комплексная технологическая характеристика металлов и сплавов, выражающая реакцию свариваемых материалов на процесс сварки и определяющая техническую пригодность мате- риалов для выполнения заданных сварных соединении, удовлетворя- ющих условиям эксплуатации. На свариваемость оказывают влияние различные взаимосвязан- ные факторы. Их можно разбить на три группы. Фактор материала — влияние на свариваемость металлов, опре- деляемое их химическим составом, способом выплавки, наличием вредных примесей, степенью раскисления и последующими операция- ми прокатки, ковки, термообработки. Конструктивный фактор — влияние на свариваемость конструк- ции сварного соединения, характеризующееся сложностью формы и жесткостью. Сложность формы и жесткость конструкции оценива- ются концентрацией сварных соединений, последовательностью их выполнения, состоянием напряженности элементов сварной конструк- ции перед монтажом, массой и толщиной свариваемых элементов. Технологический фактор — определяет свариваемость металлов в зависимости от вида сварки, сварочных материалов, параметров режима сварки, достижения определенной степени однородности сварного соединения, раскисления металла шва и термического воз- действия на основной металл. В результате местного нагрева или расплавления в металле свар- ного соединения протекают физико-химические процессы, которые обусловливают степень неоднородности свойств сварного соединения по сравнению с основным металлом или влекут за собой появление дефектов в виде пор, неметаллических включений, трещин. Степень свариваемости представляет собой количественную или качественную характеристику, которая показывает, насколько изме- няются свойства металла при сварке и выполнимо ли сварное соеди- нение при определенных условиях. Например, на основе механических испытаний можно установить, насколько изменились прочность, пла- стичность, ударная вязкость и другие свойства металла под воздейст- вием процесса сварки. Одной из наиболее существенных характери- стик свариваемости является отсутствие горячих или холодных тре- щин в металле шва и околошовном участке. 13
При практической оценке свариваемости следует учитывать сле- дующее: металл, неспособный к образованию сварного соединения одним видом сварки, можно сваривать другим видом; конструкция сварного соединения и расположение его на изделии выбраны таким образом, что образование сварного соединения исключено, в резуль- тате чего данный металл или вид сварки может быть признан непри- годным; сварное соединение, полученное одним и тем же видом свар- ки, в одном случае может быть признано пригодным, а в другом случае — непригодным для эксплуатации. II.1.2. Классификация испытаний для оценки свариваемости В зависимости от требований, предъявляемых к конструкции, и условий ее эксплуатации, а также от свойств металла, из которого она изготовляется, свариваемость оценивают по совокупности харак- теристик. Чем сложнее условия эксплуатации конструкций, том больше чи- сло характеристик, по которым оценивают свариваемость. Комплекс испытаний на свариваемость определяют в соответствии с конкрет- ными требованиями, предъявляемыми к сварной конструкции. В ука- занный комплекс входят следующие испытания сварного соединения: на технологическую прочность (сопротивляемость образованию горячих и холодных трещин); на статическое растяжение сварного соединения или металла шва; на стойкость против искусственного старения; на ударный изгиб металла шва или околошовного участка; на выносливость при циклических нагрузках; на твердость; на стойкость против коррозии; на длительную прочность при рабочих температурах. Кроме того, в комплекс испытаний включают исследования мак- ро- и микроструктуры сварного соединения и химический анализ ме- таллов основного и шва. II.1.3. Термический цикл при сварке Теория тепловых процессов при сварке, разработанная Н. Н. Ры- калиным, позволяет с достаточной степенью точности рассчитывать термические циклы для разных сечений сварного соединения в зави- симости от метола и режима сварки, толщины свариваемого металла, формы сварного соединения. Термический цикл (рис. II.1) характеризуется максимальной температурой Ттах, длительностью нагрева /н при температуре Т и ско- 14
JI l Схема термического цикла при однопроходной сварке или на- плавке ростыо охлаждения В зависимости от мощности источника теп- ла, степени его концентрированности и скорости движения, длитель- ность нагрева и охлаждения зоны термического влияния изменяют- ся от долей секунды до нескольких минут. Таким же образом меня- ется ее ширина — от 1—3 мм при ручной дуговой и до 10—20 мм при электрошлаковой сварке. Зона термического влияния ЗТВ характеризуется неравномерным распределением максимальных температур нагрева. В этой зоне мож- но различать участки (°C): старения 200—300; отпуска 250—650; не- полной перекристаллизации примерно 700—870; нормализации 840— 1000; перегрева 1000—1250 и околошовный участок — несколько ря- дов зерен, непосредственно примыкающих к линии сплавления, от 1250 до температуры плавления. На этом участке наиболее резко изменяется структура металла, понижающая качество сварного со- единения. В период нагрева стали в интервале от 700 до 900 °C феррит и перлит превращаются в аустенит. При температуре около 1000*43 начинаются интенсивный рост зерна аустенита и его гомогенизация. Размер зерна аустенита (средний диаметр) на околошовном участке составляет: при ручной дуговой сварке 0,1—0,15 мм; при однопро- ходной сварке под флюсом сталей толщиной 15—20 мм — 0,2— 0,3 мм; при электрошлаковой сварке сталей больших толщин (100— 200 мм)—0,4—0,8 мм. На других участках зоны термического вли- яния размер зерна постепенно уменьшается, приближаясь к мини- мальному в зоне температур, близких к 900°C. В зависимости от вида сварки и погонной энергии возможны Два предельных случая: резкая закалка при быстром охлаждении околошовного участка или перегрев при медленном охлаждении. Скорость охлаждения оценивается в интервале наименьшей устойчи- вости аустенита (600—500°C). При малых скоростях охлаждения (электрошлаковая сварка) превращение начинается с возникновения феррита и заканчивается возникновением перлита. При средних скоростях охлаждения (автоматическая сварка под флюсом) образуются перлит и бейнит. При большой скорости охлаж- 15
дения образуются бейнит и мартенсит В случае полного мартенсит- ного превращения происходит резкое повышение внутренних напря- жений. При этом могут возникнуть зародыши трещин на границах зерен. Трещины постепенно раскрываются под влиянием остаточных сварочных напряжений в течение минут, часов и даже суток после сварки (замедленное разрушение). 11.1.4. Классификация методов оценки технологической прочности При оценке качества сварного соединения исходят из условия двух основных требований: сварное соединение должно быть сплош- ным без макро- и микротрещин, непроваров, пор, шлаковых включе- ний; совокупность полезных свойств должна удовлетворять требова- ниям эксплуатации. Дефекты в виде макро- и микротрещин и непроваров относятся к плоскостным дефектам. Дефекты в виде пор, шлаковых включении относятся к прост- ранственным дефектам, которые легче поддаются обнаружению и считаются менее опасными. Однако любой дефект сварного соеди- нения, нарушающий его сплошность, повышает склонность к хруп- кому и усталостному разрушению. Дефекты в виде макро- и микротрещин возникают в сварном соединении в определенном температурном интервале. Трещины, ко- торые образуются при высоких температурах выше 800—900 °C, на- зываются горячими трещинами. Холодные трещины возникают при температурах ниже 200—300 "С. Способность металла сварного соединения сопротивляться обра- зованию горячих и холодных трещин называется технологической прочностью. Для определения технологической прочности разработаны мето- ды оценки сопротивляемости сталей образованию трещин, которые классифицируют по методам оценки (косвенные и прямые); по ха- рактеру показателя (качественные, полукачественные и количествен- ные); по показателям оценки (сравнительные и абсолютные). Косвенные методы позволяют получать оценку сопротивляемости возникновению трещин расчетным путем без непосредственного испы- тания металла. Прямые методы предусматривают испытание сварных соедине- ний или составляющих его металлов в условиях, имитирующих сва- рочные. Показатель сопротивляемости образованию трещин выражается через характеристики одного или совокупности изменяющихся фак- торов, обусловливающих возникновение трещин. Качественные пока- затели не имеют количественного выражения и оценивают металлы 16
как склонные или не склонные к трещинам. Количественный показа- тель имеет числовое выражение фактора, влияющего на образование трещин, и однозначно оценивает склонность к трещинам. Если при определении показателей сопротивляемости возникновению трещин одновременно является несколько факторов, один из которых имеет числовую характеристику, то его считают полуколичественным. Методы, показатели которых пригодны для использования в со- поставление с аналогичными показателями эталонным металлам, от- носят к сравнительным. Методы, количественные показатели которых применяют для непосредственною прогнозирования стойкости свар- ных соединений против трещин, считают абсолютными. 11.1.5. Предварительная оценка свариваемости Свариваемость металлов можно оценить предварнтелы о расчет- ным путем, используя сведения о химическом составе, характеристи- ки подлежащих сварке соединений и параметры технологических условий сварки. Чувствительность сварного соединения к образованию холодных трещин оценивают эквивалентным содержанием углерода сваривае- мого металла. Эквивалент углерода Сэкв, %, определяют по эмпири- ческим формулам, одна из которых имеет следующий вид: сэк c + 2^ + cI±v±Mo + ±i+c!i (П1) ’’“В б 5 15 Стали, у которых СэквС0,45 %, считаются не склонными к об- разованию холодных трещин при сварке. При Сэкв>0,45 % стали становятся склонными к трещинам. Показателем, указывающим на охрупчивание стали из-за струк- турных превращении, является твердость зоны термического влияния. Для обычных нелегированных и низколегированных сталей твердость зоны термического влияния должна быть не выше HV350. Возмож- ную максимальную величину твердости определяют расчетным путем на основе химического состава стали HVrnax = 90 + ,050с + 47si + 7бМп + 30Nl + 31Сг‘ (,12) Если предварительная оценка свариваемости указывает на склон- ность стали к образованию холодных трещин, чаще всего применяют предварительный подогрев свариваемого изделия. Температуру Т, С, предварительного подогрева рассчитывают по формуле Т = 350 |,лСоб - 0,25 . (11.3) ГДе £ об-общий эквивалент углерода, который является суммой эквивален- тов углерода С„,... и С.: последний зависит от толщины свариваемой кон- струкции мм: 8 Соб = Сэкв + С5: (,,4) '.IV 0 Г» I ь э экв —определяется по уравнению (II.I): С = 0.005SC.. (П.5) 17
Таким образом, соб = сэкв<1 +°-005$)- (U6) Чувствительность сварного соединения HCS к образованию го- рячих трещин можно определить по формуле нгс - C[S + P + Sl/25 + NI/100] 10» ., ,. ЗМп + Cr + Mo + V Если HCS<4, горячие трещины в сварном соединении не обра- зуются. Для высокопрочных сталей большой толщины необходимо, чтобы HCS< 1,6—2. 11.1.6. Холодные трещины Обычно после полного охлаждения сварного соединения визу- ально наблюдаются холодные трещины. Такие трещины имеют бле- стящий кристаллический излом без следов высокотемпературного окисления. Холодные трещины могут возникать в металле сварного шва, в зоне термического влияния и, как правило, ориентированы параллельно оси шва или перпендикулярно к ней, а их конфигурация определяется очертанием линии сплавления. Холодные трещины не всегда выходят на поверхность. Они могут быть закрытыми и иметь небольшую протяженность. На образование холодных трещин в сварном соединениин оказы- вают влияние три фактора: закалочные явления, присутствие водо- рода, остаточные растягивающие напряжения. Закалочные явления чаще всего происходят в зоне термического влияния ближе к границе сплавления. Закалка характеризуется по- вышением твердости и значительным снижением пластичности в этой зоне. Действие высоких сварочных напряжений в период после свар- ки в скоростных условиях нагружения приводят к появлению холод- ных трещин. Холодные трещины могут возникать и при невысокой степени закалки металла зоны термического влияния в тех случаях, когда неметаллические включения, вытянутые по направлению прокатки, в результате высокотемпературного нагрева изменяют форму с уве- личением размеров, что приводит к уменьшению сцепления включе- ний с металлической основой. Этот вид трещин, имеющий ступенча- тую траекторию, ориентированную по слоям прокатки, возникает при развитии в зоне термического влияния изгибной сварочной дефор- мации. Вторым фактором, способствующим образованию холодных тре- щин в сталях, является водород, поглощаемый из атмосферы свароч- ной дуги или из основного металла в результате термодиффузии. Водород растворяется в жидком металле в атомарном состоя- нии. Водород, который зафиксирован в зоне сварного соединения, 18
при падении температуры ниже 200 °C переходит из атомарного со- стояния в молекулярное, что сопровождается высоким давлением газа, которое активно проявляется в области перегрева зоны терми- ческого влияния в основном тогда, когда в ней образуется мартенсит. Третьим фактором является воздействие растягивающих оста- точных напряжений после окончания сварки. Величина этих напря- жений зависит от толщины сварного соединения, типа соединения и жесткости свариваемой конструкции, 11.1.7. Методы испытаний на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке ГОСТ 26388—84 регламентирует машинные и технологические методы испытаний на сопротивляемость образованию холодных тре- щин при сварке плавлением. Машинные методы испытаний основаны на доведении металла зоны термического влияния или шва до образования холодных тре- щин под действием растягивающих напряжений от внешней постоян- ной нагрузки. Для испытаний применяют машины с устройством для длительного поддержания нагрузки по ГОСТ 15533—80 и ГОСТ 7855—84. Средняя скорость нагружения до заданной нагрузки не более 10 МПа/с, нагружение плавное. В течение испытаний (20 ч) нагрузка должна быть постоянной. Образцы после сварки нагружа- ют постоянным усилием в процессе охлаждения в интервале темпе- ратур 150—100 °C. Испытывают 30 образцов одного типа в такой последовательности: первые три образца нагружают до напряжений, равных 0,5о0.2 основного металла, следующие группы образцов ис- пытывают с увеличением или уменьшением напряжений последова- тельно на 0,25; 0,15; 0,Юа0,2 в соответствии с наличием пли отсутст- вием трещин в образцах. За показатель сопротивляемости к обра- зованию холодных трещин при сварке принимают минимальные растягивающие напряжения ormin от внешней нагрузки Р, при кото- рой возникают трещины. К испытаниям допускаются образцы без ви- димых дефектов. Машинные методы испытаний приведены в табл. 11.1. Технологические методы (табл. 11.2) испытаний основаны на до- ведении металла зоны термического влияния или шва до образова- ния холодных трещин под действием остаточных сварочных напря- жений. После сварки образцы выдерживают при нормальной темпе- ратуре в течение 20 ч. Испытывают 3—5 образцов одного типа. Образование холодных трещин выявляют путем периодического ви- зуального осмотра сварного соединения. В образцах, не разрушив- шихся при испытаниях и не имеющих визуально наблюдаемых тре- щин, выявляют их с помощью неразрушающих методов контроля «ли металлографического исследования. 19
№ 9 II.1. Машинные методы испытаний на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке плавлением по ГОСТ 26388—84 Пояснения к испытаниям Эскиз образца Схема нагружения, показатель сопротивляемости Образец — плоский, круг- лый или восьмигранный для оценки сопротивляемости стыковых соединений тол- щиной 1—6 мм образо- ванию продольных и попе- речных трещин в шве и зоне термического влияния. Ось шва располагают вдоль или поперек направления про- катки. Сьарку образцов вы- полняют в зажимном прис- пособлении а — стыковое соединение без разделки; б — то же, с разделкой. Образец без разделки выполняется из стали s=l— 3 мм, D0=148 мм, В( = 135 мм, Du = = 100 мм Образец с разделкой кромок имеет сле- дующие размеры, мм: а — максимальные продольные и попе- речные напряжения, МПа; Du — диаметр зоны образца, подвергну- той испытанию, мм; s — толщина образца, мм; Р — интенсивность распределенной на- грузки, МПа; Е — модуль упругости низкоуглероди- стой стали 21,8-10* МПа. S 2 £>0 148 135 Du 100 а° 90 Ct 1 3 4 148 168 135 155 100 120 90 60 2 2,5 5 6 198 228 182 210 150 180 60 60 3 4 II Образец — тавровый для оценки сопротивляемости угловых соединений толщи- ной 8—20 мм образованию продольных трещин в зоне термического влияния вдоль плоскости проката и в кор- не шва. Сварку образцов выполняют в зажимном приспособлении в положе- нии «в лодочку». Допуска- ется изготовление полки из сталей с меныпим содер- жанием углерода, марган- ца, хрома 1 — стенка из испытываемой стали; 2 — полка из низкоуглеродистой стали; 3— входные и выходные планки из низкоуг- леродистой стали Независимо от толщины испытываемой стали постоянную величину имеют сле- дующие параметры, мм: £ = 100, /7 = 100, Ь1=100, Li=150 а=6ИИЗг/£Кср • ° — максимальные по- перечные растягивающие напряжения, МПа; Л1и?г — номинальный изгибающий мо- мент, МН-м; £ — длина образна, м; Кер — средняя высота катета углового шва, полученная по пяти измерениям, м; Л1изг=0,75 H P; Р — усилие, МН.
Продолжение табл. II1 Пояснения к испытаниям Эскиз образца Схема нагружения, показатель сопротивляемости Значения остальных параметров, мм: S 8 10 12 16 20 ^8 10 12 16 20 b 1,0 1,5 1,5 2,0 2,5 К 6 8 8 10 10 III Образец — плоский прямо- угольный для оценки сопро- тивляемости стыковых сое- динений толщиной 8—20 мм образованию продольных трещин в зоне термическо- го влияния поперек плоско- сти проката в шве. Сварку образцов выполняют в за- жимном приспособлении без полного заполнения се- чения разделки. Перед на- гружением образцов удаля- ют выводные планки наж- дачным кругом а — образец под стыковое соединение; б — общий вид сварного соединения; 1 — образец из испытываемой стали; 2 — . 12£stfm-fo) <*=/ й Г» а-максималь- 2 £j-|-2£,£3 —Lg ные растягивающие напряжения при ис- пытании изгибом, МПа; / — коэффициент, учитывающий нерав- номерность распределения напряжений по сечению, равный 0,65; входные и выходные планки из низко- углеродистой стали. Для всех толщин ширина образца В—100 мм. Образцы, испытываемые растяжением, имеют по- стоянные значения параметров L = 250 и Л2=50мм. Значения L, Lb L3 при испы- тании изгибом и остальных параметров следующие, мм: S 8 10 12 16 20 L 200 250 250 350 350 Ly 160 200 200 280 280 L3 40 40 40 60 60 *0 1 2 2 3 3 Ci 5 6 6 8 8 е 10—20 40-60 40—60 50—80 50—80 f 15—40 30—60 30—60 40—80 40—80 h 5 6 6 8 8 s — толщина образца, м; — расстояние между опорами на ос- новании, м; L3 — расстояние между опорами на пу- ансоне, м; fm — прогиб в центре образца на базе Lt, м; fo — остаточный прогиб в центре образ- ца за базе Lt после снятия нагрузки, м; Е — модуль упругости низкоуглеродис- той стали 21,8-16* МПа; e=P/F, о — среднее растягивающее напряжение при испытании растяжением, МПа; Р — усилие, МН; F — поперечное сечение образца, м2 CJ IV Образец — плоский прямо- угольный для оценки сопро- тивляемости стыковых сое- динений толщиной 8— 20 мм образованию попереч- ных трещин в зоне терми- ческого влияния поперек плоскости проката и шве. Сварку образцов выполня- ют в зажимном приспособ- лении без полного заполне- ния сечения разделки Определение показателя сопротивляемо- сти см. для образца типа III
Продолжение табл. 111 разца Пояснения к испытаниям Эскиз образца Схема нагружения, показатель сопротивляемости Ширина образца 5=100 мм постоянна для всех толщин. Образцы, испытывае- мые растяжением, имеют постоянные значения параметров L = 250, 52 = 50 мм Значения L, 1.\ при испытании изгибом и остальных параметров следующие, мм: S 8 10 12 16 20 L 200 250 250 350 350 160 200 200 280 280 Lp 80— 120 100— 110 100— 140 100— 160 100— 160 Сх 5—6 6—8 8—10 ib- is 15— 17 h 5 6 6 8 8 Образец — цилиндрический диаметром 8 мм для оцен- ки сопротивляемости сты- ковых соединений из сталей прочностью до 1000 МПа образованию продольных трещин в зоне термическо- го влияния поперек плоско- сти проката при наличии острого концентратора на- пряжений a = p/F, о —среднее растягивающее на- пряжение, МПа; Р — усилие, МН; F — поперечное сечение образца в месте надреза, м2 -1 ! f
ко ст> 11.2. Технологические методы испытаний на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке плавлением по ГОСТ 26388—84 Тил об- разца Пояснения к испыта- ниям Эскиз образца Схема зажимного устройства, показатель склонности к образованию холодных трещин Образец — плос- кий квадратный с дискообразным вварышем в цент- ре с переменным диаметром Di(Dlt D7, D3) для оцен- ки склонности сты- ковых соединений толщиной 1—6 мм к образованию продольных и по- перечных трещин в зоне термиче- ского влияния и шве. Сварку об- разцов выполня- ют в зажимном приспособлении. После охлажде- ния до 150 °C об- разцы освобожда- ют из зажимного приспособления а — образец без разделки кромок: б — то же, с разделкой кромок. Размеры образцов, мм: За показатель склонности к образованию холодных трещин принимают диаметр кру- гового шва DkP, при котором образуются трещины $ 1 2 3 4 5 6 в 150 150 150 200 200 • • 200 Dx 40 50 50 • 50 50 ’ 50 • d2 50 60 60 70 70 70 D3 70 80 80 90 90 90 90 90 60 60 60 С 1 1,5 2 2 2 ь 0,5 0,5 1 1 1 Образцы зазором b без разделки = 0.5 мм кромок собирают с VII Образец — крес- тообразный для оценки склонности угловых соедине- ний толщиной 8— 10 мм к образова- нию продольных трещин в зоне тер- мического влияния и шве. Сварку об- разцов выполняют в свободном сос- тоянии в положе- нии «в лодочку». Каждый шов сва- ривают при одной заданной началь- ной температуре 1—4 — последовательность швов на образце. выполнения За показатель склонности к образованию холодных трещин принимают наличие или отсутствие трещин
Продолжение табл. П.2 Тип об- разца to 00 Пояснения к испытаниям Эскиз образца Схема зажимного устройства, показатель склонности к образованию холодных трещин Размеры образцов, мм: S 8 10 12 16 20 30 40 К 6 8 8 10 10 10 10 L 150 150 150 150 300 300 300 В, 150 150 150 150 300 300 300 Н 75 75 75 75 150 150 150 Еш 50 50 50 50 150 150 150 VIII Три плоских пря- моугольных об- разца разной дли- ны Li (L\, Lq, L3) для оценки склон- ности стыковых соединений тол- щиной 12—40 мм к образованию продольных тре- щин в зоне терми- ческого влияния и шве. Сварку об- разцов выполня- ют в зажимном приспособлении. Одновременно сваривают за один проход набор из трех образцов ' различной длины. После сварки об- разцы оставляют в зажимном при- способлении на весь период испы- таний Сварку вы- полняют, запол- няя сечение раз- делки неполно- стью Размеры образцов, 5 12 16 мм: 20 30 40 £1 124 132 140 160 180 174 182 190 210 230 £з 324 332 340 360 380 н 60 60 60 100 100 е. 40—60 40—60 40—60 50—80 50—80 f 50—60 50—60 50-60 60—80 60—80 К 6 6 6 8 8 h 6 6 6 8 8 Переменное расстояние Ei между пласти- нами-концевиками не зависит от толщины образцов и имеет следующие значения; £1= = 100, £2—150, £3 = ЗОО мм За показатель склонности к образованию холодных трещин принимается максималь- ная длина LKp свариваемых образцов, в ко- торых образуются трещины IX Образец — плос- кий прямоуголь- ный с продольной прорезью в цент- ре для оценки склонности свар- ных соединений толщиной 12— 40 мм к образова- нию продольных трещин в зоне термического вли- яния и шве. Об- разцы сваривают в свободном сос- тоянии, заполняя сечение разделки неполностью h = 6 мм для образцов толщиной s=12, 16, 20 мм, h — 8 мм для образцов s = 30, 40 мм За показатель склонности к образованию холодных трещин принимают наличие или отсутствие трещин. За дополнительный по- казатель принимают процентное отношение длины трещины £тр к длине шва или минимальную температуру подогрева при которой не образуются трещины
II.1.8. Горячие трещины При высоких температурах в металле шва и зоне термического влияния возникают горячие трещины. Поверхность излома горячих трещин имеет матово-желтоватый цвет, а в случае попадания воздуха в трещину поверхность покрывается окисла мн коричневато-синевато- го цвета. Главной причиной образования горячих трещин является потеря способности металла к деформации. В процессе сварки кристаллизу- ющийся металл шва находится под воздействием растягивающих напряжений, возникающих и развивающихся в сварном соединении вследствие несвободной усадки шва и охлаждаемых участков нерав- номерно нагретого основного металла. Под действием этих напряже- ний металл шва деформируется, а при недостаточной деформацион- ной способности — разрушается. Хрупкое межкристаллическос разру- шение (образование горячих трещин) происходит, если напряжения при охлаждении нарастают интенсивнее, чем межкристаллическая прочность металла шва. При менее интенсивном росте напряжений сварные швы не разрушаются. При кристаллизации металлы проходят стадию твердожидкого состояния. При объеме жидкой фазы, достаточном для свободного ее перемещения в промежутках между растущими кристаллами, пластичность двухфазного металла высока, так как полностью опре- деляется свойствами жидкости. С увеличением объема твердой фазы циркуляция жидкости постепенно затрудняется и после образования каркаса кристаллитов полностью прекращается. Деформация металла в этом состоянии приводит к хрупкому разрушению по межкристал- лическим прослойкам, в которых еще не закончен процесс кристалли- зации. Пластичность металла падает до малых значений (десятые доли процента), и сопротивление разрушению становится ничтож- ным. В процессе дальнейшего охлаждения вязкость и поверхностное натяжение прослоек повышаются, а их прочность возрастает до та- ких значений, которые оказываются выше критического значения скалывающих напряжений металла кристаллитов. При этом металл деформируется за счет внутрнкрнсталлических сдвигов, вследствие чего пластичность резко возрастает, а характер разрушения вместо межкристаллического становится внутрикристаллическим. Изменение прочности и пластичности металла при кристаллиза- ции и последующем охлаждении происходит в определенном темпе- ратурном интервале. Минимальные значения этих показателей со- ответствуют температурному интервалу хрупкости ТИХ. Наименьшая пластичность металла бпип в этом интервале температур обычно при- ходится на завершающую стадию процесса кристаллизации. Разность между наименьшей пластичностью бт1п и линейной усадкой сплава 30
в температурном интервале хрупкости характеризует запас пластич- ности A = ftmn-« или запас его деформационной способности. При сварке деформация А металла шва в процессе кристаллизации опре- деляется не только его усадкой е, но и усадкой прилегающих к нему участков основного металла. В зависимости от формы, размеров, жесткости сварного соединения, режимов и технологии сварки, де- формация А металла шва к концу процесса кристаллизации может оказаться меньше, равной либо больше бпнп. В последних двух слу- чаях образование горячих трещин будет неизбежным. Таким образом, чувствительность сварного соединения к обра- зованию горячих трещин зависит от трех факторов: температурного интервала хрупкости, пластичности в этом интервале, темпа нараста- ния деформации. Чем меньше температурный интервал хрупкости, чем больше ми- нимальная пластичность в этом интервале, чем меньше скорость деформации, тем выше запас деформационной способности сварного соединения и вероятность образования горячих трещин меньше. И.1.9. Методы испытаний на сопротивляемость образованию горячих трещин при сварке ГОСТ 26389—84 регламентирует машинные и технологические методы испытаний на сопротивляемость образованию горячих тре- щин при сварке плавлением. При машинных методах испытаний испытываемый материал шва и зоны сплавления деформируют приложением внешней нагрузки для определения сравнительно-количественных показателен: критического темпа и критической скорости растяжения, при которых образуются трещины. Для испытаний применяют машины по ГОСТ 15533—80* и ГОСТ 7855—84, обеспечивающие совмещение сварочных процессов с де- формированием образцов со скоростью не менее Ы0-2 м/с, подат- ливостью не более ЫО-4 м на каждые 10 кН растягивающего уси- лия, быстродействие 1 с, скорость перемещения с плавным или сту- пенчатым регулированием с шагом 5—10% в диапазоне от Ы0~* До 2-Ю*8 м/с. Необходимо иметь приспособление для нагрева об- разцов с имитацией термических циклов, прибор класса точности 0,5 Для их регистрации с быстродействием 1 с, деформометр для тари- ровки и контроля скорости деформации и измерения температурного Удлинения. Образцы типов 1—7 закрепляют в захватах испытательной ма- шины и проводят сварку па следующих режимах (табл. II.3). Испытания проводят сериями. При испытании первого образца задается скорость деформации 2-10~5—4- 10's м/с. При отсутствии трещин скорость растяжения увеличивают на 40—50 %. Режим свар- 31
кн сохраняют постоянным. В результате испытаний 10—15 образцов находят две скорости, отличающиеся на 5—10%. При большей из них образуются трещины, при меньшей — не образуются. В диапазо- не между этими скоростями выбирают три минимальных значения, при которых возникали трещины, и определяют среднее арифмети- ческое. Это значение считается критической скоростью растяжения Л, его принимают за сравнительный показатель сопротивляемости металла образованию горячих трещин. Машинные методы испытаний приведены в табл. II.4. П.З. Рекомендуемые режимы сварки образцов Параметры испытания Низколегированные стали Высоколегированные стали Вид сварки* ИН. ИНп УП. ИП А РЭ ИН. ИНп УП. ИП Л РЭ Скорость сварки, 1 • 10~3 м/с 3,3 6,6 6,6 2,08 3,3 6,6 6,6 2,08 Время деформиро- вания, с 10 10 15 10 15 15 20 15 1450—1350 Температура соли- дуса, °C Напряжение при определении Тт3х, МПа 1,5 * Обозначения сварки: А — автоматическая сварка под флюсом, ИН—сварка неплавящимся электродом в инертных газах, ИНп — сварка неплавящимся электродом с присадкой, ИП — сварка плавя- щимся электродом в инертных газах, УП — сварка плавящимся элек- тродом в углекислом газе, РЭ — ручная дуговая сварка. Технологические методы (табл. 11.5) испытаний предусматрива- ют изготовление из испытываемого материала типовых сварных уз- лов, конструкция и технология сварки которых обусловливает по- вышенные значения темпа высокотемпературных деформаций, приво- дящих к образованию трещин. Сравнительно-количественную оценку сопротивляемости металла шва и зоны сплавления образованию тре- щин производят условными показателями: критической скоростью сварки и коэффициентами ширины образца, периодичности трещин, площади трещин и длины трещин. 32
Схема нагружения, показатель сопротив- Пояснения к испытаниям Эскиз образца ля ем ости 33
Продолжение табл. П.4 Тип об- разца Схема нагружения, показатель сопротив- ляемости Пояснения к испытаниям Эскиз образна характерном для данного вида сварки из условия полного проплавления, получения шва и обратного валика / — пластина с прорезью; 2 — пла- стина; 3 — пластина с отверстием; 4 — технологическая планка 2 Образец толщиной 1,5—5 мм для оценки сопротивляемости металла однослойных швов и зоны сплавления, выполненных следующими видами сварки: ИН, ИНп, ИП, УП, ЛС, ЭЛС. Ось сварного шва перпендику- лярна направлению прокатки. Сварку начинают и заканчива- ют за пределами зоны, опре- деленной надрезом. Механизм деформирования включают в момент совмещения оси элект- рода с плоскостью, перпенди- кулярной оси шва и проходя- щей через вершину надреза. Сварку выполняют из условия полного проплавления, получе- ния шва и обратного валика 5 — рычаг; 6 — основание; 7 — губ- ки; 8 — формирующая подкладка При испытании растяжением опреде- ляют В=А/^ТИХ, где В — критический темп растяже- ния, м/°С; А — критическая скорость растяжения, м/с; W тих СрСДНЯЯ скорость охлаждения в зоне образо- вавия трещины, °С/с. Значение А оп- ределяют в результате испытаний и принимают среднее арифметическое из трех минимальных значений, при которых возникали трещины ’«^тих — определяют с помощью запи- си сварочного цикла Термопару вводят в среднюю часть сварочной ванны на глубину 2—3 мм, а среднюю скорость охлаждения оп- ределяют в интервале 100 °C, приле- гающем снизу к температуре солиду- са Температура солидуса 1450—1350 °C / Образец толщиной 6—20 мм для оценки сопротивляемости металла корневых швов, вы- полненных следующими вида- ми сварки: А, ИНп, УП, РЭ. Ось шва располагают вдоль или поперек прокатки. Сварку начинают и заканчивают на технологических планках. Ме- ханизм деформирования вклю- чают после перемещения оси электрода от стыка образца с технологической планкой на 20 мм. Сварку осуществляют из условия полного проплав- ления, получения шва и обрат- ного валика
Продолжение табл. 11.4 Тип об- разца Схема нагружения, показатель сопротив- ляемости Пояснения к испытаниям Эскиз образца Образец толщиной 10—20 мм для оценки сопротивляемости металла однослойных швов с конструктивным непроваром, выполненных следующими ви- дами сварки: А, ИП, УП, ИНп, РЭ. Ось шва располагают вдоль или поперек прокатки. Сварку образцов начинают и заканчивают на технологиче- ских планках. Механизм де- формирования включают после перемещения оси электрода от стыка образца с технологиче- ской планкой на 20 мм. Мощ- ность сварочной дуги выбира- ют из условия получения за- данной ширины и высоты шва 1 — пластина; 2 — технологическая планка а, б — захваты с горизонтальным и вертикальным перемещением; 1 — образец; 2 — опора; 3 — корпус; 4 — пуансон; 5 — клин; 6 — рычаг При испытании изгибом критическую скорость растяжения вычисляют по формуле A=4Vzh!L, 5 Образец толщиной 10—20 мм для оценки сопротивляемости металла однослойных швов с конструктивным непроваром, выполненных следующими ви- дами сварки: А, ИП, УП, ИНп, РЭ. Ось шва располагают вдоль или поперек направле- ния прокатки. Сварку начина- ют и заканчивают на техноло- гических планках. Механизм деформирования включают после перемещения осн элект- рода от стыка образца с тех- нологической планкой на 20 мм. Мощность сварочной дуги вы- бирают из условия получения заданной ширины и высоты шва ПРИХВАТКИ / — уголок сварной; 2 — пластина; 3 — технологическая планка где V»— критическая скорость пере- мещения средней опоры по отноше- нию к крайним, м/с; h — расстояние от рабочей кромки средней опоры до вершины трещины, определяемой на поверхности излома, м; L — рассто- яние между крайними опорами, м Критический темп растяжения вы- числяют по формуле B=A/WnI Образец типа 7а толщиной 10—20 мм для оценки сопро- тивляемости металла одно- слойных швов, выполненных следующими видами сварки А, УП, ИП. Образец типа 76 для оценки сопротивляемости металла многослойных швов, выполненных следующими ин дами сварки: Л, УП, ИП, РЭ.
ЭЛС — электронно-лучевая сварка; ЛС — лазерная сварка; ЭШС—электрошлаковая сварка. 38
11.1.10. Способы повышения технологической прочности Существует большое разнообразие способов повышения стойко- сти сварных соединений к образованию трещин. Но ни один способ не является универсальным. Эффективность каждого способа опре- деляется химическим составом стали, толщиной металла, типом сварного соединения, формой и размерами сварной конструкции, применяемой технологией сварки и т. д. Химический состав металла шва и состояние поверхности сва- рочной проволоки оказывают заметное влияние на сопротивляемость образованию трещин. Сварочная проволока, покрытая ржавчиной или другими видами загрязнений, является источником насыщения металла сварного шва водородом. Поэтому перед сваркой электрод- ную проволоку необходимо очистить, флюс и электроды прокалить, защитные газы применять только сварочные, свариваемые кромки очистить и удалить конденсированную влагу прогревом газовым пла- менем. Все сварочные работы рекомендуется проводить в производ- ственных помещениях. На монтажной площадке место сварки необ- ходимо оградить от атмосферных воздействий. Концентрация водорода в металле шва зависит от вида сварки (табл. 11.6). 11.6. Содержание водорода в металле шва для некоторых видов сварки Содержа- Вид сеарки рода> мл/100 г Сварка под флюсом: очищенная проволока и прокаленный флюс . . 5—10 неочищенная проволока и непрокаленный флюс . 10—25 Сварка порошковой проволокой в СО3 ...... 10—30 Сварка в смеси СО, и Лг: очищенная проволока............................. 2—7 неочищенная проволока........................» 6—12 Ручная дуговая сварка: электроды, прокаленные при 400—500 °C ... . 3—7 электроды основного типа непрокаленные . . . 6—12 электроды основного типа, прокаленные при 100— 150’С...........................................12-20 электроды с рутиловым покрытием.................20—35 Известно, что сопротивляемость образованию трещин резко сни- жается при содержании углерода более 0,3 %. Марганец и хром сни- жают сопротивляемость при их содержанки более 1 %, никель — более 1,5%. Повышают сопротивляемость карбидообразуюшие и мо- дификаторы: ванадий, молибден, титан. Для низколегированных ста- лей предъявляется следующее требование по ограничению содержа- иия газов: кислорода <0,005, азота<0,005, водорода<0,0005 %. 39
11.5. Технологические метод ы и с п ы т а ний на сопротивляемость образо Тип образца Пояснения к испытаниям 9 Образен типа 9л толщиной 1,5—5 мм для оценки сопро- тивляемости металла однопроходных стыковых швов и зоны сплавления соединений, выполненных следующими видами сварки: ИН, ЛС, ЭЛС. ИП, ИНп, УП. Образец изготовляют в виде квадратной пластины с центральным отверстием и вставленным в него диском. Сварку начи- нают над прихваткой и ведут до замыкания кругового шва. Сварку ведут на скорости, характерной для дан- ного вида сварки, на мощности дуги, обеспечивающей полный провар кромок и формирование обратного ва- лика. Образец типа 9б толщиной 10—12 мм для оценки сопротивляемости металла многослойных швов и зоны сплавления соединений, выполненных следующими вида- ми сварки: РЭ, ИНп, УП. Образец изготовляют с коль- цевой проточкой. Сварку ведут заполнением кольцевой проточки в два слоя, при ручной дуговой сварке—в три слоя. Место начала и окончания сварки должно быть неизменным для всех слоев. Каждый слой накла- дывают после охлаждения предыдущего до комнатной температуры. Образец типа 9в толщиной более 25 мм для оценки сопротивляемости металла многослойных швов, выпол- ненных следующими видами сварки: РЭ, ИНп, УП. Об- разец изготовляют в виде квадратной пластины, состав- ленной из четырех пластин с кольцевой проточкой. Свар- ку ведут заполнением разделки в один слой. Сварку начинают в позиции 60° и заканчивают в позиции 240°. После охлаждения образца ниже 50°C сварива- ют замыкающий шов. Образцы вырезают независимо от направления прокатки Образец толщиной 15—30 мм для оценки сопротивляе- мости металла однопроходных тавровых швов с конст- руктивным непроваром, выполненных следующими ви- дами сварки: А, РЭ, ИП, УП. Образцы вырезают неза- висимо от направления прокатки. Косынки можно изго- товлять из металла, отличающегося по составу от испы- тываемого. Сварку ведут в два прохода без использо- вания технологических планов на режимах, характерных для данного вида сварки. После сварки удаляют косын- ки и образец разрушают изгибом с растяжением в корне шва. При отсутствии трещин в первом образце при свар- ке следующего образца увеличивают скорость сварки и мощность дуги при условии сохранения катета шва до выявления критической скорости сварки, приводящей к образованию трещин 40
г ню горячих трещин при сварке плавлением по ГОСТ 26389—84 £скиз образца I— пластина; 2 —диск; 3— пласти- на с кольцевой канавкой; 4 — пла- стина со шлифованными торцами Показател ь сонротияляемостм Определяют следующие показа- тели: где К„— коэффициент периодич- ности трещин; м; £ш — длина низа, м; п— число поперечных трещин; К/== / 1-ЗД 100%, \ Ли/ где Kf — коэффициент площади трещин; FTp — площадь трещин в изломе шва, м2; Гш — площадь поперечного сечения шва, м2; К,= Н-М100%, \ Ли/ где Kt— коэффициент длины тре- щин; LTp — суммарная длина про- дольных трещин, м. За критичес- кую скорость сварки принимают скорость, при которой появляют- ся трещины при условии сохране- ния постоянной высоты шва косынка; 2 — стенка; 3 — полка 41
Тип образца Пояснения к испытаниям 12 Образец толщиной 30—100 мм для оценки сопротивляе- мости металла многослойных швов, выполненных сле- дующими видами сварки: А, РЭ, ИП, УП, ЭЛС. Образ- цы вырезают независимо от направления прокатки. Пли- ту можно изготовлять из металла, отличающегося по составу от испытываемого. Сварку ведут путем наплав- ки валиков в корень каждой разделки до полного запол- нения. Первоначально выполняют первый шов на режи- ме, характерном для данного вида сварки. Каждый сле- дующий шов осуществляют после остывания предыду- щего до комнатной температуры, на режиме, отличаю- щемся от предыдущего по скорости сварки на 20 % и мощности дуги для сохранения высоты шва. Сварку на- чинают и оканчивают на расстоянии 30 мм от края об- разца 10 Образец типа 10а толщиной 1,5—3 мм для оценки со- противляемости металла первого слоя стыковых швов и зоны сплавления соединений, выполненных следующи- ми видами сварки: ИП, ИНп, ЭЛС, ЛС. Образец типа Юб толщиной 10—15 мм для оценки со- противляемости металла первого слоя стыковых швов, выполненных следующими видами сварки: РЭ, А, ИП, УП. Образец типа Юв толщиной 10 мм и более для оценки сопротивляемости металла стыковых швов, выполненных ЭЛС. Образцы вырезают независимо от направления прокатки. Перед сваркой образец крепят к столу через центральное отверстие. В первую очередь испытывают образец максимальной ширины. Дугу возбуждают на технологической планке и ведут от края к центру с полным проплавлением образца. После охлаждения образца до 20 еС сваривают второй участок образца от края к центру. При отсутствии тре- щин на тех же режимах испытывают другие образцы до определения критической ширины образца 42
Продолжение табл. П.5 Эскиз образна Показатель сопротивляемости Коэффициент критической ширины образца Ко вычисляют по форму* ле / Dkd\ Ко= I 1—100%, \ / где Di,-p — критическая ширина об- разца, т. е. максимальная ширина образца, вызывающая образование трещин, м; Da — наибольшая ши- рина образца, м 43
Ограничено содержание серы в стали. Между марганцем и серой должно быть соотношение: Mn/S> 22 при С = 0,06—0,11 %; 30 при 00,11—0,13%; 60 при С=0,15—0,16 %. Перспективным технологическим способом повышения сопротив- ляемости образованию трещин является разработка и применение ви- дов сварки, обладающих определенной гибкостью в регулировании термического цикла сварки. Такими видами сварки являются: ручная дуговая сварка «горкой», двух-, миогодуговая сварка, сварка с при- менением порошкового присадочного материала, сварка методом СК. В целях повышения стойкости сварных соединений против образова- ния горячих трещин для стыковых соединений в наиболее опасных зонах появления трещин в начале и конце шва рекомендуется накла- дывать связи путем приварки технологических планок, жесткого за- крепления или заварки концевых участков шва в направлении от центра к краю свариваемых листов. Существенно снижается вероят- ность появления трещин при сопутствующем подогреве участков ме- талла, параллельных оси шва. Сварку целесообразно выполнять видами с максимальной проплавляющей способностью при наимень- шей погонной энергии. Повышается стойкость сварных соединений при устранении концентраторов, вызванных формой шва и подготов- кой под сварку. Благоприятная схема кристаллизации шва способ- ствует повышению сопротивляемости образованию трещин. Внешним признаком является округлое очертание изотерм. Прерывистая кри- сталлизация в случае вибрации и импульсной сварки способствует повышению технологической прочности сварных соединений. 11.1.11. Определение допускаемых режимов дуговой сварки и наплавки Для выбора технологии и определения режимов сварки сущест- вует метод валиковой пробы, Методика испытаний по валиковой пробе регламентирована ГОСТ 13585—68. Сущность метода заключается в наплавке валиков на сплошные и составные пластины исследуемой стали при различной погонной энергии, т. е. при соответствующей скорости охлаждения W'o, и по следующем определении ударной вязкости, критической температуры хрупкости, угла изгиба, твердости, микротвердости, микроструктуры и других показателей, присущих околошовной зоне Практическая ценность валиковой пробы заключается в том, что она позволяет установить для данной стали оптимальный интервал значений скорости охлаждения AlFoar околошовной зоны и опреде- 44
лить по ним расчетным путем допускаемые режимы сварки и наплав- ки в зависимости от типа соединения и толщины стали. Подготовка к испытаниям, проведение испытаний и критерии оценки приведены в табл. П.7. 11.7. Метод валиковой пробы по ГОСТ 13585-68 Подготовка И проведение испытаний Эскиз Составные пластины применяют: при испытаниях сталей, в около- шовной зоне которых преобла- дает ферритно-перлитное пре- вращение; когда значения ударной вязко- сти околошовной зоны требуется сопоставлять со значениями ударной вязкости основного ме- талла; при ивпытаниях стали толщиной >5 мм Длина брусков L, предназначен- ных для оценки свойств пригра- ничного участка околошовной зо- ны, принимается равной 220— 250 мм. При определении свойств околошовной зоны длина брусков L принимается в зависимости от скорости охлаждения №0 в интер- вале наименьшей устойчивости аустенита 500—600 °C: при й7о>10°С/с —Л=250 мм » Ц7О=5—Ю » —£-350 » > №0<5 » - £=450 » 1 — валик; 2 — брусок; 3 — планка приставная s — толщина исследуемого ли- ста, мм; $i — толщина состав- ной пластины, мм Толщина Sj составной пластины определяется расчетом. Бруски из листов вырезают поперек направ- ления прокатки. Зазор между брусками не более 0,05 мм для листов толщиной $<12 мм и ие более 0,1 мм для листов толщиной s>12 мм 1 — образец для испытаний на ударный изгиб; 2 — состав- ная пластина $i=(/i+&—5)4- 4-а + с, где Л —глубина про- плавления, мм; 5 — глубина надреза, мм; а — размер грани образца, мм; с — припуск на механическую обработку с об- ратной стороны надреза 7^ I мм; Л — расстояние меж- ду дном надреза и границей проплавления, равное 0—0,5 мм 45
Продолжение табл. /1.7 Подготовка и проведение испытаний Эскиз Сплошные пластины применяют: при испытаниях сталей, в около- пювной зоне которых преобла- дает бейнитное или мартенсит- ное превращение; когда значения ударной вязко- сти околошовной зоны не требу- ется сопоставлять со значениями ударной вязкости основного ме- талла; при испытаниях литой стали толщиной >12 мм Валики наплавляют при конкрет- ной температуре, соответствующей работе сварной конструкции, без колебательных движений элект- рода с постоянной скоростью. Со- ставную пластину разбивают на отдельные бруски без снятия усиления, если погон- ная энергия при наплавке <2,09 МДж/м, и со снятием уси- ления, если погонная энергия >2,09 1МДж/м 1 — неиспользуемый участок; 2 — участок для изготовления образцов; 3 — валнк Испытания на ударный изгиб Образцы вырезают методом, не вызывающим нагрев металла. Раз- меры образцов по ГОСТ 6996—66*. Для определения ударной вязко- сти околошовной зоны дно над- реза располагается по оси валика ниже линии сплавления на рас- стоянии не более 0,5 мм в сто- рону основного металла. Место- положение надреза намечается при изготовлении образцов на протравленных гранях, перпенди- кулярных продольной оси валика. Испытания проводят при различ- ных температурах, как правило, при 20, —20, —40, —60, —80, —100 °C. Для определения удар- ной вязкости на различном уда- лении от линии сплавления образ- цы вырезают, как показано на 1 — образец; 2 — наплавлен- ный валик; 3 — брусок; I — расстояние между смежными надрезами 46
Продолжение табл. 11.7 Подготовка и проведение испытаний Эскиз эскизе. Расстояние устанавливает- ся градиентом температур в про- цессе наплавки. Разница темпе- ратур в местах надрезов не дол- жна превышать 50 °C по кривой максимальных температур. Темпе- ратура определяется термопарами или расчетом Испытание на статический изгиб Образцы вырезают из сплошных пластин поперек валика. Оконча- тельную механическую обработку производят в поперечном по отно- шению к валику направлении. Длину образца L устанавливают по ГОСТ 6996—66. Кромки образ- цов в пределах рабочей части L/3 необходимо закруглить радиусом 1,5 мм. Околошовная зона долж- на находиться в растянутой зоне. Испытание проводят до образова- ния трещины а — образец для испытаний; б — схема нагружения образ- ца Определение твердости Твердость околошовной зоны ус- танавливают по Виккерсу (ГОСТ 2999—75*). Нагрузку выбирают с таким расчетом, чтобы размер диагонали отпечатка не превышал 0,7 мм. При этом края отпечатка должны располагаться в пределах 0—0,7 мм от линии сплавления. Твердость за пределами около- шовной зоны определяют по Вик- керсу, Роквеллу (ГОСТ 9013— 59* )♦ Бринеллю (ГОСТ 9012— *9*). Трассу отпечатков выполня- ют. в соответствии с целями ис- следований а — в — трасса соответствен- но прямолинейная, сдвоенная, строенная 47
Результаты испытаний обрабатывают в такой последовательно- сти: по окончании механических испытании определяют интервал режимов сварки, которые обеспечивают получение свойств не ниже основного металла или установленных нормативными документами. Оптимальный интервал скоростей охлаждения при сварке угле- родистых и низколегированных сталей, полученный по методу вали- ковой пробы, приведен в табл. II.8. 11.8. Оптимальный интервал скоростей охлаждения при сварке сталей (валиковая проба) Тип стали Марка стали, исходное состояние д«%т. °С/с Критерий для оценки свойств Твердость ИВ. МН,мг Углеродистая об- Ст2 6-18 Он >0,5 МДж/м2 1550- щего назначения (ГОСТ 380—71*) Прокат при —60 °C, 6 = = 20 мм 1700 СтЗкп Прокат 1,2—12 пн>0,2 МДж/м2 при —50 °C, б = = 12 мм — БСтЗ Прокат 1,4-15 пн>0,5 МДж/м2 при —50 °C, б = = 12 мм 1550— 1650 Углеродистая ка- 40 2,4—5 ап >0,6 МДж/м2 2650- чественная конст- рукционная (ГОСТ 1050—74**) Нормали- зация 45 при +20 °C 6 = = 16 мм 2800 11ормализа- ния 850 °C 2-4 Пп>0,35 МДж/м2 при +20° С, б = = 16 мм 2300— 2500 Низколегирован- 09Г2 1—15 till >0,3 МДж/м2 1850- ная толстолисто- вая и шнрокопо- Прокат 1 -12 при —60 °C, 6 = = 12 мм 2150 лосная универсаль- 14Г2 аа>0,2 МДж/м2 2250— ная (ГОСТ 19282—73*) Прокат при —70 °C, 6 = = 20 мм 2700 16ГС Прокат 1-12 Пи >0,2 МДж/м2 при —60 °C, 6 = =20 мм 19G0- 2250 16ГС Нормали- зация 1-6 Пи >0,6 МДж/м2 при +20 °C, 6 = = 20 мм 2350- 2600 16ГС Нормали- зация 1-8,5 Пи >0,2 МДж/м2 при —60 °C, 6 = = 12 мм 1700- 2100 17ГС Нормали- зация 10—30 «и >0,4 МДж/м2 при —60 °C, 6 = = 11 мм 2250- 2350 10Г2С1Д Прокат 1 — 15 Пн>0,2 МДж/м2 при —60 °C, 6 = = 12 мм 1850— 2500 48
Методика испытаний, регламентированная ГОСТ 23870—79, поз- воляет оценить влияние сварки плавлением на свойства основного металла в околошовной зоне без выполнения сварки (табл. II.9). В результате испытаний устанавливают зависимости временного со- противления, относительного удлинения и сужения, предела длитель- ной прочности, ударной вязкости, твердости, величины зерна и со- держания структурных составляющих от скорости охлаждения. 11 .9. Метод оценки влияния сварки плавлением на основной металл по ГОСТ 23870—79 Подготовка и проведение испытаний Эскиз образца, показатель Механических свойств Для испытаний изготовляют образцы 1 и 2 с чистотой поверхности 1,25 мкм. При толщине 3 мм и менее изго- товляют образцы толщиной равной толщине проката с сохранением шероховато- сти, соответствующей сос- тоянию проката Образцы /, 2 подвергают тепловому воздействию в установке для имитации теплового воздействия свар- ки по следующим термичес- ким циклам околошовной зоны: наибольшая темпера- тура нагрева должна быть равна 0,9±0,02 темпера- туры солидуса, средняя скорость нагрева 250 ± ±12,5°С/с в интервале 700— 900 °C, средняя скорость ох- лаждения 0,1 ±0,01; 1±0,1; Ю±1; 100±10 и 600 ± ±60°С/с в интервале 600— 500 °C. Из образцов, под- вергнутых тепловому воз- действию, изготовляют об- разцы для механических ис- пытаний. Для определения времен- ного сопротивления, отно- сительного удлинения и су- жения из образца 1 изготов- ОБРАЗЕЦ I ОБРАЗЕЦ г ОБРАЗЕЦ ТИЛА П ПО ГОСТ 6996 о< ОБРАЗЕЦ ТИЛА ИП ПО ГОСТ 6996-66 49
П родолэкение табл. II.9 Подготовка и проведение испытаний Эскиз образца, показатель механических свойств ляют образец 3 и из образ- ца 2— образец типа II по ГОСТ 6996—66. Для опре- деления предела длительной прочности используют об- разец 3. Испытание прово- дят в соответствии с ГОСТ 10145—81. Для определения ударной вязкости использу- ют образцы типов VIII и XI по ГОСТ 6996—66*. ко- торые изготовляют из об- разца 1. Твердость, величину зерна и содержание струк- турных составляющих оп- ределяют на среднем участ- ке образца 1 И ОБРАЗЕ Ц ТИП А XI ПО ГОСТ 09М-« <Тв—Р max//“о, где ов — временное сопротивление, Па; Ртах—наибольшая нагрузка, предшествующая разрушению образ- ца, Н; Ро — начальная площадь попе- речного сечения образца, м2. б= (/к~— 100%, где б — относительное удлинение; 10, /к—расчетная длина до и после испытаний, м. [00%. где Чг — относительное сужение; Ро, Рк — площадь поперечного сечения до и после испытаний, м*. Предел длительной прочности опре- деляют по зависимости для времен- ного сопротивления. В обозначение вводят верхний индекс — температу- ра испытания в °C, нижний индекс — продолжительность испытания до раз- рушения в часах. Например, Ojooq — предел прочности за 1000 ч испыта- ния при температуре 700 СС. KC=K/S0, где КС — ударная вязкость, Дж/м2; К — работа удара, Дж; So— площадь поперечного сечения образца в месте концентратора до испытания, м2. Ударную вязкость обозначают соче- танием букв и цифр. Например, ХС1/~40 50/2/7,5 — ударная вязкость с концентратором вида V при темпе- ратуре —40 °C, максимальная энер- гия 50 Дж, глубина концентратора 2 мм, ширина образца 7,5 мм 50
11.1.12. Испытание сварного соединения на коррозию Межкристаллитная коррозия. Испытанию на межкристаллитную коррозию подвергают сварные соединения по методике, изложенной в ГОСТ 6032—84. В зависимости от химического состава стали и тех- нических условии эксплуатации сварной конструкции применяют следующие методы: AM, АМУ, В, ВУ, ДУ, Б. Наиболее распростра- ненным является метод АЛ\. Он применяется для сварных соедине- ний сталей: 20Х13Н4Г9, 08Х18Г8Н2Т, 12Х18Н9, 06X18HU. 08Х18Н12Б и др. Образцы непрерывно кипят в растворе: 0,16 кг сер- нокислой меди CuS04-5H204-100 см3 серной кислоты H2SO4+ 4-1000 см3 воды дистиллированной в присутствии медной стружки в зависимости от марки стали в течение 24 или 15 ч. После оконча- ния кипячения образцы промывают, просушивают и изгибают по центру шва или по линии сплавления, или в зоне термического влия- ния под углом 90°. Изгибают образец со стороны, не подвергавшей- ся обработке режущим инструментом. Если обе стороны образца обрабатывались, то образец изгибают с обеих сторон. Место изгиба осматривают с 8—12-кратным увеличением. Наличие трещин служит браковочным признаком. Остальные методы отличаются по составу травителя и длительности травления. Схема вырезания образцов из сварной пластины дана на рис. 11.2. Коррозионное растрескивание. Методы испытаний на коррозион- ное растрескивание по ГОСТ 26294—84 распространяются на сварные соединения из стали, медных и титановых сплавов. Сущность методов заключается в задании конкретного значения напряжения под действием внешней силы или остаточных напряже- ний, вызванных наложением сварных швов на испытываемые образ- цы, и выдержке образцов в коррозионной среде до появления тре- щин. За показатель сопротивляемости коррозионному растрескива- П 2. Схема вырезания образцов и образцы для определения стойко- сти против межкристаллитной кор- розии 1 — сварной шов; 2 — неиспользуе- мой участок шва; 3—5 — образцы соответственно типов 1, 2 и 3 4* 51
нию принимают время до появления первой коррозионной трещины при определенном уровне напряжений и уровень максимальных на- пряжений, при котором нс появляются трещины за установленный срок испытаний (табл. 11.10). 11.10. Методы испытаний на коррозионное растрескивание по ГОСТ 26294—84 Методы испытаний Тип образца и схема на гружения Метод испытаний при постоянной на- грузке Для испытаний используют образец на статическое растяжение сварного соединения но ГОСТ 6996—66 (гл. XXVI). Начальное значение напря- жения должно составлять не менее 0,8 По,2 основного металла образца, а для сплавов с повышенной чувстви- тельностью к тепловому воздействию сварки — не менее 0,8 0л сварного соединения. Продолжительность ис- пытаний, температуру и коррозион- ную среду назначают из условия эк- сплуатации конструкции Метод испытаний при постоянной де- формации Для испытаний используют образец на статический изгиб сварного соеди- нения по ГОСТ 6996—66 (гл. XXVI). Растягивающие напряжения создают со стороны контролируемой поверх- ности сварного соединения Р ж? При трехточечной схеме из- гиба fi=Gl2/6Es, где fi — стрела прогиба, м; о — заданные напряжения, МПа; I — расстояние между опорами, м; £ — модуль уп- ругости, МПа; $ — толщина образца, м. Г г 1/3 1/3 I— При четырехточечной схеме изгиба f2==23o/?/108£s, где /г— стрела прогиба, м 52
Продолжение табл. 11.10 Методы испытаний Тип образца и схема нагружения ОБРАЗЕЦ-ДИСК Метод испытаний образцов с оста- точными сварочными напряжениями Для испытаний используют сварные образцы, которые выдерживают в коррозионной среде Напряженное состояние в сварных узлах, содержащих вварки вставок, штуцеров, проплавление по замкнуто- му контуру и т. д. имитируется на об- разце-диске. Напряженное состояние в сварных соединениях, содержащих швы значи- тельной протяженности (листовые конструкции, крупногабаритные со- суды), имитируется па образце-пла- стине. Напряженное состояние, возникающее в трубных соединениях, имитируется на образце-патрубке. Допускается выполнение как обоих, так и одного типа шна (кольцевого или продольного) $<3 мм; Do и Рщ из усло- вия устойчивости образца; s=3—6 мм; Do=130 мм; Ош=40 мм; $>6 мм; Do~ = 52) s мм; Dm=0,35 D„ мм ОБРАЗЕЦ—ПЛАСТМНА s<25 мм; Li=250 мм; L2= = 150 мм; s>25 мм; L| = = 10 5 мм; L2—6 s мм S ОБРАЗЕЦ-ПАТРУБОК 5=2—3 мм; D = 55 мм; / = = 110 мм; s>3 мм; D = = 20s мм; 1=2 D мм Метод испытаний при сложнонапря- женном состоянии Сварному узлу, конструкции или их макету задают напряжения, соответ- ствующие напряженному состоянию контролируемой конструкции, при одновременном подведении к ним коррозионной среды, условия контак- та с которой соответствуют условиям эксплуатации За образцы сварные узлы, или их макеты принимают конструкции 53
11.2. ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ 11.2.1. Схемы нагреваемых тел и сварочных источников теплоты Распространение теплоты существенно зависит от формы и раз- меров тела. Однако точный учет конфигурации тела чрезвычайно усложняет расчет тепловых процессов. Поэтому при расчетах целесо- образно упрощать формы рассматриваемых тел. За основные рас- четные принимают следующие схемы: полубесконсчное тело — массивное тело, размеры которого зна- чительно развиты в трех направлениях. Листы толщиной более 30 мм относятся к данной схеме; плоский слой—тело, ограниченное двумя параллельными плос- костями. Листы толщиной менее 30 мм соответствуют данной схеме; пластина — плоский слой малой толщины; стержень — тело с поперечным сечением малых размеров и с прямолинейной осью или с осью малой кривизны. Сварочную дугу чаще представляют как сосредоточенный источ- ник теплоты. Схему источника выбирают в зависимости от теплопро- водящего тела (рис. 11.3). При наплавке валиков на массивное тело или плоский слой при относительно небольшой мощности источник считают сосредоточенным в точке (точечный источник). При одно- проходной сварке листов встык принято считать, что теплота дуги приложена к линейному элементу (линейный источник). При сварке встык стержней считают, что теплота дуги приложена к плоскому элементу (плоский источник). 54
При электрошлаковой сварке источник теплоты можно принять объемным, однако чаще всего его заменяют совокупностью линейных или плоских источников теплоты. Газовое пламя обычно считают круговым, нормально распределенным источником теплоты. В зависимости от длительности действия дуги источники тепло- ты подразделяют на мгновенные и непрерывно действующие. Непрерывно действующие источники могут быть неподвижными или перемещаться с определенной скоростью. При расчетах применя- ют следующие схемы: подвижный и быстродвижущийся источник теплоты. Подвижной источник теплоты. При расчетах предполагают, что источник перемещается прямолинейно и равномерно. Схема описывает процесс распространения тепла при сварке прямолинейных швов или наплавке валиков. Быстродвижущийся источник теплоты. Предполагают, что источ- ник перемещается с большой скоростью. Схема описывает процесс распространения тепла при автоматической дуговой сварке. 11.2.2. Расчет тепловых процессов Расчет тепловых процессов и основных параметров термического цикла при однопроходной сварке или наплавке для некоторых схем распространения тепла приведен в табл. 11.11, 11.11. Расчет тепловых процессов при сварке Название схемы источника тепла и нагреваемого тела Температура предельного состояния процесса в заданной точке Т, °C Максимальная температура термического никла Тт- °с Наплавка ва- лика на мас- сивное тело при действии быст- родвнжущего- ся источника теплоты а ЫЛ1 х Хе 4at (11.8) Tm(r) =q/(n/2evcyr^) (11.9) Дуговая одно- проходная свар- ка листов встык при действии линейного быст- родвижущего- ся источника теплоты T(.V,t>— г Х Хе 401 (Н.12) _ 0,484 г? Тт(у) — .о X vcyb2y /. ЬУ'\ х('-^) <11|3) 55
Продолжение табл. 11.11 Название схемы источника Тепла и нагреваемого тела Мгновенная скорость охлаждения при данной температуре 1Г0, еС/с Длительность нагрева выше данной температуры Г С Наплавка ва- лика на мас- сивное тело при действии быст- родвижушего- ся источника теплоты /-т -Т У2 1Г0=2лХ5 — (11.10) q/v ta-!, q т, (ПЛ) Дуговая одно- проходная свар- ка листов встык при действии линейного бысг- родвижущего- ся источника теплоты U'()-2nAcy X , (?/co)J (П-14) " /г ксу(Тт-Тоу (11.15) х, у, г — координаты рассчитываемой точки; r=P f/2+z2 — расстоя- ние от источника теплоты до точки с координатами у, г, м; t=xlv — время, прошедшее после пересечения дугой плоскости, в которой расположена рассматриваемая точка, с; v — скорость сварки, м/с; е — основание натурального логарифма; к — коэффициент теплопро- водности, Вт/(м-°С); а — коэффициент температуропроводности, м*/с; с — удельная теплоемкость, Дж/(кг-°С); у — плотность тела, кг/м3; су — удельная объемная теплоемкость, Дж/(м3«°С); а — ко- эффициент теплоотдачи, Вт/(м2-°С) [для углеродистой стали а = — GO Вт/(м2-°С) при 7'ср=500—600 °C]; q=lUn— эффективная те- пловая мощность источника теплоты, Вт; То — начальная температу- ра изделия или температура подогрева, °C; Г — температура в рас- сматриваемой точке, °C; /г. /з — коэффициенты, которые выбирают в зависимости от 0= (Г—Тс)/(Тт—То), изменяющейся от 0 до 1 по 2а номограмме (рис. II.4); Ь=— коэффициент темпсратуроотда- чи, с-1. Значения теплофизических коэффициентов для некоторых метал- лов приведены в табл. 11.12. При многослойной сварке длинными участками сталей, склонных к закалке и образованию холодных трещин, проверяют условия ох- лаждения первого слоя. Последующие слои при одинаковом попе- речном сечении, как правило, остывают медленное первого слоя, по- этому условия их охлаждения можно нс проверять. 56
11.12. Теплофизические коэффициенты для некоторых металлов 0-п 4^5 ; п1 . 0,05 0,10- о,в h 0,10 ' 0.7- 0,15 0,15 о6 0,20 0,20 ' ' 025 0?5 05 0,30 0.30 •' 0,40 Ч4 : 0,50 sc 0,35-: 0,60 5 I 0,^0- 070 ? 1йистс ^5 х С,50 1,50 1 ¥ 0,70 £ 080 &1г | 080- 1.00 р : J 4 1,50 : : у 6 1,70 Ц1 . 7в Л-0 -Ш. с» <7 ) Ъ) П 4. Номограмма для расчета длительности нагрева выше заданной температуры Т при на- плавке валика на мас- сивное тело (а) и одно- проходной сварке листов встык (б) Материал и о. о 40 ев К. Вт/ (м-’С) е» 2 Q Низкоугле- родистые и низколе- гированные стали 500— СОО 5— 5,24 37,7— 41,9 750- 900 Аустенит- ные стали 600 4,73— 4,8 25— 33,5 530— 700 Медь 400 3,85— 4 368— 377 9500— 9600 Латунь 350— 400 3,47 117 3400 Алюминий 300 2,72 272 10 000 Техничес- кий титан 700 2,85 16,8 600 Скорость охлаждения первого слоя многослойного шва рассчи- тывают по соотношению (11.10). Различные условия теплоотвода учитывают, вводя в расчет вместо истинных значений толщины б свариваемых листов и погон- ной энергии дуги qa их приведенные значения бр и /?пр, которые по- лучают умножением действительных их значений на следующие ко- эффициенты приведения: приводима» величина......................................t> наплавка, однопроходная сварка стыкового соедине- ния без скоса кромок ...............................1 1 первый слИ шва стыкового соединении (угол раз- делки 60')........................................ 3/2 3/2 первый слой второго шва таврового или нахлесточ- ного соединения.....................................1 2/3 первый слой четвертого шаа крестового соединения 1 1/2 57
При многослойной сварке короткими участками режим характе- ризуется погонкой энергией qa и длиной / участка. Длину участка выбирают из условия, чтобы температура Тв околошовной зоны пер- вого слоя к моменту наложения тепловой волны следующего слоя не падала ниже температуры начала мартенситного превращения (200—350 °C) или температуры образования холодных трещин (60— 200°C), и вычисляют по формуле / = 0.7 KtKto»/& v(TB~T0)i. (11.16) где Ki — коэффициент чистого горения дуги, равный 1 при автоматической многодуговой сварке и 0,6—0,8 при ручной сварке; Kt — поправочный коэффи- циент, равный 1,5 для стыкового соединения; 0,9 для таврового и 0,8 для кре- стового соединения. Глава III. СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ШВЫ 111.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ Определения основных терминов, относящихся к сварным соеди- нениям и швам, регламентированы ГОСТ 2601—84 (табл. II1.1). 111.1. Термины и определения сварных соединений и швов Термин Сварное соединение Стыковое соединение Определение Неразъемное соединение, выполненное сваркой Сварное соединение двух элементов, примыкающих друг к другу торцовыми поверхностями Угловое соединение Сварное соединение двух элементов, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев 58
Продолжение табл. ///./ Термин Определение Нахлесточное соедине- ние Сварное соединение, в котором сварен- ные элементы расположены параллельно и частично перекрывают друг друга Сварная конструкция Металлическая конструкция, изготовлен- ная сваркой отдельных деталей Сварной узел Часть конструкции, в которой сварены примыкающие друг к другу элементы Сварной шов Участок сварного соединения, образо- вавшийся в результате кристаллизации, пластической деформации при сварке давлением или сочетания кристаллиза- ции и деформации Стыковой шов Сварной шов стыкового соединения Угловой шов Сварной шов углового, нахлесточного или таврового соединений Точечный шов Сварной шов, в котором связь между сваренными частями осуществляется сварными точками Сварная точка Элемент точечного шва, представляю- щий собой в плане круг или эллипс Прерывистый шов Сварной шов с промежутками по длине Цепной прерывистый шов. Цепной шов Двусторонний прерывистый шов, у кото- рого промежутки расположены по обеим сторонам стенки один против другого Ln 1 11 пч 1 1 п 1 I 59
Продолжение табл. 111.1 Термин Определение Шахматный прерыви- стый шов. Шахматный шов Двусторонний прерывистый шов, у ко- торого промежутки на одной стороне стенки расположены против сваренных участков шва с другой се стороны Подварочный шов шшп, ..1 Меньшая часть двустороннего шва, вы- полняемая предварительно для предот- вращения прожогов при последующей сварке или накладываемая в последнюю очередь в корень шва Прихватка Короткий сварной шов для фиксации взаимного расположения подлежащих сварке деталей Монтажный шов Сварной шов, выполняемый при мон- таже конструкции Валик Металл сварного шва, наплавленный или переплавленный за один проход Слой сварного шва Часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких вали- ков. располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва Корень шва Часть сварного шва, наиболее удаленная от его лицевой поверхности КОРЕНЬ ШВА 60
Продолжение табл. Ill / Термин Определение Толщина углового шва Наибольшее углового шв< проплавления расстояние с до точки основного м т поверхности максимального еталла Расчетная высота угло- вого шва. Расчетная вы- сота шва Катет углового шва. Ка- тет шва Длина и точки ма сте сопр гипотеку внешнюю угольной Кратчай! одной из цы углов сваривае ерпендикуляра, опущенного из ксимального проплавления в ме- яжеиия свариваемых частей на зу наибольшего вписанного во часть углового шва прямс- j треугольника jrr нее расстояние от поверхности свариваемых частей до грани- ого шва на поверхности второй мой части Ширина сварного шва. Ширина шва к Расстояние* ме> сплавления на го шва при сва V7\ к | L г S3 кду видимым лицевой стор же плавление» 'Л 1И линиями эне сварно- t Коэффициент формы сварного шва. Коэффи- циент формы шва Коэффициент, выражаемый отношением ширины стыкового пли углового шва к его толщине Мягкая прослойка свар- ного соединения. Мяг- кая прослойка Участок сварного соединения, в котором металл имеет пониженные показатели твердости и (или) прочности по сравне- нию с металлом соседних участков Твердая прослойка свар- ного соединения. Твердая прослойка Участок сварного соединения, в котором металл имеет повышенные показатели твердости и (или) прочности по сравне- нию с металлом соседних участков 61
111.2. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ШВОВ И СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, КОНСТРУКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ Перечень стандартов, устанавливающих в зависимости от спосо- ба сварки (пайки), вида свариваемого изделия или металла изделия основные типы сварных соединений, конструктивные элементы и раз- меры, представлен в табл, Ш.2. 111.2. Область применения государственных стандартов на основные типы швов и сварных соединений, конструктивные элементы ГОСТ Наименование Область распространения 5264—80 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные. Ос- новные типы, конструк- тивные элементы и раз- меры На соединения из сталей, а также сплавов на железо- никелевой и никелевой ос- новах. Стандарт не рас- пространяется на сварные соединения стальных трубо- проводов по ГОСТ 16037— 80 8713-79 Сварка под флюсом. Сое- динения сварные. Основ- ные типы, конструктив- ные элементы и размеры На соединения из сталей, а также сплавов на железо- никелевой и никелевой ос- новах. Стандарт не распро- страняется на сварные сое- динения стальных трубопро- водов по ГОСТ 16037—80 11533-75 Автоматическая и полу- автоматическая дуговая сварка под флюсом. Со- единения сварные под острыми и тупыми угла- ми. Основные типы, кон- структивные элементы и размеры На соединения из углеро- дистых и низколегирован- ных сталей 11534-75 Ручная дуговая сварка. Соединения сварные под острыми и тупыми угла- ми. Основные типы, кон- структивные элементы и размеры На соединения из углероди- стых и низколегированных сталей, выполняемые ручной дуговой сваркой плавя- щимся электродом во всех пространственных положе- ниях при толщине сваривае- мого металла до 60 мм включительно 14098-85 Соединения сварные ар- матуры и закладных из- делий железобетонных конструкций. Типы, кон- струкция и размеры На соединения арматуры и закладные изделия, выпол- няемые контактной и дуго- вой сваркой из стержневой и проволочной арматурной стали диаметром от 3 до 40 мм, а также листового и фасонного проката при изго- товлении железобетонных G2
Продолжение табл. Ш.2 ГОСТ Наименование Область распространения 14771—76* Дуговая сварка в защит- ном газе. Соединения сварные. Основные ти- пы, конструктивные эле- менты и размеры изделий и возведении моно- литных и сборных железо- бетонных конструкций На соединения из сталей. Стандарт не распространя- ется на сварные соединения труб 14776-79 Дуговая сварка. Соеди- нения точечные. Основ- ные типы, конструктив- ные элементы и размеры Точечные соединения из ста- лей, медных, алюминиевых и никелевых сплавов 14806—80 Дуговая сварка алюми- ния и алюминиевых спла- вов в инертных газах. Соединения сварные. Ос- новные типы, конструк- тивные элементы и раз- меры На соединения из алюминия и алюминиевых деформиру- емых термически не упроч- няемых сплавов при толщи- не кромок свариваемых де- талей от 0,8 до 60 мм вклю- чительно 15164—78 Электрошлаковая свар- ка. Соединения сварные. Основные типы, конст- руктивные элементы и размеры На соединения из сталей. Стандарт не устанавливает размер зазора между сва- риваемыми деталями перед сваркой 15878-79 Контактная сварка. Сое- динения сварные. Кон- структивные элементы и размеры На соединения из сталей, сплавов на железоникеле- вой и никелевой основах, титановых, алюминиевых, магниевых и медных спла- вов, выполняемых контакт- ной точечной, рельефной и шовной сваркой. Стандарт не распространяется на сварные соединения, осу- ществляемые контактной сваркой без расплавления металла. 16037—80 Соединения сварные стальных трубопроводов. Основные типы, конст- руктивные элементы и размеры На соединения трубопро- водов из сталей. Стандарт устанавливает основные ти- пы, конструктивные элемен- ты и размеры сварных сое- 63
Продолжение табл. Ш.З ГОСТ Наименование Область распространения динений труб с трубами и арматурой. Стандарт не рас- пространяется на сварные соединения, применяемые для изготовления труб из листового и полосового ме- талла 16038—80 Сварка дуговая. Соеди- нения сварные трубо- проводов из меди и мед- но-никелевого сплава. Основные типы, конст- руктивные элементы и размеры На соединения труб с тру- бами из меди марок М1р, М2р, МЗр по ГОСТ 859— 78* и медно-никелевого сплава марки МНЖ 5-1, с фланцами из латуни мар- ки Л90 и со штуцерами и ниппелями из бронзы марок БрЛМц9-2 или БрАЖНМц 9-4-4-1. Стандарт не распро- страняется на сварные со- единения, применяемые для изготовления труб из листо- вого или полосового метал- ла 16098—80 Соединения сварные из двухслойной коррозион- но-стойкой стали. Основ- ные типы, конструктив- ные элементы и размеры На соединения из двух- слойной коррозионно-стой- кой стали 19249—73* Соединения паяные. Ос- новные типы и парамет- ры На соединения паяные, кон- структивные элементы пая- ных швов, их обозначения и параметры 23518-79 Дуговая сварка в защит- ных газах. Соединения сварные под острыми и тупыми углами. Основ- ные типы, конструктив- ные элементы и размеры На соединения из сталей и сплавов на железоникелевой и никелевой основах Указанными стандартами регламентированы для различных тол- щин металла: тип соединения, форма и размеры подготовленных кро- мок, характер сварного шва, форма и конструктивные элементы по- перечного сечения сварного шва, условное обозначение сварного сое- динения, Примеры из различных стандартов представлены в табл, Ш.З. 64
КИНЭНиВЭОЭ аинэьшаодо ЭОНЯО1ГЭД С25 У9 о £ ww ‘tpirt’x -of xnnanand •ВИЭ RHHtllirOl 8—120 3—60 их •drno 9000119 1 | | X X екоторые основные типы швов сварных соединений 5—194 65
Продолжение табл. II 1.3 Тип соединения Форма подготов- ленных кромок Характер сварного шва Форма поперечного сечения Способ свар- ки Толщина сва- риваемых де- талей, мм Условное обозначение соединения подготовленны ч кромок сварного соединения Тавровое Со скосом од- ной кромки Односторонний J — 3—60 Тб Двусторонний V/1 — Т7 По ГОСТ 8713—79 Стыковое То же Двусторонний АФ 14—20 С12 Нахлесточное Без скоса V Односторонний imk АФ 1—20 Н1 По ГОСТ 14771—76* Стыковое Со скосом од- ной кромки Односторонний замковый ИНп ип УП 3—10 3—10 3—40 СП Тавровое Без скоса кро- Односторонний 1 2 ИНп ип 0,8—40 Т1 мок - & УП По ГОСТ 16098—80 Стыковое Со скосом од- Двусторонний V;-<Д \ ной кромки Kswl х2Й5 3 АФ 14—20 С4 АФ Р 8—20 Р
68 П родолжение табл. И 1.3 Стандарты определяют не только конструктивные элементы под- готовленных кромок и возможные отклонения их основных разме- ров, но и регламентируют размеры швов и предельные отклонения их параметров. Например, ГОСТ 5264—80 определяет для каждого типа сварного шва условное обозначение, предельные толщины сва- риваемых изделий $, величины и предельные отклонения зазора Ь, ширину шва е, выпуклость шва g, ее предельные отклонения и др. Такие же параметры определяют ГОСТ 8713—79, 14771—76*. 14776—79, 14806—80, 16037—80, 16038-80, 16098-80, а ГОСТ 16037—80 и 16038—80, кроме того, регламентируют предельные от- клонения по толщине стенки свариваемых труб Стыковая сварка соединений деталей неодинаковой толщины при разнице, не превышающей значений, указанных в табл. II 1.4, произ- водится так же, как для деталей одинаковой толщины. Конструктив- ные элементы подготовленных кромок и размеры шва следует выби- рать по большей толщине. ю Стыковое Без скоса кро- — V77/A мок Issssi II 1.4. Допустим ая наибольшая разность толщин стыкуемых деталей, свариваемых без скоса кромок ГОСТ Толщина тонкой детали, мм Разность толщин деталей, мм Угловое Со скосом двух — кромок 5264—80 1—4 5- 20 21-30 Св. 30 1 2 3 4 8713—79 2—4 5-30 31-40 Св. 40 1 2 4 6 14771—76* 2-3 4-30 31-40 Св. 40 1 2 4 6 16098 - 80 4-7 8—20 21-36 Св. 40 1 2 3 69
///./. Допускаемое расположение поверхности шва при разной тол- щине свариваемых деталей Для плавного перехода от одной детали к другой допускается располагать поверхность шва (рис. III.1) наклонно. При разности в толщине свариваемых деталей свыше значений, указанных в табл. III.4 на детали, имеющей большую толщину s(, должен быть сделан скос с одной стороны или с двух сторон до тол- щины тонкой детали s, как показано в табл. Ш.5. При этом конст- руктивные элементы подготовленных кромок и размеры сварного шва следует выбирать по меньшей толщине. II 1.5. Величина скоса детали, имеющей большую толщину, при стыковом соединении ее с тонкостенной деталью При сварке стыковых соединений деталей (за исключением труб) ГОСТ 5264—80, 8713—79, 14771—76 допускают перед сваркой сле- дующие смещения свариваемых кромок относительно друг друга: Толщина детали До 4.................. . . . 4—10 ...................... 10-100....................... Св. 100................. . . Смещение, мм 0,5 1 0,1s. но не более 3 мм 0.01S + 2, но не более 4 мм 70
ГОСТ 16098—80 допускает перед сваркой смещение кромок от- носительно друг друга на геличину до 10 % толщины листа, но не более половины толщины плакирующего слоя и не более 3 мм при толщине плакирующего слоя более 6 мм На сварке угловых швов ГОСТ регламентирует допустимые зна- чения выпуклости и вогнутости швов (табл. П1.6). По ГОС! 5264—80 при сварке в положениях, отличных от ниж- него, допускается увеличение выпуклости не более чем на 1 мм для деталей толщиной до 60 мм и не более чем на 2 мм для деталей толщиной более 60 мм. I1I.6. Допустимые значения выпуклости и вогнутости сварных угловых швов ГОСТ Выпуклость гив.ч ВО'нутскггь швя 5264-80, 8713—79, 14771-76* До 30 % размера катета, но не более 3 мм До 30 % размера ка- тета, но не более 3 мм. При этом вогну- тость не должна при- водить к уменьшению расчетного размера катета 16098—80 При сварке в нижнем положе- нии выпуклость шва не долж- на превышать, мм: 1,5 при К<5 мм 2.5 » 5 мм^/«10 мм 3,5 » /(>10 мм При сварке в других прост- ранственных положениях до- пускается увеличение выпукло- сти на 1 мм Вогнутость шва не бо- лее 3 мм Размеры катетов углового шва К и по ГОСТ 5264 — 80 и 8713—79 должны быть установлены при проектировании сварного соединения, но не более 3 мм для деталей толщиной до 3 мм вклю- чительно и 1,2 толщины более тонкой детали при сварке деталей тол- щиной более 3 мм Предельные отклонения размеров катетов углового шва К и Ki от номинального значения должны соответствовать, мм: 1 . 2 . при К и Ai^5 мм » К и /<1^6 » 71
Минимальные размеры катетов угловых швов по ГОСТ 5264—80 и 8713—79 приведены в табл. II 1.7. III.7. Минимальные размеры, мм, катетов угловых швов для толщины более толстого из свариваемых элементов Предел текуче- сти свариваемой ст. ли. МПа Толщина более толстого из свариваемых элементов, мм от 3 до 4 св. 4 до э св. 5 до 10 св- 10 до 16 св. 1Ь до 22 св. 22 до 32 83 S3 S3 До 400 3 4 5 6 7 8 9 10 Св. 400 до 450 4 5 6 7 8 9 10 12 Примечание. Минимальный размер катета не должен пре- вышать 1,2 толщины более тонкого элемента. 111.3. ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ СВАРКИ ПЛАВЛЕНИЕМ ГОСТ 11969—79 устанавливает основные положения сварки и их обозначения для сварных швов выполняемых сваркой плавлением как в один, так и в несколько слоев (табл. Ш.8). Положение сварки определяется углом наклона продольной оси шва а и углом поворота поперечной оси шва р относительно их ну- левых положений. При накладывании многослойных швов в разных положениях обозначения основных положений сварки следует относить к каж- дому слою в отдельности Направление сварки обозначается стрелкой после букв, обозна- чающих положение сварки. Например, при сварке на спуск острие стрелки направлено вниз, а при сварке на подъем — вверх. II 1.8. Обозначения основных положений сварки плавлением Наименование основных поло- жений «В лодочку» Тип сварного шв> Предель- ное от- клонены ±10° 72
Продолжение табл. Ilf.3 Наименование основных поло женнй Нижнее Н 73
Продолжение табл. II 1.8 Наименование основных поло- жений Пп Полупотолоч- ное Потолочное III.4. УСЛОВНЫЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ СВАРНЫХ ШВОВ ГОСТ 2.312—72 регламентирует условные изображения и обо- значения сварных соединений в технической документации. Незави- симо от способа сварки видимый шов на чертеже изображают сплош- ной линией, а невидимый — штриховой. Видимую сварную точку обозначают знаком « + », невидимую —не обозначают. От изобра- жения шва или точки проводят линию-выноску, заканчивающуюся односторонней стрелкой. Условное обозначение шва наносят над полкой линии-выноски, если изображен видимый шов, и под полкой, если шов невидимый ГОСТ 2.312—72 регламентирует отдельные случаи применения различных обозначений, их упрощения и т п. Стандартом определены вспомогательные знаки для обозначения сварных швов, наиболее часто используемые из них приведены 74
в табл. III.9. В табл. III.10 даны примеры условных обозначений стандартных швов сварных соединений. 111.9. Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов Всп омогатсл ьный знак Значение вспомога- тельного знака Выпуклость шва снять Наплывы и неров- ности шва обрабо- тать с плавным переходом к ос- новному металлу Шов выполнить при монтаже изде- лия. т. е. при ус- тановке его по монтажному чер- тежу на месте при- менения Шов прерывистый или точечный с цепным располо- жением. Угол на- клона линии ~60' Шов прерывистый или точечный с шахматным распо- ложением Расположение вспомогательного знака относительно полки лннни- р.ыноскн, проведенной от изобра- жения шва Шов по замкнутой линии. Диаметр знака от 3 до 5 мм Шов по незамкну- той линии. Знак применяют, если расположение шва ясно из чертежа Примечание. За лицевую сторону одностороннего шва сва- рочного соединения принимают сторону, с которой ведут сварку; со- ответственно двустороннего шва с несимметрично подготовленными кромками — сторону, с которой накладывают основной шов, и дву- стороннего шва с симметричной подготовкой кромок —любую сто- рону. 75
III.10. Примеры условных обозначений швов Характеристика шва Форма поперечного сечения шва Условное обозначение шва, изображенного на чертеже с лицевой стороны | с оборотной стороны Шов стыкового соединения с криволинейным скосом од- ной кромки, двусторонний, выполняемый дуговой руч- ной сваркой при монтаже изделия. Выпуклость снята с обеих сторон. Параметр шероховатости поверхности шва со сторо- ны: лицевой Rz 20 мкм оборотной Rz 80 » Шов углового соединения без скоса кромок, двусто- ронний, осуществляемый ав- томатической сваркой под флюсом с ручной подвар- кой по замкнутой линии Шов углового соединения со скосом кромок, наклады- ваемый электрошлаковой сваркой проволочным элект- родом. Катет шва 22 мм Г0СТЮМ-78-Уг-и)Э-Ь22 Шов таврового соединения без скоса кромок, двусто- ронний, прерывистый с шах- матным расположением, вы- полняемый дуговой ручной сваркой в защитных газах неплавящимся металличес- ким электродом по замкну- той линии. Катет шва 6 мм. Длина провариваемого участка 50 мм. Шаг 100 мм ГОСТ K8l№-W-T5'pH3-tfr50Z. Ю0 гост ^воб-е/)-т5-рмз-ьб-жюо
Глава IV. ОСНОВЫ РАСЧЕТА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ IV.I. КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ Стыковые швы. Концентрация нормальных напряжений возника- ет от искажении формы поперечного сечения, вызванных сваркой (рис. IV.1). Чем больше смешение сварного сечения относительно нейтральной оси, по которой действует усилие, чем резче переход от усиления шва к основному металлу (радиус R), тем выше теорети- ческий коэффициент концентрации напряжений. Концентрацию напряжений в стыковых швах снижают до /С=1, устраняя изменения формы и размеров поперечного сечения в зоне сварных швов. К-1,6-2,2 К-1,5 -2,5 I IV I. Распределение напряжений в стыковом шве. Пунктиром показано очер- тание сварного шва, соответствующее большему значению теоретического ко- эффициента концентрации напряжений 78
Лобовые швы. Концентрация напряжений возникает от смеще- ния линии действия усилия при переходе с одной детали на другую. На рис. IV.2 приведены эпюры нормальных аг, аа и касательных ттах напряжений. Напряжение тта)< определяется по формуле • <1VI> где при 0-45° т = ah/0,7h — 1.4о, здесь о — среднее напряжение в листе; h — катет шва. IV.2. Распределение напряжений в лобовом шве при 3-45® а — шов и элемент df; б—г —эпюры соответственно or, «Тд, xtn3X- Наибольший теоретический коэффициент концентрации напряже- ний К при 0 = 45° равен 3,32 Величина К зависит от очертания шва (рис. IV.3). Особенно благоприятным является профиль шва Е (рис. IV.3). а) IV.3 Коэффициенты концентрации напряжений т в зависимости от очертаний лобовых швов а — вид соединения; б — очертания швов, коэффициенты концентрации напря- жений
IV.4 Сварные нахлесточные соединения с двумя лобовыми швами а, б —схемы приложения усилий В нахлесточных соединениях распределение усилий одинаково только в швах одного и того же очертания при равной толщине де- талей (рис, 1V.4). При увеличении толщины S хотя бы одной из де- талей коэффициент концентрации напряжений снижается в обоих сварных швах. Отношение усилий в деталях (см. рис. IV.4, a) Pt и Р2 связано с толщиной деталей S( и S2 и длиной нахлестки / следующим соотношением: р, = ] + s, - S, 0,66/ Р, S, о,бб/ + 25, (1V.2) Отношение /Р2 в безразмерных параметрах приведено в табл. IV.1. IV.I. Отношение усилий PJPj (см. рис. 1V.4, а) S,// 5,/S, 0.05 0,1 0.3 0,5 0,7 0,9 1 2 3 5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0,9 1,09 1,08 1,05 1,04 1,03 1,03 1,01 1,01 1,01 1,01 0,8 1,17 1,15 1,1 1,08 1,06 1,05 1,05 1,03 1,02 1,01 0,7 1.26 1,23 1,16 1,12 1,1 1,08 1,07 1,04 1,03 1,02 0,6 1,35 1,31 1,21 1,16 1,13 1,Н 1,1 1,06 1,04 1,03 0,5 1,43 1,38 1,26 1.2 1,16 1,13 1,12 1,07 1,05 1,03 0,4 1,52 1,46 1,31 1.24 1,19 1,16 1,15 1,08 1,06 1,04 0,3 1,61 1,54 1,37 1,28 1,22 1,19 1,17 1,1 1,07 1,04 0,2 1.7 1,61 1,42 1,32 1,26 1,21 1,2 1,11 1,08 1,05 0,1 1.78 1,69 1.47 1,36 1,29 1,24 1,22 1,13 1,09 1,06 0,05 1,82 1,73 1,5 1,38 1,3 1,25 1,23 1,13 1,09 1,06 80
В случае приложения усилий по схеме, показанной на рис. 1V.4.5. _£«_ e 1 4-----------(IV.3) Р, 0.66/ 4- 2S, Фланговые швы. Максимальное усилие qx во фланговом шве на единицу длины при равных сечениях деталей определяется соотноше- нием (рис. IV.5). qx = аР/4 с th а/. (1V.4) IV.5. Распределение усилий в соединении с фланговыми швами а — общий вид соединения; б, в — распределение qx по длине шва соответст- венно при F1’"F>=F и Fi<Fi 6-194 81
При условии [т] =о,6[а]р; а = )/ 4G/EF-, о = 0.38Е теоретический коэффициент концентрации напряжений во фланговом шве К - 0,57 у/~l/0,7h , (1V 5) где / — длина шва. В табл. IV.2 приведены наибольшие усилия, действующие во фланговых швах. 1V.2. Максимальные усилия, МПа, во фланговых швах в зависимости от длины шва / и параметра а от действующего условного усилия Р^1 а, мм 1 /, мм 10 30 50 80 100 150 0,001 0,25 0,083 0,05 0,031 0,025 0,017 ' 0,003 0,25 0,083 0,05 0,031 0,026 0,018 0,005 0,25 0,083 0,05 0,033 0,027 0,02 0,007 0,25 0,083 0,051 0,034 0,029 0,022 0,01 0,253 0,086 0,054 0,038 0,033 0,028 При неравновеликих площадях и Г2 свариваемых элементов (см. рис. 1V.5) * 2 (F, + F,) sh al где а = /" 2G (F, 4- Ft)/EF, Ft • здесь G и E — соответственно модули сдвига и нормальной упругости. Теоретический коэффициент концентрации напряжений К зави- сит от отношения ширины более узкой детали b к длине нахлестки/. Например (см. рис. IV.5), при отношении Ь/1=0,2 К—1,45; при Ь/1=> = 1 К=2,01; при Ь/1=2 К-3,37 и при Ь/1=4 К=6,61- Шовные^соединения. Концентрация напряжений возникает вслед- ствие неравномерного распределения напряжении в зоне шва по тол- щине деталей и изгиба деталей при растяжении. Приближенно К рас- считывают по следующей формуле: К -2,3 — cfh (2,3—^ ч---------— , Ь 1 + “ За»/Е где S — толщина детали; b — ширина шовного соединения. С увеличением напряжения растяжения о0 теоретический коэф- фициент концентрации напряжений уменьшается (табл. IV.3). 82
IV.3. Коэффициент концентрации напряжений К в шовных сварных соединениях S/b ов/£ 10~3 5-10~3 | 10“ 2 5.10~2 0,7 4,53 4,3 ’ 4,16 3,68 0,5 4,11 3,82 3,64 3,1 0.3 3,69 3,28 0,05 2,46 0,1 2,94 2,35 2,1 1,62 0,05 2,2 1,64 1,64 1.Н Точечные соединения. Концентрация напряжений возникает в ре- зультате сгущения силовых линий в зоне точки (рис. IV.6, а) и в ре- зультате изгиба (см, рис. IV.6, б, в, г), Приближенно К находят по формуле . ’ Х = 0,38 + 0.62//J +3 /fl 4-— И^ЗО./Е), ( IVJ) I \ s где ( — шаг сварки (см. рис. IV.6, 3); d — ширина сварной аоны при ролико- вой сварке. , В многорядных соединениях усилия между точками распределе- ны неравномерно. В табл. IV.4 приведены значения усилий, приходя- щихся на каждую точку в трех-, четырех- и пятирядном швах (см. рис. IV.6,д—ж), подсчитанные при условиях t=b=3d. Коэффициент, концентрации напряжений в многорядном шве можно снизить на 25—30 %, располагая точки в разных рядах в шах- матном порядке. IV.4. Усилия в многоточечных сварных соединениях № точки Число точек в продольному ряду з 4 б 1 О.444Р 0.436Р О.435Р 2 0,112Р 0.061Р О.О58Р 3 О.444Р 0.064Р 0.014Р 4 0,436Р 0.058Р 5 — — 0.435Р 6* 83
IV.6. Точечное соединение а — общий вид соединения; б, в — распределение усилий соответственно в про« дольном сечении и по толщине элемента у точки; г — изгиб соединения; о— ж — многорядные соединения Концентрация напряжений в соединениях на подкладке и двух* рядных. Соединения на подкладке могут быть одно- и двухсторонни- ми (рис. IV.7). Такие соединения выполняют с помощью сварки плавлением с присадочным материалом (см. рис. IV.7, а, б) или то- чечной электросваркой (см. рис. IV.7, в, г). Для случаев, показанных на рис. IV.7, а, б, концентрация напряжений определяется, как в ло- бовых швах. 84
a) IV.7. Виды (а—г) нахлесточ- ных соединений; д — рас- четная схема к определению *б.с В точечных соединениях коэффициент концентрации напряжений зависит от взаимного расположения точек в рядах. При несмещен- ных точках коэффициент концентрации напряжений Кб.с в опасных местах / и 2 подкладки рассчитывают по формуле кбс " 1 + (7“ ~ ’) л/-*я /2 + ') Л/~(/ р ~ йя/2 )' (1V 8) где t— шаг между точками; / — длина свободной части детали; dn — диа- метр ядра точки; /2~ расчетный коэффициент, взятый в середине ядра точки; А . — расчетный “а коэффициент, взятый со сменными точками. Коэффициент концентрации напряжений в соединениях со сме- щенными точками Кс.с (т. е. поставленными на противоположных сторонах накладки в шахматном порядке): '’'-'я/2 ~ А‘-( 'р - 'я/2)' < I V.9) За счет смещения точек снижаются максимальные напряжения в местах концентрации на величину /ch (fen) sh | К( Л4- -у-)] Да = °Р —rfHsh |К( /р + 2Л)| (IV ,0) где К — коэффициент концентрации или Кс с ); Л—количество точек; Ор—среднее растягивающее напряжение вне зоны концентрации; da —диа- метр ядра сварной точки. 85
При большой ширине подкладки смещение • точек будет мало сказываться на изменении коэффициента Лс.с по сравнению с Ло.с Для частных случаев коэффициенты концентрации напряжений Кс.е, Кб.с и Кл (для лобовых соединений) приведены в табл. 1V.5. IV.5. Коэффициенты концентрации напряжений К6.с и Ке.с Длина подкладки л, ММ мм т *бс кл ^с.с 15 1,32 1,26 1,22 20 1,79 1,6 1,42 6 30 2,91 2,37 2,2 40 4,21 3,28 3,08 15 1,31 1,25 1,21 20 1,77 1,58 .1,48 8 30 2,85 2,32 2,14 40 4,02 3,15 2,97 15 1,3 1,24 1,2 20 1,75 1,58 1,45 10 30 2,67 2,17 2,01 40 3,95 3,03 2,85 15 1,28 1,23 1,19 20 1,73 1,53 1,41 12 • 30 2,55 2,12 1,93 40 3,77 2,91 2,72 86
В случае двурядных точечных швов (рис. концентрации напряжений К, = 1 + — 1 1 А \ А в то время как в однорядном шве 1V.8) коэффициент (1V.11) К. = 1 + (IV.12) т. е. снижение рабочих напряжений в двурядном точечном шве (с нахлесточными точками) по сравнению с однорядным составляет всего 26 %. IV.8 Двухрядные соединения IV.2. ОСНОВЫ РАСЧЕТОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ Статическая прочность. При расчете по предельному состоянию условие прочности имеет вид °max<a^V. где оП1ах — напряжение в опасном сечении элемента; R— расчетное сопро- тивление, которое принимается в зависимости от временного сопротивления и групп элементов конструкций; а — коэффициент, учитывающий число цик- лов нагружения; v — коэффициент, определяемый в зависимости от вида на- пряженного состояния и коэффициента асимметрии цикла. Условие прочности сварных швов в нх основном сечении опре- деляется расчетным сопротивлением на срез, а условие прочности в сечении по основному металлу — расчетным сопротивлением на рас- тяжение. Условие прочности в сечении по шву выражается следую- щим образом; Р = 1.4Кб[т], (IV.13) где Р — усилие, воспринимаемое сварным соединением; К и Ь — катет шва и ширина элемента; [т] — расчетное сопротивление на срез. Принимается |х]-0,7Я. 87
При условии равнопрочное™ соединения по отрыву и срезу должно существовать соотношение К = Г>—— = fl. (IV.14) 1.4 (т] При расчете нахлесточных соединений условие прочности запи- сывается в виде Р =0,7№/ [rj, (IV.16) где S/ — суммарная длина швов. Основные расчетные формулы для проверки прочности сварных стыковых соединений при работе на нагиб те же, что и для проверки прочности основных элементов, т. е- о = M/W <R, (IV.I6) где М — изгибающий момент в сечении; — момент сопротивления соединяе- мого элемента в месте сопряжения. Тавровые соединения, выполненные угловыми швами без полного провара, рассчитывают по допускаемым напряжениям на срез т = М/W' «с [т], (IV.17) где W' — момент сопротивления сечения по швам. При действии на соединение кроме момента и поперечной силы касательные напряжения определяют от этой силы и момента, и прочность соединения проверяют на главные и суммарные напря- жения. Например, в случае приварки ребра высотой h угловыми швами напряжения: от изгибающего момента т» = 6М/1,4АЛ>; от поперечной силы т, = q/i ,4ЛЛ»; суммарные т = ]/4- т~ < [т]. < I V.18) В поясных (связующих) швах изгибаемых элементов при нали- чии поперечных сил появляются касательные напряжения t = (IV.19) где Q — поперечная сила в сечении; S — статический момент полки относи- тельно оси, проходящей через центр тяжести всего сечения; / — момент инер- ции сечения; й' —суммарная расчетная толщина швов (для двух поясных швов й'-1,4й). При расчленении соединений на составляющие (рис. IV.9, а) М ~ Л,верт.шва + Л,гор.шва’ (IV.20) Из формулы (IV.20) определяются требуемая длина и катет шва 0,7Ла (h 4-й) 4-0,7| < [1] • (IV.21) Здесь k — катет шва. 88
IV.9. Схемы расчета прочности соединений по принципам расчленения на со» ставляющие (а) и полярного момента инерции (б) IV. 10. Соединения (а—г), сваренные угловыми швами по периметру При расчете по способу полярного момента инерции (см. рис, 1V.9, б). М xdFr. (IV.22) (IV. 23) Полярный момент инерции /P = /2 + V Наибольшее напряжение Tmax “ M'max/fp' (IV.24) Для сечений, приваренных по периметру (рис. IV. 10) и работа- ющих на изгиб, касательные напряжения определяют по формуле т = M/wc < (т]. (IV.25) где w с= ^С/Утах — момент сопротивления; /с — расчетный момент инерции периметра швов, составляющий 0,7 момента инерции сечения швов. Для круглого поперечного сечения J = 0,7 [л (d + 2Л)‘/64 - (JUP/64)]; ^шах = ^/2) “Ь (IV.26) 89
IV.ll. Точечные соединения, работающие на момент (а) и поперечную силу (б. в) Среднее напряжение в швах т0 от поперечной силы Q: то = Q/FB = Q/2 .’о ,7khB, (1V27) где F в— расчетная площадь вертикальных швов. При расчете точечных соединений на основании общего расчета конструкции определяют растягивающее усилие Q, по которому в за- висимости рт расчета [б]. устанавливают площадь сечения F: F = QfR (1V.28) Число односрезных сварных точек получается из условия равно- прочное™ соединения, т. е. n-4Q/Jw2[T], (IV.29) где d я— диаметр ядра точки; [т]—расчетное сопротивление срезу в сварной точке. При расчете сварной точки на отрыв расчетные нормальные на- пряжения ар не должны превышать 0,7 допускаемых 7? сварного сое- динения: Op = 4Q/nd* <0,7 [Я]. (IV.30) При совместном действии отрыва и среза определяется допускае- мое усилие на точку, которое должно быть не более 0,5 [Рср]: р = 1/р‘г + Р'1 <О.5ГР.П1. г отр ср I CPJ [tl — допускаемое усилие при чистом срезе; Ротр. (IV.31) Р__ ср усилия отрыва и среза. Соединение, сваренное в двух точках, работающее на изгиб (рис. IV.11, а), рассчитывают, определяя усилие по формуле T=M/h с по- следующим вычислением напряжений среза. 90
Напряжения в точке тт,х> наиболее удаленной от нейтральной оси, находят по формуле ттах“ ~ ~Г утах* (1.V.32) Ху2 1 Напряжения г0, вызванные поперечной силой (см. рис. IV.11,6, в), вычисляют из уравнения Тд = 4Р/лл</'2 , (1V.33) где л — число точек в вертикальном ряду. Стыковые сварные швы, работающие на изгиб и срез одновре- менно, рассчитывают из неравенства /^.о. + 3,. (|-J-_2L.)^(R|, (1УЛ) где а — напряжение в шве от изгиба, т — то же, от среза. При расчете сварных балок на изгиб нормальные и касательные напряжения находят из следующих выражений: (IV.35) x = QS/76< (т], где Q — нагрузка; S — статический момент сдвигающейся части сечения от- носительно нейтральной оси; / — момент инерции; С— толщина стенки балки. При расчете стенок балок должно выполняться следующее ус- ловие: I/ —о’ч-гч* fl - — — Г* [«!• (IV.36) г 4 \ 2 я» ) - где о —наибольшее краевое напряжение в стенке, вычисленное в предполо- жении упругой работы материала. Напряжения опт определяют для одного и того же загружен- ного сечения. Угловые поясные швы в сварных балках рассчитывают по следу- ющим формулам: при неподвижной нагрузке (распределенной и сосредоточенной) т = <?$п/2(рА) ltl: <1V37> при подвижной сосредоточенной нагрузке •-^/(27L)’+(Jr)2*№ <IV38’ где 0-1 — для однопроходной полуавтоматической и автоматической сварки; 0-0.7 — для ручной сварки и многопроходной автоматической и полуавтома- тической сварки; А —катет шва; S ц— статический момент пояса балки отно- сительно нейтральной оси; л-1,5—для подкрановых балок в зданиях и соору- жениях с тяжелым режимом работы при кранах с жестким подвесом: для тех же условий, но при кранах с гибким подвесом л-1.3, для прочих подкра- новых балок л-1.1; Р—расчетный сосредоточенный груз, равный для под- крановых балок расчетному давлению колеса крана без учета коэффициента динамичности; г — условная длина распределения давления сосредоточенного груза. 91
При подвижной нагрузке г = С» У fofb , (IV.39» где С — коэффициент распределения давления (С—3.2 для сварных и прокат- ных балок); I а — сумма моментов инерции пояса балки и кракопого рельса (при приварке рельса швами, обеспечивающими совместную работу рельса и пояса); б— толщина полки верхнего пояса. При непосредственном опирании на верхний пояс поперечной прокатной балки или другой неподвижной конструкции г= 6 + 2 ft. (IV.40) где b—ширина полки поперечной балки; h — толщина верхнего пояса балки. Ниже приведены предельные прогибы изгибаемых балочных кон- струкций в зависимости от длины пролета балок L. Подкрановые балки и фермы при кранах: ручных . ................................... 1/500 электрических грузоподъемностью, т: до 50 ..................................... 1/600 60 и более ............................... 1/750 Пути: кран-балок ................ 1/500 монорельсовые .............................. 1/400 Балки рабочих площадок промышленных зданий при отсутствии рельсовых путей: главные............................... , 1/400 прочие . .................................. 1/250 То же. при наличии путей колеи: широкой ..................................... 1/600 узкой ..................................... 1/400 Балки междуэтажных перекрытий: главные.................................... 1/40) прочие . .................................. 1/250 Балки покрытий н чердачных перекрытий: главные . ......................................... 1/250 прогоны.......................................... 1/200 Элементы фахверка: стойки, ригели....................................... 1/300 прогоны, эстекления (в вертикальной и горизон- тальной плоскостях)................................ 1/200 Устойчивость элементов конструкций. Устойчивость стенок балок симметричного сечения, укрепленных поперечными ребрами жестко- сти, проверяют по формуле где а0 = К (Nb/h); / (0/6»)* + (т/то)‘ <1. (IV.41) (IV.42) (IV.43) здесь У=10* — при размерности, Па; р — отношение большей стороны участка к меньшей; dn — меньшая сторона выделенного ребрами жесткости участка стенки. 92
Коэффициент К для сварных балок принимается по табл. IV.6 в зависимости от у: v=c— (IV.44) ht \ 6 / где b пи в „—ширина и толщина сжатого пояса балки; h« — высота, б — толщина стенки балки; С—величина, принимаемая равной соответственно 0.8 и 2,0 при приложении сосредоточенной нагрузки к растянутому и сжатому поясам балки. IV.6. Коэффициент К для сварных балок V <0.8 1 2 4 б 10 30 К 6,3 6,62 7 7,27 7,32 7,37 7,46 Устойчивость центрально-сжатых элементов проверяется по фор- муле Q/4F < R. (IV.45) где <р — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по табл. IV.7, явля- ющийся функцией наибольшей гибкости X; F — площадь сечения элемента. IV.7. Коэффициент <р продольного изгиба центрально-сжатых элементов Гибкость элементов X Материал элемента СтЗ, Ст4 Ст5 14Г2, 15ГС. 09Г2С. 15ХСНД. 10Г2С1 10ХСНД 0 I 1 1 1 10 0,99 0,98 0,98 0,98 20 0,97 0,96 0,95 0,95 30 0,95 0,93 0,92 0,92 40 0,92 0,89 0,89 0,88 50 0,89 0,85 0,84 0,82 60 0,86 0,8 0,78 0,77 70 0,81 0,74 0,71 0,68 80 0,75 0,67 0,63 0,59 90 0,69 0,59 0,54 0,5 100 0,6 0,5 0,46 0,43 ПО 0,52 0,43 0,39 0,36 120 0,45 0,37 0,33 0,31 130 0,4 0,32 0,29 0,27 140 0,36 0,28 0,25 0,23 150 0,32 0,25 0,23 0,2 160 0,29 0,23 0,21 0,18 170 0,26 0,21 0,19 0,16 180 0,23 0,19 0,17 0,14 93
Продолжение табл. IV.7 Гибкость элементов X Материал элемента СтЗ, Ст4 Ст5 14Г2. 15ГС. О9Г2С, 15ХСНД, 10Г2С1 10ХСНД 190 0,21 0,17 0,15 0,12 200 0,19 0,15 0,12 0,11 210 0,17 0,14 0,12 0,1 220 0,16 0,13 0,11 0,09 Примечание. Гибкость элементов Х = //г, где I — расчетная длина элемента, г — радиус инерции сечения. Для балок двоякосимметричного двутаврового сечения коэффи- циент фо Для проверки обшей устойчивости <г«=*-7г(-т)-и”' где h — высота сечения. (IV.46) Значения q> принимаются по табл. IV.8 как функция от парамет- ра а. Для прокатных двутавров а = 1,54 V. (IV.47) 'у Ь > где 1 момент инерции при кручении; / — расчетная длина балки. Для сварных двутавров, составленных из трех Листов, а также клепаных двутавровых балок где — толщина и ширина пояса балки; h — полная высота сечения балки; d~0,5ft; б — толщина стенки балки. IV.8. Коэффициенты <р для двутавровых балок а Балки без закреплений в пролете, имеющие нагрузку Балки, имеющие неменсе Двух промежуточных закреплений верхнего пояса, делящих пролет на равные части, незави- симо от места приложе- ния нагрузки сосредоточенную. приложенную к поясу равномерно распре- деленную, приложен- ную к поясу верхнему нижнему верхнему нижнему 0,1 1,73 5 1,57 3,81 2,17 0,4 1,77 5,03 1,6 3,85 2,2 1 1,85 5,11 1,67 3,9 2,27 94
Продолжение табл. IV 8 а Балки без закреплений в пролете, имеющие нагрузку Балки, имеющие не менее двух промежуточных закреплений верхнего пояса, делящих пролет па равные части, незави- симо от места приложе- ния нагрузки сосредоточенную, приложенную к поясу равномерно распре- деленную, приложен- ную к поясу верхнему нижнему верхнему нижнему 4 2,21 5,47 I ,98 4,23 2,56 8 2,63 5,91 2,35 4,59 2,9 16 3,37 6,65 2,99 5,24 3,5 24 4,03 7,31 3,55 5,79 4 32 4,59 7,92 4,04 6,25 4,45 48 5,6 8,88 4,9 7,13 5,23 64 6,52 9,8 5,65 7,92 5,91 80 7,31 10,59 6,3 8,58 6,51 96 8,05 11,29 6,93 9,21 7,07 128 9,4 12,67 8,05 10,29 8,07 160 10,59 13,83 9,04 11,3 8,95 240 13,21 16,36 11,21 13,48 10,86 320 15,31 18,55 13,04 15,29 12,48 400 17,24 20,48 14,57 16,8 13,81 Примечание. При одном закреплении балки в середине про- лета различают следующие случаи: сосредоточенная сила приложена в середине пролета, тогда неза- висимо от уровня приложения ф= 1,75ф*; сосредоточенная сила в четверти пролета или равномерно рас- пределенная нагрузка, приложенные к верхнему поясу, тогда ф = = 1,14ф*; сосредоточенная сила приложена к четверти пролета к нижнему поясу, при этом ф=1,6ф*; равномерно распределенная по нижнему поясу нагрузка, тогда ф=1,3ф*; здесь ф* — это значения ф, взятые из последней графы табл. 1V.8, Составные элементы из уголков, швеллеров и т. д., соединенные через прокладки, рассчитывают как сплошностенчатые. Расстояние / между прокладками не должно превышать для сжатых элементов 40г, для растянутых 80г; г —радиус инерции уголка или швеллера относительно оси, параллельной плоскости расположения прокладок. В пределах сжатого элемента должно быть не менее двух про- кладок. Прочность при переменных нагрузках определяется в том слу- чае, если характер нагрузок повторяется более 1000 раз. При расчете по методу допускаемых напряжений о = Р/Р < yR. (IV 49) При расчете по методу предельных состояний Q/F < yR, (IV.50) 95
где v=<y f K/os — коэффициент снижения допускаемых напряжений при переменной нагрузке; аг к — предел выносливости элементов конструкции, определяемый экспериментально при характеристике цикла г н концентрато- ре К. Связь между пределами выносливости при различных циклах выражается следующим образом: аг к = 20^/р (1 - г) + Ф (1 + г). (IV-50 где апредел выносливости основного металла при г-—I; г — характери- стика цикла; к — эффективный коэффициент концентрации; 0—1, х “ пРеДел выносливости при характеристике цикла г—1 и концентра- торе К; ф“О_1/Од — коэффициент свойств материала; Од—предел прочно- сти. Для сталей ф-0,27—9,34. Коэффициент у определяется по формуле v = I/(0.63 + 0,2) — (О.бр - 0.2) г < 1. (IV.52) При 0=1 v= 1/(0,8 — 0,4г). (1V.53) Для угловых швов и для основного металла у лобовых угловых швов (без механической обработки) 0 = 3: 1/(2 —1.6г). (1V.S4) Для основного металла без концентраторов напряжений V = 1/(1-0.5г). (1V.55) Для сварных стыковых соединении с механической обработкой поверхности V = 1/(1 — 0.6г). (IV56) Для сварных стыковых соединений, выполненных косым швом без обработки поверхности, v = 1/(1.3-0,8г). (IV.57) IV.3. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА СВАРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ, РЕЗЕРВУАРОВ И СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ При расчете труб, штуцеров и коллекторов с отношением толщи- ны стенки к наружному диаметру не более 0,2 номинальная толщина 6 стенки должна быть pD.. « > +С. (IV.58) 2лД -f- р где р — внутреннее давление; D|( —наружный диаметр трубы; л — минималь- ный коэффициент прочности элемента, ослабленного сварным швом; С-0,26 — увеличение толщины, компенсирующее коррозию и возможное уменьшение толщины по технологическим, монтажным и другим соображениям проекти- рующих организаций и изготовителей, а также увеличение толщины в местах швов труб и трубопроводов. При расчете конических переходных участков сварных труб б -------------+ с. (IV.59) 2лЛ cos а — р где D — внутренний диаметр большой трубы; а — угол конуса. 96
Допускаемое давление в коническом переходном участке [р] == 2лб [a) cos a/(D 4-б). (IVG'H Толщина стенки 6 сварных цилиндрических сосудов, изготовля- емых из вальцованных или штампованных листов, определяется по формуле б =----—--- +<?. (1V.6!) 2nR — р Для шаровых сосудов в —------ +С. (I V.62) 4л/? — р Допускаемое давление |р] в изготовленном сосуде вычисляют по формулам: для цилиндрических сосудов (р] =2d>Rn/(D+ 0). (IV.63) для сферических сосудов [р] « 46Rn/(D 4- б). (IV.64) При расчете выпуклых днищ сосудов номинальная толщина стенки б: б = + с, (iv.65) 8nhR где Я —высота выпуклой части днищ по внутренней поверхности. Допускаемое давление [р] в изготовленном выпуклом днище [р] = 8nh6R/D (D 4- б). (I V.66) Толщина стенки б плоского днища (крышки) глухого или имею- щего центральное неукрепленное отверстие должна быть б > (К/Ко) D Ур/R, (I V.67) где К — коэффициент, учитывающий особенности конструкции днища; для днищ с отбортованными краями, привариваемыми к сосуду кольцевым швом. /С“0,35; для кованых днищ с цилиндрическим участком Д-0,35—0,45; для плоских днищ, привариваемых к обечайке по всей толщине: с обеих сторон К=0,5, с одной стороны /<—0.6; К» — коэффициент: для днищ и крышек без ослаблений (штуцеров, отверстий) ZG—1; для днищ или крышек с отверстием диаметром d: при л/D С 0,35 До-0,43; при 0,35<<//D 0,75 Ко=О,85. Допускаемое давление [р] для плоского днища с известными размерами определяют в случае необходимости по формуле [р] = (6K./DK)’/? (IV.68> Гладкие цилиндрические элементы, находящиеся под действием бокового или гидравлического давления, рассчитывают из следую- щих условий: 0.005 < (б - С)/Ос <0,2; Dc/L < 2; a < 8% по формулам: = 1.2D У Dc (6 - С) } (IV.59) пр V Г V 7-194 97
Гр» = — j p- 2 (IV.70) ркр 2акр( Dc )' (IV. 71) где Dc — средний диаметр; L, LKp —длина расчетная и критическая; а — овальность сечения оболочки; £ — поправочный коэффициент, определяемый как наименьшее из двух значений: где 6 = 0,7 и 6 = Л (1 + X). * = о0.2/°кр, Здесь акр критическое напряжение: для £>£иР для Dc/2<L<LKp где Е — модуль упругости; о». — предел текучести. При расчете вертикальных цилиндрических резервуаров толщину листа 6 вычисляют по формуле 6 = pD/(2R +Д). (IV-72) где p^yh — давление, которое определяется на расстоянии 300 мм от нижней кромки рассчитываемого пояса (п — расстояние от расчетного уровня залива до низа рассматриваемого пояса; у — плотность жидкости); Д —запас на кор- розию и неравномерность толщины прокатного металла. Чем меньше давление р, тем тоньше листы пояса. Наименьшую толщину пояса в резервуарах задают равной 4 мм. Поперечные швы в резервуарах напряжены значительно меньше. При определении толщины стенок по методу предельных состояний допускаемое на- пряжение в сварном шве [°св! e Rnlm' <IV.73) где R — расчетное сопротивление; « — коэффициент условий работы, равный обычно 0,8; т — коэффициент перегрузки: для гидростатического давления жидкости т-1,1; для избыточного давления газов и вакуума т—1,2; для сне- говой нагрузки т-1,4. Сферические и эллиптические оболочки, находящиеся под дейст- вием наружного давления, для которых 1Д> 77 (в - Q 4-1.63 ]/ Dc (6-0). 0,005 «О (в - C)/Dc <0,1, рассчитываются по формулам: (р] = —. 6дкр; (IV.74) р„п = 4,84 ( в ~V — для сферических оболочек; к₽ \ I 98
р„_ — 1.21Е Г h (6-£L1*_для эллиптических оболочек! Р L а* 1 где I д— длина дуги по меридиану средней поверхности: а, Ь— соответст- венно большая и малая полуоси эллипса; |р], р кр — допускаемые наружное и критическое давления. Поправочный коэффициент | определяется как наименьшее из значений ‘ =0.15 и ‘ =х/(1 +М, где х = оо,2/°Кр Критическое напряжение для оболочек: сферических %р = 1,2£ (6-С)/ос. эллиптических окр -= О.ЪЕЬ (б —С)/а*. IV.4. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА, РАСЧЕТНЫЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ Характеристиками механических свойств сварных швов » соеди- нений являются: предел прочности ств, предел текучести от, относи- тельное удлинение б, коэффициент поперечного сужения ф, угол из- гиба а, пределы выносливости q_b о0 при различных 'циклах нагру- жения. За расчетное сопротивление о при условии достижения ме- таллом конструкции и сварного предела текучести от принимается o = ojK/n1m2. (IV.75) где К-—0.8—0,85 — коэффициент однородности металла; /л,, т2 — коэффициенты условий работы соответственно материала и элементов конструкции. Элементы стальных конструкций mt 1. Сплошные балки и сжатые элементы ферм перекрытий над залами театров, клубов и кинотеатров, под три- бунами и т. п. при массе перекрытий, равной или боль- шей нагрузки . ..................................... 0,9 2. Сжатые основные элементы (кроме опорных) решетки ферм покрытий и перекрытий (например, стропиль- ных и аналогичных им ферм) при гибкости их 60 0,8 3. Сжатые раскосы пространственных решетчатых кон- струкций из одиночных уголков, прикрепленных к по- ясам одной полкой с помощью сварных швов: при перекрестной решетке с совмещенными в смежных гранях узлами ...................................... 0.9 при елочной и перекрестной решетках с несовмещен- ными в смежных гранях узлами....................... 0,8 4. Подкрановые балки для кранов грузоподъемностью более 5 т с режимами работы тяжелым, весьма тяже- лым и тяжелым непрерывным............................ 0,9 5. Колонпы гражданских зданий и опор водонапорных башен .............................................. 0.9 6. Сжатые элементы из одиночных уголков, прикрепляе- мых одной полкой (для неравнополочных уголков только узкой полкой), за исключением элементов кон- струкций, указанных в п. 3. и плоских ферм из оди- ночных уголков...................................... 0.75 7* 99
В табл. IV.9—JV.15 приведены справочные данные по механиче- ским свойствам сварных соединений из различных материалов. IV.9. Расчетные сопротивления сварных швов в конструкциях при механизированной и ручной сварке, МПа Сварной шов Вид напряженного состояния Стыковой Сжатие Растяжение при сварке: автомати- ческой, полуавто- матической и руч- ной с применением для контроля ка- чества швов спосо- бов: повышенного (гамма-просвечи- вание, ультразвук и др.) обычного (на- ружный осмотр, измерение швов и Др.) Срез /?сСВ лев НР г>св У'ср Сталь 14Г2,. 15ГС, электро- ды 350А при толщине про- ката, мм до 20 21-32 210 290 210 290 210 290 180 250 130 170 280 280 Сталь 09Г2С. 10Г2С1 электроды 355 290 340 290 340 280 290 340 240 250 290 170 170 200 Угловой Сжатие, растяже- ние и срез 150 200 200 200 240 IV.10. Свойства металла швов в стыковых сварных соединениях Металл или сварное соединение °т % 4 ф МПа % МСтЗ без термической обработки, об- разцы диаметром 6 мм 293 455 367 65,9 Сварное соединение на стали МСтЗ под керамическим флюсом, сварка в три слоя, 6=13 мм, образцы диа- метром 6 мм вырезаны поперек шва 324 470 221 62,1 Сталь 15ХСНД без термической об- работки 350 500 210 — Металл шва, полученный при автома- тической сварке в углекислом газе пластин из стали 15ХСНД, 6=14 мм 460 650 222 — 100
IV.1I. Механические свойства металла наплавленного и стыковых сварных соединений Тип электрода Металл шва или наплавленный при rfa>2,5 мм Сварное соединение при da<2,5 мм МПа Кс. 10-5 Дж/м« в. % ов. МПа а, град 1 2 з ♦ 5 6 Э34 340 . 340 30 Э42 420 8 18 420 120 Э42А 420 14 22 420 180 Э46 460 8 18 460 120 Э46А 460 14,6 22 460 150 Э50 500 6 16 500 90 Э50А 500 13 20 500 150 Э55 550 12 20 550 140 Эбо 600 6 16 —• — Э6ОА 600 10 18 — — 970 700 6 12 — — Э85 850* 5* 12* — — Э100 1000* 5* 10* — — Э125 1250* 4* 6* — — Э145 1450* 4* 5* — — Примечание. Звездочкой обозначены механические свойства металла после термической обработки. IV.12. Пределы выносливости сварных соединений низколегированных сталей, МПа Марка стали Марка стали 14Г2 15ГС 14ХГС 19Г 10Г2СД 09Г2С Приме 20 мм. 97 108 91 89 70 78 ч а и и е. 150 150 Толщина 10Г2С1 | 10Г2СД (ТСРМИ‘ 1 чески 10ХСНД| обрабо- 1 тайная J сталь) 15ХСНД (горячека- таная) 15ХГ2СМФ М16С испытываемых матер 68 68 80 70 72 70 налов ПО 160 98 128 равна 101
IV.13. Расчетные сопротивления деформируемых алюминиевых сплавов, упрочняемых термической обработкой, МПа Марка сплава 3 £ Поковки Листы тол- щиной, мм Плиты тещиной, мм Профили тол щи ной, мм ю о 5—10 10.1-25 О 26—40 10,1-20 5 1 а ЛД31 70 70 70 70 70 70 70 70 '70 АД31-Т1 120 120 120 120 120 120 120 120 120 АДЗЗ-1 95 85 95 95 95 95 95 95 95 АДЗЗ-Т1 160 160 160 160 160 160 160 160 160 АД351-Т 100 100 100 100 100 100 100 100 100 АД35-Т1 190 170 170 170 170 170 190 190 190 АВ-Т 115 100 НО 100 100 90 100 100 100 АВ-Т1 175 160 170 170 170 160 170 170 170 В92-Т 240 — 190 190 190 190 240 250 260 Д1-Т 185 160 160* 160* 190 180* 185 195 .210 Д16-Т 230 — 240* 240* 240* 240 150 260 270 В95-Т1 300 300 290 300* 290 290* 300 320 340 АВ-М (без термо- обработки) 70 70 70 70 70 70 70 70 . -70 Примечание. Звездочкой отмечены расчетные сопротивления для плакированных листов и плит. IV.14. Расчетные сопротивления деформируемых алюминиевых сплавов, не упрочняемых термической обработкой, МПа Сплав Листы толщиной, мм Плиты Трубы Поковки 0,5-4 5—10 АД1-М 25 25 25 25 25 АМц-М 40 40 40 40 40 АМц-П 100 100 100 100 100 АМг-М 70 70 70 70 ‘ 60 АМгЗ-М 80 80 70 70 60 АМг-П 140 140 120 120 НО АМгЗ-П 140 140 120 120 НО АМг5-М 130 НО 100 130 100 АМгб-М 140 140 140 140 140 АМгбЬМ 160 160 160 180 160 102
IV.15. Расчетное сопротивление металла сварных соединений и швов, выполненных аргонодуговой сваркой, МПа Марка Сварной шов свариваемого сплава присадочного материала стыковой угловой Сжатие, растя- жение. изгиб Срез ЛД1 АМц АМг.АМгЗ АМг5 ЛМгб АМг61 АД1 АМц АМгЗ, АМг5 АМг5, АМ?6 АМгб. АМг7 АМг7, АМгб! 25 40 70 НО 140 160 15 25 45 65 85 100 АД31-Т 70 70 40 ЛД31-Т1 СВ-АК5., Св-АКЗ, Св-АКЮ, Св-АК12 80 80 • 50 АДЗЗ-Т, АД35-Т, АВ-Т 100 100 /60 . АДЗЗ-Т1, АД35-Т1 ABTI при толщи- . . • не, мм: 3 Св-ЛК5, Св-АКЮ, Св-АК12 ТГо • 65 4-10 ПО 90 . 60 В92-Т при толщи- не, мм: 4 Св-В92 170 100 Св-АК5 160 170 90 5—12 Св-В92 150 150 150 Св-АК5 150 90 Примечание. В числителе и знаменателе приведены соответ- ственно расчетные сопротивления металла при сварке плавящимся и неплавящимся электродами. 103
IV.5. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ОСТАТОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИИ В ЭЛЕМЕНТАХ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Напряжения и деформации в сварной конструкции после ее ос- тывания называются остаточными. Поле остаточных напряжений может быть одно-, двух- и трехосным. Продольные напряжения их действуют вдоль шва. Перпендикулярно оси шва в плоскости свари- ваемых пластин действуют поперечные остаточные напряжения ov. Напряжения, действующие в направлении, перпендикулярном плос- кости пластин, обозначают ох. Значительные по величине напряже- ния az возникают, как правило, при толщине металла более 40— 50 мм, поэтому для большинства строительных конструкций харак- терны поля одно- и двухосных остаточных напряжений. Максимальные растягивающие напряжения о, в низкоуглероди- стых сталях обычно достигают в шве и околошовной зоне значений предела текучести. Далее в зоне термического влияния они умень- шаются, падают до нуля и затем переходят в сжимающие напряже- ния в основном металле. На рис. IV. 12, а и IV.13 показано распре- деление остаточных напряжений ох и ov в средней части сварной пластины толщиной 8 мм из стали марки СтЗ в направлении, пер- пендикулярном шву (распределение <тх), и по длине шва (распреде- ление orv). Поперечные напряжения ои по величине меньше напряже- ний <jx. В начале и конце шва напряжения аи сжимающие, в средней части шва — растягивающие. Характер распределения остаточных напряжений в конструктивных элементах подобен их распределению в пластинах. На рис. IV.12, б показано распределение напряжений ах по ширине полки от продольного двустороннего шва в тавровой балке (размеры полки и стенки 12X200X200 мм, материал — сталь СтЗ), а на рис. IV.12, в — распределение этих же напряжений по вы- соте стенки. В перлитных, аустенитных сталях, титановых и алюминиевых сплавах распределения остаточных напряжений имеют, как правило, одинаковый характер. Однако в титановых сплавах максимальные напряжения ох в шве достигают (0,5—0,8) от, а в алюминиевых сплавах — (0,6—0,8) ог. В случае сварки среднелегированных ста- лей, испытывающих при используемых режимах структурные прев- ращения в низкотемпературной области, знак остаточных напряже- ний ох в шве и зоне термического влияния может быть различным. Когда химический состав присадочного и основного металлов совпа- дает, в шве образуются сжимающие, а в околошовной зоне — растя- гивающие напряжения ох, переходящие в основном металле в не- большие по величине сжимающие напряжения. В случае сварки этих сталей аустенитным присадочным материалом, позволяющим избе- жать образования холодных трещин, в шве появляются растягиваю- щие напряжения ох. 104
IV.12. Распределение напря- жений а х а — в пластине; б — в полке балки; в — в стенке балки IV. 13. Распределение напряжений о у в пластине IV.6. ОСТАТОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИИ И ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ ИХ РАСЧЕТА Продольная и поперечная усадка швов, неравномерно распреде- ленная по сечению свариваемых элементов, сжимающие остаточные напряжения, действующие в нежестких конструктивных элементах, 105
IV.I4. Виды (а—е) сварочных деформаций приводят к возникновению остаточных деформаций сварных конст- рукций. На рис. IV.14 показаны некоторые наиболее распространен- ные виды сварочных деформаций. Продольный шов или газовый рез на кромке полосы приводят к искривлению ее продольной оси (см. рис. IV.14.а). Неравномерная по толщине свариваемых листов и по сечению шва поперечная усадка вызывает деформации грибовидно? стн (см. рис. IV.J4.6) и углового поворота (см. рис. IV.14,в). Усадка продольных и поперечных швов в конструкциях типа балочных при- водит к значительным изгибным деформациям балок (с.м, рис. IV.14, г). От кольцевых и продольных швов в оболочковых и труб- чатых конструкциях возникают деформации, показанные на рис. IV.14, д, е. Кроме указанных видов возможны потеря устойчивости, коробление листовых элементов конструкции под действием сжима- ющих остаточных напряжений, скручивание балок относительно про- дольной оси и т. д. В большинстве случаев, особенно при сварке сложных конструкций, возникает несколько видов остаточных сва- рочных деформаций. Определение тепловых параметров процесса сварки. Эффектив- ная тепловая мощность сварочной дуги, если известны параметры режима сварки, определяется по формуле q=f\JU. , .. . (IV.76) где ^ — эффективный КПД процесса нагрева; / — сварочный ток; (7 —напря- жение дуги. Погонная энергия сварки в этом случае <7П =<?/рс. (IV.77) где рс — скорость сварки. Если режим сварки не известен, но задано поперечное сечение наплавляемого за один проход металла шва (стыкового или угло- вого), погонная энергия q„ равна: где Q „ — коэффициент, определяемый по табл. IV. 16; Дщ—площадь попереч- ного сечения наплавленного металла шва. 106
IV.16. Значения Ог,для различных способов сварки Способ сварки Сварочные материалы Дж/мм' Ручная электродуговая Электроды: УОНН 13/45 65 ' ЭА395/9, ЭА606/10, ЭА400/10 42 ЭА606/11, 48Н-1 46 ЭА981/15 48 Полуавтоматическая в СОг Проволока Св-08ГС 38 Автоматическая и полу- Проволока Св-08А, флюс ОСИ- 65 автоматическая подфлю- 45 сом Проволока Св-ЮГСМТ, флюс 71 АН-42 »’ При сварке угловых соединений (тавровых, нэхлссточных) часть погонной энергии, вводимая в свариваемые элементы, определяется в зависимости от соотношения их толщин. Так, п случае приварки стенки толщиной бс к полке толщиной бП, в результате чего образу- ется тавровое соединение, погонная энергия, вводимая в полку Ца.п и стенку q0.t, может быть приближенно вычислена по фор- мулам; <IV> %.С = VM2dn+ СсУ <IV80) Формулы (IV.79) и (1V.80) дают наиболее точные результаты при бп/бс<1,7. Они справедливы для низкоуглеродистых, низколегиро- ванных и аустенитных сталей, а также для титановых и алюминие- вых сплавов толщиной примерно до 16 мм. Расчет продольной усадочной силы и деформаций от продольных швов. Действие продольной усадки от продольных швов в балочных конструкциях заменяется действием фиктивной продольной усадоч- ной силы Р)С. Усадочная сила пропорциональна площади зоны пла- стической деформации и прикладывается к центру тяжести этой пло- щади. Величина Рус в общем случае определяется в зависимости от погонной энергии, удельной погонной энергии сварки, жесткости сва- риваемого конструктивного элемента. Вследствие довольно высокой жесткости балок, применяемых в строительстве, и относительно уме- ренных удельных погонных энергий, используемых при их сварке, влияние этих двух факторов на Руе в данном случае не очень велико, и Ру£ может быть вычислена по формуле Рус = (IV.81) Ниже приведены значения коэффициента В для погонной энер- гии, выраженной в Дж/мм, при этом усадочная сила, определяемая по формуле (IV.81), исчисляется в ньютонах, 107
Для однопроходных стыковых, нахлесточных и тавровых свар- ных соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей В= 170, для однопроходных соединений листов из сплава АМгб тол- щиной 5—12 мм 6=140—150 — стыковые швы и 6=160—170 — тав- ровые соединения с одним угловым швом. Усадочная сила при однопроходной сварке двусторонних про- дольных швов с одинаковой погонной энергией в тавровых балках определяется по следующей формуле: Руся - (1.3- ’.44) Рус. где РуС —значение усадочной силы для одностороннего шва, определенное по формуле (IV.8I). Для упрощения инженерных расчетов можно считать, что при многопроходных сварных соединениях, если зона пластических де- формаций от последующего прохода частично перекрывает зону пла- стических деформаций от предыдущих проходов, добавочная Рус от каждого прохода составляет ~15% Рус, вычисленной по формуле (IV.81). Аналогичная схема расчета принимается и для швов, рас- положенных рядом. Расчетная сила в этих случаях будет равна сум- ме Рус от всех проходов или швов. Для прерывистого шва р _ р tn. (IV .82) ус.пр ус ' где t ш— длина участка шва; 7—шаг прерывистого шва. При ручной дуговой сварке продольных швов в балках в случаях сварки «на проход» или «вразброс» Рус практически одинакова и мо- жет быть получена по формуле (IV.81). Когда сварка выполнена «от середины», Рус на 15—20 % меньше, чем в первых двух случаях. Продольное укорочение балки от сварки продольных швов ADp вычисляется по формуле Anp-pycL/EF- (IVM) где L — длина балки; £ — модуль упругости; F — площадь поперечного сече- ния балки. Сварка продольных швов вызывает угловой поворот ср концов балки и ее прогиб /, которые определяются по следующим фор- мулам: <Р = Рус eL/EL (IV.8I) f = Pvp eL/ЬЕ!, (IV.85) У V где 7 — момент инерции балки; «—расстояние между точкой приложения усадочной силы и центром тяжести поперечного сечения балки. В тавровых, двутавровых и коробчатых балках можно считать, что усадочная сила приложена на линии контакта свариваемых эле- ментов, например на линии стыка полки со стенкой. 108
. Формулы (IV.81), (IV.83) — (IV.85) можно использовать для расчета деформаций полос при их газовой вырезке (см. рис. IV.14, а). При этом в формулу (IV.81) в качестве погонной энергии q следует подставлять энергию, определенную режимом газовой резки. В случае одновременной вырезки полосы с двух сторон (двумя резаками) суммарный остаточный изгиб полосы на кромку /2 = 0. При сварке продольных швов в тавровых и нахлесточных соеди- нениях возникают угловые деформации (рис. IV.15), которые скла- дываются из деформаций изгиба полки Р вследствие неравномерного поперечного сокращения металла по толщине полки и поворота пол- ки тавра w как жесткого целого в результате усадки шва в направ- лении гипотенузы. При однопроходной односторонней сварке деформация изгиба полки Pi (см. рис. 1V.15) может быть определена по номограмме, представленной на рис. IV. 16, в зависимости от отношения ^п.п/б'^- В случае однопроходной двусторонней сварки тавровых соеди- нений деформация изгиба полки 0(i+2) вычисляется по следующей формуле: P(1+2) + Ри- гле ft деформация изгиба от усадки катета шва. определяемая по фор- муле Рк — ет D, где ет—относительная деформация, соответствующая пределу текучести ме- талла шва: D — коэффициент (рис. IV.17), зависящий от величины катета К, толщины полки б_ и стенки б -U V» Деформация изгиба полки р при однопроходной односторонней и однопроходной двусторонней сварке продольных швов практиче- ски постоянна по длине для случаев сварки в СО2, под флюсом и ручной дуговой сварки. Угол поворота латки тавра зависит от предварительного закрепления полки со стенкой. Если они предвари- тельно сварены ниточным швом, угол и) мал и нм можно прене- бречь. Если элементы балки собраны на прихватках, угол поворота полки от однопроходного одностороннего шва вычисляется по фор- муле w =— 2аТх m - 0.0008Х. где а — коэффициент линейного расширения; Тх — характерная температура, рапная для низкоуглероднетых и низколегированных сталей 750—800'С; т- =0,7 — коэффициент, учитывающий сопротивляемость изгибу сборочных швов; X — расстояние от начала шва до сечения, где определяется угловая дефор- мация. Угол поворота принимается отрицательным, когда соответствую- щая половина полки пригибается к стенке. Суммарная угловая деформация полки, вызванная ее изгибом 109
IV. 15. Угловая деформация полки тавра IV 16. Номограмма для определения угловой деформации при сварке встык и втавр IV. 17. Номограмма для определе- ния коэффициента D и поворотом, выражается через углы поворота ytl и y2i левой и пра- вой половин полки относительно их исходных положений. Из рис. IV. 15 видно, что: Vii = — - Э,/2. V.i = - Pi/2. Если элементы балки предварительно сварены ниточными шва- ми, углы уп и у2( практически постоянны по длине балки при одно- проходной односторонней сварке. Если балка собрана на прихватках, эти углы по длине балки непостоянны, что приводит к винтообраз- ное™ полки. При однопроходной двусторонней сварке тавровых и двутавровых балок для уменьшения винтообразное™ полки, выз- ванной укладкой первого шва, второй продольный шов следует сва- ривать в том же направлении, что и первый. В противном случае винтообразность полки возрастет. Расчет поперечной усадки и деформаций от поперечных швов. Поперечные швы в балках, приваривающие различные конструктив- ные элементы и ребра жесткости на полках и стенках, сваривающие стыки полок, смещены относительно центра тяжести сечения балок. Поперечная усадка таких швов вызывает продольное укорочение сварной балки в направлении ее длины и деформации изгиба балки. При сварке поперечных швов на полках балок основное влияние на поперечную усадку Дпоп и прогибы / балок оказывает глубина про- плавления полки. Поперечные по отношению к сварному шву эле- менты жесткости (стенка, ребра) несколько уменьшают Дпоп и f. Остаточные напряжения от продольных швов, выполненных до свар- ки поперечных швов, увеличивают деформацию балок открытого про- ПО
филя от поперечных швов. В инженерных расчетах деформаций ба- лочных строительных конструкций можно ограничиться учетом влия- ния глубины проплавления на ДВсп и f. При однослойной сварке соединений на пластинах или на конст- руктивных элементах балок поперечная усадка Дпоп определяется по формуле д =Л—--------Ц-, (IV.86) поп су vc ® где 4 — безразмерный коэффициент, учитывающий влияние глубины проплав- ления на Лпои; су — объем 'ая теплгемкость; б — толщина пластины. При расчете по формуле (IV.86) поперечной усадки от таврово- го или нахлесточного сварного соединения необходимо учитывать только ту часть погонной энергии q, которая вводится в рассчитыва- емый элемент, т. е. погонную энергию, определяемую по формулам (1V.79) и (1V.80). Коэффициент А (табл. IV. 17) зависит от способа сварки, погон- ной энергии qn, удельной погонной энергии q0. IV. 17. Формулы для определения коэффициента А Способ сварки <7П. Дж/мм Дж/ым* А Под флюсом (пе- ременный ток) 5460-5880 <464 >464 0,064-2,02-10-3 q0 1050—2230 <314 >314 0,154-2,72-10-8<7о 1 В СО2 и под флю- сом (постоянный ток) 1400—1460 <84 84—193 >193 0,154-2,72 10-э^о —0,124-5,83-10- 1 1100—1140 <38 38-168 >168 0,154-2,72-1О-З<7о 0,024-5,83 Ю-8^ 860—900 и менее <12,5 12,5—150 >150 0,154-2,72-10-’«/о 0,124-5,83-IO-3 <70 1 Если погонная энергия, вводимая в рассчитываемый конструк- тивный элемент, находится между указанными в табл. IV. 17 диапа* зонами «/я, коэффициент А определяется интерполяцией его величия, 111
вычисленных по формулам для соседних диапазонов погонных энер- гий в зависимости от конкретной величины удельной погонной энер- гии <?а/6. При сварке многослойных поперечных угловых швов в балках слои, смещенные на привариваемый конструктивный элемент, практи- чески не дают приращения поперечной усадки. Приращение попереч- ной усадки Дп от каждого слоя, смещенного на полку или стенку, вы- числяется по формуле Л„- <0.6-0.71 Лпоп(. (1V871 где Д ппп1 —поперечная усадка от первого слоя. Коэффициент 0,7 относится к стенкам и полкам балок, собран- ных на прихватках или предварительно сваренных односторонними продольными швами с малым катетом. Коэффициент 0,5 относится к полкам балок, предварительно сваренных двусторонними продоль- ными швами с большим катетом. Суммарная поперечная усадка от многослойного углового попе- речного шва k дпоп = Anont **" S Лп,’ (IV.88) <=1 где fe — число слоев, смещенных на полку или стенку; усадки от очередного слоя; I — порядковый номер слоя. — приращение При сварке коротких многослойных поперечных швов на узких пластинах или полках балок с увеличением числа слоев значительно возрастает неравномерность распределения поперечной усадки по длине шва. Усадка в начале шва намного больше, чем в конце. Эта неравномерность усадки вызывает изгиб пластины или балки в плос- кости свариваемого элемента (пластины или полки) и прогиб при этом может достигать большой величины. Для уменьшения нерав- номерности поперечной усадки и вызванных ею прогибов в плоско- сти свариваемого элемента следует изменять направление сварки последующего слоя по сравнению с предыдущим. При наличии не- скольких поперечных швов на полке балки или на узкой пластине целесообразно сваривать рядом расположенные швы в противопо- ложном направлении. Общая кривизна балки при этом уменьшается. Зная поперечную усадку, можно определить угол излома и про- гиб балки от поперечного шва. Так, например, от сварки поперечного шва на полке угол излома балки ф: <P = AnonS//. (IV.89) где S — статический момент части сечения, где расположен поперечный шоп, т. е. статический момент полки, относительно центра тяжести сечения балки; / •— момент инерции поперечного сечения балки. П2
Прогиб балки от поперечного шва f: f = ^L(L0~LyL6. (IV.90) где L — расстояние от конца балки до поперечного шва; £g — длина балки. Если поперечный шов расположен посередине длины балки, f«<pL6/4. (IV.91) Прогиб балки / от двух одинаковых поперечных швов, симмет- рично расположенных относительно середины длины балки и нахо- дящихся на расстоянии Li от ее концов, определится формулой / = ф£,. (IV.92) где ф — угол поворота балки от одного шва. Если таких пар швов несколько, то суммарный прогиб от них 1 = 2 Ц. (IV. 1)3) 1ях1 где п — число пар симметрично расположенных швов. Помимо прогиба балки, по известной величине Л поп МОЖНО ВЫ- ЧИСЛИТЬ продольное укорочение балки ЛпР от поперечной усадки пол- ки по формуле Anp = AnonFn/F6- (IVM> где £ц, b g — площади поперечных сечений полки и балки. Суммарные остаточные деформации балки от продольных швов и от различно расположенных поперечных швов определяются мето- дом суперпозиции. При этом продольное укорочение балки находится арифметическим сложением укорочений от отдельных швов, полу- ченных по формулам (IV.83) и (IV.94). Суммарный прогиб балки находится геометрическим суммированием прогибов от отдельных швов, вычисленных по формулам (IV.85), (IV.90) — (IV.93). Примеры расчета. 1. Требуется определить прогиб тавровой бал- ки из стали СтЗ от сварки одностороннего двухслойного продольно- го шва катетом 10 мм, соединяющего полку со стенкой. Сварка ве- дется в СО2, погонная энергия сварки одного слоя 1050 Дж/мм. Размеры поперечных сечений полки и стенки 12x200 мм, длина бал- ки 10 м. Площадь поперечного сечения тавра F=4,8X103 мм2, ста- тический момент поперечного сечения полки относительно центра се- чения балки S= 1,27x10s мм8, момент инерции сечения балки / — = 2,153Х10г мм*. Расстояние между линией стыка полки со стенкой и центром тяжести поперечного сечения балки е=47 мм. Определяем по формуле (IV.81) фиктивную усадочную силу от первого слоя Р = ПО-1050 = 178500 И. 8-194 113
Усадочная сила от двухслойного шва Рус2‘ Pv„9 = 1,I5PV_ == 1.15-178000 = 205000 Н. уса ус По формуле (IV.85) находим прогиб балки от одностороннего двух- слойного продольного шва катетом 10 мм , 205000-47.10000» / ------------------ = 28 мм. 8-2.10».2,153 -10’ 2. Требуется определить прогиб тавровой балки из стали СтЗ от однопроходной сварки продольного двустороннего шва катетом 9 мм, соединяющего полку со стенкой, а также от сварки двух однопро- ходных поперечных швов катетом 9 мм, приваривающих к полке по- перечное ребро толщиной 9 мм, расположенное посередине балки. Сварка ведется в СО2, погонная энергия сварки </п=1500 Дж/мм. Геометрические характеристики балки такие же, как и в примере 1. Определяем по формуле (IV.81) усадочную силу от одного одно- слойного продольного шва РуС: Р = 170-1500 = 255000 Н. Усадочная сила от двустороннего продольного шва Pycz' Р^а=1.Х>Р^ = 1,35-255000 = 345000 ЛЛ УС* ус По формуле (1V.85) вычисляем прогиб балки /п₽ от двусторон- него продольного шва: , 345000-47-10000» f ----------------------- 47 мм. вр 8.2- 1О5-2,153-ИН Определяем по формуле (IV.79) часть погонной энергии, qaa, приходящуюся на полку при сварке одного поперечного шва катетом 9 мм, приваривающего к полке толщиной 12 мм поперечное ребро толщиной 9 мм 2-12 <; = ---—------1500 = 1100 Дж/мм. пп 2-12 4-9 Удельная погонная энергия q»: qu= 1100:12 = 91,5 Дж/мм». По формуле из табл. IV.17, соответствующей случаю сварки в СО2 в диапазоне погонных энергий 1100—1140 Дж/мм, находим коэффициент Л: А = 0.02 4- 5,83-10“3-91,5 = 0.56. По формуле (IV.86) определяем поперечную усадку полки от одного поперечного шва катетом 9 мм АПом: 114
Поперечная усадка полки Дпоп от двух поперечных швов катетом 9 мм, приваривающих к ней поперечное ребро, будет равна: Д = 2_Л_# *= 2.0,13 = 0/26 мм поп поп! Угол излома балки от приварки к полке поперечного ребра опреде- ляем по формуле (IV.89) ф » 0,26 = 0,00154 рад. 2.153-10’ Прогиб балки от приварки к полке поперечного ребра faon, рас- положенного посередине балки, находим по формуле (1V.91) , 0,00154.100-99 f ------------------ = 3.9 мм. 'поп 4 Суммарный прогиб балки от продольных и поперечных швов = f = 47 4- 3,9 = 50,9 мм. '2. 'пр ’ 'ПОП ’ 1V.7. МЕТОДЫ УМЕНЬШЕНИЯ СВАРОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ Методы уменьшения и устранения остаточных сварочных напря- жений и деформаций основаны на трех принципах, которые исполь- зуют при построении различных технологических приемов: уменьшение пластических деформаций укорочения на стадии на- грева; искусственное создание пластических деформаций удлинения на стадии охлаждения или после сварки; компенсация возникающих остаточных деформаций за счет соз- дания предварительных обратных деформаций, симметричного рас- положения швов, рациональной последовательности сборки и сварки. IV.7.1. Методы снижения остаточных напряжений при сварке Остаточные напряжения могут быть снижены на 85—90 % при- менением высокого отпуска сварных конструкций. Операция отпуска состоит из четырех стадий: нагрева, выравнивания температуры по объему детали, выдержки и охлаждения. Продолжительность нагре- ва выбирают в зависимости от мощности печи и допускаемой скоро- сти возрастания температуры. Для пластичных металлов скорость нагрева может достигать нескольких сотен градусов в 1 ч. Продол- жительность выравнивания температуры зависит от размеров детали. Наиболее распространенная температура выдержки 550—680 СС. 8* 115
Продолжительность выдержки выбирают в соответствии с необходи- мой степенью снижения остаточных напряжений. При высоких тем- пературах отпуска остаточные напряжения эффективно снижаются в процессе нагрева. Для конструкционных сталей снижение одноос- ных напряжений в процессе нагрева он может быть описано уравне- нием аи = Л'а0. (1V.96) где о(/ — напряжение после окончания стадии нагрева в момент начала вы- держки; N — коэффициент, зависящий от достигнутой температуры нагрева и марки стали (табл. IV.18); оь — исходное напряжение. IV.18. Значения коэффициента У Марка стали Температура, °C 500 550 600 650 15Г2СМФ 0,58 0,38 0,27 15ГН4М — 0,33 0,19 0,13 30Х2ГМТ — 0,5 0,36 — МСтЗ (закалка) 0,32 — —— МСтЗ (нормализация) 0,21 *— — —- В процессе выдержки остаточные напряжения снимаются менее интенсивно. Этот процесс можно описать зависимостью °t = % ’ <IV 96> где о^ —напряжение через время t после начала выдержки; /—время вы- держки, мин; То—Ю мин; В — показатель степени, значения которого приведе- ны в табл. IV.19. IV.19. Значения показателя степени В Марка стали Температура отпуска, °C 500 559 600 650 15Г2СМФ —0,073 -0,08 -0,12 15ГН4МТ — —0,16 —0,185 -0,082 30Х2ГМТ — —0,062 -0,081 — МСтЗ (закалка) —0,175 — — — МСтЗ (нормализация) -0,16 — — Для большей эффективности и экономичности снижения остаточ- ных напряжений при отпуске целесообразно повышать температуру отпуска, а не увеличивать время выдержки. Независимо от толщины металла достаточно после выравнивания температуры дать выдер- жку около 3 ч, после чего можно начинать охлаждение. В табл. 1V.20 приведены менее эффективные методы снижения остаточных напряжений. 116
IV.20. Методы снижения остаточных напряжений Метод Характеристика метода Дополните.! иные сведения Местный отпуск Нагревается часть конструк- ции в зоне сварного соеди- нения. Необходимо доби- ваться плавного изменения температуры в зоне перехо- да от ненагретой к нагре- той части детали После остывания снова возникают остаточные напря- жения, меньшие по величине Поэлементный от- пуск Отпускаются отдельные уз- лы конструкции, включаю- щие зоны, где необходим отпуск. Отпущенные узлы сваривают между собой швами без резких концент- раторов Необходимо высо- кое качество тех- нологии сварки Предварительный и сопутствующий подогревы при сварке С увеличением температуры подогрева остаточные на- пряжения снимаются эф- фективнее. Низкотемпера- турный подогрев до 200— 250 °C снижает остаточные напряжения в стали не бо- лее чем на 30—40 % Улучшается струк- тура металла Тсрмомеханиче- ский По обе стороны от шва ин- дукторами или движущими- ся газовыми горелками соз- дают два пятна нагрева до температур 150—200 °C. Вслед за пятнами нагрева движутся душевые охлади- тели Снижаются макси- мальные остаточ- ные напряжения Проковка металла Выполняется непосредствен- но после сварки по горяче- му металлу или после пол- ного остывания конструк- ции В малопластичных металлах возмо- жен наклеп 117
Продолжение табл. IV.20 Метод Характеристика метода Дополнительные сведения Прокатка сварно- го соединения Зона сварного соединения прокатывается цилиндриче- скими роликами шириной 5—15 мм. Усилия на роли- ки передаются приводом от гидравлических и пневмати- ческих цилиндров давления Необходимо слож- ное специализиро- ванное оборудова- ние Приложение на- грузок к сварным соединениям Нагрузки прикладываются во время сварки или после полного остывания. Свари- ваемый элемент растягива- ется или изгибается с обра- зованием растягивающих напряжений в зонах макси- мальных остаточных напря- жений Полное снятие ос- таточных напря- жений возможно, если нагрузка вы- зывает текучесть всего сечения Вибрация сварной конструкции Осуществляется на специ- альных внбростендах Применяется для тонколистовых конструкций IV.7.2. Методы уменьшения остаточных сварочных деформаций Все мероприятия по уменьшению сварочных деформаций мож- но разделить на три группы в зависимости от того, применяются ли они до сварки, в процессе ее или после сварки. Мероприятия, применяемые до сварки. Рациональное конструиро- вание сварного изделия. Необходимо назначать минимально допус- каемые ио расчету сечения швов, использовать сварные соединения и виды сварки, осуществляемые с малыми погонными энергиями. Це- лесообразно избегать одностороннего расположения поперечных швов в балках. Предпочтительны нахлесточные соединения, допускаюшне компенсацию возникающих сокращении за счет беспрепятственного перемещения свариваемых элементов. При сварке конструкций, вклю- чающих тонколистовые элементы, для уменьшения вероятности поте- ри устойчивости необходимо располагать швы на жестких каркасах, чтобы разгрузить тонкие листы от напряжений сжатия. Назначение размеров и сборка заготовок с учетом величины и ха- рактера ожидаемых деформаций. Возможны использование углового 118
IV. 18 Способы (а—е) уменьшения сварочных деформаций излома, обратного сварочному (рис. IV.18.tj), сборка листов с пере- менным зазором по длине для компенсации угловых деформаций в плоскости свариваемых элементов (см. рис. IV.18,б), раскрой стен- ки тавра с начальной кривизной (см. рис. IV. 18, в) и т.п. Назнача- ются увеличенные размеры конструктивных элементов для компенса- ции их укорочений от продольной и поперечной усадки. Сюда же от- носятся подогрев листов с целью их удлинения перед сборкой на прихватках, а также натяжение листов перед сваркой, если они мо- гут потерять устойчивость вследствие деформаций укорочения, вы- зываемых усадкой. Деформации конструктивных элементов, обрат- ные сварочным, могут создаваться и путем пластического деформи- рования заготовок. Методы расчета величин ожидаемых деформаций были рассмотрены выше. Создание напряжений растяжения в зоне шва изгибом или рас- тяжением детали в приспособлении. При сварке по растянутому ме- таллу (см. рис. IV.18, г) возникает меньшая усадочная сила. Если прикладываемые начальные напряжения в зоне сварки близки к пре- делу тскучссги металла, усадочная сила, а следовательно, и вызывае- мые ею деформации будут незначительны. При сварке тонкого ме- талла ограничиваются растяжением лишь в зоне шва, упруго изги- бая лист в двух направлениях. Мероприятия, применяемые в процессе сварки и после нее, пред- ставлены в табл. IV.21 и IV.22. 119
IV.21. Методы уменьшения сварочных деформаций во время сварки Метод Характеристика метода Дополнительные сведения Рациональная тех- нология сборки II сварки I. При сборке — максималь- ное использование клино- вых и центровочных приспо- соблений, по возможности исключение скрепления де- талей прихватками, созда- ющими жесткое закрепление 2. При сварке — выбор по- следовательности выполне- ния швов, обеспечивающей минимальные суммарные де- формации. Например, в дву- тавровой несимметричной балке (рис. IV.18, д) снача- ла собирают и сваривают швы 1, 2, а затем швы <3, 4. При сварке листовых кон- струкций, сначала выполня- ют поперечные швы отдель- ных поясов, а затем свари- вают пояса между собой Рациональная по- следовательность сварки швов уста- навливается рас- четом ожидаемых деформаций (см. п. 1V.6) Регулирование по- гонной энергии сварки 1. Уменьшение погонной энергии сварки за счет ис- пользования более эконо- мичных режимов и способов сварки 2. Увеличение погонной энергии сварки с целью ком- пенсации деформаций. На- пример. в балке (см. рис. 1V.18, д) швы / и 2 целесо- образно сваривать на боль- ших погонных энергиях,чем швы 3 и 4 Предпочтительно применять автома- тическую и полу- автоматическую сварку вместо руч- ной Использование жестких приспо- соблений Изделие во время сварки закреплено в приспособле- нии. Эффективно уменьша- ются временные и частично остаточные деформации Остаточный про- гиб уменьшается незначительно Проковка сварно- го соединения Металл проковывается не- посредственно за сваркой. При электродуговой сварке проковка производится мо- лотком, при точечной свар- ке прикладывается ковоч- ное усилие Метод эффективен для пластичных металлов 120
1V.22. Методы уменьшения сварочных деформаций после сварки Метод Характеристика метода Дополнительные сведения Термическая прав- ка Осуществляют местный на- грев зон, усадка которых уменьшает или устраняет остаточные деформации (см. рис. IV. 18, е). Углеродистые стали нагревают газовым пламенем до 600—800 °C. Зоны нагрева имеют форму кругов, полос, клиньев Нагрев по воз- можности должен быть локальным и концентрирован- ным Высокий отпуск в жестких зажим- ных приспособле- ниях После сварки конструктив- ный элемент упруго дефор- мируется, приобретает пра- вильную форму и зажимает- ся в приспособлении. После отпуска при 550—650 °C конструкция сохраняет фор- му, которая была ей прида- на в приспособлении Необходимо ис- пользовать доста- точно жесткие за- жимные приспо- собления Создание пласти- ческих деформа- ций удлинения в зоне сварного со- единения В зоне шва путем изгиба детали, се растяжения, про- ковки, прокатки, осадки соз- дают деформации, противо- положные по знаку свароч- ным Для тонколисто- вых конструкций наиболее эффек- тивно применять прокатку сварных соединений Глава V. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СВАРКИ И РЕЗКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В ПРОМЫШЛЕННОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ V.I. УГЛЕРОДИСТЫЕ СТАЛИ Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380—71*). В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь подразделяется на три группы: по механическим свойствам—А (табл. V.I); по химическому составу — Б (табл. V.2); по механическим свойствам и химическому составу — В. В табл. V.3 приведены нормируемые показатели для этих групп ci алей. 121
V.l. Механические свойства стали группы А (ГОСТ 380—71*) Временное сопротив- Предел текучести от. МПа, для ТОЛЩИНЫ, мм Относительное удлинение б3, %, для тол- щины. мм Изгиб на 180° Марка стали для толщины рыву ов, 8 5 S £ 8 3 ? до 20 мм МПа о 1 J. <п С J. д =1 еч т и W еч о не менее СтО Не менее — — 23 22 20 d=2a 300 Ст1кп 300 -390 — ~~ — — — ' ' 35 34 32 Ст1пс, Ст1сп 310-410 — _ —. 34 33 31 Ст2кп 320—410 215 205 195 185 33 32 30 Ст2пс. Ст2сп 330—430 225 215 205 195 32 31 29 СтЗкп 360—460 235 225 215 195 27 26 24 г d—a СтЗпс, СтЗсп 370—480 245 235 225 205 26 25 23 С тЗГ пс 370—490 245 235 225 205 26 25 23 СтЗГ сп 390—570 — 245 — — — 24 — Ст4кп 400-510 255 245 235 225 25 24 22 } d—2a Ст4пс, Ст4сп 410-530 265 255 245 235 24 23 21 Ст5пс. Ст5сп 490—630 285 275 265 255 20 19 17 | d—3 а Ст5Г пс 450—590 285 275 265 255 20 19 17 Сгбпс. Стбсп Не менее 315 305 295 295 15 14 12 — 590 Примечания: 1. Допускается превышение верхнего предела временного сопротивления на 50 МПа по сравнению с указанным при условии выполнения остальных норм, а при согласии заказчика — без ограничения верхнего предела. 2. Для листовой и универсальной ста- ли всех толщин и фасонной стали толщиной св. 20 мм значение пре- дела текучести допускается на 10 МПа ниже по сравнению с указан- ным. 3. Для листовой стали толщиной от 8 до 4 мм допускается сни- жение относительного удлинения на 1 абс. % на каждый миллиметр уменьшения толщины. Нормы относительного удлинения для листов толщиной менее 4 мм устанавливаются соответствующими стандар- тами. 4. Допускается снижение относительного удлинения для ли- стовой, универсальной и фасонной стали всех толщин на 1 абс. %. 5. Для арматурной стали периодического профиля марок ВСт5пс, ВСт5сп толщиной до 40 мм предел текучести должен быть не менее 290 МПа. 6. Сталь марки СтЗГсп предназначена для листового про- ката толщиной 21—40 мм группы В категорий 4, 5, 6. 7. Буквой d обозначен диаметр оправки, мм; буквой а обозначена толщина об- разца, мм. 8. Для изгиба на 180° при толщине металла св. 20 мм диаметр оправки увеличивается на толщину образца. 122
V.2. Химический состав стали группы Б, % (ГОСТ 380—71*) Марка стали Углерод С Кремний Si Марганец Мп БСтО Не более 0,23 — — БС т 1 кп 0,06-0,12 Не более 0,05 0,25-0,5 БСт1пс 0,05—0,17 БСт1сп 0,12—0,3 БСт2кп 0,09-0,15 Не более 0,07 0,25-0,5 БСт2пс 0,09—0,15 0,05—0,17 0,25—0,5 БСт2сп 0,12—0,3 БСтЗкп 0,14—0,22 Не более 0,07 0,3—0,6 БСтЗпс 0,05-0,17 0,4—0,65 БСтЗсп 0,12-0,3 БСтЗГпс Не более 0,15 0,8—1,1 БСтЗГсп 0,14—0,2 0,12—0,3 БСт4кп 0,18—0,27 Не Солее 0,07 0,4-0,7 БСт4пс 0,05-0,17 БСт4сп 0,12-0,3 БСт5пс 0,28-0,37 0,05—0,17 0,5-0,8 БСтбсп 0,15-0,35 БСг5Гпс 0,22-0,3 Не более 0,15 0,8-1,2 БСгбпс 0,38-0,49 0,05—0,17 0,5-0,8 БСтбсп 0,15-0,35 Примечания: 1. В стали марки БСтО —фосфора не более 0,07, серы — 0,06 %. 2, Во всех марках стали, указанных в таблице, кроме БСтО, фосфора не должно быть больше 0,04 %; серы — 0,05; хрома, никеля, меди — 0,3 каждого элемента; мышьяка — 0,08 %. 123
Примечания: 1. Для марки стали БСтО нормируется только содержание углерода, фосфора и серы. 2. Для стали марки Стб изгиб в холодном состоянии не нормируется, 3. Сталь группы В категорий 3—6 выпускается нолуспокойной и спокойной. Допускается изготов- ление кипящих сталей марок ВСтЗ и ВСт4 категории 3, при этом нормы ударной вязкости при +20 °C принимаются для спокойной и нолуспокойной стали марок ВСтЗ и ВСт4. 4. Сталь марки ВСтЗГсп выпускается 4—6 категорий. 5. Знаком < + > обозначены нормируе- мые показатели. По химическому составу сталь группы В должна соответствовать нормам, указанным для стали группы Б, за исключением нижнего предела по содержанию углерода. Верхний предел массовой доли марганца допускается на 0,2 % выше приведенного в табл. V.2 для всех марок стали, кроме ВСтЗГ (сп, пс), ВСтбГпс. В стали марки ВСтЗсп категорий 4, 5, 6, предназначенной для листового проката, массовая доля кнслоторастворимого алюминия должна быть не менее 0,02 %, В стали марки ВСт5пс для арматуры периодического профиля диаметром от 10 до 28 мм массовая доля углерода должна быть 0,30—0,39 %, марганца 0,6—0,9 %, а для арматуры диаметром бо- лее 28 мм — соответственно 0,28—0,37 и 0,8—1,1 %. В табл. V.4 приведена ударная вязкость некоторых марок ста- лей. 124
Прокат толстолистовой и широкополосный универсальный из уг- леродистой стали общего назначения (ГОСТ 14637—79). Прокат из- готовляют из стали марок всех категорий групп А, Б и В по ГОСТ 380—71* и марки ВСтТ. Химический состав всех марок стали, кро- ме марки ВСтТ (кп, пс, сп), по ГОСТ 380—71*. V.4. Ударная вязкость стали марок ВСтЗпс, ВСтЗсп, ВСтЗГсп категорий 3—6, листовой стали марки ВСтЗГсп категорий 4—6 и стали марок ВСт4пс, ВСт4си категории 3 (ГОСТ 380—71*) Марка стали Вид проката Толщина проката, мм Расположение образ- ца относительно проката Ударная вязкость. Дж/см’, нс менее при темпера- туре. °C после механи- ческого ста- рения 4-20 -20 Листовой 5-9 Поперек 78 39 39 10—25 69 29 29 — 26—40 49 — — ВСтЗпс, Универсаль- 5-9 Вдоль 98 49 49 ВСтЗсп ный 10—25 26—40 78 69 29 29 Сортовой и фа- 5-9 » 108 49 49 сонный 10—25 98 29 29 26—40 88 — — Листовой 5-9 Поперек 78 39 39 10—30 69 29 29 31—40 49 — — ВСтЗГпс Универсаль- 5—9 Вдоль 98 49 49 ный 10-30 78 29 29 31-40 69 — — Сортовой и фа- 5-9 » 108 49 49 сонный 10—30 98 29 29 31—40 88 — — ВСтЗГсп Листовой 21—40 Поперек — 29 29 ВСт4пс, 5-9 » 69 BCrlcn 10-25 59 — 26-40 39 — — 125
Продолжение табл. V.4 Марка стали Вид проката Ударная вязкость, Дж/см’, не менее при темпера- туре, °C +20 —20 ВСт4пс, Сортовой и фа- 5—9 ВСг4сп сонный 10—25 26—40 Вдоль 98 88 69 Примечания: 1. Знак «—> означает, что испытание не прово- дится. 2. Ударную вязкость листовой и универсальной стали толщи- ной 5 и 10 мм, прокатанной с отклонением на минусовый допуск, оп- ределяют на образцах толщиной, равной толщине стали. В стали марки ВСтТ содержится углерода 0,1—0,21 и марганца— 0,4—0,65 %. Кремния Si в стали марки ВСтТкп содержится не бо- лее 0,05 %, в стали ВСтТпс — от 0,05 до 0,15 % и в стали ВСтТсп— от 0,12 до 0,3 %. Марганца Мп в стали марки ВСтТкп от 0,3 до 0,6 %. Содержание остальных элементов по химическому составу дол- жно соответствовать ГОСТ 380—71*. Механические свойства проката толщиной 10—40 мм из стали марки ВСтТ всех степеней раскисления: временное сопротивление разрыву ов не менее 430 МПа предел текучести от...................... » » 295 » относительное удлинение б4 . . . . » » 16 % ударная вязкость: при температуре —40’С.................. » » 29 Дж/см’ после механического старения (+20’С)............................... » » 29 » Для проката толщиной 10—16 мм при испытании на изгиб в хо- лодном состоянии на 180’ диаметр оправки должен быть равен 2,5 а; для проката толщиной свыше 16 мм — 3 а, где а — толщина листа или полосы. Допускается снижение ударной вязкости одного образца на 4,9 Дж/см2 по сравнению с нормой, указанной выше. Прокат из стали углеродистой свариваемой для строительных металлических конструкций. Прокат изготовляют в виде листов, уни- версальной полосы и фасонных профилей (уголков, швеллеров, ба- лок) из стали (табл. V.5, V 6) марок: 18кп толщиной 4—40 мм 18пс » 4—16 мм (листовой прокат) 18пс » 4—20 » (фасонный прокат) 18сп » 4—20 » 18Гпс » 4—30 » 18Гпс > 31—40 » 126
V.5. Химический состав углеродистой свариваемой стали Марка стали Углерод С Кремний Si Марганец Мп 18кп 0,14—0,22 <0,05 0,3—0,6 18пс 0,14—0,22 0,05—0,15 0,5—0,8 18сп 0,14—0,22 0,15-0,3 0,5-0,8 18Гпс 0,14—0,22 <0,15 0,8—1,1 18Гсп 0,14-0,2 0,15-0,3 0,8—1,1 Примечания: 1. В стали марки 18кп серы должно быть не более 0,05 %. 2. Во всех марках сталей содержание фосфора не дол- жно превышать 0,04; серы — 0,045; хрома, никеля, меди — 0,3 % каждого элемента. V.6. Механические свойства проката листового и широкополосного универсального Марка стали Толщина, мм Временное сопротив- ление разрыву ов, МПа Предел текучести а_. МПа т Относительное удли- нение в», % Ударная вяз- кость, Дж/смг Изгиб на 180° (а—толщи- на образца, «/—диаметр оправки) при темпера- туре —20 °C после механи- ческого ста- рения не менее 18кп 4—20 21—40 363—490 363—490 225 216 26 25 — — d—а d— 1,5 а 18пс 4 5-9 10—16 372—509 372—509 372—509 235 235 235 25 25 25 39 29 39 29 d—a 18сп 4 5-9 10-20 372—539 372-539 372—539 235 235 235 25 25 25 39 29 39 29 18Гпс 4 5—9 10—20 21—30 372—549 372—549 372—549 372-549 235 235 235 225 25 25 25 24 39 29 29 39 29 29 18Гсп 31—40 392—568 235 24 29 29 d~ 1,5 а d=2 а 127
Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050—74*). В табл. V.7 приведен химический состав стали, в табл. V.8 указаны категории стали, в табл. V.9—механические свойства этой стали 2-й категории. Категорию стали обычно указывают в заказе, если в заказе нет такой отметки, то поставляют сталь 2-й категории. V.7. Химический состав, %, углеродистой качественной конструкционной стали (ГОСТ 1050—74*) Марка стали Углерод С Кремний SI Марганец Мп Хром Сг. не более 05кп Не более 0,06 Нс более 0,03 Не более 0,4 0,1 С8кп 0,05-0,11 » » 0,03 0,25-0,5 0,1 08пс 0.05-0,11 0,05—0,17 0,35—0,65 0,1 08 0,05-0,12 0,17-0,37 0,35-0,65 0,1 Юки 0,07-0,14 Не более 0,07 0,25-0.5 0,15 1 Опс 0,07—0,14 0,05—0,17 0,35-0,65 0,15 10 0,07-0,14 0,17-0,37 0,35-0,65 0,15 11кп 0,05—0,12 Не более 0,06 0,30-0,5 0,15 15кп 0,12—0,19 » » 0,07 0,25—0,5 0,25 1 5пс 0,12-0,19 0,05—0,17 0,35-0,65 0,25 15 0,12—0,19 0,17—0,37 0,35-0,65 0,25 18кп 0,12—0,20 Не более 0,06 0,30—0,5 0,15 20кп 0,17—0,24 » » 0,07 0.25-0,5 0,25 20пс 0,17—0.24 0,05—0,17 0,35-0,65 0,25 20 0.17—0,24 0,17—0,37 0,35-0,65 0,25 25 0,22—0,3 0,17—0,37 0,50—0,8 0,25 30 0,27—0,35 0,17—0,37 0,50—0,8 0,25 35 0,32—0,4 0,17—0,37 0,50-0,8 0,25 40 0,37—0,45 0,17-0,37 0,50-0,8 0,25 45 0,42—0,5 0,17-0.37 0,50—0,8 0,25 50 0,47—0,55 0,17—0,37 0,50—0,8 0,25 55 0,52—0,6 0,17—0,37 0,50—0,8 0,25 58(55пп) 0,55-0,63 0,10—0,3 Не более 0,2 0,15 60 0,57—0,65 0,17—0,37 0,50-0,8 0,25 V.8. Категории углеродистой качественной конструкционной стали в зависимости от испытаний механических свойств £ o’ L. к £ Вид испытаний механических свойств Материал образца Размер образца, мм Вид обработки стали 1 Без испытаний — Горячекатаная, калиброванная и серебрянка 128
Продолжение табл. V.S Категория Вид испытаний механических свойств Материал образца Размер образца, мм Вид обработки стали 2 На растяжение и ударную вяз- кость Термически об- работанная за- готовка 25 (диаметр или сторона квадрата) Горячекатаная, калиброванная и серебрянка 3 На растяжение Нормализован- ная заготовка Не более 100 Горячекатаная и калиброван- ная 4 На растяжение и ударную вяз- кость Термически об- работанная за- готовка (закалка 4-от- пуск) » » 100 То же 0 На растяжение Нагартованная или термически обработанная заготовка (отожженная или высокоот- пущенная) Калиброванная V.9. Механические свойства углеродистой качественной конструкционной стали 2-й категории Марка стали Предел теку- чести . МПа Временно-, сопротивле- ние разрыву ав, МПа Относитель- ное удлинение 6». % Относи- тельное сужение % Ударная ВЯЗКОСТЬ KCV. Дж/см* не менее 08 196 324 33 60 10 206 333 3! 55 — 15 225 373 27 55 — 20 245 412 25 55 —. 25 274 451 23 50 88 30 291 490 21 50 78 35 314 529 20 45 69 40 333 568 19 45 59 45 353 598 16 40 49 50 373 627 14 40 38 55 382 647 13 35 — 58 314 598 12 28 60 402 676 12 35 — Примечания: 1. Нормы механических свойств относятся к стали диаметром или толщиной до 80 мм. 2. Ударная вязкость оп- ределяется на термически обработанных (закалка+отпуск) образцах типа /. 9-194 129
N.2. ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ В табл. V.10 приведены условные обозначения химических эле- ментов з марках легированных сталей, а в табл. V.11 показано влия- ние этих элементов на основные характеристики сталей. V.10. Условные обозначения химических элементов в марках стали Элемент Химиче- ский символ Обозначе- ние в мар. ках стали Элемент Химиче- ский СИМВОЛ Обозначе- ние в мар- ках стали Углерод С У Титан ITi т Марганец Мп г Медь Си д Кремний Si с Кобальт Со к Хром Сг X Бор В р Никель Ni н Селен Se Е Молибден Мо м Ниобий Nb Б Вольфрам W в Цирконий Zr U Ванадий V ф Фосфор Р П Алюминий А1 ю Азот А А V.11. Влияние химических элементов на характеристики сталей Характеристика с Si Мп р S N1 Сг Си V Мо Т1 А1 Временное со- противление 4'4" + + 4- — 4- + 4- 4- 4- 4- о Предел текуче- сти + + + 4- — 4- 4- 4* 4- 4- 4- о Относительное удлинение = — — = О О О О — — О о Твердость 4-4- 4" 4- 4* — 4- 4- О 4- 4- о Ударная вяз- кость — = — = — 4- 4- О О С — о Усталостная прочность + О О О О О С о +4- Ь4- О о Свариваемость — —- О — о О О — 4- 4- 4- о Стойкость про- тив коррозии О — 4- 4“ о 4- 4- 4* 4" 4- 4* О о Холоднолом- кость О о О 4- о — — — О О О о Краснолом- кпгть 4" 4- О О 4- О О О О — о о кость Условные обозначения: 4-—повышает; -Ы----значительно по- вышает; ---------------------------------снижает; ——значительно снижает; О — не влияет. 130
Сталь низколегированная толстолистовая и широкополосная уни- версальная (ГОСТ 19282—73). В табл. V.12 приведены нормируемые механические свойства стали, в табл. V.13 — химический состав и в табл. V.14 — механические свойства стали. V.12. Нормируемые механические свойства стали Показатель Механические свойства при растяжении и изгиб в холод- ном состоянии Ударная вяз- кость при тем- пературе, °C: 4-20 -20 -40 -50 —60 -70 Ударная вяз- кость после ме- ханического старения и при температуре, °C: 4-20 —20 —40 -50 —60 -70 Ударная вяз- кость после ме- ханического старения Примечания: 1. Химический состав определяется для всех категорий стали (с 1-й по 15-ю). 2. Сталь категорий 1—6 и 10—12 выпускается без термической обработки, категорий 7—9 и 13—15 — в термически обработанном состоянии (после нормализации или за- калки с отпуском). 3. Допускается изготовление стали категорий 1—6 и 10—12 в термически обработанном состоянии. 4. Листы из стали марок 14Г2АФ, 14Г2АФД, 16Г2АФ, 16Г2АФД, 15Г2АФДпс, 18Г2АФпс, 18Г2АФДпс всех толщин, из стали марок 09Г2, 09Г2Д* 10Г2С1 и 10Г2С1Д толщиной более 20 мм, из стали марки 10ХСНД толщиной более 15 мм 4-й—15-й категорий изготовляют в нормали- зованном или улучшенном состоянии. При условии обеспечения ме- ханических свойств допускается изготовление сталей без термиче- 9* 13!
Продолжение табл. V.12 ской обработки. Свариваемость стали обеспечивается технологией ее изготовления и химическим составом. Ударная вязкость листовой и универсальной стали при температуре +20 °C после механического старения должна быть не менее 29 Дж/см2. Сталь низколегированная сортовая и фасонная (ГОСТ 19281— 73). Химический состав стали должен соответствовать нормам, ука- занным в ГОСТ 19282—73. В зависимости от нормируемых механических свойств сталь вы- пускается по категориям, указанным в табл. V.12. Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конст- рукций (ГОСТ 5781—82*). Сталь горячекатаная круглая гладкого и периодического профиля для армирования обычных и предвари- тельно напряженных конструкций (сокращенное название арма- турная сталь) в зависимости от механических свойств подразделяет- ся на шесть классов: Л-1—A-VI (табл. V.15). Стержни арматурной стали класса А-1 должны выпускаться круглыми гладкими; стержни классов А-Н—A-V1 — периодического профиля. Каждому классу арматурной стали (А-П, Ас-П, А-1П— A-VI) должен соответствовать определенный вид периодического про- филя (рис, V.l.a—г), установленный ГОСТ 5781—82*. V.J. Профили арматурной стали a — класса А-П и Ас-11; б —класса А-1П—Л-VI, Ат-111, Ат-lV—At-VII; в —класса Ас-П; е — класса A-IV—A-V1 Химический состав арматурных углеродистых сталей должен со- ответствовать ГОСТ 380—71*; низколегированных сталей — нормам, приведенным в табл. V.16. 132
V.13. Химический состав стали, 133
Продолжение табл. V. 13 Марка стали Углерод С Кремний Si Марганец Мп Хром Сг Никель Ni Медь Си Ванадий V Другие элементы 14Г2АФ 0,12—0,18 0,3—0,6 1,2—1,6 <0,3 0,07—0,12 14Г2АФД 0,12—0,18 0,3—0,6 1,2—1,6 0,15—0,3 0,07—0,12 <0,4 • Азот 0,015—0,025 16Г2АФ 0,14—0,2 0,3—0,6 1,3—1,7 <0,3 0,08—0,14 1 16Г2АФД 0,14—0,2 0,3—0,6 1,3—1,7 0,15—0,3 0,08—0,14 1 18Г2АФпс 0,14—0,22 До 0,17 1,3—1,7 <0,3 0,08—0,15 <0,3 | Азот 0,015—0,03 !8Г2АФДпс 0,14—0,22 До 0,17 1,3—1,7 0,15—0,3 0,08—0,15 10Г2Б <0,12 0,17—0,37 1,2—1,6 <0,3 <0,3 — | Ниобий 0,02—0,05 10Г2БД <0,12 0,17—0,37 1,2—1,6 0,15—0,3 — 12Г2Б 0,1—0,16 0,17—0,37 1,3-1,65 <0,3 — Ниобий 0,02—0,04 14ХГС 0,11—0,16 0,4—0,7 0,9-1,3 0,5—0,8 <0,3 — — 10ХСНД <0,12 0,8—1,1 0,5-0,8 0,6-0,9 0,5—0,8 0,4—0,6 — — 15ХСНД 0,12—0,18 0,4—0,7 0,4—0,7 0,6—0.9 0.3—0,6 0,2—0.4 — — 15Г2АФДпс 0,12—0,18 До 0,17 1,2—1,6 <0,3 <0,3 0,2—0,4 0,08—0,15 Азот 0,015—0,3 ЮХНДП <0,12 0,17—0,37 0,3—0,6 0,5—0,8 0,3—0,6 0.3—0.5 — Фосфор 0,07—0,12 Алюминий 0,08^-0.15 09Г2С, 09Г2СД 17Г1С 17ГС 16ГС 12ГС 14Г2 09Г2, 09Г2Д i Марка стали — — Со —©СЛУд 1 1 1 1 1 1 О — со СТ> СО ГО — о © о to с> о 01 До 5 5-10 10—20 До 5 5-10 10—20 До 5 5-10 10-20 21-32 33—60 61—160 До 5 5-10 10 — О СП ? 1 1 1 % co to — ri to о о сл До 5 5—10 10—20 21-32 Толщина прока- та» мм 490 490 470 460 450 440 430 510 4* СП СП СО — — ООО 460 СЛ СЛ © © О О О О 440 Временное со- противление разрыву Og, МПа to to to со со Со со о оо о to л- сл сл ел сл сл сл сл £88 Сп СЛ СП со со со СО 44 44 СП СЛ СЛ to to to со со со -ч 00 о — to to СЛ сл СЛ сл СП сл GD CO GO Ol СЛ CH СО Со СО W to to со со сл сл сл сл £888 СП СЛ СЛ СП Предел текучес- ти от> мПа to to со to Со to ND О to to Отн эсительное удлинение % СП Сл СЛ СП СЛ © 1 «5 © со © © 4- 1 Г| 1 1 1 1 СП СЛ СП СЛ СЛ I © © © © © 1 1 1 1 1111 Illi огн- Ударная вяз KCU, Дж/см температуре GO GO GO СО GO СО I 4- 4ь 4ь 4ь 4* UD 1 44 39 44 34 ND ND ND ND GO I 'чО О О О I 1 1 1 ND ND GO ] гЭ 4ь | со to СО j 1 8 to to to to toco [ © <£> © © © 4* 1 1 1 1 1 1 1 to to to to tg | 1 1 1 Illi Illi 1 кость *; Г V.14. Механические свойства стали
Продолжение табл. V.14 s Ударная вязкость X о 6 & KCU, Дж/с.м > При Марка стали а с 85° ч g й 5 температуре . СС Толщин та, мм Времен! IipOTHBJ разрыв! МПа Предел ти о„. т Относи- удлине 4-20 —40 -70 10Г2С1. 10Г2С1Д До 5 490 355 — — — 5-10 490 345 64 39 29 10—20 480 335 59 29 24 21-32 470 325 21 59 29 24 33-60 450 325 59 29 24 61-80 430 295 59 29 24 81-100 430 295 59 29 24 15ГФ, До 5 510 375 — — 15ГФД 5—10 510 375 21 — 39 — 10—20 510 355 — 29 — 21—32 470 335 — 29 — 15Г2СФ, 5—10 550 — 39 — 15Г2СФД 10—20 550 390 18 — 34 — 21—32 550 — 34 — 14Г2АФ. До 5 540 —— — — 14Г2АФД 5-10 510 390 20 — 44 39 34 29 10-32 540 — 33-50 540 — 39 29 16Г2ЛФ До 5 590 440 — — — 16Г2АФД 5-10 590 440 20 — 44 34 10-32 590 440 — 39 29 33—50 570 410 — 39 29 18Г2АФпс, До 5 — — — 18Г2АФДпс 5—10 10—20 590 440 19 — 44 39 34 29 21-32 — 39 29 136
Продолжение табл. V.14 Марка стали Толщина прока- та, мм Временное со- противление разрыву Og, МПа Предел текучес- ти о.г, МПа Относительное удлинение % Ударная вязкость K.CU. Дж/см*. при температуре, °C +20 —40 -70 10Г2Б, До 5 — — —— 10Г2БД 5—10 510 375 21 — 39 —• 10 — 29 — 12Г2Б 5—10 540 390 19 — — — 14ХГС До 5 —— — — 5-10 490 345 22 — 39 —-- 10 — 34 — 10ХСНД До 5 530 — — * 5—10 530 — 49 34 10-15 530 390 19 — 39 29 16-32 530 — 49 29 33—40 509 — 49 29 15ХСНД До 5 — — — 5—10 490 345 21 — 39 29 10—20 —» 29 29 21—32 — 29 29 15Г2ЛФДпс До 5 — — — 5—10 540 390 19 — 44 34 29 10-20 — 39 21—32 — 39 29 До 5 10ХНДП 5—10 470 345 20 — 39 — 137
V.I5. Механические свойства арматурной стали по классам Класс арматур- ной стали Диаметр стерж- ня» мм Марка стали Предел текучес- ти от, МПа Временное сопро- тивление разры- ву Og, МПа Относительное удлинение б4. % Испытание на изгиб в холодном состоянии A-I 6—40 6-18 СтЗкпЗ, СтЗпсЗ, СтЗспЗ. ВСтЗкп2, ВСтЗпс2, ВСтЗсп2 ВСтЗГпс2 235 373 25 На 180° с = 0.5 d А-П 10-40 40—80 ВСт5сп2, ВСт5пс2 18Г2С 294 490 19 На 180° с == 3 d Ас-П 10-32 (36—40) 10ГТ 294 441 25 На 180° с = 1 d А-111 6—40 6—22 35ГС, 25Г2С 32Г2Рпс 392 590 14 На 90° c = 3d A-1V 10-18 (6-8) 10-32 (36-40) 80С 20ХГ2Ц •590 883 6 На 45° с — 5 d A-V (6-8) 10—32 (36—40) 23Х2Г2Т 785 1030 7 На 45° с —)i A-VI 10—22 22Х2Г2АЮ, 22Х2Г2Р, 20Х2Г2СР 980 1230 6 На 45° с — 54 I е Примечания: 1. Буквой с обозначена толщина оправки, бук- вой d — диаметр стержня. 2. Диаметры, указанные в скобках, при- меняют по согласованию потребителя с изготовителем. 5 138
н ь О 4° «V 139
Сталь стержневая арматурная термомеханически и термически упрочненная периодического профиля (ГОСТ 10884—81). Арматурные стержни должны изготовляться из углеродистой и низколегирован- ной стали. Марки стали, химический состав, способ выплавки и режим термической обработки устанавливаются предприятиями-изготови- телями. Арматурные стержни в зависимости от механических свойств подразделяют па классы (табл. V.17); их выпускают с профилями, утвержденными для арматуры класса А-Ill по ГОСТ 5781—82. В обозначении классов арматурных стержней с повышенной стой- костью к коррозионному растрескиванию под напряжением добавля- ют букву К: Ат-IVK; из свариваемой стали — букву С: Ат-IVC; из свариваемой стали и с повышенной стойкостью к коррозионному растрескиванию под напряжением — буквы СК: Ат—VCK. V.17. Механические свойства арматурных стержней по классам (ГОСТ 10884-81) Ат-IV 25Г2С, 10Г2С, 20ХГС2, 08Г2С 350 10—14 16—40 785 590 10 9 45° 5d A1-V 20ГС. 10ГС2. 20ГС2 08Г2С, 20ХГС2 400 10-14 16—32 980 785 8 7 Ат-VI 20ГС, 20ГС2 20ХГС2 350 10—14 16-32 1230 1180 980 7 6 Ат-Vll — 450 10-14 16-28 1420 1370 1180 6 5 Примечания: 1. Время элсктронагрева от 1 до 5 мин без выдержки при контролируемой температуре. 2. Временное сопротив- ление разрыву свариваемых стержней классов Ат-IVC, Ат-VC, At- VIC должно быть на 49 МПа выше норм, предусмотренных в табли- це. 3. Стержни класса A-VII изготовляют из марок стали, согласо- ванных между изготовителем и потребителем. 140
Хромистая и хромованадиевая S8 1 1 8 8 g S 9g 99 45 55 S "Г 22 Ю *1 еч = 800 800 S g 00 Р § § S О) 1100 я а .* tn в 0 в (м) в (М) Z (я) а §§ §3 § § К се § S 03 860, м 880, м Z Z 8 g 00 UO 840, м 870, м X X Я U а. «5 S Z i Z g 0,1—0,18 V сс « X а о а X п и CU 1 1 а та с с 1 X сз с « I О S 0,03—0,09 Ti 0.001-0.005 В 0.06—0,12 V 1 я и хромокремне 1-1.4 Si 0,9—1,2 Si 1 I S со со о с X СО со Я ь X X CO ГО V'/ <0 <0 S г» Cl X V V — — *1 **1 о S о СО "" 1 1 ос 00 со ро V V 0,8—1 1,0—1 X 3 1 со о ос со и со 1,4—1,8 1.4—1,8 0,8-1 0,95—1.25 0,3—0,6 0,8—1,1 0,36—0,44 0,37—0,44 0,26-0,35 0,36—0,44 0,38—0.45 0,31—0.38 0,34-0,42 3 1 о О XX ЕЕ! 89 40ХГТР 35ХГФ 38 ХС •ЗОХГСА 141
V.18 пэя 8 8 ез 8383 5- 3 u5 зз 1? 338 g Cj о 2 2 —о 10 12 12 12 3 ж § я t— 3 i §§ §888 оо оъ об — с •й о fc; 00 о § i 0001 0001 ill! Режим контрольной термообработки Эо 'UiOl 540, в (м) 620. в (м) 530, в (м) 530, в (м) 5 « X s Й §й§ *х до сг сЗ m 880, м 870, м Е 55 8§ ос об к я Z X 2 S йй № О Ь Ф S другие элементы x 4 - X я a о X 4> el О X О s a d 1 0,2—0,3 Mo 0,06—0,12 V | a я я 4 Ч a, X X = с j о „ о X V ч X ч о Z ч а> ж X 0.2—0.3 Мо 0,15-0,25 Мо 0.3—0,4 Мо 0,35—0,45 Мо 0.1—0,18 V основных ЭЛ 5- X z о z о CL X co d V CO d V о X 1—1.4 2,75—3.15 X о Z о о. X 3 !2 ю П’Т7 со счсч содержание хром Сг I d CM 4 CM 0.45—0,75 0,6—0,9 0,6—0.9 0,6—0.9 1.35-1.65 1,20—1,5 8 X X ф SJ о Е марганец Мп <r> 1 co d 0.5-0.8 0.3—0,6 0,3-0,6 0,5—0,8 0,25-0,55 0.25—0,5 углерод С 0.26—0.33 0,27—0,34 0,36—0,44 0,27—0,33 0,27—0,34 0.37-0,44 0,14—0,2 0.33—0.4 Марка стали 30XMA ЗОХЗМФ 40ХН ЗОХНЗА 30ХН2МА 40ХН2МА 18Х2Н4МА 38ХНЗМФЛ Примечание. Буквенные обозначения, входящие в таблицу: в — вода, м — масло, в (м)—вода или масло, - воздух. 142
Концы стержней каждого класса должны быть окрашены крас- кой: Ат-ШС — белой и синей; At-IV — белой и желтой; At-IVK — зеленой; At-V—синей; At-VCK — белой и зеленой; At-VK — жел- той и зеленой; At-VI — желтой, At-VIK — зеленой и черной; Ат-Vi I— черной. Нстермообработанные концы стержней должны быть окра- шены красной краской. Сталь легированная конструкционная (ГОСТ 4543—71*) горяче- катаная и кованая диаметром или толщиной до 250 мм, калиброван- ная и сталь со специальной отделкой поверхности применяется в термически обработанном состоянии и изготовляется в виде прут- ков и полос. В зависимости от химического состава и свойств сталь делится на качественную, высококачественную и особовысококачест- венную. В зависимости от основных легирующих элементов сталь де- лится на 13 групп. В табл. V.18 приведены химический состав и га- рантируемые механические свойства наиболее распространенных ма- рок легированных конструкционных сталей. Сталь листовая легированная конструкционная общего назначе- ния выпускается толщиной до 4 мм включительно в листах или ру- лонах. Механические свойства стали приведены в табл. V.19, V.19. Механические свойства стали в отожженном или отпущенном состоянии Марка стали Временное сопротивле- ние разрыву Og. МПа Относительное удлинение. %, не менее 60Г 550-800 12 14 65Г 600—850 10 12 70Г 650—900 8 10 10Г2, 12Г2 400—580 20 22 25ХГСА 500-700 15 18 ЗОХГС, 30ХГСА 500—750 14 16 16Г2 500- 650 16 18 Листы и рулоны изготовляют из стали марок 60Г, 65Г, 70Г, 20Х, ЗОХ, 35Х, 40Х, 10Г2, 12Г2, 16Г2, 38ХА, ЗОХМ, ЗОХМА, 20ХГСА, 25ХГСА, ЗОХГС, ЗОХГСА, 35ХГСА и 25ХГФ Химический состав стали должен соответствовать указанному в ГОСТ 14959—79* и ГОСТ 4543—71*, а стали марок 12Г2, 16Г2 и 25ХГФ — приведенному в табл. V 20. Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жа- ростойкие и жаропрочные (ГОСТ 5632—72*). К высоколегированным сталям (табл. V.21) условно отнесены сплавы, которые более чем на 143
V.20. Химический состав стали (ГОСТ 1542—71*), %' Марка стали Углерод С Марганец Мл Кремний Si Хром Сг Никель Ni Сера S Фосфор Р Ванадий V не более 12Г2 16Г2 25ХГФ 0,08—0,17 0,12—0,2 0,23—0,3 1,2—1,6 2—2,4 1 — 1,3 | 0,17—0,37 0,3 0,3 0,6-0,9 j 0,03 } 0,03 | 0,035 0,08—0.2 V.21. Химический состав, режимы термической обработки и механические свойства высоколегированных сталей Марка стали Содержание основных легирующих элементов. % Режим термической обработки °В °Т б углерод С хром Сг никель Ni другие элементы МПа % Мартенситный класс 40X13 30X13 0,36—0,45 0,26—0,35 12—14 12—14 Март енсито-ферритны Закалка при при 600СС Закалка при при 640 °C й класс 1050 и отпуск 1140 960 910 715 13 16 32 52 1000 и отпуск 15Х6СЮ <0,15 5,5—7 — 1,2—1,8 Si, 0,7—1,1 Al Закалка при при 660 °C 1020 и отпуск 700 600 20 60 12X13 0,09—0,15 12—14 — — Закалка при при 680 °C 1030 и отпуск 740 590 20 66 14Х17Н2 0,11—0,17 16—18 1,5—2.5 Закалка при при 680 °C 1000 и отпуск 750 600 20 50 10—194 12X17 08Х18Т1 15X25 Г <0,12 <0,08 <0,55 16—18 17—19 24—27 — । 0,6—1 Ti (5С—0,9) Ti Нормализация при 800 °C To же, при 850 °C Отжиг при 750—780 °C 07Х16Н6 0,05—0,09 15,5— Аустенитно-мартенситный класс 5,0—8 — Закалка при 1000, обработ- 17,5 ка холодом при —70 °C в течение 2 ч и отпуск при 350 °C Закалка при 975, обработка 09X15Н8Ю <0,09 14—16 7,0—9,4 0,7—1,3 Al холодом при —70 °C в тече- ние 2 ч и 1 ч, старение при 450 °C Нормализация при 950 °C, 08Х17Н5МЗ 0,06—0,1 16—17,5 4,5—5,5 3—3,5 Mo обработка холодом при —70 °C в течение 1 ч, 1 ч старение при 450 °C, дефор- мация 70 % 08Х22Н6Т <0,08 21—23 Аустенитно-ферритный класс 5,3—6.3 (5С—0,65) Ti Закалка при 1050 “С, де- 08Х21Н6М2Т 08Х18Г8Н2Т <0,08 20—22 55—6,5 1,8—2,5 Mo, 0,2—0,4 Ti формация 35 % Закалка при 1050 °C <0,08 17—19 1,8-2,8 0,2—0,5 Ti, 7—9Mn То же. ппн 1000 °C 12Х18Н9 10Х17Н13Л13Т <0,12 <0,1 Аустенитный класс 17—19 16—18 8—10 12—14 (5C—0,7) Ti, Закалка при 1000 °C То же, при 1050—1080 °C 10Х14Г14Н4Т 3—4 Mo <0,1 13—15 2,8—4.5 13—15 Mn, (5C—0,6) Ti Закалка при 1050 °C 10Х14АГ15 <0,1 13—15 — 14—16 Mn, 0,15—0,25 A То же, при 1000 °C I2X18H10T <0,12 17—19 9-11 (5C—0,8) Ti » > 1050 °C 520 360 30 74 510 340 36 78 540 — 40 70 1100 900 20 67 1250 1000 20 56 1200 850 20 50 680 419 38 45 1350 1200 8 — 720 440 50 55 880 470 29 45 540 260 40 60 580 280 40 60 620 280 45 60 750 300 45 55 600 300 40 60
45 % состоят из железа, а суммарное содержание легирующих эле- ментов в них не менее 10 %, считая по верхнему пределу, если одного из элементов имеется не менее 8 %—по нижнему пределу. В зависимости от основных свойств стали и сплавы подразделя- ют на три группы (1—111): коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали и сплавы, имеющие стойкость против коррозии межкристаллитной, электрохимической и химической (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой); жаростойкие (окалнностойкие) стали и сплавы, устойчивые про- тив химического разрушения поверхности в газовых средах при тем- пературах выше 550 °C, работающие в ненагруженном или слабона- груженном состоянии; жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагружен- ном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и имеющие при этом достаточную жаростойкость. По структуре стали подразделяют на классы: мартенситный, мар- тенсигно-ферритный, ферритный, аустенитно-мартенситный, аусте- нитно-ферритный и аустенитный. По химическому составу сплавы делятся на два класса (по основному составляющему элементу): на железоникелевой и нике- левой основе. Сталь листовая горячекатаная двухслойная коррозионно-стойкая изготовляется толщиной 4—60 мм с основным слоем из углероди- стой или низколегированной стали и плакирующим слоем из кор- розионно-стойких сталей и сплавов никеля и монель-металла (табл, V.22). В табл. V.23 приведены сочетания марок сталей, ос- новного и плакирующего слоев двухслойных листов. Химический состав стали основного и плакирующего слоев двух- слойных листов должен соответствовать нормам действующих стандартов для данной марки. V.22. Общая толщина листов и толщина коррозионно-стойкого слоя, мм Толщина листа Толщина коррозионно-стойкого слоя нормальная повышенная 4 5 6 7 8, 9 10, 11, 12, 1,3, 14* 15 16, 17, 18, 19, 20, 21 22, 24, 25, 26 28, 30 32, 34, 36, 38, 40, 42, 45, 48, 50, 52, 55, 60 о,7-1,1 0,8-1,2 1-1,6 1,2—1,8 2-3 2-3 2,5—3,5 3-4 3,5-5 } 4-6 3-4 3-4 146
а 2 ч V.23. Марки сталей основного и плакирующего слоев двухслойных Марка стали основного слоя 10Х2М1 1 1 1 +1 1 1 1 1 1 1 II 1 12 ХМ + 1 1 ++1 1 1 1 1 1 II 1 12МХ + 1 1 ++I 1 1 1 1 1 II 1 10ХГСН1Д 1 1 1 1 + 1 1 1 1 1 1 II 1 10ХСНД 1 1 1 ++I 1 1 1 1 1 II 1 О9Г2С +1 1 +++ +111 1 II 1 и 5 +1 1 +++ ++1 + + + 1 1 й 3 + 1 1 1 + 1 1 1 1 1 1 II 1 * 8 +++ +++ ++++ 1 1+1 О 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 + ВСтЗсп +++ +++ ++++ 1 1 + + Марка металла плакирующего слоя ем t со Н »- OOrt ЙЙН,- ИЙ . ЬО- МЫЛ OCOCt^ 12 Го 2 X а .. — — СМ — — —. „ см Ц. £ «э 1X g < Ю •2 XXX ХХх ЗхХХ « Етб ^см J 5 оооош ос о» о Х^»со S 2 1 S 2 оо— о — ™ о©оо S ХХт gls U и 10* 147
V.3. ЧУГУН В табл. V.24 и V.25 приведены механические свойства серого и высокопрочного чугуна. V.24. Механические свойства отливок из серого чугуна с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412—85) Марка чугуна Временное сопротивление разрыву Од, МПа. не менее Твердость по Бринеллю НВ СЧ 10 100 120—205 СЧ 15 150 130—241 СЧ 18 180 — СЧ 20 200 143-255 СЧ 21 210 — СЧ24 240 — СЧ 25 250 156-260 СЧЗО 300 163—270 СЧ35 350 179—290 Примечание. Пример условного обозначения: СЧ 15 ГОСТ 1412-85. V.25. Механические свойства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ГОСТ 7293—85) Марка чугуна Временное сопротивле- ние разрыву Од, МПа Условный предел теку- чести Oq2> МПа " Относитель- ное удлине- ние б, % Твердость по Бринеллю НВ не менее ВЧ35 350 220 22 140-170 ВЧ 40 400 250 15 140-202 ВЧ45 450 310 10 140-225 ВЧ 50 500 320 7 153-245 ВЧ 60 600 370 3 192—277 ВЧ 70 700 420 2 228—302 ВЧ80 800 480 2 248-351 ВЧ 100 1000 700 2 270—360 Примечание. Пример условного обозначения: ВЧ 50 ГОСТ 7293—85. V.4. МЕДЬ И ЕЕ СПЛАВЫ В табл. V.26 приведен химический состав меди, в табл. V.27— химический состав сплавов меди. 148
V.26. Химический состав меди СЧ © <о о 8 8 о о о о фосфора Р ,0005 сч о о СЧ 8 1 1 о ч СЧ о о о” о о* ► 0,005 » ► 0,005 » 1 1 о о © о Я * с S N о о со § ,003 о о ,004 ,005 ,005 1 1 1 1 § о сГ о о о о о 4 АЛ ,001 8 ,003 ,045 ,055 © 1 о © о ,08 * g ч о о о о о о о о ©’ о 3 &<л ,002 § ,004 ,004 ,004 ,005 ,005 © о © о 1 о о о © о о о о о о о* о X я й с g£ 3 100* СЧ 8 ,002 ,001 ,002 ,002 ,002 ,05 ,05 ,05 05 а" § н Я X X си «о о о о о © о о о о о © 5 а 3 О. ,001 со о о ,004 о о ,005 ,005 ,005 о ,03 © L.O О W я ©• о о © о о о о о о о о* с i iz ч о = 100* СЧ 8 ,002 © о ,002 ,002 ,002 сч сч сч сч * X о о" о о с о © о © о о 1 и желе- за Fe X ж — X 100* 8 8 ,005 ,005 ,005 ,005 ,05 ,05 ,05 ,05 о о о о о о © о © © о ышь- яка As ,001 СЧ о о СЧ 8 100* о о ,002 ,002 о со' о о X о о ©* о о" о о о © о о 100* СЧ о о СЧ о о ,002 ,002 ,002 ,002 ,005 ,05 ,005 LO о о © о о о о о о о © о’ я ь h ,0005 8 о о ,0005 о о ТОО* 8 ,002 ,003 ,002 ,003 и о о о о о о © о о © о i+i 4^8» 8 © ю © © © © о ю © © © © © © © 8 © СП 8 8 3 СП © 3 2 a-f- Марка меди М006 8 £ 91W М1у Ml М1Р М1ф М2р МЗр М2 М3 149
V.27. Химический состав сплавов меди, % Марка сплава Номер ГОСТ Медь Си Железо Fe Марганец Мп Алюминий А1 Олово Sn Никель 4- 4- кобальт NI 4- Со Цинк 2п При- меси Л63 62—65 — — — — — Остальное 0,5 Л90 88—91 — — — — — » 0,2 ЛА77-2 76—79 — — 1.7—2.5 — — > 0,3 ЛАЖ60-1-1 58—61 0.75—1,5 0.1—0.6 0,7—1.5 — — » 0,7 ЛЖМц59-1-1 15527—70* 57—60 0.6—1,2 0,5-0.8 0.1—0.4 0.3—0,7 — » 0,25 ЛМ1158-2 57—60 0,5 1—2 — — — 1,2 Л060-1 59—61 — — — 1-1,5 — 1 ЛН65-5 64—67 — — — — Никеля 5-6,5 » 0,3 ЛК80-3 79—81 — — — — — Остальное 1,5 БрА5 Осталь- — — 4—6 — —> — 1,1 ное БрА7 — — 6-8 — — 1,1 БрАМц9-2 > — 1.5-2.5 8—10 — — — 1,5 БрАМцЮ-2 — 1,5—2,5 9—11 — — — 1.7 БрАЖ9-4 18175—78* » 2—4 — 8—П — — — 1,7 БрАЖМц10-3-1,5 » 2—4 1—2 9—11 — — —• 0,7 БрКМцЗ-1 > — 1—1,5 — — — — 1 БрКНЬЗ । > — 0.1—0.4 — — Никеля 2,4—3,4 — 0.4 БрОФб,5-0,15 » — — — 6—7 — — 0,1 Бр0Ф4-0,25 5017—74* > — — — 3,5-4 — — 0,1 Бр0Ц4-3 » — — — 3,5—4 — 2,7-3,3 0,2 МНЖ5-1 » 1—1,4 0.3—0.8 — — 5—6,5 — 0,7 МНМц40-1,5 — 1—2 — — 39—41 — 0,9 НМЖМц28-2,5-1,5 492—73* 27—29 2—3 1.2—1,8 — — Остальное — 0,6 НМц5 — — 4,6—5,4 — — — 2 МНЖКТ5-1-0,2- 0,2 Осталь- ное 1—1,4 0,3-0,8 — — 5—6,5 — 0,7 Примечание. В сплавах марок БрОФб.5-0,15 и Бр0Ф4-0,25 кроме указанных элементов должно содержаться — фосфора соответственно не более 0,1—0,25 и 0,2—0,3 %, а в сплавах марок ЛК80-3, БрКМцЗ-1 и БрКН1-3 долж- — но содержаться кремния соответственно не более 2,5—4; 2,7—3,5 и 0,6—1,1 %.
V.5. АЛЮМИНИЙ И ЕГО СПЛАВЫ Алюминий и его сплавы (табл. V.28) делятся на две основные группы; деформируемые, применяемые в прессованном, катаном и ко- ваном состояниях, и литейные (недеформнруе.мые), используемые в виде литья. Деформируемые сплавы в свою очередь подразделя- ются на термические неупрочняемые (технический алюминий и спла- вы его с марганцем и магнием) и термически упрочняемые (сплавы алюминия с медью, цинком и другими элементами). К литейным от- носятся сплавы со значительным содержанием кремния или меди. Большинство сварных конструкций выполняется из деформируемых термических неунрочняемых сплавов алюминия в нагартованном ви- де. В последние годы для изготовления сварных конструкций все в большем объеме начинают применять термически упрочняемые сплавы. V.28. Механические свойства алюминия и его сплавов (ГОСТ 8617—81*Е) Марка сплава Состояние материала профи- лей при изготовлении Толщина полки или стенки, мм 1 Временное сопротивле- ние разрыву ов, МПа Предел текучести От> МПа Относительное удлине- ние 6S. % не менее АДО, АД1 АД Без термической ботки обра- Все размеры 59 — 20 АДС 60 20 АМн, АМцС 98 — 16 АМг2 Без термической ботки обра- Все размеры 147 59 13 Отожженное 225 59 13 АМгЗ Без термической ботки, отожженное обра- 176 78 12 AMi3C Без термической ботки обра- 175 80 14 АМг5 Без термической обра- 255 127 15 ботки, отожженное АМгб То же 314 157 15 152
Продолжение табл. V.28 Марка сплава Состояние материала профи* Толщина полки сопротивле- iy ов, МПа к умести от» □ное удлине- лей при изготовлении или стенки, м.м Временное ние разрыв s Предел те X МПа Относ ител! ние 6S, % АД 31 Без термической обра- ботки Все размеры 127 69 13 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 127 69 13 Закаленное и искусствен- но состаренное » 100 196 147 10 Неполностью закаленное и искусственно состарен- ное » 100 157 118 8 АДЗЗ Без термической обра- ботки Все размеры 176 108 15 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 176 108 15 Закаленное и искусствен- » 10 255 225 6 но состаренное 11 — 100 265 225 10 АД35 Без термической обра- ботки Все размеры 196 108 12 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 196 108 12 Закаленное и искусствен- но состаренное > 100 314 245 8 АВ Без термической обра- ботки Все размеры 176 — 14 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 176 — 14 Закаленное и искусствен- но состаренное » 100 294 225 10 Д1 Без термической обра- До 10 333 186 12 ботки 11-20 Св. 20 353 363 196 206 10 10 Отожженное Все размеры 245 — 12 Закаленное и естествен- До 10 333 206 12 но состаренное 11—20 21—100 353 363 216 226 10 10 153
Продолжение табл. V.28 Марка сплава Состояние материала профи» Толщина полки сопротивле- >у Og, МПа кучести О , ьцое удлине- лей при изготовлении или стенки, мм Временное ние разрьц z Предел те ~ МПа Относител) ние dj, % Д16 Без термической обра- До 5 373 265 10 боткн 6—10 Св. 10 392 402 265 284 10 10 Отожженное Все размеры 245 — 12 Закаленное и естествен- До 5 373 275 10 но состаренное 6—10 11-100 392 412 275 284 10 10 В95 Без термической обра- До 10 510 461 6 боткн Св. 10 520 451 6 Отожженное Все размеры 275 — 10 Закаленное и искусствен- До 10 510 461 6 но состаренное 11-100 530 461 6 АК6 Без термической обра- ботки Все размеры 353 — 12 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 353 — 12 Закаленное и искусствен- но состаренное » 100 353 12 1915 Без термической обра- ботки До 12 314 196 10 Отожженное Все размеры 277 176 12 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 343 216 10 1925 Без термической обра- ботки До 12 343 196 9 Отожженное Все размеры 294 — 12 Закаленное и естествен- но состаренное 13-100 343 196 10 154
Продолжение табл. V.23 Марка сплава Состояние материала профи- лей при изготовлении Толщина полки или стенки, мм 1 временное сопротивле* ние разрыву МПа Предел текучести а*, 1 МПа Относительное удлине- ние у,, % не менее 1925G Закаленное и естествен- но состаренное До 100 310 200 10 1935 Без термической обра- ботки До 10 245 155 10 Закаленное и естествен- но состаренное » 100 245 155 10 ВД1 Без термической обра- ботки Все размеры 333 — 12 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 333 —— 12 АВД1-1 Без термической обра- ботки Все размеры 333 — 12 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 333 — 12 АКМ Без термической обра- ботки Отожженное Все размеры То же 314 196 — 12 14 Закаленное и естествен- но состаренное До 100 314 — 14 V.6. ПРОВОЛОКА СТАЛЬНАЯ СВАРОЧНАЯ В табл. V.29 приведен химический состав углеродистой и приме- няемой в строительстве легированной проволоки. V.7. ПРОВОЛОКА ДЛЯ СВАРКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ В табл. V.30 дан химический состав проволоки для сварки алю- миния и его сплавов» К5
V.29. Химический состав, %, стальной сварочной проволоки о Углерод С Кремний Si Марганец Хром Сг Ни- кель Ni Молиб- Титан Сера S Фосфор р Прочие элементы Марка проволоки Мп не более ден Мо Т1 не более Св-08 Св-08Л Св-08АА Св-08ГА Св-ЮГА Св-10Г2 Св-08ГС Св-12ГС Св-08Г2С Св-10ГН Св-08ГСМТ Св-ЮГСТЮЦА Св-20ГСТЮА Примем. Св, показываю ний марок угл< ры и фосфора фора по сравнс Не более 0,1 0,1 0,1 0,1 0,12 0,12 0,1 0,14 0,05—0,11 Не более 0.12 0,06—0,11 0,12—0,18 0,17—0,23 1 н и я: 1. В л т среднее со, /родистой И J В проволок гнию с провоз <а ас ie е 10 Не более 0,03 0,6—0,85 0,6—0,9 0,7—0,95 5,15—0,35 0,4—0,7 0,45—0,85 0,6—0,9 рке проволс ржание угл тированной марки Св-С кой марки ( Углеро; 0,35—0,6 0,35—0,6 0,35—0,6 0,8—1,1 1,1—1,4 1,5—1,9 Легиро 1,4-1,7 0,8—1,1 1,8-2,1 0,9—1,2 1 — 1,3 0,6—1 0,9—1,2 >кн буквы С ерода в coi проволоки 8АА сдвоен :в-08А. аистая 0,15 0,12 0,1 0,1 0,2 0,2 ванная 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,3 0,3 'в озна гых до указыв ная бу проволс 0,3 0,25 0,25 0,25 0,3 0,3 провол 0,25 0,3 0,25 0.9-1.2 0,3 0,4 0,4 чают, 1 1ЯХ пре ает на ква А ►ка ока 0.2— 0,4 по пре цента, повыше жазыв; 0.05— 0,12 0,05— 0,2 0.1— 0,2 >волока 2. Бук *нную 1ет на 0,04 0,03 0,02 0,025 0,025 0,03 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 0,025 сваро ва А и шетоту юниже 0,04 0,03 0,02 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,025 0,025 чная; ци а конце металл иное сод Не более 0,01 алю- миния 0,2—0,5 алюминия, 0,05—0,15 цирко- ния, не менее 0,04 церия 0,2—0,5 алюминия, 0,3—0,45 церия фры, следующие за условных обозначе- з по содержанию се- ержание серы и фос- V.30. Химический состав, %, проволок для сварки алюминия и его сплавов Основные компоненты Примеси, не более /Ларка проволо- ки юминий G 1 рганец и 8 О 5Я S S о X «с ч а рконнй Я ч i N i дь Си ьо S X очие имеси ММ<1 имссей sS aS Sb х Л X 3N Мь о,— х со S С9 3 P.Q. G С 5^0. CJ с СвА97 Не ме- нее 99,97 — — — — —• — — 0,015 0,015 — 0.005 — 0,01 0,03 Св-А85Т Осталь- — —. —. 0,2—0.5 0.04 0,04 0.02 0,01 0.01 —* 0,08 ное СвАЗ Не ме- — — 0.2— 0.1— — —м 0.015 0,05 0,5 нее 99,5 0,35 0,25 СвАМц Осталь- — 1—1.5 0,3-0,5 0,2—0,4 — 0,1 0,2 0,05 0,1 1,35 нос СвАМгЗ » 3,2—3.8 0.3—0.6 MW 0,5—0,8 — 0,5 0,2 0,05 —• 0,1 0.85 СвАМгЛ • 4-4,8 0.5—0.8 Хром 0,(15— 0,05— 0,002— 0.4 0,4 0,2 0,05 0,1 1.15 0,15 0,005 0,25 СвАМг5 > 4.8—5.8 0,5-0.8 —й 0,1—41,2 0,002— —* 0,4 0,4 0.2 0.05 —- 0.1 1.4 Хром 0,005 Св!5э7 » 4.5—5.5 0.2—0,6 0,07— 0.002— 0,2— 0.3 0,15 —— 0.05 0,1 0,6 0,15 0.005 0,35 Св ’ Мгб » 5,8—6,8 0,5—0.8 — - 0,1—0.2 0,002— 0,005 — 0.4 0.4 0,2 0,1 — 0,1 1.2 СвАМгбЗ * 5.8-6,8 0,5—О, Н 0,002- 0,15— 0,05 0,05 0,05 0,05 . 0.01 1.15 0.005 0,35 СвАМгб! ♦ 5,5—6,5 0,8—1,1 —- —— 0,0001— 0.002— 0,4 0,4 0.2 0,05 — 0.1 1,15 0,0003 0.12 СвАК5 » — —* •«й 4,5—6 0,1—0,2 — — 0,6 — Цинк и олово 0.2 — 0,1 1 0.1 СвАКЮ > — — — 7—10 <мй — 0,6 — 0,2 0,1 0,1 0,1 1.1 Св 1201 > Медь 0.2—0.4 Ванадий 0,1—0.2 0,0001— 0,1 — 0,15 0.08 0,05 0,02 0,01 0,3 0,6—6.8 0,05— 0,0308 0,25 0,15
V.8. ПРОВОЛОКА ДЛЯ СВАРКИ МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ Сварочную проволоку и прутки из меди и сплавов на медной основе выпускают по ГОСТ 16130—85 диаметром 0,8—8 мм (табл. V.31), V.31. Марки сварочной проволоки и прутков для сварки меди и ее сплавов Материал Марка Номер стандарта Медь Сварочные проволоки Ml, М1р МСр! ГОСТ 16130-85 Сплав модно- никелевый МНЖКТ5-1-0.2-0.2, МНЖ5-1 БрКМцЗ-1, БрЛМц9-2 — Бронза безоло- вянна я БрХ0,7, БрХНТ, БрНЦр БрАЖМц 10-3-1,5 ГОСТ 18175—78* Бронза оловян- ная Бр0Ц4-3, Бр0Ф6,5-0,15 — Латунь Л63, Л060-1 ЛКБ062-0,2-0,04-0,5; ЛК62-0.5 ГОСТ 16130-85 Медь Сварочные прутки М1р, М2р Латунь ЛМц58-2, ЛЖМц59-1-1 ЛОК59-1-0.3 ГОСТ 16130-85 V.32. Химический, %, состав чугунных прутков V.9. ПРУТКИ ЧУГУННЫЕ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ Чугунные прутки (табл. V.32) для газовой сварки, наплавки и пайкосварки чугуна и электродные стержни для дуговой сварки и наплавки чугуна выпускаются диаметром 4, 6 и 8 мм длиной со- ответственно 250, 350 и 450 мм; диаметром 10, 12, 14 и 16 мм дли- ной 450, 500, 600 и 700 мм. По назначению чугунные прутки делятся на следующие марки: ПЧ1, ПЧ2 — для газовой сварки серого чугуна с перлитной и перлитоферритной структурой и для электродных стержней; 158
Примеси, не более
ПЧЗ — для газовой сварки серого чугуна с ферритной струк- турой и для электродных стержней; ПЧН1 —для газовой сварки и пайкосварки серого чугуна с пер- литной и перлитоферритной структурой; ПЧН2 — для пайкосварки серого чугуна с ферритной и феррит* по перлитной структурой; ПЧИ — для износостойкой наплавки серого чугуна; ПЧВ — для газовой сварки высокопрочного чугуна с шаровид- ным графитом и для электродных стержней. V.10. ПРОВОЛОКА ПОРОШКОВАЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ Порошковая проволока для дуговой сварки углеродистых и низ- колегированных сталей с временным сопротивлением разрыву до 900 МПа по ГОСТ 26271—81 подразделяется: по условиям применения. па газозашнтную, используемую для сварки в углекислом га- зе или газовых смесях — ПГ; на самозащнтную, сварка которой осуществляется без дополни- тельной защиты — ПС; по допустимым пространственным положениям сварки и усло- виями формирования шва: для нижнего — Н; для нижнего, горизонтального (на вертикальной плоскости)—Г; для нижнего, горизонтального, вертикального—В; для всех — У; для горизонтального с принудительным формированием—ГП; для вертикального с принудительным формированием — ВП; для всех положений с принудительным формированием — УП; по пределу текучести наплавленного металла на типы: 34; 39; 44; 49; 54; 59; 64; 69; по температуре испытаний, при которой обеспечивается удар- ная вязкость наплавленного металла не менее 35 Дж/смг на уровни: К-( + 20); 0—(0); 1—(-10); 2-(-20); З-(-ЗО); 4-(-40); 5—(—50); 6—(—60); по химическому составу наплавленного металла на категории: А — содержание углерода не более 0,15 %, серы и фосфора не более 0,03 %; В — 0,15 %, 0,04 % соответственно; С — 0,25 %, 0,03 % соответственно. Структура условного обозначения порошковой проволоки при- ведена на рис. V.2. В табл. V.33 даны характеристики порошковых проволок. 160
V.33. Характеристики порошковых проволок для механизированной сварки Марки свариваемых сталей , } СтЗ, СтЗГпс, 09Г2 СтЗ, СтЗГпс. 09Г2. 09Г2С, 10ХСНД, ЮГ2С1, 14Г2, 15ХСНД, 17ГС 1 16Г2АФ. 10ХСНД, 15ХСНД СтЗ, СтЗГпс, 09Г2, 09Г2С, 10ХСНД, 10Г2С1. 15ХСНД 16Г2АФ, 18Г2АФ, 10ХСНД, 15ХСНД 14Х2ГМР. 14ХГНМ, 12ГН2МФАЮ 09Г2, 09Г2С. 16Г2АФ. 10Г2СД, ЮХСНД, 15ХСНД Произво- дитель- ность, кг/ч 1Л ‘.О го iA iA 1 1 1 1 1 1 111 1 6-9 22^2 X X 1 X О» 1 7-10 10—23 6—9 Соответ- ствие типу электрода Э46 1 1 | Э50А Э60 Э50А Э60 Э70 VOS€ Диаметр, мм 2,4 2,2 2.2; 2.4 2,8; 3 2.3 2; 2.4 3 2.4; 2,6 2,2; 2,6 2,3 3 2,2; 2.3 2.2 eJ 2,5; 3 2.2 2,2; 2,5 2,2; 2,5 2,2; 2,4 2.2; 2.5; 3 СОСО 13начение проволо- по ГОСТ 26271—84 Самозащитиая 1 Самозащитиая Газозащитная 1 ] Самозащитиая зэ — I 2 Технические условия на изготовление ТУ36УССР—241—48 ТУ36—2747—85 ТУ35—2529—83 ТУ 14—4-982—79 ТУ472—75ИЭС ТУ96—74ИЭС ТУ268—79ИЭС ТУЗэ—1830—74 ТУ36—2516—82 ТУ36—2407—81 ТУЗЗ—2708-85 ТУ36—1904-76 ТУ36—2528—83 ТУ36—2517—82 ТУ 14-4—1059—80 ТУ14—4—604—75 ТУ98—74ИЭС ТУ 181- 78ИЭС ТУ2О4—79ИЭС ТУ 140—77ИЭС ТУ203—78ИЭС ТУ221-79ИЭС 1 Марка ПП-1ДСК ПП-11 ПП-6КД < , . v , 8- ЕСгХссЕСЕС сссесосесе СП-5 ООО £4 СЕСС ECSC ПП-АН20 ПП-АН54 ПП-АН19С ПП-АН19Н 11—194 161
1 2 3 4 5 6 7 8 V.2. Условное обозначение порошковой проволоки / — марка; 2 —диаметр, мм; 3— условия применения; 4 — тип; 5—категория по химическому составу; 6 — уровень по ударной вязкости; 7 — допустимое положение сварки; в — обозначение стандарта Пример условного обозначения порошковой проволоки марки ПП АНЗ диаметром 3 мм, самозашитной (ПС), по пределу текучес- ти наплавленного металла типа 44, по химическому составу наплав- ленного металла категории А, обеспечивающей ударную вязкость наплавленного металла не менее 35 Дж/см2 при температуре —20 °C (2), для сварки в нижнем положении (Н): ПП-АНЗ 3,0 ПС44-А2Н ГОСТ 26271-84. V.11. ЭЛЕКТРОДЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ (ПЛАВЯЩИЕСЯ) ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ И НАПЛАВКИ Электроды для ручной дуговой сварки классифицируют по на- значению (для сварки стали, чугуна, алюминия и т. п.), по виду покрытия, по физико-химическим и механическим свойствам металла шва (табл. V.34—V.37). Электроды покрытые металлические для сварки и наплавки ста- лей систематизируют следующим образом: по назначению: для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву до 600 МПа—У (услов- ное обозначение); для сварки легированных конструкционных сталей с временным сопротивлением разрыву более 600 МПа—Л; для сварки легированных теплоустойчивых сталей—Т; для сварки высоколегированных сталей с особыми свойства- ми — В; для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами—Н; по толщине покрытия: тонкое — М; среднее — С; толстое — Д; особо толстое — Г; по качеству изготовления, состоянию поверхности покрытия, сплошности металла шва, содержанию серы и фосфора на группы 1, 2 и 3; 162
по видам покрытия: кислое — А; основное — Б; целлюлозное — Ц; рутиловое — Р; смешанное — соответствующее двойное условное обозначение; прочес — П; по допустимым пространственным положениям сварки или на- плавки: для всех положений — 1; для всех положений, кроме вертикального сверху вниз — 2; для нижнего, горизонтального на вертикальной плоскости и вер- тикального снизу вверх — 3; для нижнего и нижнего «в лодочку» — 4; по роду тока, полярности постоянного тока и номинального на- пряжения холостого хода источника питания сварочной дуги пере- менного тока частотой 50 Гц — в соответствии с табл. V.34. V.34. Классификация электродов по роду и полярности тока Рекомендуемая полярность постоянного тока Напряжение холостого хода источника переменного тока, В Обозначения номинальное предельные от- клонения Обратная — — 0 Любая Прямая Обратная 50 ±5 1 2 3 Любая Прямая Обратная 70 ±:10 4 5 6 Любая Прямая Обратная 90 ±5 7 6 9 Структура условного обозначения электрода приведена на рис. V.3. Условное обозначение должно быть указано на этикетках или в маркировке коробок, пачек и ящиков с электродами. 11* 163
V.3. Условное обозначение электро- дов 1 — тип; 2 — марка; 3 — диаметр, мм; 4 — обозначение назначения электродов; 5 — обозначение тол- щины покрытия; 6 — группа элект- родов; 7 — группа индексов, ука- зывающих характеристики наплав- ленного металла и металла шва по действующим стандартам: 8 — обо- значение вида покрытия: 9 — обозначение допустимых пространственных по- ложений сварки или наплавки; 10 — обозначение рода применяемого при свар- ке или наплавке тока, полярности постоянного тока и номинального напряже- ния холостого хода источника питания сварочной дуги переменного тока ча- стотой 50 Гц; // — ГОСТ . . . ;12 — обозначение стандарта на типы электродов V.35. Механические свойства металлов шва, наплавленного и соединения при дуговой сварке металлическими электродами для конструкционных сталей Тип электрода Временное сопротивление разрыву. МПа Металл шва и наплавленный Угол загиба .тля ме- талла соединения, сваренного электрода- ми диаметрами менее 3 мм. град. Относитель- ное удлине- ние % Ударная вяз- кость, Дж/см* Э38 370 14 29 60 Э42 410 18 78 150 Э46 450 18 78 150 Э50 490 16 69 120 Э42Л 410 22 147 180 Э46Л 450 22 137 180 Э50А 490 20 127 150 Э55 540 20 117 150 Э60 590 18 98 120 Э70 690 14 59 — Э85 840 12 49 — Э100 980 10 49 —— Э125 1225 8 39 Э150 1470 6 39 — V.36. Механические свойства металлов шва и наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для легированных теплоустойчивых сталей Тип электрода Временное сопро- тивление разрыву, МПа Относительное удлинение б,, % Ударная вязкость. Дж/см* Э09М 440 18 98 Э09МХ 450 18 88 Э09Х1М 470 18 88 Э05Х2М 470 18 88 Э09Х2М1 490 16 78 164
П родолжение табл. V.36 Тип электрода Временное сопро- тивление разрыву, МПа Относительное удлинение б4> % Ударная вязкость, Дж/см’ Э09Х1МФ 490 16 78 Э10Х1М1НФБ 490 15 69 Э10ХЗМ1БФ 540 14 59 Э10Х5МФ 540 14 59 Примечания: 1. В таблице даны механические свойства ме- талла после термической обработки по режимам, регламентирован- ным техническими условиями или паспортами на электроды конкрет- ных марок. 2. Механические свойства соединений, сваренных электро- дами, диаметр которых меньше 3 мм, должны соответствовать тех- ническим условиям и паспортам на электроды конкретных марок. V .37. Механические свойства металлов шва и наплавленного при дуговой сварке металлическими электродами для высоколегированных сталей с особыми свойствами Тип электрода Временное сопро- тивление разрыву, МПа Относитель- ное удлине- ние б4, % Ударная вяз- кость, Дж/см* Э12Х13 590 16 49 Э06Х13Н 640 14 49 Э10Х17Т 640 — —— Э12Х11НМФ 690 15 49 Э12Х11НВМФ 740 14 49 Э14Х11НВМФ 740 12 39 Э10Х16Н4Б 980 8 39 Э08Х24Н6ТЛФМ 690 15 49 Э04Х20Н9 540 30 98 Э07Х20Н9 540 30 98 Э02Х21Н10Г2 540 30 98 Э06Х22Н9 640 20 — Э08Х16Н8М2 540 30 98 Э08Х17Н8М2 540 30 98 Э06Х19Н11Г2М2 490 25 88 Э02Х20Н14Г2М2 540 25 98 Э02Х19Н9Б 540 30 118 Э08Х19Н10Г2Б 540 24 78 Э08Х20П9Г2Б 540 22 78 Э10Х17Н13С4 590 15 39 Э08Х19Н10Г2МБ 590 24 69 Э09Х19Н10Г2М2Б 590 22 69 Э08Х19Н9Ф2С2 590 25 78 Э08Х19П9Ф2Г2СМ 590 22 78 165
Продолжение табл. V.37 Тип электрода Временное сопро- тивление разрыву, МПа Относитель- ное удлине- ние 6., % Ударная вяз- кость, Дж/см* Э09Х16Н8ГЗМЗФ 640 28 59 Э09Х19Н11ГЗМ2Ф 570 22 49 Э07Х19Н11МЗГ2Ф 540 25 78 Э08Х24Н12ГЗСТ 540 25 88 Э10Х25ШЗГ2 540 25 88 Э12Х24Н14С2 590 24 59 Э10Х25Н13Г2Б 590 25 69 Э10Х28Н12Г2 640 15 49 Э03Х15Н9АГ4 590 30 118 Э10Х20Н9Г6С 540 25 88 Э28Х24Н16Г6 590 25 98 Э02Х19Н15Г4АМЗВ2 640 30 118 Э02Х19Н18Г5АМЗ 590 30 118 Э11Х15Н25М6АГ2 590 30 98 Э09Х15Н25М6Г2Ф 640 30 98 Э27Х15Н35ВЗГ2Б2Т 640 20 49 Э04Х16Н35Г6М7Б 590 25 78 Э06Х25Н40М7Г2 590 30 118 Э08Н60Г7М7Т 440 20 98 Э08Х25Н60М10Г2 640 24 118 Э02Х20Н60М15ВЗ 690 15 69 Э04Х10Н60М24 590 15 Э08Х14П65М15В4Г2 540 90 98 Э10Х20Н70Г2М2В Э10Х20Н70Г2М2Б2В 640 25 — Примечание. Механические свойства металлов шва и на- плавленного для электродов типов Э12Х13, Э10Х17Т, Э12Х11НМФ, Э12Х11ВМФ, Э14Х11НВМФ, Э10Х16Н4Б, Э08Х24Н6ТАФМ приведе- ны после термической обработки по режимам, регламентированным паспортами или техническими условиями на электроды конкретных марок, а для электродов остальных типов — в состоянии после свар- ки (без термической обработки). В табл. V.38 приведен химический состав наплавленного метал- ла и твердость по Роквеллу при сварке электродами для дуговой на- плавки поверхностных слоев с особыми свойствами. В табл. V.39— V.41 даны характеристики электродов соответственно для сварки раз- личных сталей, наплавки чугуна, для сварки цветных металлов и их сплавов. 166
.38. Химический состав наплавленного металла и твердость по Роквеллу при сварке электродами для дуговой наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами Твердость по Реквеллу (шкала С) ииходеЦдо ЙОИЗЭЬИН dai airoou Q 00 СЧ QO О СЧ II I иЛинТГдр! S Г? 1': 1* Г-; . О J i i S35 ft те с =: ± i 3 »> к >-х а.х © V « Ч 8 о £ ® Й ч HHXOQBd^O уоиоэь -nwdaj. caj S ч-2?5ftS «5SoSo $ ISS ЛШдфПН|,Ч4 сч сч rt го со to ю 1?5счсч^г 3*-г „X»С2 .X s ZJ £чч s . J В . X х я х s V 3 и Ла ж •“ х х г Прочие элементы те 11111111111111111111 j 8 о ж (электроды для ручной дуговой сва м. — это среднее количество углеро. явленный металл, обозначены буква: в процеи >, цифры |редставле или техни 1 5- I 1 1 1 I 1 1 I 0 1 1 I 1 1 1 1 1 1 I 1 е( £ л г * о еч 1.^1 i те> X cd а LO iiiiiiiiiiiiiiijiiii о ржание э. ie не бол< буквы С 1 гм в пасп Вольф- рам W 1Л । и 11111111111 ц 1117 сч днее соде ям металл la до 1 % указании Молиб- ден Мо ojr* ь- о 11117711311111117111 Г* СО СО ’Т ООО О яндекса 9 за индексо <е в напл! М=е ь Ч а.» о « я g „ я х 2 2 ч л ® С X н Никель N1 М3 о 111111111! 171 © । j 117 । иэ о со ci " х 1 “§S £ 2 и £ 4°. гов, показ) орых в на я до 0.8 ;ны соотве 1° 0,9—1,3 0.5—1 8~п 2.3—3.2 3.5—4,2 6—8 10—12 10,5—13 12—14 Ю.5—13.5 10.5—13,5 11—13 10.5—13,5 25—31 26—32 ктродов сос цифры, сл< ие элементь я R ж * £2 = ч s 2 2 * 5 £ ч 2 нец Мп СО Ю5Ч Ю ^У ту * • • * - «шю * ГЗТТЮСЧ О1 • -СЧ III 11 11 1 1 II© |©1о® 1-1 счаоо^счюю’Т’тЮ’Го^О'-хЬо СЧП^‘-‘-1ЛОс6 типов эле е или три Химическ и и я 4» о> ь 3 п- а «и s . я О Я со X х х сз 3 х Г До 0,15 » 0,15 » 0.15 » 0.15 0.8—1.3 До 0.15 » 0,6 1.4—2,8 0,8—1,2 1—1.5 1.2—1.8 До 0,3 > 0,3 » 0.7 1,2—2.5 1—1.6 До 0,5 1—1,7 2.8—4,2 1,5—2.6 значения букв. Дв> зроцента. s я г S * (U с- Я 5 ч а « х ф ® 5 5 ч = г X И 2 я X я = X = Г _ углерод С C4CO*raO OQUO _ ^intQLOlO — — счсО”Г1лтх—«ассосиг^г — ®у сч 77777777777777777777 — 1/0 - * - - . о о о о - - - сч оооооооо ооооо и я: 1. Обо 1им цифр н ГЫХ ДОЛЯХ 1 1НЫМИ обоз ия химичес ‘ржании в 1 обработки Тип электрода Э10Г2 эпгз Э12Г4 Э15Г5 Э16Г2ХМ Э30Г2ХМ 335Гб Э37Х9С2 Э7ОХЗСМТ Э80Х4С Э95Х7Г5С Э65ХННЗ 924X12 920X13 935X12 Г2С2 935X12ВЗСФ Э100Х12М 9120X12Г2СФ 9300Х28Н4С4 Э190К62Х29В5С2 tr 40 в* х о » Зч х 2 я с 5 2 3 X хё дующие за букве! венного обозначен При среднем соде жимы термическо! 167
V.39. Характеристика электродов общего назначения для сварки сталей Режим прокалки Тип электрода Марка электрода Марка сварочной проволоки Род тока и по- лярность Положение сварки Коэффицне! наплавки, г/А • ч темпера- тура. °C с ЗЕ Углеродистые и низколегированные конструкционные стали Э42 АН0-6М АНО-1 ВСЦ-2 ВСЦ-4 Св-0,8, Св-08А То же » Постоянный и . переменный Постоянный » Все положения Нижнее Все положения То же 8,5 16 10,5 10 180— 200 180— 200 120— 160 120— 160 60 60 60—90 60 Э42А СМ-11 УЛ-1/45 УП-2/45 ОЗС-2 » » Постоянный и переменный ' Постоянный > » > 9,5— 10,5 10 10 8,5 320— 360 350— 370 300— 350 250— 300 60—93 60 60 60 Э46 АНО-4 > Y 1 Постоянный н 1 э 7,5— 8,3 180— 200 60—90 МР-3 ОЗС-4 АНО-12 » » > переменный » 8—8,5 8,5— 9,2 8,7— 9,5 150— 180 270— 300 180— 200 60—90 20—30 60 Э46 АНО-14 Св-0,8, Св-08А Постоянный и Все положения 8,5— 9,5 120— 200 60 ВМ-9 То же ’ переменный То же 8,5 180 60 Э46А УОНИ-13/45 Постоянный £ 7,5— 350— 60— 9,5 400 120 Э50А УОНИ-13/55 > 8,5— 350— 60— 9,5 400 120 СК2-50 ) > » 9,5— 400— 60—90 1 10 420 ДСК-50 » 1 Постоянный и » 9,5— 10 360— 400 60-90 АПО-11 I переменный » 10 350 60 КД-11 » 9-9,5 200— 60—90 250 ОЗС-18 > Постоянный > 9—9,5 250— 60—90 300 сп. «3
Продолжение табл. V.39 о Тип электрода Марка электрода Марка сварочной проволоки Род тока и по- лярность Положение сварки Коэффициент наплавки, г/ А • ч Режим прокалки темпера- тура. °C время, мин Э55 УОНИ-13/55У » Постоянный и переменный Горизонталь- ные и верти- кальные стыки арматуры ван- ным способом 9,5 350— 400 60— 120 Э60 ВСФ-65У > Постоянный Все положения 9—9,5 300— 350 120 Э60А УОНИ-13/65 » » То же 9 350— 400 60— 120 Э70 Л КЗ—70 АНП-2 > » Нижнее Все положения 9,5 9 320— 350 420— 450 60 90— 120 Э85 УОН И-13/85 » » То же 9,5 350— 400 60— 120 Теплоустойчивые стали Э09М УОНИ-13/45М Св-08А Постоянный Все положения 9—10 300- 350 60 Э09МХ УОНИ-13/45МХ То же » То же 10,5 300— 350 60 ОЗС-11 » Постоянный и переменный » 8-9 300- 350 60 Э09Х1М ЦЛ-30-63 Св-08ХМ Постоянный Нижнее и вер- тикальное 10,4 ЗоО 60 Э09Х1МФ ЦЛ-20-63 Св-08ХМФА Все положения 10,3 330— 350 60 Э10ХЗМ1БФ ЦЛ-26М-63 Коррозионно- То же стойкие аустенитные и нержавеющие То же хромистые стали 10,5 330— 350 60 Э07Х20Н9 03 Л-8 Св-04Х19Н9 Постоянный Все положения 13 200— 250 60-90 Э08Х20Н9Г2Б ЦЛ-11 ЦТ-15-1 Св-07Х19Н10Б То же > То же 11 12 200— 250 350— 450 60-90 60—90 Э08Х19Н10Г2МБ ЭА-898/21 > > » 11,5 320— 350 60—90 Э12Х13 УОНИ-10X13 Св-06Х14 > Нижнее и вер- тикальное 11 350— 400 60—90 Э10Х17Т УОНИ-ЮХ17Т Св-10Х17Т » Все положения 11 350— 400 60—90 Э07Х19Н11МЗГ2Ф ЭА-400/10У > Св-04Х19Н11МЗ » То же 12 320— 380 60—90
Продолжение табл, V.39 Тип электрода Марка электрода Марка сварочной првввлоки Род тока и по- лярность Положение сварки X и 5 = s.a=- g =< X = 7? Режим прокалки темпера* 1 тура, °C время, мин Э10Х25Н13Г2 ОЗЛ-6 Жаростойкие Св-07Х25Н13 стали и сплавы Постоянный Все положения 11,5 200— 250 60—90 Э28Х24Н16Г6 Э12Х24Н14С2 ОЗ Л-9 А ОЗЛ-5 ЦТ-17 Св-30Х25Н16Г7 Св-10Х20Н15 То же » Нижнее и вер- тикальное Все положения То же 13,5 12,5 10,5 300 300 350— 400 60—90 60—90 60—90 Э09Х16Н8ГЗМЗФ ЦТ-1 Жаростойкие СвО6Х19Н9Т стали и сплавы Постоянный Все положения 13 350— 450 60—90 Э07Х19Н11МЗГ2Ф ЦТ-7 СВ-04Х19Н11МЗ > Нижнее 12 350— 400 60—90 Э28Х24Н16Г6 КТИ-5-62 ОЗ Л-9 То же Св-13Х25Н18 > » Все положения То же 12 13,5 300— 350 300 120— 180 60—90 ЭЮХ25Н13Г2 ЗИО-8 Двухсло Св-07Х25Н13 йные стали Постоянный Все положения 13,5 300— 320 60—90 ЦЛ-9 ЦЛ-25 То же > Нижнее Нижнее и вер- тикальное 11,5 10,5 350— 400 350— 400 60—90 60—90 V.40. Характеристика электродов для сварки и наплавки чугуна Марка электрода Материал сердечника Ток и полярность Положение сварки Режим прокалки Характеристика наплав- ленного металла В в ! J темпера- тура, °C в о s о. х X S ОМЧ-1 Прутки марки ПЧЗ Постоянный, на электроде ( + ) и переменный Нижнее 15,2 150— 200 180— 240 Серый чугун МНЧ-1 НМЖМц 28-2,5—1,5 МНМц 40—1,5 Постоянный на электроде ( + ) Нижнее, верти- кальное и по- лупотолочное 150— 200 90— 120 Железоникелемедный сплав МНЧ-2 НМЖМц 28—2,5—1,5 То же То же JI- 12 150— 200 90— 120 То же ОЗЧ-1 1 Медная проволока 220 30 Железомедный сплав ОЗЧ-2 J (ГОСТ 2112—79*) Нижнее и вер- тикальное 13— 14 220 60 АНЧ-1 Св—04X19Н9 в оболоч- ке из меди М2 или М3 Постоянный, на электроде (+) Нижнее и вер- тикальное и” 300— 350 60 Меднохромоникеле- вый сплав ЦЧ-4 Св—08 и Св—08А То же Нижнее 200- 220 90— 120 Хорошо обрабаты- вается режущим ин- струментом ЦЧ-ЗА Св—08Н50 » 200— 220 90— 120 Удовлетворительно поддается механичес- кой обработке
V.41. Характеристика электродов для сварки иветных металлов и их сплавов Марка электродов Материал сердечника Ток и полярность Положе- ние сварки Коэффи- циент на- плавки, г/ А • ч Режим пр темпера- тура, °C окалки время. мин Алюминий и его сплавы ОЗА-1 Св-А97 , 6,32 150—200 60 АФ-4аКр Св-А97 ГОСТ 7,5—7,8 150—200 60 А-2 Св-АМц или . 7871—75* . Постоянный на Нижнее 7,5—7,8 150—200 60 Св-АК5 электроде (+) ОЗА-2 Св-АК5 6.25-6,5 150—200 60 М едь и ее сплавы «Комсомолец-100> Медная проволока (ГОСТ 14 350 60 2112—79)* Постоянный на МН-5 Проволока МНЖ5-1 электроде (+) Нижнее 12 150—200 60 АНМц/ЛКЗ-АБ Проволока МНЖКТ5-1-0.2-0.2 < 16,5 150—200 60 Спла! 1ы на основе никеля мзок НМЖМц28-2,5-1,5 Постоянный на Нижнее 13 350 60 ХН-1 НМц5 электроде (+) 14 350 60 V.12. ФЛЮСЫ СВАРОЧНЫЕ В табл. V.42 приведена характеристика плавленых флюсов. V.13. ГАЗЫ ДЛЯ СВАРКИ И РЕЗКИ В табл. V.43—V.45 приведены характеристики газов. V.42. Характеристика плавленых флюсов Марка флюса Размер зерен, мм Строение флюса и цвет зерен Режим сутки Назначение флюсов температура, °C время, ч АН-348-А АН-348-AM 0,35—3 0,25—1,6 Стекловидный; желтый и ко- ричневый всех оттенков Механизированная сварка и на- плавка углеродистых и низко- легированных сталей углероди- стой и низколегированной сва- рочной проволокой АН-348-В АН-348-ВМ 0,35—3 0,25—1,6 Стекловидный; коричневый всех оттенков ОСЦ-45 ОСЦ-45М 0,35—3 0,25—1,6 Стекловидный; светло-серый, желтый и коричневый всех от- тенков 300-400 1 АН-8 СЛ 0,25—2,5 Стекловидный; желтый и ко- ричневый всех оттенков Электрошлаковая сварка угле- родистых и низколегированных сталей
Продолжение табл. V.42 Марка флюса Размер зерен, мм Строение флюса и цвет зерен Режим сушки Назначение флюсов температура, ?С время, ч АН-15М 0,25—2,5 Стекловидный; серый, светло- голубой и светло-зеленый всех оттенков 650—900 1 Механизированная сварка и наплавка высоколегированных и среднелегированных сталей АН-17М 0,25—2,5 Стекловидный; коричневый всех оттенков и черный 380—450 2 Механизированная сварка и наплавка сталей повышенной и высокой прочности АН-18 0,35—3 Стекловидный; темно-серый, темно-синий и черный 300—400 2 Механизированная сварка и на- плавка высоко- и среднелегиро- ванных сталей АН-20С АН-20СМ 0,35—3 0,25—1,6 Стекловидный; белый, светло- серый и светло-голубой 380—450 2 АН-22 0,25—2,5 Стекловидный; желтый всех оттенков и светло-коричневый 300—400 2 Электрошлаковая и механизи- рованная сварка и наплавка низко- и среднелегированных сталей АН-26С 0,25—2,5 Стекловидный; серый всех от- тенков и светло-зеленый 300—400 1 Механизированная сварка нер- жавеющих коррозионно-стой- ких и жаропрочных сталей 12—194 АН-43 0,25-2,5 Стекловидный; коричневый всех оттенков, черный и зеленый 380—450 2 Механизированная сварка и на- плавка сталей повышенной и высокой прочности АН-47 0,25—2,5 Стекловидный; темно-коричне- вый всех оттенков и черный 300—400 1 ФЦ-9 0,25—1,6 Стекловидный; светло-желтый и коричневый всех оттенков 300—400 1 Механизированная сварка и на- плавка углеродистых и низко- легированных сталей АН-2011 0,35—4 Пемзовидный; белый и светло- серый 380—450 2 Механизированная сварка и на- плавка высоко- и среднелегиро- ванных сталей АН-26П 0,35—3 Пемзовидный; светло-серый 500—600 2 Механизированная сварка и нержавеющих коррозионно- стойких и жаропрочных сталей АН-60 0,35—4 Пемзовидный; белый, желтый, светло-коричневый и светло-ро- зовый 380—450 2 Механизированная сварка и на- плавка углеродистых и низко- легированных сталей АН-26СП 0,35—3 Смесь стекловидных и пемзо- видных зерен; серый всех от- тенков и светло-зеленый 500—600 2 Механизированная сварка не- ржавеющих коррозионно-стой- ких и жаропрочных сталей
V.44. Характеристика кислорода газообразного технического (ГОСТ 5583-78*) Показатель Сорт кислорода ЬЙ 2-й 3-й Содержание кислорода, °/о, не менее 99,7 99,5 99,2 Массовая концентрация водяных паров, 0,05 0,07 0,07 г/м3, при 20 °C и давлении 0,1 МПа, не более Содержание водорода, %, не более 0,3 0,5 0,7 V.45. Характеристика защитных газов, применяемых для газоэлектрической сварки Газ ГОСТ или ТУ Содержа- ние чисто- го газа, % Транспортирование к рабочим местам Аргон: высшего сорта 1-го » ГОСТ 10157-79* То же 99,993 99,987 В баллонах под рабочим давлени- ем 15±0,5 МПа в газообразном виде (может перево- зиться в смеси с кислородом, гели- ем, водородом или азотом в соотно- шении, предусмот- ренном ТУ) Гелий: особой чистоты высокой » ТУ 51-689-75 То же 99,995 99,985 Азот: высшего сорта 1-го » 2 го » особой чистоты ГОСТ 9293—74* То же » > 99,994 99,6 99 99,996 В баллонах под । рабочим давлением 15±0,5 МПа в га- зообразном виде Водород: А Б ( высшего В сорта 1 1-го сорта ГОСТ 3022—80* То же » 99,99 99,95 98,5 97,5 Углекислый: высшего сорта 1-го » 2-го » ГОСТ 8050-85 То же > 99,8 99,5 98,8 В баллонах под рабочим давлени- ем 20 МПа в жид- ком виде 12* 179
Глава VI. ИСТОЧНИКИ ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ VI .1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРОЧНОЙ ДУГИ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ Электрическая сварочная дуга является разновидностью мощ- ного дугового разряда в сильно ионизированной среде газов и паров различных материалов. Различные виды сварочных дуг характеризу- ются длиной /д, напряжением ия и током /д. Дуга — нелинейный эле- мент электрической цепи со статической вольтамперной характеристи- кой, т. е. зависимостью С/д=/(/д) при /д=сопв1, имеющей три участка (рис. VI.1), наклон которых определяется главным образом физи- ческими явлениями, происходящими в прнэлектродных областях и столбе дуги. Приблизительно описать эти явления можно, рассмат- ривая напряжение дуги как сумму падений напряжения в катодной UK и анодной Ua областях и столбе дуги Uc. Крутопадающая харак- теристика дуги (участок / см на рис. VI.I)) бывает при плотности тока в дуге не более 12-10е А/м2. При таких плотностях тока площа- ди активных пятен дуги на аноде и катоде растут пропорционально току, а падение напряжения Ua и UK остаются практически неизмен- ными. Напряжение дуги изменяется в основном за счет Uc. По по- скольку рост сечения и электропроводности столба дуги в этих условиях опережает рост тока, то при увеличении последнего происхо- дит уменьшение Uc. При дальнейшем увеличении плотности тока (уча- сток //) площади активных пятен и столба дуги продолжают расти пропорционально току, а падения напряжения UK, Ua и Uc остаются практически неизменными и не зависят от тока. Это характерно для дуг с плотностью тока от 12-10е до 80-Ю6 А/м2, т. е. практически во всем диапазоне режимов сварки штучными электродами, неплавя- щимся электродом и под флюсом. При сварке плавящимся электро- дом в защитных газах и на форсированных режимах под флюсом, когда плотность тока в дуге более 80-10® А/м2, вследствие ограничен- ных размеров электрода происходит сжатие дуги у его торца, что приводит к увеличению приэлектродного падения напряжения с рос- том тока. На таких режимах статическая характеристика дуги ста- новится возрастающей (участок 111). В реальной сварочной цепи дуга и источник ее питания образуют взаимосвязанную систему, рабо- тающую в статическом и динамическом (переходном) режимах. В ста- тическом режиме устойчивость системы источник питания — дуга бу- дет обеспечена при выполнении следующего условия в точке пересе- чения характеристик: (dUAldl^dUHldIu) >0. (Vi!) 180
VI.1. Статические характеристики дуги на участках 1—111 VI.2. Работа системы источник пи- тания — дуга А — рабочие точки устойчивой ра- боты; Б — точка неустойчивой ра- боты; / — внешняя характеристика источника питания: 2 — статическая характеристика дуги V1.3. Характер изменения напряже- ния и тока дуги в цепи с индуктив- ным сопротивлением I — напряжение холостого хода ис- точника; 2 —ток дуги; 3 — напря- жение дуги; U3— напряжение за- жигания дуги; ф —угол сдвига то- ка по фазе Это означает, что если форма характеристики дуги соответст- вует участку /, то характеристика источника питания должна быть более крутопадающей, на участке II — пологопадающей или жест- кой, но в меньшей степени, чем характеристика дуги, а на участке III — жесткой или слегка возрастающей (рис. VI.2). В этом случае внезапное малое отклонение тока дуги, возникшее под влиянием какой-либо случайной причины, будет с течением времени умень- шаться, т. е, нарушение режима будет исчезать, и система вернет- ся вновь в исходное состояние равновесия. Выполнение условия (VI.1) особенно важно при ручной сварке и плазменной резке, когда манипуляции электродом и перемещение анодного пятна в процессе резки приводят к значительным изменениям длины дуги, а режим сварки при этом не должен значительно меняться. В этом случае, чем круче характеристика источника питания, тем более устойчива сварочная дуга, т. е. меньше величина изменения тока при измене- ния длины дуги. При автоматической и механизированной дуговой сварке плавящимся электродом происходит саморегулирование, при котором длина дуги после ее изменения восстанавливается автома- тически за счет изменения скорости плавления электрода. Явление саморегулирования наиболее сильно проявляется при повышении плотности тока в электроде и уменьшении крутизны внешней ха- 181
рактеристикн источника питания. Перечисленные свойства присущи дугам постоянного и переменного тока. Однако особенности дугового разряда на переменном токе в первую очередь определяются перио- дическим изменением величины и направления тока и напряжения дуги. В условиях периодической смены полярности в момент перехода тока через нулевое значение дуга угасает и дуговой промежуток де- ионизируется. Для повторного зажигания дуги необходимо вновь ионизировать дуговой промежуток, что может быть достигнуто раз- личными способами, основанными на механизмах авто- и термоэлек- тронной эмиссии. Известно, что при сварке неплавящимся электро- дом повторное зажигание дуги происходит при напряжении U3 большем, чем напряжение U3. Величина U3 может быть различна и зависит от материала электрода и изделия, состава среды, в кото- рой горит дуга, и многих других факторов. В общем случае необхо- димо, чтобы после перехода тока через нулевое значение и угасания дуги, напряжение на электродах как можно быстрее стало равно величине U3. Практически это достигается повышением напряжения холостого хода источника и включением в сварочную цепь индуктив- ности, обеспечивающей необходимый сдвиг фаз между сварочным то- ком и напряжением источника (рис. VI.3). Наиболее приемлемыми для обычных условий сварки являются: угол сдвига фаз ср, при кото- ром cos ф=0,35—0,45 и их1/ил равно 1,8—2,5. В последнее время появились источники питания, обеспечивающие надежное повторное зажигание дуги за счет увеличения скорости нарастания напряжения на электродах до значения U3, получаемого повышением частоты сварочного тока или приближением формы выходного напряжения к прямоугольной. С ростом сварочного тока и разогревом электродов увеличивается термоэлектронная эмиссия, улучшающая условия повторного зажигания, и устойчивость дуги повышается. При умень- шении тока желательно увеличивать напряжение холостого хода ис- точника питания или применять специальные средства, улучшающие повторное зажигание дуги. В динамическом (переходном) режиме особое значение имеет способность источника питания быстро реагировать на изменения, происходящие в дуге. Динамические свойства источников питания оцениваются: временем восстановления напряжения при переходе от режима короткого замыкания к рабочему режиму или холостому ходу; кратностью установившегося значения тока короткого замыкания /к и рабочего тока /р; скоростью нарастания тока короткого замыкания. Первые две характеристики, в основном, используются для оценки динамических свойств источников питания ручной дуговой 182
сварки. Оптимальными значениями являются: время восстановления напряжения до 30 В не более 0,05 с и кратность установившегося тока короткого замыкания рабочему в пределах 1,25</к//р<2. Ско- рость нарастания тока короткого замыкания зависит от индуктивно- сти сварочной цепи и характеризует динамику источников питания для сварки плавящимся электродом в защитных газах и в первую очередь в углекислом газе. При большой индуктивности скорость нарастания тока мала, В моменты короткого замыкания происходит сравнительно медленный разогрев конца электродной проволоки на большом участке, который нерасплавленным попадает в сварочную ванну. Процесс переноса металла в дуге при увеличении индуктивности сварочной цепи становится крупнокапельным, что затрудняет или де- лает практически невозможной сварку в потолочном, горизонтальном и вертикальном положениях. При малой индуктивности скорость на- растания может быть чрезмерной. В этом случае из-за взрывообраз- ного перегорания перемычки между электродной проволокой и кап- лей расплавленного металла, переходящей в ванну, увеличивается разбрызгивание и ухудшается формирование шва. Возможность менять динамику источника питания путем изме- нения индуктивности сварочной цепи предусмотрена в конструкциях практически всех существующих выпрямителей для сварки в защит- ных газах. Для этой же цели разработаны специальные стабилизиру- ющие дроссели. Источники питания сварочной дуги должны удовлет- ворять следующим основным требованиям: напряжение холостого хода источников питания должно быть достаточным для легкого зажигания и устойчивого горения дуги, но не превышать максимальных значений, указанных в государствен- ных стандартах или в технических условиях на соответствующее обо- рудование; источники питания должны быть рассчитаны на работу при пе- риодических коротких замыканиях сварочной цепи, происходящих как в процессе сварки, так и при зажигании дуги. Установившееся значе- ние тока короткого замыкания должно быть в пределах 1,25—2 зна- чений рабочего тока; источники питания для сварки плавящимся элек- тродом в защитных газах должны обеспечивать такую скорость на- растания тока короткого замыкания, при которой процесс сварки идет с минимальным разбрызгиванием; внешние характеристики источников питания должны быть: а) крутопадающими—для сварки штучным и неплавящимся электро- дом и плавящимся электродом с зависимой от напряжения дуги скоростью подачи; б) пологопадающими, жесткими или возрастаю- щими—для сварки плавящимся электродом с независимой скоро- стью подачи. 183
V1.2. ИСТОЧНИКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Широкому применению дуговой сварки на переменном токе в зна- чительной степени способствует простота изготовления и высокая надежность в эксплуатации сварочных трансформаторов (табл. VI. 1). В зависимости от применяемого способа регулирования режима свар- ки и получения падающей внешней характеристики различают транс- форматоры с нормальным и повышенным магнитным рассеянием. У трансформаторов с нормальным магнитным рассеянием вторичная обмотка наматывается на первичную таким образом, что весь маг- нитный поток, создаваемый первичной обмоткой, охватывает и вто- ричную обмотку. Принципиальная конструктивная схема трансформаторов типа СТЭ с отдельной реактивной катушкой-дросселем типа РСТЭ приве- дена на рис. V1.4, а. Из-за малого магнитного рассеяния, а следова- тельно, и индуктивного сопротивления обмоток трансформатора внешняя характеристика его жесткая. Для регулирования режима сварки и получения падающей внешней характеристики в сварочную цепь включается отдельная реактивная катушка-дроссель. Индуктив- ное сопротивление дросселя изменяется регулированием воздушного зазора в его ярме. При уменьшении зазора сварочный ток уменьша- ется, при увеличении — увеличивается. Недостатком этих источников является неустойчивая работа при сварке на малых токах, из-за виб- рации подвижного пакета дросселя, вызываемой значительными электродинамическими усилиями. Эти усилия возникают при замыка- нии дугового промежутка в моменты перехода капли расплавлен- ного металла с электрода в сварочную ванну. На рис. VI.4, б показана принципиальная конструктивная схема сварочных трансформаторов типа СТН и ТСД, которые также име- ют нормальное магнитное рассеяние, однако у них дроссель для регулирования режима сварки и получения падающей внешней харак- теристики совмещен с магнитопроводом трансформатора. Преимуще- ствами трансформаторов этого типа по сравнению с трансформато- рами типа СТЭ, кроме однокорпусного исполнения, являются мень- шие габарит и масса. Однако они не лишены недостатков, присущих трансформаторам с отдельным дросселем. Трансформаторы типа СТН предназначены для дуговой сварки штучным электродом и снабжены ручным приводом перемещения подвижного пакета дросселя. Трансформаторы типа ТСД рассчитаны для питания автоматических и полуавтоматических установок и снаб- жены электромеханическим приводом для дистанционного регули- рования режима сварки. Сварочные трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием, как правило, имеют разнесенные обмотки. Это приводит к тому, что часть магнитного потока первичной обмотки 184
V1.4. Конструктивные схемы (а—ж) сварочных трансформаторов / — обмотка дросселя; 2— подвижный сердечник дросселя; 3, 4 — магнитопро- воды дросселя и трансформатора; 5— 6 — первичная и вторичная обмотки; 7 — подвижная вторичная обмотки трансформатора; 8. /2 — подвижный и неподвижный магнитный шунт; S' — ох- ватывающая обмотка; 10—обмотка уп- равления; It—секция вторичной об- мотки замыкается помимо контура вторичной, создавая так называемый поток рассеяния. Эти трансформаторы имеют также несколько мо- дификаций, различающихся по способу регулирования режима. Одной из наиболее распространенных конструктивных схем тран- сформаторов с повышенным магнитным рассеянием являются тран- сформаторы типа ТС-ТД (см. рис. VI.4, в). Регулирование режима сварки и получение падающих внешних характеристик у трансфор- маторов этого типа обеспечивается за счет изменения потока рас- 185
VI.1. Технические характеристики сварочных трансформаторов Тип Напряжение. В Сварочный ток, А Коэффициент Мощ- ность, кВ-А пн. % Габарит, мм Масса, к₽ номинала ное ХОЛОСТОГО хода номиналь- ный пределы регулирова- ния МОЩНОСТИ полезного действия Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием и реактивной катушкой* СТЭ-24 30 65 350 70—500 0,52 0,83 24 65 646X314X660 140 РСТЭ-24 594X320X545 90 СТЭ-34 30 60 500 150—700 0,52 0,85 34 65 690 X 370 X 660 200 РСТЭ-34 70—90 450 669X320X545 120 СТН-450 30 80—800 0,40 0,85 40 65 840X420X850 320 СТН-500 30 60 500 150—700 0,54 0,85 38,5 65 796X410X840 270 СТН-700 35 60 700 200—900 0,66 0,85 43,5 60 796X429X840 380 ТСД-500-1 40 80 500 200—600 0,55 0,85 48,5 60 950X818X1215 420 ТСД-1000-4 42 69—78 1000 400—1200 0,62 0,87 78 60 950X818X1215 510 ТСД-2000-2* 53 72—84 2000 800—2200 0,64 0,89 186 50 1050 X 900X1300 675 ТДР-1601* 39—49 76 1600 1000—1600 — — 130 85 663X1053X1606 1100 Трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижными катушками ТС-300 30 63 300 30—395 0,51 0,84 20 60 765X524X1010 180 ТС-500 30 60 500 40—650 0,53 0,85 32 60 845 X 600X1100 250 ТС К-500 30 60 500 165—650 0,65 0,83 27 60 872 x 566X1090 280 ТД-300 30 61—79 300 60—380 0,51 0,86 19,4 50 640 X 490 X 715 137 ТД-304 35 61—79 300 60—350 0,6 0,87 19,4 60 640 X 490 X 885 157 ТД-500 30 60—76 500 90—650 0,53 0,87 32 60 720X580X850 210 ТДМ-317* 33 62—80 315 60—360 — — — 60 555 x 585 x 818 130 1 ДМ-401 * 36 63—75 400 80—460 — * - — 60 555x585x848 145 ТДМ-503* 65—80 500 90—560 — — 35 60 555 X 585 X 888 170 ТДП-1 ТСП-2 ТД-102 ТД-306 ТД-500-4 26 30 68 62 160 300 55—175 90- 300 0,5 0,6 0,72 0,78 П.4 19,4 20 20 435 X 290 X 535 510x370x590 38 65 26,4 80 160 60—175 — Н,4 20 570X325X530 38 30 70 250 100—300 — — 17,5 25 630x365x590 65 40 80 500 100—560 — — 32 60 880x580x850 191 Трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подвижным магнитным шунтом СТАН-0 30 63—83 140 25-150 0,51 0,83 10 65 698X429X485 80 СТАН-1 30 60—70 350 60—480 0,52 0,83 24 65 870 X 520 X 800 185 СТШ-250* 25 61 250 80—260 0,57 0,72 15,3 20 420X310X425 44 СТШ-300 30 63 300 110—405 0,52 0,88 20,5 60 545X720X750 158 СТШ-500 30 60 500 145—650 0,53 0,9 33 60 670 X 666 X 753 220 СТШ-500-80* 30 60 500 60—800 0,53 0,92 44,5 60 965x762x750 323 ТДФ-1800* 40 и 70 94 и ИЗ 1800 500—1850 — 0,94 215 100 900X1300X1360 1100 ТС-350* 30 60—70 350 60—450 0,52 0,85 24 65 — 185 Трансформаторы с увеличенным магнитным рассеянием и подмагничиваемым магнитным шунтом 740 ТФД-1001 44 68—71 1000 400—1200 — 0,87 82 100 1200 X 830X1200 ТФД-1601* 60 95—105 1600 | 600—1800 Трансформаторы — | 0,88 1 182 с ярмовым рассеянием 100 1 1200X830X1200 1000 ТСМ-250* 25 60 250 92—250 0,55 0,77 16 20 418x360x400 33 Разряд-250* 30 60 250 90—250 0,59 0,69 — 20 345 x 300 x 465 55 Разряд-315* 35 45 315 Трансе 60—360 форматоры с гиристор 1ЫМ упр< 1вленисм 60 90 ТДЭ-402* 25—44 80 400 80—400 — — 13,6 I 60 I 590x595x820 180 ТДФЖ-2002* | 32-76 1 - Трансформаторы 2000 1 600 -2200 1 — 1 — | 260 со ступенчатым регулированием магнитной | — | 764X1204X1295 •вязи обмоток , 490 ТСП-1 25 65—70 | 160 105—180 1 0,46 1 0,75 1 12 I 20 1 254X424X435 35 _ * Трансформаторы рассчитаны на подключение к питающей сети напряжением 380 В. Остальные трансформа- 5 торы рассчитаны на подключение к сети 220 или 380 В.
сеяния при изменении расстояния между первичной и вторичной обмотками. Существенным преимуществом трансформаторов это- го типа перед трансформаторами типа СТЭ, СТН-ТСД является зна- чительное снижение усилий, действующих на подвижные узлы систе- мы регулирования режима трансформатора. Так, например, если в трансформаторах типа СТЭ, СТН-ТСД на подвижной пакет дрос- селя действует усилие, достигающее 4—5 кН, то нагрузки на под- вижные элементы трансформаторов типа ТС—ТД не превышают 0,4— 0,6 кН. Подвижная обмотка в трансформаторах типа ТС-ТД пере- мещается вручную с помощью винта с рукояткой. При разведении обмоток сварочный ток уменьшается, при сближении — увеличива- ется. Специально для работы в монтажных условиях разработан тран- сформатор типа ТД-304 с дистанционным регулированием режима сварки. Обмотки у этого трансформатора перемещаются с помощью приставки типа РТД-2 с электромеханическим приводом, соединяе- мой с винтовым механизмом перемещения обмоток трансформатора. Для расширения диапазона регулирования сварочного тока в транс- форматорах типа ТС-ТД предусмотрена возможность переключения катушек вторичной обмотки с последовательного соединения па па- раллельное. К трансформаторам с повышенным магнитным рассеянием отно- сятся трансформаторы типа СТЛН-СТШ и трансформатор ТС-350, принципиальная конструктивная схема которых показана на рис. V1.4, г. В этих трансформаторах магнитное рассеяние создастся за счет подвижного магнитного шунта, помещенного между стержнями трансформатора. При выдвижении магнитного шунта за пределы маг- нитопровода рассеяние уменьшается, что приводит к увеличению сварочною тока. Магнитный шунт в трансформаторах типа СТАН— СТШ перемещается вручную с помощью винтового механизма с ру- кояткой. В трансформаторах типа СТАН шунт выдвигается за пре- делы магнитопровода в одну сторону. В трансформаторах типа СТШ шунт, состоящий из двух поло- вин, разводится в обе стороны, что уменьшает габарит трансфор- матора. Принцип регулирования режима за счет подмагничивания шунта заложен в основу конструктивной схемы трансформаторов типа ТДФ (см. рис. VI.4, е), предназначенных для питания дуги при авто- матической дуговой сварке под флюсом При увеличении тока под- магничивания магнитное сопротивление шунта возрастает, поток рас- сеяния уменьшается и сварочный ток увеличивается. На рис. VI.4, ж показана принципиальная конструктивная схема трансформаторов с регулируемой магнитной коммутацией (ТРМК). У этих трансформа- торов вторичная обмотка секционирована. Большая часть се виг- 188
VI 5. Схема сварочного трансформатора ТСП-1 ков (60—70 %) расположена как у трансформаторов с нормальным рассеянием, а около 30—40% витков — между верхним и средним ярмами трансформатора. Плавная регулировка режима достигается подмагничиванием среднего и верхнего ярма. Положительной особенностью этих трансформаторов является отсутствие подвижных частей, что повышает надежность их работы, а наличие подмагничиваемого шунта позволяет сделать управление режимом сварки дистанционным. Кроме перечисленных основных типов трансформаторов, находят применение специальные облегчен- ные малогабаритные трансформаторы типа ТСМ-250, «Разряд 250л* и ТСП-1, рассчитанные для работы в монтажных условиях при по- ниженной продолжительности нагрузки (ПН). Они также относятся к группе трансформаторов с повышенным магнитным рассеянием. Режим работы в трансформаторах типа ТСМ-20 регулируется сту- пенчато путем включения дополнительных витков согласно-встреч- но со вторичной обмоткой. Плавная регулировка внутри каждой сту- пени производится намоткой от 1 до 5 витков сварочного провода вокруг корпуса трансформатора (см. рис. VI.4,d), Режим работы в трансформаторах типа ТСП-1 регулируется сту- пенчато за счет изменения магнитной связи между его обмотками (рис. VI.5). Минимальный сварочный ток обеспечивается, когда ра- ботает только та часть вторичной обмотки, которая расположена на втором стержне, отдельно от первичной обмотки. По мере отключения витков вторичной обмотки, расположенной на втором стержне, и уве- личения числа подключаемых витков вторичной обмотки на первом стержне магнитная связь между первичной и вторичной обмотками повышается, магнитное рассеяние и индуктивное сопротивление уменьшаются, в результате чего сварочный ток возрастает. 189
VI.3. источники ПОСТОЯННОГО ТОКА К источникам постоянного тока относятся одно- и многопосто- вые генераторы (табл. VI.2) и выпрямители. Генераторы имеют при- вод от электродвигателя или двигателя внутреннего сгорания. Существующие однопостовые генераторы в зависимости от схемы сое- динения их обмоток разделяются на три основные группы: с незави- симым питанием намагничивающей обмотки и последовательной размагничивающей или подмагничивающей обмоткой (рис. VI.6, а); с питанием намагничивающей обмотки от дополнительной щетки (с самовозбуждением) и последовательной размагничивающей или подмагничивающей обмоткой (см. рис. VI.6,б), с самовозбуждением (см. рис. VI.6, в) и с расщепленными полюсами (см. рис. V1.6, г). У всех генераторов результирующий магнитный поток Фоб, опреде- ляющий его выходное напряжение, является алгебраической суммой потоков Фн и Фп (см. рис. VI.6). VI.2. Технические характеристики генераторов постоянного тока Тип Сварочный ток. Л Напряжение, В ПН. % Мощ- ность, кВт номи- наль- ный пределы регулирова- ния номиналь- ное холостого хода Генераторы однопостовые с падающей характеристикой, независимым возбуждением и последовательной размагничивающей обмоткой ГСО-120 120 30—120 25 48-65 65 3 ГСО-ЗООА 300 75—300 30 65 65 9 ГС-300-3 315 115—315 32 90 60 9,6 ГСО-500 500 120—600 40 62-80 65 20 ГС-1000-11 1000 300—1200 45 90 65 45 ГС-1000-1II 1000 300—1200 45 90 65 45 ГС-1000-II 1000 300—1000 45 90 100 45 П ГС-300* 300 75—340 30 65 65 9 Генератор однопостовой с жесткой характеристикой, независимым возбуждением и последовательно й подмагничивающе й обмоткой ГСГ-500-I 500 60-500 16—40 18—42 60 20 Генераторы одиопостовые с универсальной характеристикой и независимым возбуждением** ГД-304 300 15-350 32 75-80 65 9,6 80—300 16-45 60 ГД-502 500 15—500 40 90 65 20 — 15-50 60 ГСУ-300 300 75-300 30 48 65 9 — 10-35 16-36 60 190
Продолжение табл. Vi.2 Тип Сварочный ток. А Напряжение, В пн, % Мощ- ность, кВт номи- наль- ный пределы регулирова- ния номиналь- ное холостого хода ГСУ-500-2 500 120—500 40 65 65 20 60—500 16—40 60 60 ГСУМ-400 400 100—400 70 100 65 28 — 25—70 Генераторы однопостовые с падающей характеристикой с самовозбуждением от дополнительной щетки ГД-101 125 15—135 25 80 60 3,12 ГД-303 315 15—350 32 75—80 60 9,6 ГД-307 250 100—250 30 — 60 7,5 ГД-310 315 60—350 33,6 90 60 — ГС-500 500 120-600 40 62-80 65 20 ГСО-120-2 120 30—120 25 40-85 65 3 ГСО-ЗОО 300 75-320 30 75 65 9 гсо-зоом 300 80—300 32 65 65 9,6 ГСО-300-4 300 75-320 30 — 65 9,6 ГСО-ЗОО-5 300 100—300 32 52—80 60 9,6 ГСО-ЗОО-8 300 100—300 32 52—80 60 9,6 ГСО-ЗОО-12 300 100—300 32 90 60 9,6 СГП-3-V 400 120—600 40 —• 65 — СГП-3-VI 400 120—600 40 100 65 16 СГП-3-VlII 500 120—600 40 80 65 20 Генераторы однопостовые с падающей характеристикой, с расщепленными полюсами и самовозбуждением от дополнительной щетки СГ-300-М 300 80—340 35 72 65 И,9 СГ-ЗОО-М-1 340 80—380 30 — 65 — СМГ-2М-У1 300 75-340 30 65 65 9 Генераторы однопостовые с падающей характеристикой, вентильные, индукторного типа ГД-308 315 40-315 33 — 60 10,5 ГД-312 315 1 40—350 | 32 | 85 Генераторы многопостовые 60 10,1 ГСГМ-500* ** 500 Два поста до 250А 30 16—35 60 15 ГСМ-500 500 Два поста до ЗООА 50 55 100 27,5 ГСМ-1000-4 1000 До 6 постов по ЗООА 60 60 100 60 СГ-1000 1000 То же 60 60 100 60 * Генератор имеет независимое возбуждение от дополнительного источника питания. ** Значения параметров в числителе при падающих а знаменате- ле при жестких характеристиках. 191
VI.6. Принципиальные схемы (а—г) сварочных генераторов В генераторах первой группы с последовательной размагничива- ющей обмоткой Ф0«=Фи—Фп. При постоянном намагничивающем потоке Фн и потоке Фп, зависящем от протекающего по размагничи- вающей обмотке тока, результирующий поток Фоб, а следовательно, и напряжение на выходе генератора будут уменьшаться с увеличе- нием нагрузки. Характеристика такого генератора будет падающая, причем тем круче, чем больше витков в последовательной обмотке. У генераторов с последовательной намагничивающей обмоткой Фоб — <=Фи4-Фа, а конструктивные элементы этой обмотки выбраны таким образом, что при увеличении тока нагрузки рост падения напряже- ния в обмотках якоря генератора, снижающий выходное напряже- ние, компенсируется возрастанием потока Фо. С некоторым прибли- жением можно считать, что напряжение на клеммах генератора за- висит в основном от потока Фн. Характеристика такого генератора в зависимости от параметров последовательной обмотки может быть пологопадающей, жесткой или возрастающей. Холостой ход в генера- торах этой группы регулируется изменением тока намагничивающей обмотки, а наклон характеристики — секционированием последова- тельной обмотки. Генераторы второй группы отличаются от первой только тем, что питание их намагничивающей обмотки осуществляется от одной из основных и дополнительной щеток, напряжение между которыми, благодаря подмагничивающей составляющей реакции якоря, прак- тически нс зависит от нагрузки. В остальном принцип действия этих генераторов не отличается от генераторов с независимым возбужде- нием. Генераторы с расщепленными полюсами являются разновидно- стью генераторов с самовозбуждением, у которых намагничивающая обмотка питается от одной основной и дополнительной щеток. Одна- ко в отличие от них падающая характеристика в генераторах с рас- 192
тепленными полюсами создается за счет взаимодействия магнитных потоков поперечных полюсов Ф" и размагничивающей составляющей реакции якоря Фр. В генераторах этой группы главные полюса име- ют уменьшенное сечение, в результате чего они насыщены. Подмаг- ничивающая (продольная) составляющая реакции якоря Ф„' совпа- дая по направлению с потоком Ф'п главных полюсов, не сказывается существенно на увеличении общего продольного потока Ф”§ а опре- деляемое им напряжение Uae между щетками о и с остается посто- янным. Размагничивающая составляющая реакции якоря Фр на- правлена встречно потоку поперечных полюсов Ф"б , приводя к зна- чительному ослаблению общего поперечного магнитного потока Ф^ и уменьшению напряжения ись между щетками с и Ь. В результате при увеличении сварочного тока напряжение на выходе генератора Uab, равное сумме Uac+Uci>, будет уменьшаться, т. е. характеристи- ка генератора будет падающей. Режим генераторов этой группы ре- гулируется изменением тока возбуждения намагничивающей обмотки поперечных полюсов и сдвигом щеток. При сдвиге щеток от нейтрали в сторону вращения якоря увеличивается магнитный поток реакции якоря и напряжение генератора уменьшается, при сдвиге против вращения поток реакции якоря уменьшается, а напряжение увеличи- вается. Кроме перечисленных основных типов однопостовых генерато- ров, следует отметить модификацию генератора ГСГ-500-1, намагни- чивающая обмотка которого питается от главных щеток генератора. Получение необходимой жесткости внешних характеристик обеспечи- вается за счет последовательной подмагничивающей обмотки и спе- циальной конструкции магнитной системы генератора. Технические характеристики генератора ГСГ-500-1 с самовозбуждением не отли- чаются от характеристик генератора ГСГ-500-1 с независимым воз- буждением. Однопостовые генераторы типа ГД-308 и ГД-312 представляют собой индуктор повышенной частоты с выпрямительным блоком. На- клон их внешней характеристики обеспечивается благодаря падению напряжения в обмотках и вентильном блоке генератора. Генераторы с универсальными характеристиками так же, как и генераторы пер- вой группы, имеют независимое возбуждение. Падающие и жесткие внешние характеристики этих генераторов получаются при соответ- ствующем подключении витков последовательной обмотки, создаю- щей магнитный поток, направленный встречно или согласно с основ- ным потоком намагничивающей обмотки независимого возбуждения. Многопостовые генераторы сконструированы по принципу одно- постовых генераторов первой группы с последовательной подмагни- 13-194 193
V7.7. П ринципиальная схема сварочного выпрямителя а —трехфазная мостовая; б — шестифазная с уравнительным дросселем чиваюшей обмоткой, но с питанием намагничивающей обмотки от главных щеток генератора (см. рис. VI.6, в). Ток на каждом свароч- ном посту регулируется последовательным включением балластного реостата. Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов приведены в табл. VI.3 и VI.4. В настоящее время все более широкое применение в качестве ис- точников питания постоянного тока находят сварочные выпрямители (табл. VI.5—VI.8). Они состоят из трансформатора и блока вентилей. Существующие сварочные выпрямители подразделяются на однопос- товые с падающими, жесткими, пологопадающнми и универсальными характеристиками и многопостовые с жесткими характеристиками. В сварочных выпрямителях применяют селеновые или кремниевые вентили, собранные по трехфазной мостовой или шестифазной схеме выпрямления (рис. VI.7). Выпрямители типа ВСС, ВКС и ВД имеют падающие вн'ешние характеристики, создаваемые силовым трехфазным трансформатором с повышенным магнитным рассеянием. Регулирование режима в этих выпрямителях смешанное. При соединении обмоток трансформатора «звезда-звезда» (Л/А) — диапазон малых токов, при соединении «треугольник-треугольник» (А/А)—диапазон больших токов. Плав- ная регулировка внутри каждого диапазона обеспечивается измене- нием расстояния между первичными и вторичными обмотками тран- сформатора. Выпрямители с пологопадающей характеристикой типа ВС и ВЖ-2М имеют трансформаторы с нормальным магнитным рассея- нием. Режим регулируется переключением числа витков первичной обмотки трансформатора» 194
Выпрямители типа ВС-200, ВС-300, ВС-500 и ВС-600 имеют до- полнительный дроссель, включенный в сварочную цепь. Выпрямите- ли с пологопадающей характеристикой типа ВСК имеют основной трансформатор с нормальным рассеянием и четыре вольтодобавочных трансформатора: один трехфазный и три однофазных. Регулирование режима осуществляется путем различных комбинаций включения об- моток вольтодобавочных трансформаторов — согласно или встречно с основным трансформатором. Динамические характеристики регулируются включенным в сва- рочную цепь секционированным дросселем. Выпрямители типа ИПП так же, как и ВСК, имеют основной и вольтодобавочный трехфазный трансформаторы и дроссель в сва- рочной цепи. Регулирование режима смешанное: ступенчато — вклю- чением обмоток вольтодобавочного трансформатора встречно или согласно со вторичной обмоткой основного трансформатора плавно с помощью трехфазного автотрансформатора, питающего обмотки вольтодобаночною трансформатора. Выпрямители типа ВДГ с пологопадаюшей характеристикой имеют трансформатор с нормальным магнитным рассеянием и дрос- сель насыщения, рабочие обмотки которого включены в плечи вы- прямительного блока. Регулирование напряжения выпрямителя сме- шанное: ступенчатое — переключением числа витков вторичных обмоток трансформатора и плавное — путем изменения тока подмаг- ничивания дросселя насыщения. Скорость нарастания тока в сва- рочной цепи регулируется секционированным дросселем. Выпрямители типа ВСЖ с пологопадающими внешними харак- теристиками имеют трансформаторы с регулируемой магнитной ком- мутацией (рис. VI.4, ж). Регулирование напряжения смешанное: сту- пенчатое— переключением числа витков вторичных обмоток транс- форматора и плавное — подмагничиванием среднего и верхнего ярма. Скорость нарастания тока в сварочной цепи регулируется сек- ционированным дросселем. Универсальные сварочные выпрямители типа ВСУ имеют жест- кие и крутопадающие характеристики. Регулирование режима этих выпрямителей также ступенчатое — переключением числа витков пер- вичных обмоток трансформатора и дросселем насыщения. Переход с жестких характеристик на падающие выполняется переключателем, соединяющим рабочие обмотки дросселя насыщения последовательно. Выпрямители типа ВДУ также являются универсальными. Они состоят из силового трехфазного трансформатора и выпрямительного блока, собранного из тиристоров по шестнфазной схеме с уравнитель- ным реактором. Режим регулируется изменением угла открытия ти- ристоров выпрямительного блока. Скорость нарастания тока в сва- рочной цепи регулируется дросселем с отпайками. 13* 195
<5 VI.3. Технические характеристики сварочных преобразователей и агрегатов с электродвигателями Тип Приводной электродвигатель на напряжение сети 220/380 В Коэффицие нт Габарит, мм Масса, кг Исполнение преобразователя или агрегата генератора тип мощность. кВт частота вращения, об/мин полезного действия о X а- о I ПД-101 ПД-303 ПД-305 ПД-502 ПС-300М ГД-101 СГ-300М АВ2-42-2В АВ2-51-2 А-62/4 7,5 10,4 14 2910 2890 2890 2900 1450 0,6 0,6 0,6 0,63 0,57 0,87 806x490x625 1031X608X996 1300x600x850 1065X650X935 1200X755X1180 220 331 295 550 570 Однокорпусный, передвижной, на колесах ПС-300М-1 СГ-300М-1 А-62/4 14 1450 0,57 0,87 1200 x 755x1180 590 Однокорпусный, на лапах ПС-500 ГС-500 А-72/4 28 1450 0,55 0,88 1400x770x1140 940 Однокорпусный передвижной, на колесах пс-юо-ш ПС-1000 ГС- юо-п гс-юоо-ш СГ-1000-П АВ-82/74 АВ2-82-4 55 55 1460 1470 0,69 0,69 0,86 0,89 1465X770X910 1465x770x910 1600 1600 Однокорпусный стационарный, на лапах ПСО-120 псо-зоо ПСО-ЗОО-2 псо-зоо-з ПСО-ЗООА ГСО-120 ГСО-ЗОО ГСО-ЗОО/З ГСО-ЗООА АВ-42-2 АВ2-62-4 4АВ-160А4 АВ2-61-4 А-62/4 7,2 14 13 12,5 2900 1450 1450 1450 2890 0,55 0,7 0,6 0,83 0,88 1055 X 550 X 730 1015x590x980 1069x620x822 1069x590x800 1020x608x996 155 400 435 400 305 Однокорпусный передвижной, на колесах 1 1 1 ПСО-ЗООМ ПСО-500 ПСГ-500 ПСГ-500/1 ГСО-ЗООМ ГСО-500 ГСГ-500 ГСГ-500-1 АВ2-71-2 АВ-71-2 АВ2-71-2 14 30 28 30 2920 2930 2900 2930 0,7 0,54 0,65 0,89 0,89 550X645X1150 1075 X 650X1085 1055 x 580 x 920 1050 X 590 x 870 300 540 500 460 Однокорпуспый, передвижной на колесах ПСМ-ЮО-П ПСМ-1000-4 СГ-100 ГСМ-1000-1 АД-91/4 А2-82/2 75 75 1450 2925 0,74 0,73 0,89 0,9 1520x820x910 1430x620x820 1600 950 Однокорпусный, стационарный, на лапах ПСУ-300 ПСУ-500-2 ГСУ-300 ГСУ-500-2 АВ2-52-2 АВ2-71-2 10 30 2890 2930 0,63 0,63 0,83 0,9 1160x490x740 1075X1085X650 300 545 Однокорпусный, передвижной, на колесах АСУМ-400 ГСУМ-400 АМ-82-2 — 2925 0,90 0,84 1860X620X920 875 Двухмашинный, стационарный, н< раме АСО-2000 СГ-1000-11 2 шт. А101-4 125 1460 0,60 0,89 4000 X 935X1190 4000 Трехмашинный, стационарный, на раме САМ-300 ГСО-ЗООМ П62М 16 1560 0,68 — 1435 x 600 X 832 635 Двухмашинный, стационарный, на раме СДАУ-1 ГСГ-500-1 А-71/2 28 2930 — — 1950 X 900X1500 1000 Однокорпусный, на раме с двумя полуавтоматами А-547 САМ-400-2 САМ-400-1 СШ-3-V СГП-3-V МАФ82-73/4 ПН-290 32 42 1465 1500 — 1 — 1760 x 650 x 920 1977 x 650 x 940 1300 1650 —
CD ОС VI.4. Технические характеристики агрегатов с бензиновыми и дизельными двигателями Тип Приводной двигатель Габарит, мм Масса, кг Исполнение агрегата генератора тип МОЩНОСТЬ, кВт частота вращения, об/мин АБ-8-АСБ-300М АД-301 АД-302 ПГС-300 ГСО-300-12 ГСО-ЗОО-12 407-Д1 Д-37М Д-22 14,6 29,4 22 3000 1600 1600 1690X810X1080 1915x895x1250 1915X895X1250 515 900 840 Общая рама с крышей. Стенки съемные АДБ-2502 — — — 3000 1526x950x1125 510 Общая рама с крышей. Стенки откидные АДБ-306 ГСО-ЗОО-5 320-01 29,4 2000 1915 X 895X1250 650 Общая рама с крышей. Стенки съемные АДБ-3120 АДБ-3122 АДБ-3123 1 1 1 — 2000 2000 2000 1870x950x1405 1900x950x1420 3300X2010X2300 670 690 1170 Общая рама с крышей. Стенки откидные АДБ-318 ГД-312 320-01 29,4 2000 1895x880x1635 710 Общая рама с крышей. Стенки съемные АДД-4x2501 — Д-240Л 55,2 2200 6600x2350x2740 5000 Общая рама с крышей. Прицеп 4-х колесный АДД-303 ГСО-ЗОО-12 Д-37Е 29,4 1600 1915x895x1250 900 Общая рама с крышей. Стенки съемные 1 1 АДД-304 ГД-307 1Р2-10 13,2 1800 1820X930X1450 850 Общая рама на 2-х ко- лесном прицепе. Стенки съемные АДД-305 ГД-ЗЮ Д-37Е 29,4 1600 1915X895X1140 900 Общая рама с крышей. Стенки съемные АДД-3112 АДД-3114 — — — 1600 1800 1860 x 950x1210 1900x950x1600 875 750 Общая рама с крышей. Стенки откидные АДД-4001 АДД-502 — Д-144-81 Д-37Е-С2 36,8 36,8 1800 1800 2050X950X1300 2660x1200x1270 875 1600 Общая рама АСБ-120 ГСО-120-2 УД-2 6,6 2900 1290x645x935 300 Общая рама с крышей АСБ-300М АСБ-300-7 АСБ-300-8 АСБГ-300 ГСО-ЗООМ ГСО-ЗОО-5 ГСО-300-8 ГСО-ЗОО-5 408 ГАЗ-320 ГАЗ-320 ГАЗ-320Ж 14,7 29,4 29,4 18,4 3000 2000 2000 2000 1660x1095x935 1955x895x1250 1915X895X1250 1915X895X1655 565 640 640 860 Общая рама с крышей. Стенки съемные АСД-3-1 СГП-3-VlII ЯАЗ-М69-204Г 44 1500 2820Х1Ю0Х2115 2500 Общая рама с крышей. Стенки откидные АСД-300 АСД-300М ГСО-300 гсо-зоо 5П4-44-8.5/11 5П4-44-8.5/11 17,7 17,7 1500 1500 1885x875x1470 1885X875X1470 980 980 Общая рама с крышей. Стенки съемные АСДП-500 СГП-3-VlII ЯАЗ-М20-4Г 44 1500 5380x1930x2600 4400 Общая рама-с крышей на 4-х колесном прицс- пе. Стенки съемные - АДСП-500Г СО со |~ — 44,4 1500 3875 x 2350 x 2360 3875 Общая рама с крышей. Прицеп 4-х колесный
ГО о Продолжение табл. VI. 4 — Тип Приводной двигатель Габарит, мм Масса, кг Исполнение агрегата генератора тип МОЩНОСТЬ, кВт частота вращения, об/мин АСДП-500Г-ЗМ АСДП-1000 ГСМ-500 ГС-100-111 ЯАЗ-М204Г У1 Д-6-02 44 121 1500 1500 6400 x 2500 x 2800 6350x2250x2900 5000 6250 Общая рама с крышей. Стенки съемные. Прицеп 4-х колесный ПАС-400-Vl СГП-3-Vl ЗИЛ-120 47 1500— 1700 2950X1920X880 1900 Общая рама с крышей. Стенки съемные ПАС-400-VlI ПАС-400-VlII СГП-3-Vl СГП-3-Vl ЗИЛ-164А ЗИЛ-164А 48 48 1600 1600 2950x1920 x 880 2950x1920x880 1900 1900 Общая рама с крышей. Стенки откидные ПЭГП-2x250 ГСГМ-500 ГАЗ-320 29,4 2000 — — Общая рама с крышей на прицепе. Стенки съем- ные CAK-2M-VI СМГ-2М-У1 ГАЗ-МК 22 1430 2080 X 810X1730 900 Общая рама с крышей. Стенки откидные СДУ28 ГСО-ЗОО-5 Д-108 79,5 2000 5235X 2460 X 3040 13 500 Общая рама с крышей на тракторе Т-100М. Стенки откидные СДУ2Б-1 ГСО-ЗОО-5, 2 шт. Д-108 79,5 2000 5730x3250x3040 15 400 То же, на тракторе Т-100МБ С4УА I ГСО-ЗОО-5, |4 шт. Д-108 79,5 2000 5770 X 2460 X 3040 14 600 То же, на тракторе Т-100М VI.5. Технические характеристики однопостовых сварочных выпрямителей с пол огон а дающим и и жесткими характеристиками Тип Сварочный ток, А Напряжение, В иело ступе- зй регулн- ования па- ряжения Мощность. кВ- А Коэффициент Индуктив- ность допол- нительной, дросселя, мГн Габарит, мм | Масса, кг номи- нальный ПН-60% пределы регули- рования пределы регули- рования ХОЛОСТО- ГО хода 1 < > 1 г > полезного действия с ВДГ-301 300 40—300 15—32 3 0.88 0,72 0.16—0,56 960 x 700 x775 210 ВДГ-302* ВДГ-303 315 50—315 16-38 3 18 0,75 0,16—0.56 1015 x 748 X 853 275 315 50—315 16—40 60 21 0,73 — 950 x753 X605 230 ВДГ-601 630 103—700 20—40 66 69 — 1234x868X1081 530 ВДГИ-301 315 40—325 19—80 10—35 — 13 •• — 935x1045x748 3-50 ВДГИ-302 315 40—325 19—45 10—35 •r» 17,3 — — 720X593 x938 250 ВЖ-2М 200* - — 11—29 21—40 9 8,5 0.7 590 X390X540 47 ВС-200 150’ 30—200 17—21 5 ___ 0,22—0,26 660 X 480X1200 190 ВС-300 300’ 30—300 20—40 24 __ 0.9 0,7 0.25—0,35 560X720X965 250 ВС-500 500’ 50—500 16—41 21—53 27 31 0,75 0,25—0,35 770 x600X1150 350 ВС-600 .500* 100—500 20—40 21—53 27 31 0,95 0,75 0.22—0,43 1000 x865X1510 41Ю ВС-1000 1000 17-48 28—63 4 75 0,85 0,78 — 880x700X1375 600 ВС-1000-2 1000 20—65 38—85 4 92 0,85 0,78 880 x 700X1575 650 ВСЖ-301 300 50—300 9—32 5 —. 0.78 0.76 —• 1020X67 Х755_ 220 ВС Ж-302» 315 50—315 9—33 18/44 5 — 0,78 0,76 — lu2OXb7UX 7'55 220 ВСК-150 150 15—200 17—23 70 —W — 0,82 0,67 — — 72 135 400 ВСК-300 ВСК-300-1А 300 300’ 75—400 50—400 14—34 15—51 70 70 — — 0,82 0,82 0,75 — 745 X760X1410 ВСК-500 500 125—67S 26—38 70 0,82 0,76 — — — ИИП-120П 120* 40—120 14—24 25 2 0.94 0,73 — 800 X 640 X915 180 иип-зооп 300» 50—300 16—40 40 2 13 0.9 0,75 —— 956 X 700X1045 255 ИИП-500П 500* S0—500 17—50 50 4 30 0,91 0,76 —• 956 X700X1045 450 ИИП-1000П 1000» 100—1000 20—60 66 — 65 0,92 0,81 — 925 X925X1300 850 g • Выпрямители рассчитаны на подключение к питающей сети напряжением 220/380 В; остальные — на подключение к сети 380 В. ~ ' ПН-25 %; ’ ПН-65 %; 3 ПВ-100 %.
V1.6. Технические характеристики однопостовых сварочных выпрямителей с падающими характеристиками Тип Напряжение, В Сварочный ток Мощ- ность, кВт Коэффициент Габарит, мм Масса, kf номиналь- ное холостого хода номиналь- ный, ПН-о0% пределы регулиро- вания мощности полезного действия ВД-101 25 65—68 125 20—125 9 0,53 0,62 1200X756X830 170 ВД-201* 21—28 64—71 200 30—200 15 0,57 716x622x715 120 В Д-301 32 65-68 300 45—300 21 0,58 0,72 1200 x 756 x 830 230 ВД-302 32 50—60 300 40—320 21 0,67 0,67 1200 x 756 x 830 220 ВД-306* 22—32 61—70 315 45—315 24 — — 770 x 760 x 820 165 ВД-401 36 80 400 50—450 14,4 — 0,69 772x770x785 200 В Д-502-1 40 65—80 500 50—500 40 — — 810X550X1077 348 ВД-502-2 — 80 500 40—500 42 — 0,78 810 x 560 x 950 330 В КС-120 25 55-65 120** 15—130 9 — 0,73 785x628x953 142 ВКС-300 30 55—65 300 30—340 22 0,65 0,63 785X628X953 235 ВКС-500 40 65—74 500 60—550 36 0,74 0,75 785X628X953 410 BKC-500-I* 40 78 500 80—550 37 0,65 0,74 870 X 650X1250 385 ВКСУ-500-1 40 78 500 75—595 36 0,75 0,74 870X870X1220 420 ВКСУ-500Х2 40 78 1000 150—1150 65 0,75 0,74 1850X870X1220 850 ВПС-300 25—30 58—64 300** 35—350 20,5 — — 850 X 550 X 972 220 ВСС-120-4 25 57—63 120** 15—130 8,6 0,58 0,68 805 X 630 X 953 180 ВСС-300-3 30 58—61 300** 40—320 21,5 0,6 0,66 805x630x953 240 * Выпрямители рассчитаны на напряжение питающей сети 380 В; остальные типы выпрямителей могут быть подключены к сети с напряжением 220/380 В. ♦* ПН-65 % VI.7. Технические характеристики однопостовых сварочных выпрямителей с универсальными характеристиками Тип Сварочный ток, А Напряжение, В Коэффициент Габарит, мм Масса, кг номинальный ПН-60 % пределы ре- гулирования номинальное холостого хода полезного действия мощности ВДГ-503 500 60—500 50—500 18-50 22-50 — — — 920x800x700 До 300 ВДУ-504 500 70—500 45 72—76 0,82 1275x816x940 400 100—500 18—50 18—50 ВДУ-504-1 500 В ДУ-505 500 50—500 22—46 85 0,83 800X700X920 300 60—500 18—50 18—50 0,84 ВДУ-506 500 50—500 22—46 85 820x620x1100 310 60—500 18—50 18-50 ВДУ-1001 1000** 300—1000 24—56 56—66 — — — 900 ВДУ-1201* 1250 26—80 100 0,83 1350 X 800X1250 850 24—66 24—66 ВДУ-1601 1600** 500—1600 26-66 1 26—66 — — — 950
П родолжение табл. VI.7 Тип Сварочный ток. А Напряжение, В Коэффициент Габарит, мм Масса, кг номинальный ПН-60 % пределы ре- гулирования номинальное холостого хода полезного действия мощности ВДУ-1602* 1600»* — 50 25—90 — — 1550 ВСУ-300 240 40—260 30 60 0,63 0,6? 910x612x960 300 300 50—330 18—35 40—60 0,68 0,72 ВСУ-500 350 50—360 30 67 0,6 0,63 1186 X 953X1017 440 500 100—550 20—40 49—68 0,67 0,75 * Выпрямитель рассчитан на подключение к питающей сети напряжением 380 В; остальные выпрямители — на подключение к сети 220/380 В. »♦ ПН-100 %. V1.8. Технические характеристики многопостовых сварочных выпрямителей Тип Сварочный ток, А Напряжение, В Мощ- ность. кВ А Коэффициент Габарит, мм Масса, кг номинальный (ЛН-100 %) одного поста число постов номиналь- ное холостого хода полезного действия мощности В кем-1000-1* 1000 300 60 70 76,5 0,088 0,89 1055 X 820X1500 550 До 6 ВДМ-1001 100 300 60 70 До 6 ВДМ-1601 1600 300 60 70 122 0,88 0,89 1035 X 820X1630 750 До 9 В ДМ-3001 3000 300 60 70 230 0,88 0,89 2175x835x1650 1750 До 18 ВМГ-5000** 5000 300 30; 35; 30; 35; 317 0,84 1850XU50X1880 3200 До 30 40; 50 ; 60 40; 50; 60 ИД ГМ-1001/ 1601*** ВДГМ-1001 1000 200 26 24—28 0,97 1035 X 820X1630 520 До 9 ВДГМ-1601 1600 300 40 37—43 0,73 1035X820X1630 700 До 9 ВДГМ-1602 1600 250 30 750 До 10 ВД ГМ-1602-1 1600 400 50 1000 До 6 ВДГМ-1602-2 1600 630 60 1000 До 4 И107 800(60 %) 100—400 2 — — 66 — — 1000X820X1630 1150 И109 1000(60 %) 80—280 4 30 80 80 — — 1200X1070X1160 470 * Выпрямитель рассчитан на подключение к питающей сети напряжением 220/380 В, остальные выпрями- тели — на подключение к сети 380 В. ** Для охлаждения вентилей требуется вода. ♦** Состоит из двух выпрямителей ВДГМ-1001 и ВДГМ-1601.
Многопостовые выпрямители имеют силовой трансформатор с нормальным магнитным рассеянием и выпрямительный блок. Внеш- няя характеристика этих выпрямителей жесткая. Ток регулируется на каждом посту: — у выпрямителей типа ВКСМ и ВДМ с помощью балластных реостатов типа РБ; — у выпрямителей типа ВМГ и ВДГМ — с помощью балластных реостатов типа РБГ и раздели- тельных стабилизирующих дросселей. VI.4. источники ПИТАНИЯ для ДУГОВОЙ сварки В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ, ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ СВАРКИ И ПЛАЗМЕННОЙ РЕЗКИ Для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах используют источники питания с жесткими и пологопадающими внешними характеристиками, такие как однопостовые преобразовате- ли ПСГ-500-1, ПСУ-300 и ПСУ-500-2, агрегаты АСУМ-400, АСДП- 500Г-ЗМ, СДАУ1 и ПЭГП-2-250 (см. табл. V1.2—VI.4), выпрямители ВС-300, ВДГ-301 и др. (см. табл. VI.5, VI.7). Для этой же цели пред- назначены многопостовые выпрямители ВМГ-5000, ВДГМ-1602 и ИДГМ-1001/1601 (см. табл. VI.8). При сварке вольфрамовым элек- тродом в защитных газах на постоянном токе применяют однопосто- вые источники питания с падающими внешними характеристиками (см. табл. V1.2—VI.4, VI.6) или многопостовые с балластными рео- статами типа РБ. Сварку вольфрамовым электродом в защитных газах на пере- менном токе рекомендуется выполнять с применением специализи- рованных установок типа УДАР, УДГ и ИПК (см. гл, VII), Для питания электрошлаковых установок в основном используют специ- альные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. Регули- рование режима этих трансформаторов ступенчатое: переключением обмоток Д/Д или 1/1 у трехфазных трансформаторов и изменением числа витков первичной и вторичной обмоток. Трансформаторы типа ТШС-1000-1, ТШС-3000-1, ТШС-1000-3, ТШС-3000-3 допускают регулировку напряжения в выбранном диапазоне под нагрузкой. Для электрошлаковой сварки предназначен и трансформатор ТРМК-3000-1 с регулируемой магнитной коммутацией. Регулирование напряжения у этого трансформатора смешанное: ступенчатое — за счет изменения числа витков вторичной обмотки и плавное — под- магничиванием верхнего и среднего ярма магнитопровода. Плавная регулировка напряжения в выбранном диапазоне осуществляется под нагрузкой, Для плазменной резки разработаны специальные выпрямители с повышенным напряжением холостого хода и крутопадающей внеш- ней характеристикой. Трансформаторы этих выпрямителей имеют нор- 206
а) 0 VI.8. Принципиальная схема генератора импульсов а—на конденсаторах; б — на управляемых вентилях; БУ — блок управления поджиганием вентилей: П1 — переключатель напряжения (регулировка ам- плитуды импульса); П2 — переключатель емкостей (регулировка длительности импульса) VI.9. Принципиальная схема подключения генератора импульсов а — при работе со сварочным генератором; б — при работе со сварочным вы- прямителем; ГИ — генератор импульсов; СГ —сварочный генератор; СВ—сва- рочный выпрямитель; Д — вентиль малыюе магнитное рассеяние. Режим регулируется с помощью дрос- селя насыщения. Технические характеристики трансформаторов для электрошлаковой сварки и источников питания для плазменной рез- ки приведены в табл. VI.9 и VI.10. При питании дуги от многопостовых источников ток регулируют балластными реостатами типа РБ при сварке штучными электродами и типа РБГ при сварке плавящимся электродом в углекислом газе (табл. VI.11). Кроме того, при сварке плавящимся электродом в уг- лекислом газе применяют стабилизирующие и разделяющие дроссе- ли (табл, VI. 12) для получения требуемых динамических характерис- тик источников питания. На рис. VI.8 показаны принципиальные схемы генераторов им- пульсов тока для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом, а на рис. VI.9 — схемы их включения для работы со сварочными ге- 207
VI-9. Технические характеристики трансформаторов дл» электрошлаковой сварки Тип Охлаждение Номиналь- ный фаз- ный ток при ПВ-Ш0%, А напряжение, В Мощ- ность, KU - А Габарит, мм Масса, кг номиналь- ное предела регулиро- вания число ступеней регулиро- вания ТШС-600-3 ТШС-1000-1 ТШС-1000-3 Воздушное, принудительное 600, 1200 1000 1000, 2000 54 56 56 38—62 38—62 38—62 18 18 18 100, 67 56 170, 112 1160x1010x1382 980 x 680x1150 1470 x 900x1715 1160 510 1400 ТШС-3000-1 ТШС-3000-3 ТШС-10000-1 ТШС-15/1 ТШП-10-1 ТШП-15-3 ТШП-20-1 А-1006 Водяное 3000 6000 3000, 6000 10 000 15000 10 000 15 000 21 000 5125 46 23 56 28-41 72, 61 30 36 41—69 13—46 13—23 8—-63 28-41 20—65 40—72, 36—61 14—50 21—54 10 48 4 13 4 10 10 4 138 500, 340 410 980 724, 610 1370 760 615 960 X 706 X 780 1360x1335x1505 1370x1300 x 900 1680x1310x1940 1740X1100X1840 1450x1300x1300 1800x1050x1380 1345X1380X1651 600 2200 1050 2850 3050 3250 3100 2200 ТРМК-3000-1 Воздушное, принудительное | 8000 j 18—57 | — | • 1 190 | 1060X1040X1050 1 1100 ла» или по однофазной схеме" 'гри111>азвых трлпсформаторов могут быть соединены но схеме «треугольник — звез- 14 — 194 VI.10. Технические характеристики источников питания для плазменной резки* Тип Ток, А Напряжение, В Мощ- ность, кВ • А Коэффициент Габарит, мм Масса, кг номинальный при НВ-КМ % пределы ре- гулирования номиналь- ное холостого хода полезного действия мощности ВПР-401 400* ** 100—500 130 180 72 0,86 — 990x1048x1390 1000 ВПР-402 400 100—450 200 300 120 — — 1049X1060X1430 1700 ВПР-402М 400 100—500 200 300 120 0,85 — — 1200 ВПР-602 630 200—700 200 300 190 0,92 0,71 1460X1150X1150 2500 ВПР-602М 630 200—700 200 300 200 0,85 — — 1900 ИПГ-500-1 500 100—600 200 300 150 0,8 0,75 1128 X 870X1460 2000 ВПР-1001 1000 250—1200 275 400 400 0,8 — — 4450 ВНР-1002 1000 200—1200 200 300 400 0,85 — — 3800 ВПС-801*** 800 200—900 80 120 100 0,96 — — 1165 * В настоящее время выпускают источники питания в совмещенном исполнении с аппаратурой управления g **Г1В=6О% *** Источник питания предназначен для сварки сжатой дугой.
VI.13. Технические характеристики генераторов импульсов (напряжения сети 380 В) Тип Пределы ре- гулирования тока, А Частота импульса. Гц Длительность импульса, мс Мощность, кВ • А Напряжение холостого хода, В Число ступеней регу- лирования параметров импульса Габарит, мм Масса, кг по току по дли- тельности ИИП-1 450—850 50 1,5—2 5 84; 96, 105, 117 4 3 470x660x750 95 ИИП-2* 500—1500 50 0,8; 1,2; 2; 1,5; 2 5 96, 100, 1.24, 138 4 4 825X485X886 235 ГИ-ИДС-1 400—1200 50; 100 — 15,2 — 3 3 520 X 512 X 800 160 ГИ-ИДС-2 400—1200 100 1—2,5 — — 4 1(плав- ное) 564X483X700 100 ГИД-1 450—1200 50; 100 1,8—3,5 42,2 48 3(плав- ное) 3(плав- ное) 610 X 620 X 805 200 Емкость конденсаторов 5120 мкФ.
VI.14. Технические характеристики осцилляторов и возбудителей-стабилизаторов £ I lO * 00 -г СО Ю Ю —• — — —• со о с 10,7 До 15 1 аоарнты, мм 230 x 340 x 310 300 x 215 x 296 350 X 290 X 240 110X176X250 с > § с 3 с г с X >< X 380X180X150 325 X 290X140 ебательного > тура i е 1 ность, мГ 1 0,17 0,16 1 1 1 1 Данные кол кон 9 с 3 У 3 2500 4700—500 9ЕЛЛ 2500 250 000 1 1 1 1 2 5 U Т 250—300 260 9ЯЛ о о Ю тг OI о о э о 100 100 V • а ‘ЧХЭОНТпОДО 200 80 150 130 20 1 1 1 1 V 'мод. «nuhodEea МНИНХЭЛиоН | 1 1 3 X Ю —< со оии 500 Напряжение, В | вторичное 2500 5 0 0 0 ЭООО 5 U5 Ю О 1 OI сч о э i э в э о В 1 «г о <о | первичное ш с СО с с s J 65 220 1 1 220, 380 - S «7 сч сч СО £0 со Т С д „ т с d О и 2 О О с О о S о о >> X ? о □ о X Z. с □ 06-1948-02 ВСД-01 212
нераторами и выпрямителями. Технические характеристики генера- торов импульсов, а также осцилляторов и возбудителей дуги для сварки неплавящимся электродом приведены в табл. VI. 13 и VI. 14. VI .5. ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ Правильный уход за источниками питания и их правильное об- служивание гарантируют длительный срок их работы, хорошее каче- ство сварки и уменьшают затраты на ремонт. Основные правила по уходу и обслуживанию приводятся в соответствующих технических описаниях и инструкциях по эксплуатации, прилагаемых к каждому источнику питания. Приведем наиболее общие рекомендации. При эксплуатации источников питания необходимо: ежедневно осматривать его для выявления случайных поврежде- ний и проверять состояние и надежность соединения всех контак- тов в связочной и заземляющей цепях; один раз в месяц очищать источник питания от грязи и пыли продувкой сухим сжатым воздухом или протиркой чистой ветошью и контролировать состояние и надежность контактных соединений си- ловых обмоток и цепей управления источника; один раз в три месяца проверять сопротивление изоляции и со- стояние контактов пускорегулирующей аппаратуры. При эксплуатации преобразователей и агрегатов с генераторами дополнительно следует: проверять состояние коллектора. Протирать коллектор раз в пе- делю мягкой тряпкой, смоченной в бензине. При появлении следов нагара на коллекторе надо найти и устранить причину его появле- ния и затем прошлифовать коллектор стеклянной шкуркой. При дли- тельной эксплуатации пластины коллектора изнашиваются сильнее, чем слюдяные прокладки между ними. Это приводит к появлению сильного искрения под щетками и ухудшению работы генератора. Для устранения указанной неисправности коллектор необходимо про- дорожить; следить за состоянием щеток. Они должны свободно (но без зазоров) передвигаться в щеткодержателях и быть пришлифованы к коллектору по всей поверхности. Щетки, расположенные в одном ряду, должны одновременно сбегать с коллекторной пластины и так- же набегать на следующую пластину. Раз в неделю проверять ве- личину нажатия щеток на коллектор. Разница в величине нажатия должна быть нс более 15 %. На одном коллекторе не допускается использовать щетки разных марок; один или два раза в год промывать и смазывать подшипники. 213
Глава VII. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ И РЕЗКИ VII .1. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ При ручной дуговой сварке наряду с источниками питания, тех- нические характеристики которых представлены в гл. VI, использу- ется различное оборудование, обеспечивающее улучшение качества сварки, простоту и удобство ведения процесса. VII.1.1. Устройства для зажигания дуги Осцилляторы (табл. VII.1) предназначены для облегчения за- жигания дуги и повышения ее стабильности при переходе свароч- ного тока через ноль в случае работы на переменном токе. В зависи- мости от конструкции осциллятор подключается к сварочной цепи параллельно или последовательно источнику питания. Осцилляторы применяют для ручной дуговой сварки покрыты- ми электродами с низкими ионизирующими свойствами и дуговой сварки в защитных газах иеплавящимся электродом. Осциллятор (рис. VII.1) состоит из повышающего трансформато- ра, преобразователя частоты и устройства ввода высокого напряже- ния в сварочную цепь. Осциллятор создает ток высокого напряже- ния — 2—8 кВ повышенной частоты — 150—260 кГц. VI 1.1. Технические характеристики сварочных осцилляторов Марка Напряжение, В □ 1 1 5 мощность, кВт Габарит, мм Масса, кг питающей се- ти холостого хода ОСП 3-2М-1 220 8000 0,02 250Х176Х1Ю 4 ОСП-З-ЗООМ 220 5000 0,04 290x225x150 7 ОСП-3-2М 220 6000 0,044 250X170X110 6 ОСЦВ-2 220 2300 0,08 300X215X236 16 М3 65,40 2500 0,08 350 x 240 x 290 15 OCI 65 2500 0,13 315x215x260 15 М2 220. ПО 2600 0,14 300x235x265 20 ОСП-3-1 65 2500 0,2 230x340x310 14 ТУ-2 220.65 3700 0,225 390 x 270 x 350 20 ТУ-177 220.65 2500 0,4 390x270x350 20 ОСИН 220 2300 0,4 390X270X310 35 ТУ-77 220, 65 1500 1.0 390 X 270 X 350 25 214
V11.1. Принципиальная электриче- ская схема осциллятора ОСПЗ-2М TVI — высоковольтный низкоча- стотный трансформатор; f V — раз- рядник; Сг — конденсатор; TV2— трансформатор высокочастотный; Сп—проходной конденсатор; fI— предохранитель; ПЗФ — помехоза- щитный фильтр; F2 — предохрани- тель VII2. Принципиальная электриче. ская схема возбудителя дуги ВИР- 101 R\, R2 — резисторы; С — конденса- тор; VS/ — дннистор; VS2 — тири- стор; Т1 — трансформатор; L—дрос- сель; УД — диод; Сн — накопитель- ный конденсатор; FV— разрядник; £ф— дроссель фильтра; Сф — кон- денсатор фильтра; F— предохрани- тель; С г— конденсатор Возбудители дуги (табл. VII.2, рис. VII.2) предназначены для возбуждения дуги постоянного и переменного тока. Возбудители мо- гут иметь независимое питание от сети или питаться непосредственно напряжением от дуги. Последние возбудители имеют преимуще- ства перед первыми: они не нуждаются в дополнительной питаю- щей цепи, автоматически включаются при подаче на дуговой преме- жуток и автоматически же прекращают работу после возбуждения дуги. Основными составными частями возбудителя являются источ- ник высокого напряжения, высокочастотный генератор и устройство ввода высокого напряжения в цепь сварочной дуги. VII.2. Технические характеристики возбудителей дуги Показатель УПД-1 ВИС-501 ВИР-101 Напряжение питания, В Номинальный ток дуги, А, ПН, % 200 80 , 200 , 315 60 60—90 500 180—300 80 2 Примечание. В указанных в таблице возбудителях дуги род питающего тока постоянный, род тока дуги постоянный. VII.1.2. Стабилизаторы горения дуги Для устойчивого горения сварочной дуги при сварке покрытыми электродами переменным током служат стабилизаторы (табл. VII.3). Стабилизаторы классифицируются по частоте создаваемых им- 215
VH.3. Принципиальная электрическая схема стабилизатора дуги СД-2 пульсов. Стабилизатор СД-2 (рис. VII.3) облегчает процесс сварки переменным током, особенно изделий малых толщин электродами с рутиловым покрытием (МР-3, ЛНО-1), и имеет частоту стабилизи- рующих импульсов 50 Гц. Для повышения стабильности горения ду- ги при сварке электродами с основным покрытием (УОНИ 13/45, ОЗЛ—8) создан стабилизатор СД-3, имеющий частоту импульсов 100 Гц. Стабилизаторы представляют собой электронный блок, монтиру- емый в источнике питания переменного тока, обеспечивающий син- хронное поступление импульса тока в момент перехода переменного сварочного тока через ноль. VII.3. Технические характеристики стабилизаторов дуги Показатель СД-2 сд-з Частота импульсов, Гц Габарит, мм Л\асса, кг 50 320X190 X 90 5 100 340x200x90 7 216
V11.1.3. Ограничители напряжения холостого хода Для ограничения или отключения напряжения холостого хода источника питания сварочной дуги при снятии нагрузки предназна- чены ограничители напряжения (табл. VII.4). В зависимости от конструкции ограничители напряжения холос- того хода применяют для источников питания постоянного тока, на- пример выпрямителей, либо для источников переменного тока — трансформаторов (рис. VI 1.4). Ограничители напряжения холостого хода представляют собой электронную схему на силовых тиристорах, включаемую в свароч- ную цепь. VII.4. Технические характеристики оганичителей напряжения холостого хода сварочных источников питания Марка Сварочный ток. А Длитель- ность цикла сварки, с • Габарит, мм Масса» кг номиналь- ный пределы регулиро- вания УСНТ-0,5 84 300 38 УСНП-1 85 40—315 300 32 УСНТ-4 85 — 300 530x230x396 23 УТСН-1 УЗ 300 До 300 300 325X290X300 13 У ТСН-2 УЗ 300 До 300 300 325 x 290 x 300 13 УСНТ-1 315 40—315 300 — 32 УСНТ-0,6 500 70—560 328x430x205 12 VII.4. Схема подключения ограни- чителя напряжения холостого хода УСНТ-06У2 к сварочному транс- форматору 217
VII.1.4. Регуляторы сварочного тока Для корректировки режима сварки и получения необходимой внешней характеристики от источника питания с естественной жест- кой характеристикой применяют балластные реостаты или постовые регуляторы. Балластные реостаты (табл, тивное сопротивление, включают сварочной дуге и с их помощью ток. VII.5), представляющие собой ак- в сварочную цепь последовательно ступенчато регулируют сварочный VII.5. Постовой регулятор УДГ-201 VII.5. Технические характери- стики балластных реостатов для сварки Марка Номинальный сварочный ток, А Габарит, мм Масса. кг РБ-201 200 580 X Х355Х Х648 30 РБГ-301 300 600 х Х410Х Х648 32 РБ-301 У2 315 580 X Х410Х Х648 35 РБ-501 500 580 X Х465Х Х648 40 VI 1.6. Технические характеристики постовых регуляторов Показатель УДГ-201 ИСТ-160 Назначение Для аргоно- Для сварки ► дуговой покрытыми Диапазон регулирования: сварки электродами и в аргоне тока, Л 12—200 25—160 напряжения на дуге, В 12—18 14-40 Продолжительность работы, % 40 75 Напряжение питания, В 60 70-80 Габарит, мм 500X300X 250X350х Х450 Х400 Масса, кг 50 32 218
Балластные реостаты представляют собой нихромовую проволо- ку различного поперечного сечения, создающую определенное паде- ние напряжения в каждой из секций. Классифицируют балластные реостаты по номинальному току. Вместо балластных реостатов во ВНИИЭСО и ВНИИМонтаж- спецстрое разработаны постовые регуляторы УДГ-201 (рис. VII.5) и ИСТ-160 соответственно, обладающие высоким КПД, низкими по- терями электроэнергии (табл. VIL6), VII.1.5. Модулятор сварочного тока Модулятор И0Ю1, разработанный в ИЭС им. Е. О. Патона, предназначен для модулирования переменного сварочного тока при ручной дуговой сварке покрытыми электродами, он может работать с любым серийным трансформатором на токах до 315 А. Модулятор состоит из корпуса, тиристорного ключа, проволочного резистора, блока управления тиристорным ключом, блока задания длительности стартового импульса. Модулятор позволяет значительно упростить технику ведения процесса сварки, повысить производительность труда в вертикальном и потолочном положениях, осуществлять сварку тонколистовых конструкций (0,6—0,8) электродами диаметром 3 и 4 мм. Краткая техническая характеристика модулятора ОИ101 Номинальное напряжение питающей сети , , 220 В Частота питающей сети.................. 50 Гц Ток импульса.................................... 315 А Изменение тока паузи: ступень I..................................... 85—95 А ступень П.................................. 100—120 » Регулирование времени: импульса . ................................. 0.02—0,5 о паузы.................................... 0.02—0.5 > стартового импульса..................... 0.5—1,5 » Габарит .................................. 350X216X 515 мм Масса...................................... 16 кг VII.1.6. Установки для ручной дуговой сварки неплавящимся электродом Сварка неплавящимся электродом может производиться вручную с использованием специальных установок, технические характеристики которых приведены в табл. VII.7, Общий вид сварочной установки УДГ-301 дан на рис. VI 1.6. 219
VII.7. Технические характеристики установок для ручной дуговой сварки неплавящимся электродом Марка Напряжение питающей сети. В Номиналь- ный сва- рочный Ток, А Номиналь- ный режим работы, ПВ. % Диаметр электро- да. мм гГабарит, мм Масса, кг шкафа управления установки шкафа уп- равления установки УДГ-101 380, 220 50 60 0,4—2 940 x 650 x 905 — 290 — УД Г-301 380, 220 300 60 — 900x730x1620 290X45X140 540 0,9 УДГ-301-1-У4 380, 220 315 60 0,8—6 1234 x 868 x 953 904x660x434 580 27,5 УДАР-300-1 380 315 60 2-6 722 X710X1670 — 245 — УД Г-501 380, 220 500 60 2—10 900X730X1620 320 x 60x195 540 1,1 УД Г-501-1 380, 220 500 60 2—10 840 X 820X1000 520x400x350 380 20 ПРС-ЗМ 65 500 60 3—5 480x240x225 330x240x225 155 9 УДАР-500 380 500 60 2—10 722x710x1670 — 290 —
VII.2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ VII.2.1. Классификация полуавтоматов для дуговой сварки В соответствии с ГОСТ 18130—79*Е «Полуавтоматы для дуговой сварки плавящимся электродом. Общие технические условияж (табл. VII.8) все существующие полуавтоматы классифицируются по сле- дующим признакам: способу защиты зоны дуги (полуавтоматы для сварки: Ф — под флюсом, Г — в защитных газах, И —в инертных газах, У — в актив- ных и инертных газах, О — открытой дугой); способу охлаждения горелки (с естественным, принудительным водяным или газовым охлаждением); VI 1.8. Основные параметры полуавтоматов для дуговой сварки плавящимся электродом Номинальный сварочный ток, А Исполне- ние Вид электродной проволоки Диаметр проволоки, мм Скорость подачи про- волоки, 1 10~г м/с 200 г, И, У Сплошная алюми- ниевая 1,2—2 2,2—8,9 То же, стальная 0,8-1,2 3,3—20 315 г, и, У Сплошная алюми- ниевая 1,6-2 2,2—12,2 То же, стальная 1-1,4 1,2—1,6 3,3—26,7 3,3-26,7 400 г, О Порошковая сталь- ная 1—3 2,8—16,7 500 ф Сплошная сталь- ная 1,6—2 3,3—20 г 1,2-2 3,3-20 222
Продолжение табл. VI 1.8 Номинальный сварочный ток. А Исполне- ние Вид электродной проволоки Диаметр проволоки, мм Скорость подачи про- волоки, 1 • 10_? м/с 630 Ф Сплошная сталь- ная 1,6-2 3,3—20 F 1,2-2 3,3—20 Г, О Порошковая стальная 2-3 2,8-16,7 виду электродной проволоки (для сварки сплошной стальной, сплошной алюминиевой и стальной порошковой проволокой); способу регулирования скорости подачи электродной проволоки (с плавным, ступенчатым и комбинированным регулированием); способу подачи электродной проволоки (толкающая, тянущая и тянуше-толкаюшая подача); конструктивному исполнению (со стационарным или переносным подающим устройством). VII.2.2. Полуавтоматы для дуговой сварки в защитных газах плавящимся электродом В полуавтоматах этой группы зону дуги и сварочную ванну за- щищают активным или инертным газами, а также газовыми сме- сями. Основными элементами оборудования этой группы являются* сварочная горелка, механизм подачи электродной проволоки, газо- вая аппаратура, газо- и электрокоммуникации, источник питания. В комплект газовой аппаратуры входят баллоны, редукторы, осуши- тели, подогреватели, расходомеры и газовые клапаны. Полуавтоматы (табл. VII.9) для сварки в защитных газах на- дежны в работе, просты в обслуживании, приспособлены для работы в любых пространственных положениях, позволяют наблюдать за дугой, имеют сравнительно невысокую стоимость. В полуавтоматах (рис. VIL7), V11.8) для импульсной дуговой сварки (табл. VII.10) в защитных газах плавящимся электродом на постоянный по значению ток дежурной дуги периодически с частотой в несколько десятков Гц накладываются кратковременные импульсы тока рабочей дуги. Вследствие этого улучшаются условия переноса электродного металла в зону плавильного пространства и повышает- ся качество сварного шва. 223
15-194 225 VII.9. Технические характеристики полуавтоматов для дуговой сварки в защитных газах Марка Сварочный ток, А Электродная про- волока Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг Назначение Конструктивные особенности номиналь- ный пределы регулиро- вания диаметр, мм скорость подачи, 1-10 2 м/с шкафа управле- ния механизма подачи шкафа уп- равления механизма подачи Передвижные аппараты А-1234 200 — 0,8-1,2 2.5—9,7 ВЖ-2П '— 364 Х 290Х Х130 — 10 Сварка труб в монтажных усло- виях Ступенчатое регули- рование скорости по- дачи с помощью сменных роликов и плавное на каждой ступени А-825 250 1—1,2 3.3—17.2 ВС-300 680Х720Х Х965 900 Х660Х Х420 — 20 Сварка и наплав- ка сплошной и порошковой про- волоками Плавное регулиро- вание скорости пода- чи проволоки на каждом диапазоне.,1 ПГШ-Юг 300 100-320 1,2—1.4 — ВДГ-301 — 150Х240Х Х360 7 Сварка в монтаж- ных условиях Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки А-825М 390 80—300 0,8—1,2 3,3-17,2 всж-зоз 385X170X хзоо 305Х175Х Х245 15 11 Сварка сплошной и порошковой проволоками Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки на каждом диапазоне ПДГ-302-1 300 60—300 0,8—2 3.3—20 ВДГ-301 500 Х500Х Х500 300 Х 360Х Х100 30 5 Сварка в углекис- лом газе Плавное регулирова- ние скорости подачи ПДГ-305 315 50—315 0,8—1,4 3,3—33,3 ВДГ-302 500X460х Х700 362 Х 284Х Х153 74 12.5 То же То же ндг-зобуз 315 50—315 0.8—1.4 3,3-33,3 ВДГ-302 5ООХ460Х Х700 362 Х 284Х Х153 74 12,5 Много постовая сварка в углекис- лом газе Плавное регулирова- ние скорости подачи
П родолжение табл. VI 1.9 226 Марка Сварочный ток. Л Электродная про- волока Тип источника питания Габариты, мм Масса, кг Назначение Конструктивные особенности номиналь- ный пределы регулиро- вания ь* Ъ 2 « — х S <2 скорость подачи, 1 • 10~* м/с шкафа уп- равления механизма подачи шкафа уп- равления механизма подачи ПДГ-ЗЭ7 УЗ 315 50—315 0,8—1,4 4.4—26.7 ВДГ-302 — 380X290X Х160 — 13 То же Управление полуав- томатом по програм- ме А-1750 315 60—315 0.8—1,6 2.8—33.3 А-1751 — — — 15 Сварка в защит- ных газах Плавное регулирова- ние скорости подачи в широком диапазоне ПДГ-308 315 100—500 1,2—1.6 3.3—33,3 ВДГ-302 — 765 Х525Х Х865 — 65 То же Плавное управление скоростью подачи, наличие дымоотсоса А-929 350 1—2 3,3—17.2 ПСГ-500 550 Х200Х Х350 305X175X Х245 25 11 Сварка в углекис- лом газе Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки. наличие переключателя режи- мов сварки без обры- ва дуги «Гранит 2» 400 100—400 1—1,6 4.2—37.5 ПСГ-500-1 570X425X Х520 375Х245Х Х130 50 9 Сварка в углекис- лом газе в мои- То же «Гранит 3» УЗ 4Ю 100—400 1—1,6 5,6—33,3 ВДУ-504 340X260 X Х170 470X245X Х127 18 9.2 тажных условиях ПДГ-502 У4 ПДГ-503 У 4 500 500 100—500 1.2-2 3.3-33,3 ВДУ-504-1 ВДУ-504 500 Х 460Х Х700 904х660х Х434 74 13 27,5 Сварка в защит- ных газах Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки ПДГ-504 У4 500 150—500 ВДУ-504 500 Х 460Х Х700 470Х298Х Х260 74 13 Скорость подачи ста- билизирована ПДГ-505 У4 500 150—500 1,2—2 3,3—33,3 ВДУ-504 500Х460Х 470Х298Х 74 13 Сварка в защит- Плавное регулирова- сл « ПДГ-507 УЗ 500 160—500 1,6—2 3,3—26.7 ПСГ-500-1 Х700 430 Х325Х Х37О Х260 382 Х463Х Х290 30 24 иых газах ние скорости подачи проволоки ПДГ-508 УЗ 500 150—500 1.6—2 2.8—20,6 ВДУ-504-1 450X304X хззо 445 Х316Х X37O 30 24 То же Скорость подачи ста- билизирована ПДПГ-500 500 60—500 0.8—2 3.2—20 ПСГ-500 650X460X Х76О 670X320X Х335 80 15 » А-537 500 100—500 1.6—2 2,2—16,4 ПСГ-500-1 440х350X Х450 339Х280Х Х325 35 25 Сварка в углекис- лом газе — А-1197 УЗ 530 150-500 1,6—2 3,3—20 ВДУ-504 360X195X Х315 576x390 X Х321 32 40 То же Плавноступенчатое регулирование ско- рости подачи прово- локи А-1631 500 — 0,8—2 3,3—33,3 ВС-500 — — — 23 Сварка в них газах защит- Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки ПДГ-6О1-У4 630 100—«700 1,2—2,5 3,3-33.3 ВДГ-601 — 960 Х669Х Х434 27,5 То же Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки на двух ступенях в режиме малых и больших токов ПДГ-602 630 — 1,2—2,5 3,3—33,3 — — — 74 27,5 » То же А-1503 У4 630 160—630 1,6—3 2,5—25,6 ВДГ-601 565 X 342 X Х«66 960 Х66Х Х560 58 26 Сварка и наплав- ка в СО? сплош- ной и порошковой проволоками Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки Переносные аппараты П1ПП-31 120 — 0,4—0,8 8,3—27,8 ГСР-150 — 295 Х56Х Х16О — 0.8 Сварка в защит- ных газах Плавное регулирова- ние скорости подачи ко проволоки кэ
ьо к> 00 Продолжение табл. VII 9 Марка Сварочный ток, А Электродная про- волока Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг Назначение Конструктивные особенности номиналь- ный пределы регулиро- вания диаметр» мм скорость подачи, 1 • 10— 1 м/с шкафа уп- равления механизма подачи шкафа уп- равления механизма подачи А-547Р А-547У ПШП-21 ПДГ-301-1 ПДГ-303 ПДГ-303-1 А-1230М У4 ПДГ-302 ПДГ-304-1 200 250 300 315 315 315 315 зоо 315 50—200 60—300 60—315 60—315 60—315 60—300 60—315 0,8—1,2 0,8-1,2 0,8—2 0,8—1.4 0,8—1,2 0,8-1,2 0,8-1,2 0.8—2 0.8-2 3-8,9 4.2—11,7 2,8—27.8 4,4—26,7 5—26,7 4.4—26.7 3,9—18,6 5,0—20 2,8—26,7 ВС-200 ВСГ-300 ИПП-300 ВДГ-301 ВДГ-301 ВДГ-301 ВДГ-302 ПСГ-500 ВДГ-301 390х120X Х250 зэохзоох Х250 500 X 500X Х500 500 х500х Х500 500X500х X5U0 Ранцевые 500Х500Х XSOO 500Х500Х Х500 360x90 х Х260 360Х130Х Х260 650X180X Х398 450X275X Х24О 450Х275Х Х240 450X275X Х240 290Х130Х Х364 аппараты 380 х360х ХбЮ 380 X33OX хюо 5,5 5.5 30 30 30 15 30 30 21 21 14,5 5 5 5 11 5 5 Сварка в углекис- лом газе То же Сварка в защит- ных газах Сварка в углекис- лом газе То же » > Плавноступенчатое регулирование ско- рости подачи прово- локи То же Скорость подачи про- волоки стабилизиро- вана Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки на двух ступенях Плавноступенчатое регулирование ско- рости подачи прово- локи Плавное регулирова- ние скорости подачи проволоки
VII.2.3. Полуавтоматы для сварки под флюсом В полуавтоматах этой группы (табл. VII.И) зону дуги и сва- рочную ванну защищают с помощью флюса. Флюс в зону сварки поступает из небольшого бункера, укрепленного на горелке, либо из отдельно расположенного бункера по гибкому резиновому рукаву сжатым воздухом. VII 9. Универсальная сварочная горелка ДШ-54 к автомату ПШ-54 / — наконечник; 2 — всронка; 3— обратный конус; 4 — заслонка; 5 — рукоятка горелки; 6 — резиновый удлинитель; 7 —зажим; 8— входной штуцер; 9 — раз- резной сухарь; 10 — мундштук горелки; // — втулка изоляционная; 12— на- садка; /3 — костыль Особенностью полуавтоматической сварки под флюсом является применение электродной проволоки диаметром 1,6—2 мм при вы- соких плотностях тока, что обеспечивает глубокое проплавление ос- новного металла и сварку металла большой толщины за один про- ход. На рис. VII.9 изображена сварочная горелка ДШ-54 к полуавто- мату ПШ-54, а на рис. VII.10 — механизм подачи электродной про- волоки полуавтомата ПДШР-500М, VII.11. Технические характеристики полуавтоматов для дуговой сварки под флюсом электродной проволокой диаметром 1,6—2 мм 230
а. кг механизма подачи со см ш in in СО см 8 Масс « к SSLs 8 о оо 1 8 ОО 10 1 1 а с 340 335 335 335 200 230 о 3 S х X X X X X X X S » S 1 8 о см 8 8 § о о § И с X X X X X X X 5 1П о о о о § S 3 £ и" ю к 635 762 762 866 X X X X 4й ® 3 §а 8 ю 1 ш S 1 1 X X X X 750 640 640 342 s« Е ® « К У я -500 1 •500 . -500 504 500 § *“2» О О >> хс о О о ^1 и с с с аз с L • Ь. ь (Ч, оо 5 a .-st е Е X 2 СО СО со СО о СО а о X 3 . с °| Ц§!э 1 СМ д д д 1 со 1 СО см и 3F- с СМ со со со со to см’ < 2 6 §&5 -500 -500 -500 -500 1 8 СО 2 СЕ £.с?я са 100- 125- 125- 125- 1 8 1 •Q 0 «3 CD и номинал ный 500 500 500 500 500 500 8 со О £ о о С S о о о ю о 10 е Г“ 10 О ей о ю 9 3 в ст> со 10 to а К( *—* 3 с Е с с < < с 231
45 Я р -о VI 1.12. Технические характеристики полуавтоматов универсальных и для сварки открытой дугой Тип Номинал!ный сва- рочный ток, А Номинальный режим работы ПВ, % Диаметр электродной проволоки Скорость подачи 1.10“2 м/о Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг сплошной аз О * а о о. с шкафа управления механизма подачи шкафа управ- ления механизма подачи Полуавтоматы универсальные А-1035 450 65 1,6 2,3—3 1,6—16,1 ВС-500 — 900 X 660 X 420 — 26 А-1197 500 100 1,6—2 1,6-3,5 2,5—25 ВДУ-504 342 x 565 x 866 360x660x5680 58 35 Полуавтоматы для сварки открытой дугой А-1234 200 60 0,8—1,2 — 2,5—9,7 ВЖ-2П — 364 X 290X130 — 10 А-1114 М 350 100 1,6—2 — 3,2—11,9 ПСГ-500 — 364x290x130 — 11 А-765 УЗ 450 65 1,6—2 1,6—3 3,2—20,8 ПСГ-500 190 X 350 X 360 760 X 500 X 550 23 52 А-1631 500 60 0,8—2 — 0,6—33,3 ВС-500 — — — 23 ю А-1072М СО со 1200 60 — 2,8—3,5 2,6-25,7 ПОМ-1000 710X380X420 1132Х 560Х Х1250 170 100
ХП.З. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ VII.3.1. Классификация автоматов для дуговой сварки плавящимся электродом Автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом осущест- вляют зажигание дуги, подачу электродной проволоки, флюса или защитного газа в зону дуги, управление процессом сварки в рабо- чем режиме, перемещение сварочного аппарата и окончание процесса сварки. Автоматы конструктивно выполнены с учетом быстрого реа- гирования на колебания напряжения питающей электрической сети, изменение скорости подачи электродной проволоки и т. п. По ГОСТ 8213—75*Е автоматы для дуговой сварки (табл. VII.13) плавящимся электродом классифицируют по следующим признакам: способу защиты зоны дуги (автоматы для сварки: Ф — под флю- сом, Г — в защитных газах, ФГ — в защитных газах и под флюсом); роду применяемого сварочного тока (для сварки постоянным, пе- ременным, переменным и постоянным током); способу охлаждения (с естественным охлаждением токопроводя- щей части сварочной головки и сопла, с принудительным охлажде- нием— водяным или газовым); способу регулирования скорости подачи электродной проволоки (с плавным регулированием, с плавно-ступенчатым, со ступенчатым); способу регулирования скорости сварки (с плавным, плавно- ступенчатым и ступенчатым регулированием); способу подачи электродной проволоки (с независимой и с за- висимой от напряжения на дуге подачей); VII.13. Основные параметры самоходных автоматов для дуговой сварки Номинальный сварочный ток, А Номинальаый режим работы ПВ, % Род свароч- ного тока £ X «V S § 5 Электродная прово- лока Скорость сварки, 1 • 10—1 м/а .диаметр, мм скорость, 1 • 10~2 м/с 315 500 500 630 630 1000 1000 1000 1600 1600 60 60 60 60 60 100 100 100 100 100 Постоянный > » » » » Переменный Постоянный » Переменный Г Ф Г. ФГ ф Г, ФГ ф ф Г, ФГ ф ф 0,8—1,4 1,6—2 1,2-2 1,6-3 1,2—3 2—5 3—5 2-5 3-6 3-6 4,4-26,7 3,3-20 3,3—20 3,3—20 3,3—20 1,7—10 1,7-10 1,7—10 1,7—10 1,7-10 0,3—2,2 0,3—3,3 0,3—3,3 0,3—2,2 0,3—3,3 0,3—2,2 0,3-2,2 0,3-3,3 0,3-2,2 0,3—2,2 234
расположению автомата относительно свариваемого шва (для сварки внутри колен, для сварки внутри и вне колеи). По конструктивному выполнению все автоматы подразделяют на следующие типы: сварочные тракторы, самоходные и подвесные сварочные головки, установки для автоматической сварки. VI!.3.2. Автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах Для сварки ответственных металлоконструкций—корпусов кот- лов и сосудов, деталей и узлов трубопроводов, различных простран- ственных металлоконструкций и т. д. — предназначены автоматы для сварки плавящимся электродом в защитных газах (табл. VII. 14, VII.15). Эти автоматы имеют специальные горелки, обеспечивающие га- зовую защиту зоны сварки и водяное охлаждение сопла, а также они оснащены необходимой газовой аппаратурой. Газовая аппара- тура состоит из емкостей для газа, предредукторного подогревателя, редуктора, расходомера и газового клапана. На рис. VII.11 представлен общин вид сварочного трактора АДПГ-500 для сварки на постоянном токе изделий из углеродистой стали. VII.11. Сварочный 1рактор АДПГ-500 / — сварочная горелка; 2 —рукава: 3, 4— механизмы горизонтального и вер- тикального перемещения горелки; 5—механизм поворота горелки; 6—пульт управления; 7 — электродвигатель 8— механизм подачи электродной проволо- ки; 9— механизм перемещения горелки в поперечном направлении; 10 — те- лежка 235
VII.14. Технические характеристики тракторов для дуговой сварки в защитных газах Масса, кг — СО CD lO о сч сч СЧ I СЧ ГО СО СО 1-0 О СЧ см сч 1 СО СО тТ 1 Габарит, мм оо°оо8ооэ 'ТООтТЬ-СОГ'-Ь-Г'- CD — -*г СО —" Ю 1.0 ID ххххххххх ооооюолтш . СО со О — СО — со со со сч id со со со с> сч сч сч 1 ххххххххх О О С О LO ас 1.0 L.O ю О-ГОС-чТСОСЧСЧСЧ 1 1 1 X « И ч к 3 X S Тип источни- ка питания gIS§?S§°8 | - о efut=(Kfoocj ш со о СЗ CQ С С С ВС-1000-2 ПСМ-1000 1 м 03 S X CL Л DC и о Скорость сварки, 1-10“2 м/с — СЧ СЧ СО М О О О'. С". Т V о СЧ* СО* СЧ СО Ю СО* —* — —* —* —* —" ~ 1 1 1 1 1 17 । 1 1 1 1 1 тГСОСОСОиООО'Ч"тГт1,'ТтГ’Т'Т‘ — о о о о о о о о о о о о а 0 S - «X а о S S о S я X X S 1ая проволока О 2 «Г и w • 00 СЧ 00 со о * - * «г-счь-осооор ос сч сч сч сч го сч сч сч 1 1 1 1 1 1 1 1 |2 00 00 оо 00 00 со СМ СЧ См Ю СЧ СЧ СЧ О* СО О" 'Г ’Г 1,8—18,3 1 8,3 1 о Q. i д диаметр, ; мм СЧ ш — СО СЧ ГО СМ СЧ СЧ СМ СЧ Ю 1 1 1 1 III 1 1 1 ОС — — СЧ СЧ 00 СЧ СЧ СЧ СО о* — — о о о о" СЧ I 1,6—4 1 : U X я о. Поминаль-i ный сва- рочный ток, А оаоооооооо ЙбоООООООО СЧтГ’Т1О1П10ЮЮЮС0 I 0001 I и и X X z 1 Напряже- 1 ние питаю- щей сети, В SSosSSSSSSS COCOCOCOCOCOCOCOCOCO 88 СЧ СЧ 1 .380 | 1.15. Техн > Марка о «- ЬО _ -г. >. L- О 6 g g — СМ <4- ® lO — ® • «-° . . < о о ? 7 о о < о <х С С J7 “? - 1- «? Т «? т Т О refd и и =3 H<<H<<<<<<<<< 236
VI 1.3.3. Автоматы для дуговой сварки под флюсом Автоматы этой группы нашли широкое применение при изготов- лении конструкций с толщиной стенки от 5 до 30 мм, например ре- зервуаров, балок, листовых металлоконструкций. В основном эти автоматы используют для сварки в нижнем пространственном поло- жении прямолинейных и круглых швов. В зависимости от конструкции устройства перемещения автома- ты (табл. VII.16, VII.17) классифицируют на сварочные тракторы (рис. VII.12, VII.13), самоходные и подвесные головки, а также сва- рочные установки. Большая часть таких автоматов предназначена для сварки сты- ковых соединений. Некоторые автоматы выпускают в универсальном исполнении для сварки стыковых и угловых соединений. Для пере- стройки таких автоматов имеются сменные мундштуки различной длины и соответствующие копнрные устройства. Автоматы классифицируют по числу электродов: на одно-, двух- и многоэлектродные. Эти автоматы оборудуют соответствующим чис- лом барабанов для электродной проволоки. Двух- и многоэлектрод- ная сварка выполняется одновременно двумя и более электродами с общим подводом сварочного тока. Автоматическая дуговая сварка под флюсом может быть одно- н многодуговой, где в процессе сварки участвует одновременно более одной дуги с раздельным питанием их током. VI 1.3.4. Универсальные сварочные автоматы Автоматы (рис. VII.14, VII.15, табл. VII.18) этой группы пред- назначены для дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах и под флюсом стыковых, угловых и нахлесточных соединений, сварки кольцевых швов с наименьшим диаметром 1200 мм. К конструктивным особенностям этих автоматов относятся неза- висимость скорости подачи электродной проволоки от напряжения на дуге и ступенчатое регулирование скоростей подачи электродной проволоки и режима сварки. VI 1.3.5. Специализированные автоматы для дуговой сварки плавящимся электродом К таким автоматам относятся автоматы с принудительным фор- мированием шва (табл. VII. 19). Отличительной особенностью данной группы автоматов является наличие устройств для удержания сва- рочной ванны на вертикальной или наклонной плоскости, которые обеспечивают интенсивный отвод теплоты от соприкасающейся с ни- ми поверхности сварочной ванны; устройств для автоматического или ручного регулирования скорости перемещения автомата вдоль шва 237
VП.12, Сварочный трактор TC-I7M 1 — пульт управления; 2— кассета для электродной проволоки; 3— бункер для флюса; 4 — электродвигатель; 5 —ходовой механизм; 6 — мундштук; 7 —сва- рочная головка; 8 — корректировочный механизм VI 1.13 Сварочный, трактор А ДС-1000-4 /—пульт управления. 2 — бункер; 3 — электродвигатель; 4 — токоподвод; 5 — сварочная головка; 6 — кассета для электродной проволоки 238
VI 1.14. Универсальный сварочный трактор ТС-35 / — бункер для флюса; 2 — механизм подачи электродной проволоки; 3 — сва» рочная головка; 4— мундштук; 5—ходовой механизм; 6— пульт управле- ния; 7 — кассета для электродной проволоки VI 1.15. Универсальный сварочный трактор ТС-42 / — рычаг поджатия электрода; 2 — пульт управления; 3 — кассета с электрод- ной проволокой; 4 — корпус; 5 — подающий механизм; 6 — направляющее ко- лесо 239
240 16 — 194 VII.16. Технические характеристики сварочных тракторов Тип Напряжение питающей сети, В Номинальный Электродная проволока Скорость сварки. 1-10—1 м/с Объем бун- кера, дм* Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг сварочный ток, А режим ра- боты ПВ, % ' диаметр, мм скорость подачи. 1-10—» М/С ЛДФ-500 380, 220 500 65 1,6—2,5 4,2—20 0,4—1,9 4 ПСО-500 590X265X425 28 АДФ-501 380 500 60 1,6—2 0,8—20 0,3—3,3 6 ВДУ-504 940x365x670 55 АСУ-5 220 750 — 2—3 0,5—2,1 0,3—1,3 3 ПСМ-1000 595 X 265 X 345 29 АСУ-5М 220 800 100 2—3 — 0,3—1,7 — — 1070X285X350 35 ТС-33 380 800 60 1—4 2,4—18,6 0,2—1 1,6 — 800X400X465 45 ТС-17М 380, 220 1000 100 1,6—5 1,4—11,1 0,4—3,5 6,5 ТДФ-1001 640 x 300 x 570 42 ТС-17М-1УЗ 380 , 220 1000 100 1,6—5 1,4—11,1 0,4—3,5 6,5 ТДФ-1001 715X345X540 45 ТС-17Р 380, 220 1000 60 1,6—5 1,6—12,1 0,4—3,5 6,5 ТСД-1000 740X300X520 42 АДС-1000-2 380 1000 65 3—6 0,8—3,3 0,4—1,9 12 ТСД-1000 1010 x 344 x 662 65 АДС-1000-3 380, 220 1000 100 3—6 0,8—3,3 0,4—1,9 12 ПС-1000 1010x370x665 65 АДС-1000-4УЗ 380, 220 1000 100 2—5 1,7—10 0,3—3,3 12 ТДФ-1001 1010X370X665 65 АДС-1000-5УЗ 380, 220 1000 100 2-5 1,7—10 0,3—3,3 6 ВДУ-1001 1010X350X670 55 ЛДФ-1001 У 4 380 1000 60 2—5 0,4—10 0,3—3,3 6 ТДФ-1001 1050x365x655 60 АДФ-1002 УЗ 380 1000 100 2—5 1,7—10 0,3—2,2 — ТДФ-1001 345X540X715 45 ЛДФ-1003 УЗ 380 1000 60 2—5 0,5—10 0,3—3,3 6 ТДФ-1001 810X310X510 40 АДФ-1004 УЗ 380 1000 60 2—5 0,5—10 0,3—3,3 6 ВДУ-1001 1050X365X655 60 А-1370 (ТС-42) 380 1000 100 2—5 1,7—27,8 0,3—3,3 9 — 700X310X450 40 АДФ-1201 380 1250 100 2—6 1,7—10 0,3—3,3 ВДУ-1201 1050x365x655 70 АДФ-1601 380 1G00 100 3—6 0,5—10 0»3—3,3 6 ТДФ-1601 1050 x 365 x 655 60 АДФ-1602 УЗ 380 1600 100 3—6 0,5—10 0,3—3,3 6 ВДУ-1601 1050 x 365 x 655 60 VII.17. Технические характеристики автоматов для дуговой сварки под флюсом Тип Номиналь- ный сва- рочный ток, А Электродная проволок» Скорость сварки, Ы0~*м/с Верти- кальный ход, мм Объем бунке- ра. ДМ' Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг диаметр• мм Скорость подачи, 1 • 10—± м/с Самоходные головки А-1401 У4 1000 2—5 1,5—14,8 0,3—3,3 250 55 ТДФ-1001 1660 X 870X1160 325 А-1416 У4 1000 2—5 1,4—13,9 0,3—3,3 250 55 ТДФ-1001 1660X870X1160 320 А-1425 У4 1000 4—5 1,4—13,9 0,3—3,3 — — ТДФ-1601 300x600X1650 500 АБСК У4 1000 3—6 1,2—3,9 0,6—2 200 22 ТДФ-1001 760X710X1750 160 А-1410У4 2000 2—5 1,5—14,7 0,3—3,3 250 55 ТДФ-1601 1660 X 870X1160 325 А-1419 У4 2000 ' 2—5 1,4—14,1 0,7—6,7 250 55 ТДФ-2001 1660 X 870X1160 320 Подвесные головки Л-1423 У4 А-1569 300 400 1 ,6—3 2—3 1,3—12,5 1,4—9,7 — ВДУ-504 ВКСМ-1000 760X849X1670 1120X850X1990 210 260 ГДФ-1001 УЗ 1000 3—5 1,5—14,8 — — — ВДУ-1001 1050X1680X2000 298 Установки для автоматической сварки АДФ-2001 У4 2000 2—5 0,7—6,7 ТДФ-1601 950X1150X1850 430 КЗ АДФ-2002 У4 2000 1,5 7,5 — 12 ТДФ-2001 2100X1600X1850 2000
VII.18. Технические характеристики универсальных сварочных автоматов Тип Напряже- ние питаю- щей сети, В Номиналь- ный сва рочный ток, А Электродная проволока Скорость сварки, 1 10“2 м/с Объем бункера, Дм’ Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг диаметр, мм скорость подачи, 1-10-» м/с ТС-35 | ТС-35-1 380 380 I 1000 1 1000 АДФГ-501 I 380 I 500 АДФГ-502 У4 1 220 1 500 Сварочные тракторы I 1,6—5 I 1,4—11,1 10,4—3,51 6 | 2—5 I 1,4—13,9 | 0,3—3,31 — Установки для автоматической сварки I 1—2,5 1 2,5—26,7 10,6—1,91 25 I 1—3 | 1,7—16,7 |0,6—1,9| — I ТДФ-1001 I ТДФ-1001 I ПСУ-500-2 I ВДУ-504-1 1 740x300x520 I 42 I 1200 x 830 x 850 | 42 I 1300 x 850x14001 I 1700x1000 x 2001 400 800 VII.19. Технические характеристики сварочных автоматов с принудительным формированием шва Тип Номинальный сварочный ток, А Режим работы ПВ, % Электродн? диаметр, мм я проволока скорость пода- чи, 1 • 10—* м/с Скорость сварки, 1 -10—» м/с Габарит, мм Масса, кг Тракторы для сварки в нижнем положении ТС-32 900 60 2—5 3,8-7,9 0,7—1,4 805 x 380 x 440 45 «Бриг» 1200 — 3—6 0,4—9,7 0,3—1 1102x610x800 185 АДФ-1603 1600 100 Anna 3—6 1раты для сва 1,7-10 рки вертикалы 0,3—1,1 пых швов 780x530x683 65 А-1237 500 100 3—5 1,4—11,1 0,03—0,3 540x325x740 85 А-1150 У 500 65 2,5—3,5 5—6,1 0,08—0,3 470X280X875 32 А-1381 500 — 3' 4 4,2—8,3 0,1—0,3 800x445x440 50 А-1325 1000 65 3 3,9—7,8 0,4—1,3 853X500X1200 150 VII.20. Технические характеристики автоматов для многодуговой сварки Тип Номинальный сварочный ток, А Номинальный режим рабо- ты ПВ, % Электродная проволока Вертикаль- ный ход. мм Объем бунке- ра, дм3 Скорость сварки, 1.10-» м/с Тип источника питания Габарит, мм Масса, кг диаметр» мм скорость подачи, Ы(Г* м/с Сварочные тракторы ТС-41 800 60 2—2,5 3,9—38,9 ±30 2 0,3—3,1 — 900x400x770 80 ДТС-38 УЗ 1000 60 2—5 1,6—16,1 ±25 15 0,3—3,1 ТДФ-1601 900X400X930 90 ДТС-24М 1000 60 1,4—4 1,3—11,4 30 10 0,4—2,4 — 1070X375X670 62 ДТС-45 1600 x2 100 3,0—5 1,7—10 50 10 0,2—1,3 ВДУ-1601 1360 X 390X1000 150 Сварочные головки УДФ-1001 У 4 1000 80 2,5—3 5,6—14,7 250 — 0,5—1,4 ТШС-1000-3 1050 X 650 X 2000 580 А-639 1000 60 1,6—5 0,8—6,3 250 55 0,4—3,1 тсд-1000-3 1430x630x2100 322 А-639-1 1000 . 100 1,6—5 0,4—6,3 250 22 0,4—3,1 ТДФ-1001 1430x630x2100 395 А-1156 1500x2 65 3—5 4,3—18,1 — — 2,2—6,9 — 3175x820x820 985 А-1412 У4 1600 100 2—5 1,5—14,8 250 40 0,7—6,7 ТДФ-1601 1405x890x1920 325 ьэ А-1422 со 1600 100 2—5 1,3—14,1 250 40 0,7—6,7 ТДФ-1601 1405X890X1920 390
в зависимости от положения сварочной ванны относительно формиру- ющего приспособления. К специализированным относятся также автоматы для многоду- говой (табл. VII.20) и многоэлектродной сварки. Конструктивно они представляют собой комплекс нескольких сварочных головок, смон- тированных на общей траверсе. Общий вид сварочного трактора ДТС-38 для двухдуговой сварки под флюсом угловых стыковых и нахлесточных соединений показан на рис, VII.16. VI 1.16. Сварочный трактор ДТС-38 / — указатель; 2 — переднее шасси; 3 — рукоятка вертикальной коррекции электрода; 4—сварочная головка; 5 — направляющий механизм; 6 — бункер для флюса с пультом управления; / — подающий механизм; в —суппорт; 9 — ходовая тележка; 10 — сварочный мундштук VI 1.4. АППАРАТЫ ДЛЯ ЭЛ ЕКТРОШЛ АКОВОЙ СВАРКИ VII .4.1. Назначение и конструктивные особенности Аппараты этой группы предназначены для электрошлаковой свар- ки толстостенных металлоконструкций (табл. V1I.21). Конструктивными элементами аппаратов для электрошлаковой сварки являются: сварочная головка, механизмы перемещения сва- рочного аппарата или изделия, устройства принудительного формиро- вания шва и удержания сварочной ванны в требуемом положении, 244
приборы для регулирования и контроля скорости, перемещения ап- парата и положения шлаковой ванны, источник питания, вспомога- тельные устройства — бункер для флюса, катушки для сварочной проволоки, элементы управления. Аппараты для электрошлаковой сварки можно классифицировать по следующим признакам: степени механизации — на автоматические и полуавтоматические; способу перемещения сварочной головки — на рельсовые, безрель- совые и комбинированные; типу электродов — на аппараты с электродной проволокой, плас- тинами, трубами, лентами. V1I. 21. Назначение и конструктивные особенности аппаратов для электрошлаковой сварки Марка аппарата Конструктивные особенности Область применения А-820 К, А-736, А-433 Р, А-1170, А-1170-2, А-1170 А Аппараты рельсового ти- па Сварка прямолинейных вертикальных швов А-820 МК, А-820 М, А-681 То же Полуавтоматическая сварка прямолинейных вертикальных швов в монтажных условиях А-372 Р, А-535 Сварка прямолинейных и кольцевых швов A-40I Сварка кольцевых швов А-535 П Сварка продольных швов пластинчатыми электро- дами А-550, А-550 У » Сварка прямолинейных швов пластинчатыми электродами углероди- стой и коррозионно-стой- кой сталей, алюминиевых и титановых сплавов 245
Продолжение табл. VII.21 Марка аппарата Конструктивные особенности Область применения А-1304, Л-1317 Аппараты рельсового ти- па Сварка плоским мунд- штуком прямолинейных и вертикальных швов из- делий из стали и алюми- ния Л-1517 Аппарат переносного ти- па Сварка пластинчатыми электродами в монтаж- ных условиях Л-501 М Аппарат перемещается с помощью электромагни- тов Сварка угловых, тавро- вых и стыковых соедине- ний А-671 Р Аппарат передвигается с помощью пружинного механизма. Привод руч- ной Механизированная свар- ка прямолинейных вер- тикальных швов А-306 М, Л-340 М Аппараты передвигаются с помощью пружинных механизмов Л-612 Аппарат передвигается по изделию с помощью двух тележек, притяги- ваемых пружиной Сварка прямолинейных вертикальных швов сты- ковых соединений А-645, А-645 М Аппараты закрепляют на свариваемом изделии Сварка прямолинейных и криволинейных швов А-385 Аппарат подвешивают на сварочной установке Сварка кольцевых швов А-532 Аппарат подвешивают над изделием, изделие поворачивают с помощью роликового стенда А-535 К Аппарат устанавливают на тележке, изделие по- ворачивают с помощью роликового стенда А-1116 Аппарат подвешивают на параллелограмме над суппортом. При сварке перемещается само изде- лие Сварка кольцевых и ко- ротких швов 246
V11.4.2. Технические характеристики Аппараты для электрошлаковой сварки (рис. VII.17, VII.18, табл. VII.22) имеют постоянную скорость подачи электрода, не зависящую от напряжения дуги, т. е. в них использовано явление саморегулиро- вания. Подключаются они к специальным или обычным источникам питания, имеющим жесткую (пологопадающую) внешнюю статичес- кую характеристику. VI/. 17 Аппарат А 61? Оля электрошлаковой сварки I — пулы управления; 2 — механизм перемещения; 3 — механизм подачи электродов; 4 — мундштук; 5 — ползуны 247
248
VU.IS. Аппарат A-1304 для электрошлаковой сварки плавящимся мундштуком 1 — пульт управления; 2 —механизм подачи электродов; 3 — токопровод; < —струбцина VII.5. МАШИНЫ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ VII.5.1. Классификация машин Оборудование для контактной сварки можно разделить на три группы: машины для точечной, рельефной и шовной сварки, машины для стыковой сварки, аппаратура управления этими машинами. Машины для точечной, рельефной и шовной сварки классифи- цируют по назначению на универсальные и специализированные; кон- 249
структивному исполнению — на стационарные, радиальные и прес- совые подвесные; типу привода сжатия — на машины с пневматиче- ским, гидравлическим, электромеханическим, рычажным, пружинным и комбинированным приводом; типу источника сварочного то- ка — на машины переменного, постоянного тока и конденсаторные; способу подвода тока к месту сварки — с одно- и двусторонним то- коподводами; числу электродов — двух- и многоэлектродные; направ- лению движения электродов — с прямолинейным вертикальным или горизонтальным и радиальным ходом электродов; числу одновремен- но свариваемых точек для точечных и рельефных машин — одно- и многоточечные. Машины для шовной сварки можно классифицировать по распо- ложению электродов для сварки продольных, поперечных, кольцевых швов; по перемещению электрода — с непрерывными и прерывистым шаговым перемещением; по конструкции зажимных устройств —с педальным кулачковым, пневматическим и гидравлическим механиз- мом; по способу питания — с непрерывным и прерывистым включе- нием тока; по характеру привода вращения электродов — с принуди- тельным вращением одного или обоих роликов; по конструкции ста- нины— с горизонтальным, вертикальным и наклонным столами; по типу усилия сжатия — с постоянным и переменным усилием. Машины для стыковой контактной сварки можно классифици- ровать по следующим признакам: способу нагрева заготовок — на ма- шины для сварки сопротивлением, непрерывным оплавлением, оплав- лением с подогревом и импульсным оплавлением; назначению — уни- версальные и специализированные; степени автоматизации — на ручные, полуавтоматические и автоматические; типу привода пода- чи—на машины с пневматическим, гидравлическим, электрическим, ры- чажным, пружинным и комбинированным приводом; типу зажимных устройств —на машины с пневматическим, гидравлическим, электро- механическим рычажным, эксцентриковым, винтовым, пружинным ме- ханизмом зажатия заготовки; типу источника сварочного тока — на машины переменного, постоянного тока и конденсаторные. VII.5.2. Машины для точечной сварки Технические характеристики и конструктивные особенности ста- ционарных, многоэлектродных н подвесных машин переменного то- ка для точечной сварки приведены в табл. VII.23—VI 1.29. На рис. VII.19 представлен общий вид машины МТР-1501 для точечной сварки. В конденсаторных машинах для точечной сварки (табл. VII.30, VI 1.31, рис, VII.20) технологический процесс осуществляется за счет энергии, накапливаемой в конденсаторных батареях. При разрядке конденсаторов через первичную обмотку трансформатора в свароч- 250
VI 1.23, Технические характеристики машин переменного тока для точечной сварки о ЗЕ яУоа uaVnoiBtfwBinto =888=368 ооббоооо 0,12 0,12 0.44 0.05 6Г0 6Г0 0,12 0.2b 0.17 0.12 1 1-10 vxAtftoa охохвжэ 5 0,21 0,44 33 13.9 2,8 2,8 Iе. ©©© МО ф ю 04 Г- 7,5 5,6 5,6 7.5 h г ‘иинаннГаоэ эях оо 04 04© п-а © 0 ‘яхэоня iraxutf ояе nod и ФО© яГ яУ Г0Г0О4 04 © Ci 0 ot 'КИХВЖЭ TF тг СО X ЭШГИЭЛ ЭОНЧ1ГВНИПОН ©-*0404 я, •04 02 СО © uO©© © Ю со 10 ю © © ни Vox циьорвн 388 8S ?883 88338 8 8 38 S3 ни ‘яниш вм doaioed © © © 3 04 04 0404 250 270 315 1 Is 18 1 1 0 1Й ИИ ‘ЯНИП1ВИ хэгня ипняитниэмеух 275 315 315 зз§1§ § 88 я? 40 УЯМ ‘чхэонЪюн ввиэки1 Q-adxou пеняивняком 150 9.2 14,2 14,2 35 14,8 20 20 SKSSS to О 83 88 с а % аи Riogsd ин ж ad © счорооооо ~ 04 04 С4 04 04 04 04 888S8 8 8 ф© 04 04 ф© 04 04 $ X ум ‘мох unHhHd -oxa fcRMMiraiHirtr 00 Ills © 1 IS i i i X* i 1 1 12,5 1* i © я о г ум ‘мох ь’яньодеяэ 2,5 5 6,3 6,3 6.3 6,6 8 8 12.5 12.5 12,5 12,5 12,5 «2,5 12,5 12,5 12.5 12,5 12,5 □S © ЮМИЬ 1 1 1 1 1 1 1 1 l + l 1 © 1 1 1 1 1 1 1 5 © i 3 X р со CD и 30 мм. не более. углеродис- тая сталь 0,54-0.5 0.84-0,8 111 1 l+jl 1 1 1 1 © 4' Толшиь малоуглеро- дистая сталь 04 04 1?^?? +++л+4-1 I о © — 04 04 I оч Г* LC ©© © 1 еч 1 1 1 1 । 0 +г. о. см е> Ci-4© +•++++© 1ДООООООТ |©©О4©'+‘ 04 Ч 1 гЧ—Г*ТО4 04 04 04 -’7 04 04 04 Uj 04 04 * О 1 000^00° 0,54-0.54- 4-1,64-1,6 0.84-0,8- — 1,84-1,8 0.54-0.5-44-4 O.54-O.5- —1.64-1.6 0,54-0,5—54-5 0,54-0,5—44-4 Марка ГП-75-9 ГП-75-11 ГП-75-15 Г-1202 Г-1206 0 04 Г-1208 •-1209 "-12Ю M21I '-1214 S 251
css 2 a* 1 .° 1 -° Го- 1 1 1 1 1 1 .2+1,2 ,8+0.8 hl—4+4 3+0,3— 1.5+1.5 3+0.3— 1.5+1.5 1 1 1 I СЛ СЛ i СЛ 1 1 1 й 5 s S i 00 КЗ О W CJtOtOtCtOtwtOtOtO to to сл CH Qi CH tn о о о 5 a* <r. о а- а> 5 ao -u <0 oc >u 00 8,94 9 12 14 9 9 10 to <o C0 <o со to 1 1 Illi? CH tO о । aESSSS।88 1 8 Й й g g 8 287 365 105 210 400 190 100 221 190 170 170 215 110 300 350 to о 8 8 to о £ 8 8 8 m§s § 8 § § i i ел 8 § 111 § । IS о g 1 i £ 1 8 О g L- 8 8 W 8 1 § § 8 I 8 g § § 8 8 § s 8 8 О с 8 8 8 6.3 25 25 12,5 25 к 20 6.7 19,6 16 16 16 12.5 2.6 16 16 CJ CO w СП co со О со р © со 3,5 2,5 1.5 9,9 4,2 to Tu 6 4.2 7.2 15 9 9 12 3,5 5,4 7,2 to w <3 00 8 «о оо to 20,3 18,6 IO 2,8 6,1 20 4,7 4,7 50 8,3 5,6 23,1 8 co о to о СЛ СП <0 со со р а> 0,24 0,31 0.7 0.7 1.1 о 0,38 0,19 0,28 0,22 0,22 0.22 0.19 0,19 0.19 0.22 О 5 p 5 p to p р о to о со о СО 2S g ф МТ-1603 МТ-1607 223:22 н-нчч ---□д SS 8 — — cicnwgg № J3 88 03 — 2 MT-J222 У4 MT-1223 У4 MT-1218 MT-1219 MT-1220 МТ-1221 У4 МТ-1217 У4 МТ-1216 МТ-1215 Марка 1 е 1 р 1 р сН"Ъ+сл+ +®+®+° Сл СЛ СЛ (X со о 1 о 1 сл 1 2,5+2,5 4,0-1-4,0 1 5,0+5,0 5.0+5.0 0,8+0,8— —2,5+2,5 0.5+0.5— —1,6+1,6 0,7+0,7— —1.5+1,5 0,7+0,7—5+5 0,5+0,5-5+5 0,5+0.5—5+5 0.7+0.7— —1.5+1,5 0,5+0,5—5+5 1 -° .L О — О» ф 1 малоуглеро- дистая сталь Толщи| 1 '1 to 0.5+0.5— 1 -- 1 ? • * toqi , to to . . " * I++I 1 £5+ Сл i I++I 1 1 1+1 углеродистая сталь ja свариваемых мм, не более 1 ® р? ’-?® о сл ос 1 1 1+1 1,2+1,2 0,8+0,8 0,8+0,8 0,6+0,6 О о 1Й1 op Cl сл 1 1 р С-. + о о алюминий деталей. о О С*. © X © Cl d 12,5 12.5 12,5 12,5 12.5 12,5 12.5 12.5 12,5 сварочный ток, кА Homi со 1 1 ”‘C£ 01-4 Cl ®^*»| <0 СЛ ъ р а> длительный вто- ричный ток, кА шалы to о со to to о Ю CO co to to О to to О о СЛ CO © to 1 8 8 to о режим работы ПВ. % £ £с 8 8 оо <55 8888Й *o мелела» CH© о о 8 8 8 Номинальная потреб- ляемая мощность, кВ-А О 8 8 О сл 8 1200 1200 500 500 500 iOS § 00 8 8 Максимальный вылет машины, мм 1 сл О о to КЗ to co 8881 8 220 300 220 150 150 470 ГО 8 го to о Раствор машины, мм 8 8 8 08 09 09 001 Ool on 08 8 о о 8 8 □0 о ас о Рабочий ход, мм р со р со р со 0 14 6,3 6,3 6,3 6,3 11 5 6,3 3.2 р to о со р со Номинальное усилие сжатия, кН <о со qi to 1.8 3,9 । 10,8 36 21 22,5 9 to СЛ СЛ СП X Производительность, тыс. соединений, 1 ч о 1 to to 3,3 9,2 0,97 0.97 5.6 СИ СЛ сл спел 1 on 13,3 р С) р ъ сжатого воздуха Рас: 1-Ю” р to р W 0,19 61*0 El‘0 ЕГО 97/0 8Z‘O 6Г0 6Г0 0.17 0,11 0,11 0,19 0,19 0,28 91*0 охлаждающей воды ход. •3 м>/с Продолжение табл. VII.23
V1I.24. Конструктивные особенности машин переменного тока для точечной сварки Марка Вторичное напряже- ние, В Число ступеней ре- гулирования вторич- ного напряжения Аппаратура упра вления ход электрода Габарит, мм X 3 МТП-50-7 2,4—4,5 8 Игнитронный контактор, регу- лятор времени РВЭ-7 Вертикальный 1130X470X1670 450 МТ-501, МТ-601 1,25-2,5 8 Регулятор времени РВЭ-7 Радиальный 830X452X1237 210, 215 МТ-602 1,25—2,5 8 Тиристорный контактор, элект- ронный регулятор времени » 800x452x1237 215 МТ-603 2,8—5,6 8 — 2650x2515x1530 1318 МТ-604 У 4 1,63—2,66 4 Регулятор цикла сварки РЦС- 301 Тиристорный контактор, регу- лятор РВЭ-7- 1Л Радиальный 833 X 452X1237 200 МТ-809 1,4—2,8 8 » 1083X410X1400 325 МТ-810 1,4—2,8 8 Тиристорный контактор КТ-1, регулятор цикла сварки РЦС- 403 > 1083X410X1400 325 МТП-75-9, МТП-75-11 3,1—62 8 Игнитронный контактор типа КИА или игнитронный преры- ватель типа ПИТ — 212X780X1370 650 МТП-75-15 2,4—6,8 8 Игнитронный контактор и ре- гулятор РЭВ Вертикальный 1830X470X1365 400 МТ-1206 2,3—4,6 8 Игнитронный контактор, декат- ронный регулятор времени Радиальный 1475X450X2000 430 МТ-1207 2,3—4,6 8 То же Вертикальный 1400X450X1820 435 МТ-1208 2,3—4,6 8 » Радиальный 1475x480x2000 415 МТ-1209 2—4 8 > 1230 X380X1538 440 МТ-1210 2,2—4,4 8 Тиристорный контактор декат- ронный регулятор времени РВЭ-7-1А Вертикальный 1550X450x3000 435 МТ-1211 2,9—5,7 8 То же Радиальный 1475x480x2000 430 МТ-1213 1,35—2,7 2 — — 1042X450X1400 225 МТ-1214 2,2—4,4 8 Тиристорный контактор, декат- ронный регулятор времени Радиальный 1240X430X1575 440 МТ-1215 2,1—4,3 8 Вертикальный 1480X450X2000 445 МТ-1216 2,1—4,3 8 Регулятор цикла сварки РЦС- 502 » 1480x450x2000 445 МТ-1217 У4 2,9—4,5 6 Тиристорный контактор КТ-1, регулятор цикла сварки РЦС- 403 » 14)5X490X1810 750 МТ-1218 — — То же » 1470X490X1850 480 МТ-1219 2,3—4,6 8 Тиристорный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-502-I » 1235X447X 1695 450 МТ-1220 2,3—4,6 8 Тиристорный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-403 » 1235X447X1645 450 'МТ-1221 У 4 — — Тиристорный контактор > 1425x490x1810 800 МТ-1222 У4 2,3—4,6 8 Тиристорный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-403 ' 1370x400x1900 480 МТ-1223 У4 2,8—5,6 8 Тиристорный контактор, блок управления БУ-625 > 1700x500x2500 1150 МТП-150/1200-1М кэ 4,3—8,5 8 Игнитронный контактор, регу- лятор времени РВЭ > 2155X700X2200 1100 сл МТП-150/1200-3 3,3—10,5 16 То же 2150x772x2265 1600
сл Продолжение табл. VII.24 Марка Вторичное напряже- ние, В Число ступений ре- гулирования вторич- ного напряжения Аппаратура управления Ход электрода Габарит, мм Масса, кг МТ-1602 3-6 8 Игнитронный контактор типа КИЛ, регулятор времени РВЭ-7 Вертикальный 1435x470x1695 520 МТ-1605 3—6 8 Игнитронный контактор, регу- лятор цикла сварки РПС-5 » 1435x470x1695 520 МТ-1606 2,9—5,7 8 Игнитронный контактор, декат- ронный регулятор цикла свар- ки 1475x480x2000 450 МТ-1607 2,9—5,7 8 Игнитронный контактор » 1400X450X1800 450 МТ-1608 3—6 Тиристорный контактор » 1435X470X1635 520 МТ-1609 3—6 8 — Радиальный 1340x430x1574 540 МТ-1611 2,9—5,7 8 Тиристорный контактор 1542x480x2000 450 МТ-1613 2,9—5,7 8 Игнитронный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-403 » 1475X480X2000 670 МТ-1614 У4 3—6 8 Тиристорный контактор КТ-01, регулятор цикла сварки РЦС- 403 1340 x 430x1575 540 17—194 МТ-1615 МТ-1616 МТ-1617 У 4 МТ-1618 У4 МТ-1621 У 4 МТП-200/1200-3 МТП-100-3 МТДР-450/2000 МТ-2002 У4 МТ-2560 МТ-2507 МТ-2510 МТ-2517 У4 МТ-2518 У4 МТ-2521 У 4 МТПУ-300 3—6 8 Тиристорный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-502-1 Вертикальный 1630 X 474X1695 550 2,2—4,4 8 То же 1440X450X1695 550 3,6—5,9 6 Тиристорный контактор » 1340X490X1810 800 3-6 6 Тиристорный контактор КТ-01, регулятор цикла сварки РЦС- 403 » 1470X450X2000 700 — — Тиристорный контактор > 1425X490X1810 860 5,2—10,4 — Игнитронный контактор, регу- лятор времени РВЭ » 2280x782x2155 1650 3,4—6,8 16 — 1 — 2120 X 780X1370 750 — — — —- 2020x1400x3755 3200 — 8 Тиристорный контактор, блок управления БУ-625 Вертикальный 2500X600X2600 1800 3,4—6,8 16 Игнитронный контактор, декат- ронный регулятор цикла свар- ки РЦ-4 1585x530x2200 625 3,4—6,8 16 То же 1585 X 530 X 2200 615 3,4—6,8 16 1625x530x2200 615 5,4—8,5 6 Игнитронный контактор » 1710x550x2510 1200 2,7—5,4 8 Тиристорный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-502 1130 X 570X1990 700 — — Тиристорный контактор > 1300X560X2200 1250 2,3—9,3 16 . Игнитронный контактор, регу- лятор времени РВЭ » 1395 x 716 x 2260 850
Продолжение табл. VI1.24 Марка Вторичное напряже- ние, В Число ступени» ре- гулирования вторич- ного напряжения Аппаратура управления Ход электрода Габарит, мм Масса, кг МТ-3201 У 4 — — Тиристорный контактор, блок управления БУ-625 Вертикальный 1620x550x2400 700 МТ-4001 4,5-9 16 Тиристорный контактор, блок управления БУ-625 > 1620x640x2230 1210 МТ-4002 3,4-6,8 8 Тиристорный контактор, регу- лятор цикла сварки РЦС-502 1260 x 600x1990 850 МТ-4017 У4 — 8 Тиристорный контактор, блок управления БУ-5 > 1750x650x2650 1650 МТ-1927 4—6 6 Тиристорный контактор, аппа- ратура управления РВИ-801 » 1430X450X1800 730 МТ-2827 . 5—8 6 Тиристорный контактор, аппа- ратура управления на логиче- ских элементах РВИ-801 > 1720x550x2290 1100 МТ-4218 — 8 Тиристорный контактор, аппа- ратура управления РВИ-801 > 1650 X 590X1450 1450 VI 1.25. Технические характеристики машин переменного тока для многоэлектродной точечной сварки Размеры свариваемых деталей, мм Номинальный ’й SB 2 X 5 Производи- тельность, Расход, 1.10“3 м»/с Марка толщина диаметр сварочный ток, кА длительный вторичный ток, кА режим рабо- ты ПВ. % Номинальная i ляемая мощно кВ-А Рабочий ход, ь Номинальное j сжатия, кН 1-10“2 м/с тыс. соеди- нений в 1 ч сжатого воз- духа охлаждаю- щей ВОДЫ МТМ-69 У4 4-}-5 3,2 — «— —— — 24,5 — 0,24 0,44 0,53 МТМ-74 — 6±8 3,2 3,2 — 500 40 2,5 — 1,8 — 0,42 А1ТМС-10X35 У4 — Поперечных прутков 3—6, продольных 3— 8 2,8 12,5 255 50 2 3,3 — 5,5 0,33 8 МТМ-67 24-2 10 1,4 — 90 — 3 — — — — МТМ-09 — Прутков 3—10 12,5 5,6 20 160 50 5 10 — 4,2 0,22 мтмк-зхюо — 44-5-12+25 12,5 5,2 20 300 — 12,5 5 — 16,7 0,33 МТМК-ЗХ 100-3 м 44-5-12+25 12,5 5,2 20 270 — 12,5 5 — 16,7 0,33 МТМК-ЗХ100-4 У4 — Поперечных прутков 4—12 продольных 5— 25 12,5 5,6 12,5 270 40 12,5 5 — 22,2 0,33 ЛТМС-14Х75- — Поперечных прутков 12,5 3,6 8 1500 50 5 7,5 — 116,7 6,56 7-1 У4 3—10, продольных 3— 12 7,5 АТМ-14Х75-9 — Прутков 3—12 12,5 8 500 — 5 — — — МТМ-11 1,54-1,5 — 16 — 20 1840 4— 4,5 — 22,8 22,2 1,39
Продолжение табл. VI 1.25 Марка Размеры свариваемых деталей, мм Номинальный Номинальная потреб- ляемая мощность, кВА Рабочий ход, мм Номинальное усилие сжатия, кН Производи- тельность, Расход, 1 • 10~3 м’/с толщина диаметр сварочный ток. кА длительный вторичный ток, кА режим рабо» ты ПВ, % 0)1 1 о тыс. соеди- нений В 1 ч сжатого воз- духа охлаждаю- щей воды Ml М-33 У4 — Поперечных прутков класса А — 6—8, клас- са В — 3—8: продоль- ных прутков класса А — 6—18, класса В— 3—10 16 5,5 12,5 100 — 6,3 — 1,8 6,9 0,19 МТМ-29 34-3 — 16 — 8 830 — — — 0,03 29,2 0,63 МТМ-32 У Поперечных прутков 8—14, продольных — 12—32 20 9 20 1000 60 10 6 —- 15 0,56 МТМ-68 34-3,8 — 21,5 — — — — 12,25 — 0,6 — — ATM-2501 — 3+3-124-12 25 —“• — 500 — 16 — 0,6 — — МТМ-160 Поперечных прутков 3—10, продольных 3-12 30 3,6 — 475 — 5 — — — — МТМ-166 — Поперечных прутков 3—6, продольных — 3—8 15 3,2 20 300 — 2 9 — — — МТМ-35 Прутки класса AI и AII1 45 14 20 1000 — 1 2,1 — О А 2,7 МТМ-207 — 64-12—14 + 40 Поперечных прутков 4—12, продольных — 5—25 — 5,6 — 300 — 12,5 — — — — VI 1.26. Назначение и конструктивные особенности многоэлектродных машин переменного тока для точечной сварки Марка Вторичное напряже- ние, В Число ступеней регулиро- вания Назначение Число сварочных трансфор- маторов, шт. Габарит, мм Масса, кг МТМ-69 У 4 — 4 Сварка верхних рам фонарных пане- лей; высота швеллера 130 мм — 2400X1600X2650 3500 МТМ-74 — 8 Сварка арматурных каркасов шири- ной до 2400 мм 12 4600X2500X1600 400 МТМС- 10X35 У4 2,8—5,6 8 Сварка арматурных каркасов шири- ной до 1200 мм. Число продольных прутков до 20. Расстояние между по- перечными прутками 100—300, про- дольными— 100—250 мм 10 2945x2480x1685 3800 МТМ-67 — — Приварка пластин к карданному валу 3 1210 x 368 x 885 240 МТМ-09 1,7—7,2 8 •Сварка арматурных каркасов шири- ной до 600 мм Число продольных прутков до 4. Число переменных ша- гов поперечных прутков 6. Расстоя- ние между поперечными прутками 80—300, продольными 100—570 мм 2 3200X282X1700 3085 гс МТМК-ЗХ100 2,3—7,2 16 Сварка арматурных каркасов 3 3500 x 2000x1500 3000 2 МТМК-ЗХ ЮО-З 2,3—7,2 16 То же 3 3400X1340X1970 2700
Продолжение табл. 171.26 Марка Вторично., напряже- ние. В Число ступеней регулиро- вания Назначение Число сварочных трансфор- маторов, шт. Габарит, мм Масса, кг МТМК-ЗХ 100-4 У 4 2,3—7,2 16 Сварка арматурных каркасов шири- ной до 775 мм. Число поперечных прутков 2, продольных до 6. Рассто- яние между поперечными прутками 80—400, продольными — 75—725 мм 3 3400x1420 x 2000 2700 ЛТМ-14Х75Х9 — Сварка арматурных каркасов 12 6250x2460x1820 5700 МТМ-11 3,1 —4,5 6 Сварка панельных радиаторов 16 6425X2000X2700 14 500 МТМ-33 У4 3,5—5,6 6 Сварка арматурных каркасов шири- ной 40—400, длиной 1000—1200 мм. Расстояние между поперечными прут- ками 100—400 мм 1,0 1420X500X1830 МТМ-29 — 3 Сварка деталей биттера 8 2800X1430X1880 2200 МТМ-32 У4 4,1—5,8 4 Сварка арматурных каркасов шири- ной до 3050 мм. Число продольных прутков до 16; расстояние между по- перечными прутками 100—600, меж- ду продольными — 200 мм 5 2740x 3580x1960 6000 МТМ-68 — — Сварка переплетов цеховых фонарей — 1400x700x1900 2500 МТМ-35 У 4 4,8—9,7 8 Сварка арматурных каркасов шири- ной до 1200 мм. Число продольных прутков 8; число переменных шагов поперечных прутков 2; расстояние между поперечными прутками 100— 600, продольными — 100—1100 мм 8 1500 x 2300 x 2350 4600 АТМ-2501 — — Сварка арматурных каркасов 2 4190x1105x3110 6600 АТМ-3201 — — То же 2 3000x 2100x 3512 6000 VI 1.27. Технические характеристики подвесных машин переменного тока для точечной сварки Марка Размеры свариваемых деталей из малоуглд- рохщстой стали, мм Номинальный Номинальная потребляемая мощность, кВ-А Максимальный вылет ма- шины. мм Рабочий ход, мм Номинальное усилие сжа- тия, кН Производительность, тыс. соединений в 1 ч Расход, 1 • 10“3 м*/с диаметр стержней толщина листа Диаметр стержней профилей сварочный ток, кА длительный вторич- ный ток, кА режим работы ПВ. % сжатого воздуха охлаждающей воды периодичес- кого гладкого КТ-601 3+3—5-J-5 — — 7 — 12,5 25 — 20 2,5 1,8 —- — МТП-803 У4 8-f-20 0,8+0,8—2,5+2,5 — 8 2,8 12,5 30 100 20 2,5 1,1 3,9 0,05 МТП-804 У4 — 0,7+0,7—1,3+1,3 — 8 3,2 — 150 — — — — — МТП-805 У4 — 0,7+0,7—1,3+1,3 — 8 3,2 — 150 — — — — — — МТП-806 У4 54-5—104- 4-ю 0,5+0,5— 1,5+1,5 — 8 3,6 50 80 204 15 2,5 7,2 8 0,18 МТП-807 У4 54-5-164- +16 0,5+0,5— 1,5+1,5 — 8 8 50 80 105 15 3,2 7,2 18 0,18 К-264 У 4 1,2+1,2 — 8 2,2 15 25 — 7 0,58 2,4 — 0,01 КТ-801 8+20 0,5+0,5—3+3 — 8 — 12,5 30 85 20 2,5 10,2 — 0,12 МТПГ-75-6 54-5-16+ + 16 0,5+0,5—1,5+1,5 — 8 3,6 20 75 50 30 3,2 4,8 3,9 0,17
Продолжение табл. VII.27 Марка Размеры сварияаемых деталей из малоугле- родистой стали, мм Номинальный Номинальная потребляемая мощность, кВ-А Максимальный вылет ма- шины, мм S 2 О X -г Q. Номинальное усилие сжа- тия, кН Производительность, тыс соединений в 1 ч Расход, 1-10“3 м*/с диаметр стержней толщина листа Диаметр стержней профилей сварочный ток, кА длительный вторич- ный ток, кА режим работы ПВ. % сжатого воздуха охлаждающей воды периодичес- кого гладкого МТПП-75 54-5-164- 4-16 0,54-0,5—1,54-1,5 — 8 3,6 20 75 150 25 3,2 7,2 3,9 0,17 МТП-1201 — 14-1—1.44-1.4 ос 4 оо 1 1 4 о 12,Б — 32 170 60 15 40 — 0,6 0,25 МТП-1202 34-3—54-5 12,5 — 20 170 40 38 4 4,8 — 0,24 МТП-1203 У4 — 0,54-0,5—44-4 — 12,5 3,6 20 170 300 75 25 7,8 . 4,3 0,31 МТП-1205 У4 — 14-1—2,54-2,5 — 12,5 5,6 — 210 — — — — — — МТП-1206 У4 — 14-1—2,54-2,5 — 12,5 5,6 — 210 — — — — — — МТПГ-150-2 184-18 0,54-0,5—44-4 12,5 5,6 20 75 300 30 6,3 4,8 2,5 0,19 МТП-1601 64-12—144- 4-40 — 64-6—164-16 16 — 20 220 350 60 8 3,6 2,5 0,31 К-243 В 144-40—184- 4-18 — — 16 4,8 8 ПО — 30 7,5 0,06 0,4 0,002 VI 1.28. Конструктивные особенности подвесных машин переменного тока для точечной сварки Марка Вторичное напряже- ние. В Число ступе- ней регули- рования Аппаратура управления Тип свароч- ных клещей Вид привода сжатия Габарит, мм Масса, кг КТ-601 3—6,4 — — — — 900x335x315 31 МТП-803 У4 2,5-3,5 6 — — Пневмати- ческий 710x210x260 290 МТП-804 У4 — 6 — — » 950 X 600X1200 420 МТП-805 У4 — 6 — — » 950x650x1200 520 МТП-806 У4 — 8 Тиристорный контактор КТ1, регулятор цикла свар- ки РЦС-403 КТП-8 » 800X600X1100 270 МТР-807 У4 — 8 То же КТГ-8-1, КТГ-8-2 Пневмогид- равлический 800X650X1100 310 К-264 У4 2,3—3,3 6 — Сварочный пистолет — 420X292X125 16 КТ-801 2,5—3,5 9 Логические элементы управ- ления — Пневмати- ческий 673x720x850 27
Продолжение табл. VII..28 Марка Вторичное напряже- ние, В Число ступе- ней регули- рования Аппаратура управления Тип свароч- ных клещей Вид привода сжатия Габарит, мм Масса, кг МТП Г-75-6 4,9—19,5 16 Игнитронный контактор КИА-50-6, регулятор време- ни РВЭ-7-1А-2 КТГ-75-1, КТГ-75-3, КТГ-75-5, КТГ-75-8 Пневмогид- равлический 1274X600X2050 433 МТПП-75 4,8-19,5 16 Игнитронный контактор КИА-50, регулятор времени РВЭ-7 КТП-1 Пневмати- ческий 1300 X 660 X 2050 350 МТП-12011 8,6-13,1 — — — Пневмогид- равлический 875 X 535X1135 370 МТП-1202 8,1—12,4 6 Игнитронный контактор — » 875 x 535x1135 370 МТП-1203 У 4 8,G—13,1 — Тиристорный контактор КТГ-12-3, КТГ-12-3-2 870x532x1132 370 МТП-1205 У4 — 6 То же — 1050x650x1300 520 МТП-1206 У 4 — 6 > — — 2050X700X1300 620 МТП Г-150-2 6,9—27,6 16 Игнитронный контактор КИА-50-6, регулятор време- ни РВЭ-7-1А-2 — Пневмогид- равлический 1300 x 990 x 2080 540 МТП-1601 8,6-13,1 6 — — » 875 x 535x1135 373 К-243 В 3,1—6,3 — Игнитронный контактор — Пневмати- ческий 895 x 235 x 349 90 VII.29. Технические характеристики подвесных клещей для точечной сварки Марка Номинальный Вылет клещей, мм Рабочий ход. мм Усилие сжатия. кН Габарит, мм Масса, кг сварочный ток. кА режим работы ПН. % КТП-1 8 20 150 25 3,2 512X150X316 10,4 КТП-2 8 20 140 25 2,5 365X296X285 9,8 КТГ-1 7 5 270 45 4,5 445x80x210 9,4 КТГ-75-1 8 20 42 25 2,75 443 x 390x120 12,5 КТГ-75-2 8 20 125 30 2 460X325X125 12,5 КТГ-75-3 8 20 140 25 2,6 315x212x255 9 КТГ-75-5 8 20 42 25 3,25 472x275x100 14,5 КТГ-75-8 8 20 41 25 2,5 530 X 404X150 12 КТГ-150-2 — — 300 30 6,3 — 23,5 КТГ-12-3-1 — — 150 50 6 420x370x520 17 КТГ-12-3-2 — — 300 75 2,5 635 x 350 x 307 21 КТГ-8-1 11 — — 205 — 2,5 510X350X302 16 КТГ-8-2 11 • 104 —- 2,5 560x380x235 15 КТГ-8-3 11 — 39 — 3,2 560x380x235 15 КТГ-8-4 11 — 37 — 3,2 640 x 380 x 265 16
VI 1.19. Машина МТР-1501 для точечной сварки /—корпус; 2 — трансформатор; 3 — кронштейн; 4 — нижний рычаг; 5 — редук- тор; 6 — пневматический привод: 7 — пневмораспределитель; 8 — маслораспре- дслитель; 9 — задняя стейка; 10 — автоматический выключатель; // — пере- ключатель ступеней; 12 — тиристорный контактор; 13— фильтр ную цепь подается кратковременный импульс тока большой мощно- сти. В некоторых машинах разряд производится непосредственно че- рез сварочную цепь. Машины с выпрямленным током на стороне низкого напряжения относятся к машинам постоянного тока для точечной сварки (табл. VII.32, V1I.33), 2G8
V1I..W. 1ехнические характеристики конденсаторных машин для точечной сварки Расход, 1 10~3 ыа/с HtfOH ЦЭН1О1ВУЖВ1ГХО СО О> to Я 1 - | <4 Г- 1 о о о о вхЛУеоя охсхвжэ Iй. Iю- IS 1 —•Ob* h I 0 ИИНЭНИУЭОЭ •энх 'qiaoHHiraxHtroBEHOdu Н» *иих -вжэ jhitmoA эоня1геникон кн ТГОх СЧ CM СО X X оО СО СО — Г- СО —• — — — со СО со СО <о со ту оо тВ — О СЧ тВ о со ю о ю то о сч сч да см со — — сч лн ‘титек хэтчя цпнч1гекиэяе^' у-дм ‘чхэонТпом BCKdKirQddxou кевчи-вникон о о о о о I Ю О Ю О 1 о 1 1 — сч со со 1 сч 1 1О сч сч СЧ О 1 о О — СЧ 1 ’В ТВ Толщина свариваемых деталей, мм Номинальный % ‘811 nxoged кижэй 1 II 18 IS 1 ум *мох ими •hHdoxa итч1Лэхи1ЛГ С» СЧ 1 1 + 1 00 1 -* 1 ум ‘мох щчньо8еяэ X X 2 5 СЧ 0,15+0,15— 3,2 —0,5+0,5 — 12,5 — 16 — 40 1,5+1,5 50 — 40 0,5+0.5— 63 2+2 — 70 легированная сталь т Д2- Д । +| । Й 1 +4 । • СО —• со — ° о i о’ 1 Марка малоугле- родистая сталь МТК-5-3 — МТК-1201 — МТК-1601 0,05+0,05— —0,8+0,8 МТК-4001 — МТК-5001 У 4 — ПРК-4001 УХЛ4 — МТК-6301 — МТПГ-4001 0,8+0,8— —2,5+2,5 269
Продолжение табл. VII.30 Толщина свариваемых деталей, мм Номинальный К си S к Я5 S G5 * Производительность, тыс. соединений в 1 ч Расход, 1 -10—3 м*/с Марка малоуглеро- дистая сталь легированная сталь алюминий сварочный ток. кА длительный вторич- ный ток, кА | режим работы ПВ, % Номинальная потребл мощность, кВ • А Максимальный вылет шины, мм Рабочий ход, мм Номинальное усилие с тля, кН сжатого воздуха охлаждающей воды МТК-8001 МТК-75 МТК-8804 У4 МТК-15001 МТК-2М МТК-2М К-461 К-526 МТК-5502 МТК-8501 I" 1 । оо сч in ем ю сч 1 1 1 1 ОС СЧ 1 ш 1 о’ 1 о о* 0,3+0,3— —2+2 0,3+0,3— —2+2 0,02+0,3— -1+4 0,3+0,3— -1,2+1,2 0,3+0,3— —2+2 2+2 0,5+0,5— —2,5+2,5 0,11+0,11 0,3+0,3— — 1,5+1,5 0,5+0,5— —2,5+2,5 80 80 80 160 55 85 14 12,5 16 80 80 90 75 70 40 2 0,6 40 70 1500 1500 1500 1500 1700 600 1500 170 30 20 15 70 1,8 4 40 30 7 5 8,5 0,25 0,07 16 50 1,8 2,4 1,8 0,72 1,8 2,4 8,1 3,6 4 1111111^11 0,83 0,8 2 VI 1.31. Назначение и конструктивные особенности конденсаторных машин для точечной сварки Марка Напряжение конденсато- ров, В Емкость кон- денсаторов, мкФ Назначение Габарит, мм Масса, кг МТК-5-3 400 34 300 Сварка корпусов приборов в защитной контролируемой 1260X1030X1760 750 МТК-1201 500 1920 среде Точечная и рельефная сварка деталей из черных и цвет- 1000X730X1300 200 МТК-1601 500 3200 ных металлов То же 1000 X 9000X1350 400 МТК-4001 380 52 500 Сварка деталей из коррозионно-стойкой стали и легких 470x1730x21 400 1160 МТК-5001У4 38D 105 000 сплавов Сварка деталей из коррозионно-стойкой стали, жаро- 246x2400x1000 2700 ПРК- 56 000 стойкой стали, титана и легких сплавов Полуавтоматическая сварка корпусов полупроводнике- 2655x2165x1870 3000 -4001 УХ Л 4 МТК-6301 400 166 000 вых приборов периметром 50—100 мм Сварка деталей нз коррозионно-стойкой стали, титана 2370X910X2550 4500 МТК-8001 380 300 000 и легких сплавов Сварка крупногабаритных конструкций из коррозионно- 3200x1100x2500 5600 МТК-75 500 274 000 стойкой стали, титана и легких сплавов Сварка деталей из коррозионно-стойкой стали, титана и 319x1260x3820 970 МТК-8804У4 380 300 000 легких сплавов Сварка крупногабаритных конструкций из коррозионно- 3500x1200 x 2700 5700 МТК-2М 400 166 000 стойкой стали, титана и легких сплавов Сварка деталей из малоуглеродистой стали 4990X1650X2570 16 720 МТК-5502 — 19 600 1 Сварка изделий из алюминиевых, титановых сплавов и 2140x724x2490 2700 МТК-8501 — 39 200 I коррозионно-стойких сталей 3700x1170x2850 6900
VII.32. Технические характеристики машин постоянною тока для точечной сварки Марка Толщина свариваемых деталей, мм Номинальный малоуглеродистая листовая сталь легированная сталь и титан легкие сплявы сварочный ток, кА длитель- ный вто- ричный ток, кА режим работы ПВ. % МТПВ-808 У 4 0,5-f-0,5—1,5-Н ,5 0,34-0,3—0,54-0,5 (титан по 0,8 мм) — 8 3,6 — МТПВ-1207 У 4 0,54-0,5—1,54-1,5 0,34-0,3—0,54-0,5 (титан по 0,8 мм) — 12,5 5,6 — МТВ-1601 — — 16 50 МТВ-2001 У4 — 0,44-0,4—44-4 0,34-0,3—1,24-1,2 20 9 МТВ-3201 44-4 32 МТМВ-67201 44-4 32 МТВР-4001 У4 0,34-0,3—34-3 0.34-0,3—2,54-2,5 0,34-0,3—2,54-2,5 40 40 12,5 Ml В-5001 У4 44-104-4 — —- 50 МТБ-5002 МТВ-6306 44-4—124-12 34-3—84-8 — 50 63 22,5 — МТВ-6302 44-4—124-12 34-3—84-8 63 МТВ-6303 44-4—124-12 63 32 Ml В-6304 — 0.54-0,5—54-5 0,54-0,5—34-3 63 28 32 МТВ-8001 *— 0,84-0,8—54-5 14-1—4,54-4,5 80 — 20 МТВ-80 0,8-)-0,8—54-5 14-1—4.54-4,5 80 20 МТВ-8002 У4 4—12 0,84-0,8—54-5 14-1—4,54-4,5 80 36 МТВ-160 — 34-3—84-8 34-3—84-8 160 12,5 МТ В-16001 34-3—104-ю — 160 12’5 МТВ-16002 — 0,34-0,3—104-10 34-3—84-8 160 56 12,5 МТВ-4801 5-f-5 44-4 1.54-1,5 48 14 МТВР-4801 0,34-0,3-34-3 0,34-0,3—2,54-2,5 0,34-0,3—1,54-1,5 48 14 — 18-194 Продолжение табл. VII .32 Марка Номинальная потребляе- мая мощ- ность, кВ- А Вылет машины, мм Раствор машины, мм Рабочий ход, мм Номинальное усилие сжа- тия. кН Производи- тельность, тыс. соедине- ний в 1 я Расход. 1-10 3 м’/с сжатого воздуха охлаждающей воды МТПВ-808 У4 НО 205 — 12 2,5 9 22,5 0,69 МТПВ-1207 У4 250 300 — 14 2,5 9 30 0.69 МТВ-1601 100 — —— — 50 0,0012 — — МТВ-2001 У 4 165 1200 350 20 100 7,2 24 0,69 МТВ-3201 210 900 700 — 58 0,24 — — МТМВ-67201 — 172 280 220 10 0,3 — — МТВР-4001 У 4 330 1200 390 12 3,6 50 0,83 МТВ-5001 У 4 350 900 700 НО 60 0,6 7,5 1 МТВ-5002 300 900 700 150 60 0,24 3 1 МТВ-6306 — 2300 — 270 40 2,4 — — МТВ-6302 550 1200 600 50 100 0,72 — — МТВ-6303 600 1200 — — 125 0,2 — 1,33 МТВ-6304 500 1500 500 20 40 3,6 7 0,89 МТВ-8001 600 1500 — — 63 1,2 — — МТВ-80 600 1500 600 72 1,2 — МТВ-8002 У4 600 1500 600 215 63 1,2 26,7 1,33 МТВ-160 — 1500 650 — 160 0,6 " — МТВ-16001 — 1500 650 30 250 0,6 — — МТВ-16002 1200 1720 650 15 200 0,6 — 2 МТВ-4801 350 500 — 60 16 8,1 1.15 2 МТВР-4801 350 1200 — — 12,5 6 — 3
V//.20. Конденсаторная точечная машина .МТ К-630/ /—3 —шкафы аппаратный, управления и конденсаторный; 4— привод давле- ния; S— верхняя консоль; 6, 7 — верхний и нижний электрододержатсли; 8 — нижняя консоль VI(.33. Назначение и конструктивные особенности машин постоянного тока для точечной сварки Марка Назначение Габарит, мм Масса, кг МТПВ-808 У4 Сварка деталей из малоуг- леродистой стали, легиро- ванной стали и титана с по- мощью сварочных клещей 1550x1300 X Х600 950 МТПВ-1207 У4 То же 1550X1300Х Х600 1050 МТВ-1601 Сварка гибких лент и демп- феров из меди в вакууме 1330Х1200Х Х1960 890 МТВ-2001 У4 Сварка крупногабаритных конструкций из коррозион- но-стойкой стали, жаростой- кой стали, титана и легких сплавов 3000X1 000 X Х24ОО 2600 МТВ-3201 Сварка бортовых балок из холодногвутой малоуглеро- дистой стали 3660X1I50X Х3645 6500 МТМ В-7201 То же 3250x1150х хззоо 6000 274
Продолжение табл. VH.33 Марка Назначение Габарит, мм Масса, кг МТВР-4001 У4 Сварка деталей из коррози- онно-стойкой, низколегиро- ванной стали, титана и лег- ких сплавов 1640X3040X Х900 2600 МТВ-5001 У4 Сварка ферм цеховых фона- рей из малоуглеродистой стали 3100Х1200Х Х3400 6000 МТВ-5002 Сварка решетчатых прого- нов из малоуглеродистой стали 3610Х1250Х Х3525 6500 МТВ-6302 Сварка деталей из малоуг- леродистой стали, коррози- онно-стойкой стали 3070 X! 370 X Х3525 7200 МТВ-6303 Сварка упоров крышек лю- ков из малоуглеродистой стали 3430 Х1080 X хззоо 8000 МТВ-6304 Сварка крупногабаритных конструкций ответственного назначения из коррозионно- стойкой стали, титана и вы- сокопрочных легких сплавов 3660X950X Х2550 4200 МТВ-3001 Сварка деталей из коррози- онно-стойкой и легирован- ной стали, титана и легких сплавов 3750x1150Х Х3455 8000 МТВ-80 МТВ-8002 У4 МТВ-16002 Сварка крупногабаритных конструкций из коррозион- но-стойкой стали, жаро- стойкой стали, титана и лег- ких сплавов 3640X1150Х Х3455 3750X1160Х Х3455 5980X1160Х Х3625 7000 13100 13 1.0 МТВ-16001 Сварка деталей из малоуг- леродистой стали 3985X1 160Х Х3635 15 000 МТВ-4801 Сварка деталей из нержа- веющих, жаропрочных ста- лей, титана и алюминиевых сплавов 1825Х750Х Х2560 1550 МТВР-4801 Сварка изделий из легких сплавов, нержавеющих, низ- колегированных и малоугле- родистых сталей и титана 3020х935X Х1641 2500 18* 275
VII.5.3. Машины для рельефной сварки Машины для рельефной сварки (табл. VII.34, VII.35, рис. VII.21) отличаются от машин для точечной сварки конструкцией электрода. Сварка на них производится с помощью контактных плит, на кото- рые помещают свариваемые заготовки. Отличаются машины для рельефной сварки от машин для то- чечной сварки меньшим вылетом, повышенной жесткостью, лучши- ми динамическими характеристиками. VII 21. Машина МРК-10001 для рельефной конденсаторной сварки 1 — привод давления; 2— камера; 3— шкаф управления; 4 — окна; 5 — педаль управления; 6 — корпус 276
VIf.34. Технические характеристики машин переменного тока для рельефной сварки г « 1 2 nrоч e?ui -OJBIDKBinCO 0,19 0,22 1 1 1я. 1 1 о D© — СО ; 1 - ®СЧ С о* — о — ч с exXr -COB OJOXHMO 14 9*1 1 4,1 1-ьС . . СО U0 —Г СО* 1 1 о сч* со* h I 0 НИПЭННГЭОЭ » *чхэс11Ч1л>хпгояецск1ц 00 <£> СП — CT> о cn co о сч co сч ас -*СЧТХ О СЧ -Г сч — со CD CD CD СО С© X СО СО 00 СО со CD о эшгнэЛ Ни ‘BHieso оонаиеникон 00 00 <© CD ТГ со сч сч СЧ СО ю со со со со СО 1О О СЧ СЧ X О С© ю СО СО оо ь- X — сч КН ‘ГОХ VllhOQCd о с. о о о о ос ос а о о о § 120 120 120 150 SSSS8 ] 1 ©1 сч сч сч сч 1 1 им ‘яиишск dOHiaej О О Ю О С U5 сч со сч сч х сч сч со сч —< со сч 250 . о о о о сч со ю ю 1 сч сч сч 8 8 8 S 3 | | НН ‘ННИГПВК XBL'NQ о о о о о о О О й С О W СО СО Щ СО со ю 550 £00 300 550 о о о о о .о 5 о с о о о СО со СО 00 СО 1 X va« ‘ахэоиЧпоп ьвкэвг •gadxou кен'нгвникон 70 70 130 131 160 170 260 1000 310 350 360 350 600 800 1200 1300 1200 160 400 С 2 % ‘8 LI hx -opsd кижэо 12,5 20 20 20 20 20 О сч 1 СЧ СЧ СЧ СЧ 8 04 8 8 8 OI ~Ч ч 5 i V« ‘мох VNHMidoia (jnaairaxHLtr сч сч 1 1 1 -- 1 — г—( 1 1 1х 11 XX 1 Ю ! — X СЧ X 'Т — — X ум *яох gmibodego (Д<001П1ЛЙ — — СЧ сч сч сч счечсэоотг СО СО •’Г Т ’Г СО О О О О X X С© X О О О X с© Толщина свариваемой малоуглеродистой стали, мм 0,8 ] 0,8—2,54-2,5 0,54-0,5—24-2 0,44-0,4—54-5 0,5-J-0,5—4-|-4 1 4~ СО Ю •’Г 4-+Л- <ОТО СО тг ± тт СО ЧГ ТГ ITI1111 Xi in (Л о’ I o’ о +— 4--|- х UO Ю о — о о Марка £ ~ . о . о СО — 22 о — СЧ О CD Т Ш Ш . СХ СХ (X D-. о. СХ о о со с <х < МР-3201 У 4 МР 4002 МР-4017 У4 МРП-400 МРП-600 со — О О О X X еоооо—— СО О О О О X сг> С© X ~ — — со «э ci. ci. ci. a. dL о, сх 277
213
VI 1.5.4. Машины для шовной сварки О О ООО N ” 3 8 - ххххх хххх ю о о о о о с о о Т 1О — Л Ш V? О Ю Ю 1/5 СЧ Ф Ф Ф ш С Л Л Технические характеристики и конструктивные особенности ма- шин переменного и постоянного тока для шовной сварки приведены в табл. VII.36, VII.37. На рис. VII.22 представлен общий вид ма- шины МШ-2201 для шовной сварки. 00 СО Ф да Cl Cl Cl О- S < 2 < VI 1.22. Машина МШ 2201 для шовной сварки / — корпус; 2 — вставка для продольной сварки; 3, 4 — роликовые головки; 5 — привод усилия; 6 —карданный кал; 7 — редуктор; 8 — электродвигатель; 9 — пневмораспределитель; It) — регулятор скорости вращения роликов; 11 — выключатель; 12 — трансформатор; 13 — переключатель ступеней; 14 — тири- сторный контактор 279
VII.5.5. Машины для стыковой сварки Технические характеристики и конструктивные особенности ма- шин для стыковой сварки приведены в табл. V1I.38, VII.39. Общий вид машины хМС-1604 для стыковой сварки представлен на рис« VI 1.23. VII.23. Машина МС-1604 для стыковой сварки / — регулятор; 2— привод; 3— механизм зажатия; 4 — пульт управления; 5 — шкаф управления VI!.36. Технические характеристики машин Марка Толщина сваривае- мого металла, мм (Номинальный сварочный ток, кА длительный вторичный ток, кА режим рабо- ты ПВ, % МШ-1001 У 4 0,5+0,5-1,24-1,2 10 7 50 МШ ПС-75 [0,2+0,2—0,44 0,4 12.5 5.56 20 МШПС-75-1 0,2+0,2—4+4 12,5 — 20 МШПБ-150-13 2+2 15 18 50 МП 1-1601 У 4 0,5+0,5—1,5+1,5 16 11.25 50 МШП-100 0.5+0,5—1,5+1,5 16 — 50 МШ-2001 У 4 0.5+0,5—1,8+1,8 20 14 50 МШ-2001-1 У 4 0,5+0,5—1,8+1,8 20 14,5 50 МШ-2002 0,5+0,5—1,8+1,8 20 50 МШП-150 2+2 20 50 МШП-150-13(14) 2+2 20 20 МШЛ-150 У 4 0,1+0,!—1 + 1 20 7,1 12,5 МШПБ-150 2+2 20 14,2 50 МШПБ-150-14 2+2 20 14 20 МШПР-300/1200-3 24-2—3-1-3 25 50 МШ П-200 2,5+2,5 25 50 МШП-200-5(6) 2,5+2,5 25 20 МШ-32 2,5+2,5 32 —. М Ш-3201 У 4 0,8+0,8—3+3 32 22,6 50 МШ-3204-1 У4 0,8+0,8—3+3 32 32 50 МШ-3201 0,8+0,8—3+3 32 — МIII-12001 1,5+1,5-54-5 120 56 МШ-3207, МШ-3208 0,5+0,5—3+3 32 22 50 280
1 3 переменного тока для шовной сварки Номинальная Потребляемая мощность, кВ • А Вылет машины, ММ Рабочий ход, мм Номинальное усилие сжатия. кН Производи- тельность, 1 • 10~’? м/с Расход. 1 • 10 3 м*/с сжатого воздуха охлаждающей воды 31 400 30 2,5 1,7-8,3 0,2 0,08 75 — — —- — 86 1,2 0,01—0,09 0,8 0,19 200 600 130 8 1,1-7,7 0,7 0,28 75 400 50 5 1.3-7,5 0,3 0,14 100 800 115 14 0,8—3,2 0,7 0,28 130 800 70 8 0.7—7,5 0,4 0,31 130 800 70 8 0,7—7,5 0,4 0,31 130 800 70 8 0,7—7,5 0,08 0,69 150 800 115 8 0,8—3,2 0,7 0,28 150 800 0,8—3,2 —— — 150 4,5 6,7—16,7 0,8 0,17 150 600 130 8 1,1-7,7 0,7 0.28 150 800 130 8 0,8—3,2 0,7 0,21 300 1200 130 8 1.1—3,3 5,6 0,28 200 800 115 8 0,8—3,2 0,7 0,28 200 800 115 8 0,8—3,2 0,7 0,28 310 800 — 12 0,6—7,5 — 310 800 215 12 0,3—13,3 0,08 0,69 250 4 СО 70 12,5 1,3-10 0,6 0,69 346 — .— 14,7 2,2-6,7 — — 1100 300 290 50 — — 270 800 — 12,5 0,4—6 — 281
VII.37. Технические характеристики машин постоянного тока для шовной сварки Марка Толщина свариваемого металла, мм Номинальный малоуглеродистая сталь коррозионно-стойкая и легированная сталь, титан легкие сплавы сварочный ток, кА длительный вторичный ток, кА МШВ-1601 У 4 . 0,34-0,3—34-3 •. 16 Н,2 МШ В-4002 У4 0,84-0,8—34-3 — — 40 22 МШВ 6301 ' 0,34-0,3—2,54-2,5 0,54-0,5—2,54-2,5 63 35,6 МШВ 6301-2 У4 0,54-0,5—34-3 0,54-0,5—34-3 0,54-0,5—34-3 63 36 МШМ-1 0,84-0,8—2,54-2,5 < 1 63 28 МШВ-10001 — 1,54-1,5-54-5 1,54-1,5—4,5-1-4,5 100 <— МШВ-12001 — •— 1,54-1,5—54-5 120 56 МШВ-7501 0,5-4-0,5—34-3 — — 75 36 Продолжение табл. VII.37 Марка Номинальная потребляемая мощность, кВ-А Вылет машины, мм Раствор машины, мм Номинальное усилие сжа- тия, кН Производи- тельность, 1 -10~2 м/с Рабочий ход, мм Расход, 1 10~3 м’/с сжатого воздуха охлаждающей воды МШЗ-1601 У 4 133 1500 500 20 0,3—13,3 170 0,6 0,7 МШВ-4002 У4 315 800 — 16 — 50 0,7 1 МШВ-6301 130 1200 300 20 0,3—13,3 215 0,14 1 Л МШВ-6301-2 У4 630 1200 150 25 0,3—13,3 — 0,14 1,4 МШМ-1 500 1200 — 20 0,3—13,3 80 — МШВ-10001 — 1300 — 40 — —- — — МШВ-12001 » 1300 300 50 — 290 —— МШВ-7501 520 1200 •—• 25 0,2—8 — 0,5 0,5 VI 1.38. Технические характеристики машин для стыковой сварки Марка Размеры свариваемого металла Номинальный Номинальная потребляемая мощность, кВ-А Рабочий ход, мм Усилие, кН Производитель- ность, тыс. со- единений в 1 ч сварочный ток, кА длительный вторичный ток, кА режим рабо- ты НВ, % зажатия осадки мс-з МС-301 У 4 Сечение стали до 9 мм’ Сечение малоуглеродистой стали 50, 1 ,6 3,2 1,1 20 12,5 3,3 5 10 18 0,75 5 0,18 1,2 300 200 МС-401 МС-403 меди 20 мм2 Сечение стали 12—60 мм2 Сечение стали 28 мм2; диаметр заго- товок: из стали — 0,5—6, меди—0,4— 4 4 1,41 0,44 12,5 8,5 7,2 60 2 0,63 0,8 0,16 240 МСО-500 4,5, алюминия — 0,5—4,5 мм Сечение малоуглеродистой стали 4 28,3 50 500 25 500 500 300 МС-501 МС-502 2000 мм2 То же, 8—78 мм2 Сечение малоуглеродистой стали 70, меди 50 мм2; диаметр стали 3—100, 5 5 1,4 \2,5 8 5 12,2 18 18 5 5 2 0,7 200 20 МСО-801 У 4 меди 4—10, алюминия 4—12 мм Сечение малоуглеродистой стали 160, 6,3 5 — 50 24 16 8 240 легированной стали 100 и цветных МС-802 металлов 50 мм2 Сечение малоуглеродистой стали при сварке сопротивлением 120, при свар- 8 2,8 12,5 24,5 20 25 20 150 АСГЦ-150-3 У4 ке оплавлением 300 мм2 Сечение конструкционной и низколе- гированной стали 380 мм2 11,3 11,2 50 100 — 30 125 260
Продолжение табл. VII.3d Марка Размеры свариваемого металла Номинальный Номинальная потребляемая мощность, кВ-А Рабочий ход, мм Усилие, кН Прон 'вод,дель- ность. тыс. со- единений в 1 ч сварочный ток, кА длительный вторичный ток, кА режим рабо- ты ПВ, % зажатия осздкк МС-1202 Сечение перлитной стали 1500, аусте- нитной стали 1000 мм2; диаметр за- готовок 25—83 мм 12,5 5,6 20 55 40 50 32 103 МСО-1202 У 4 Сечение труб из перлитной стали 1500, из аустенитной стали 1000 мм2 14 20 317 60 300 125 40 К-190П УХЛ4 Рельсы Р18—Р75, уголок № 14—22, швеллер № 18—33 16 16 50 170 65 980 490 15 К-190ПА Сечение стального проката до 18000 мм2 16 16 50 155 85 1800 800 12 МС-1601 Толщина ленты из малоуглеродистой, углеродистой и низкоуглероднетой стали 1—4 мм 16 16,6 12,5 — — 32 125 60 МС-1602 Сечение малоуглеродистой стали при сварке непрерывным оплавлением 1000, с предварительным подогревом 1400 мм2 16 7,15 20 96 40 75 50 60 МС-1604 Сечение углеродистой и легированной стали 1500 мм2 16 •— 20 100 70 100 50 100 М СО-301 Сечение малоуглеродистой стали 100—800, легированной стали 300, цветных металлов 150 мм2 18 12,5 100 — 50 25 350 МС-2002 Сечение аустенитной стали 600, пер- литной стали 1000 мм2 20 9 20 150 19 100 63 100 МС-2008 У4 Сечение малоуглеродистой стали при автоматической сварке с предвари- тельным подогревом 2000, с непре- рывным оплавлением 1000 мм2 20 9 20 150 20 100 63 80 К-617 У4 Сечение малоуглеродистой стали до 4000 мм2 20 9 50 350 100 1600 630 КСО-3201 У 4 Сечение углеродистой стали (1— 6) X Х(50—500) мм2, легированной и кор- розионно-стойкой стали (1—4) X (50— 500) мм2 21 — 480 800 320 МСО-602 У4 Сечение малоуглеродистой стали 160—2000, легированной стали 200— 800 и цветных металлов 100—400 мм2 25 12,5 — 250 —— 125 63 250 К-607 У4 Сечение малоуглеродистой стали 15000, аустенитной стали 8000, тита- на 6000, алюминия 5000 мм3 25 — 50 350 100 1600 630 МСГУ-500 Сечение стального проката до 8000 мм2 32 — 20 500 140 400 250 40 МС-3201 Сечение малоуглеродистой стали 6000 мм2 32 14,3 12,5 — — 350 250 20 КСО-17001 У 4 Сечение легированной стали 9300 мм2 33X2 12,5 4000 — 4500 1700 — МСЛ -300-2 Сечение малоуглеродистой и легиро- ванной стали 3000 мм2 40 — 30 300 — 500 220 70 МСО-400 № ОС сл Сечение малоуглеродистой стали 4000 мм2 50 — 50 1000 9 900 400 60
VI 1.39. Технические характеристики специализированных машин для стыковой сварк ход. 3 м>/с HVoa раТп -oterwetrxo 0,7 [ | 1 1 1 0.4 о Рас Ы0~ BxKtf -СОЗ ОЛОХВЖЭ 77,8 1 1 1 1 1 22,2 4.4 эвн а ИИНЭИМГООЭ 'ОШ ‘чхэончи-охиУояеиоЦц о о | 50 50 ПО о о со S X X i ихУеэо 400 1 125 1 250 ю о СЧ о — ао Q ш 200 220 Уснлн вихежес 200 200 500 СМ 45 125 200 500 им ‘Vox VHhoged 100 о 8 350 1 >о см о сч уди ‘Ч1ЭОН -1пои вековtrgadx •ou венчиеникоц 1400 со 1000 о о о о Ш 43 160 900 500 С 3 % *дц их -oged иижэб о ЭО S о 1.0 IS S о и5 S ч сч X S > о ум 'BFUIhUdOlH VteHstraiHirV 50x2 1 [ 1 1 1 о ю 1 X ум ‘МОХ у.чньоДеаэ 50x2 50 80 1 со 45 1 Размеры свариваемого материала Сечение стали 2000— 4500 мм2 Сечение перлитной стали 1500, аустенитной стали 1000 мм2 Сечение малоуглеродистой стали до 2500 мм2 То же, до 1000 мм2 Стальные полосы сечением до 9300 мм2, толщиной 1— 6 мм Сечение перлитной стали до 700 мм2, диаметр 25— 45 мм; сечение аустенитной стали до 500 мм2 Сечение малоуглеродистой стали 2500 мм2 Сечение малоуглеродистой стали до 4000 мм2 Марка УССК-2Х750 МСО-1201 У 4 МСО-2501 У 4 МСО-1203 У4 КСО-8001 У 4 МСО-501 МСО-1000 МСЛ -500-4-1 VI 1.5.6. Трансформаторы Трансформаторы (табл. VI 1.40), применяемые в машинах для контактной сварки, работают в повторно-кратковременном режиме при токах во вторичной обмотке до 100 кА. VI 1.40. Технические характеристики сварочных трансформаторов для контактных машин Марка Ток во вторичной обмотке. кА Напряжение холос- того хода. В Номинальная мощ- ность, кВ-А Номинальный режим работы ПВ, % Число ступеней ре- гулирования Габарит, мм Масса, кг ТК-301 5,6 3-5 40 50 4 470X235X184 80 ТК-302 6,4 5—7 63 50 4 560x235X184 100 ТК-401 7,1 7-10 100 50 4 695X235X184 135 ТК-3208-2эп 32 — — — 6 680X395X528 520 ТКА-16.05-2 16 — — 20 8 476X260X448 117 ОВСК-25/75 25 6,3 75 50 8 436X168X595 НО ТПС-2000 0,25 0.8— 7,8 — 40 8 240X182x335 42 V1I.6. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОНТАКТНЫМИ МАШИНАМИ VI 1.6.1. Аппаратура управления Для управления сварочным режимом в машинах для контактной сварки применяют регуляторы (табл. V1I.41, VI 1.42) времени, кото- рые по программе задают последовательность, длительность отдель- ных стадий технологического процесса сварки. 286 287
VII.41. Технические характеристики регуляторов цикла сварки типа РКС Масса, кг о о — Габарит, мм | 300x200x155 } 300 X 200X155 400 X 300 х 155 Пределы регулирования цикла сварки, период» сети (0,02 с) пауза CD © © © со J. J. 1—99 1—99 2—198 проковка 1-99 4—396 8 1—99 2—198 сжатие сварка 1—99 1—99 4—396 4—396 1—99 1—99 1—99 1-99 2—198 2—198 предварительное сжатие 1—99 4-396 8 1—30 X X сх РКС-501 РКС-601 РКС-901 VII.42. Технические характеристики аппаратов для управления циклом сварки контактных машин * Я 25 21 15 12 Габарит, мм 490X415X159 345x490x200 150x325x395 275x180 x 340 Глубина регули- рования. % 40—100 40—100 30—100 Пределы регулирования цикла сварки, с 3 1 3 с 3* а с Ю о сч 04 04 — —Г .Mil 04 04 СО Т О © О О © © ©’ ©“ я X я 0,02—2 0,02—2 0,03—6,75 0,04—6 Число отоабатывае- мых интервалов СО ь» гГ ю Марка БУ-5ИПС БУС РВЭ-7-1А РВД-200 288
VII.6.2. Контакторы и прерыватели В машинах для контактной сварки для включения п выключе- ния тока в первичной обмотке служат контакторы и прерыватели. Применяются тиристоры (табл. VI 1.43), игнитронные, электромагнит- ные и тнратронные контакторы. VI 1.43. Технические характеристики тиристорных контакторов Марка Напряжение пи- тающей сети. В ЭффектииныП ток Л при длительности импульса, с Максимальный ток А при длительности импульса, с Ток импульса управления Л Длительность импульса, с 0,5 2 0.5 2 КТ-1 220 25 J 280 - 2 Св. 0,1 КТ-02 220 850 750 1100 900 0,4 100 КТ-03 380 850 750 1100 900 0,4 20 КТ-04 380 1100 1300 1800 1600 0,4 20 Продолжение табл. УЧ.43 Марка Габарит, мм. для типа Масса, кг, для типа открытого закрытого открытого закрытого КТ-1 320X300X260 7 КТ-02 430X325X260 650 X 420 X 340 17 20 КТ-03 470x375x265 650x420x340 8 30 КТ-О4 470X375X260 650X420X340 8 30 VII.7. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ VI 1.7.1. Оборудование для хранения и транспортирования газов Баллоны и бачки для газов. Для хранения и транспортирования сжатых, сжиженных и растворенных газов под давлением при тем- пературе от —50 до 4-60 °C применяют стальные баллоны (табл. VI1.44). Условия хранения баллонов должны соответствовать требо- ваниям ГОСТ 15150—69*. В зависимости от заполняемого газа баллоны окрашивают в со- ответствующие цвета по ГОСТ 949—73 (табл. VII.45). Баллоны для ацетилена изготовляют по ГОСТ 919—73. Давле- ние газа в баллоне должно быть не более 1900 кПа при температуре 20 °C. Места клеймления на баллонах обводят красной краской. 19-194 289
VII .44. Основные размеры стальных газовых баллонов по ГОСТ 949-73 Вместимость баллона, мэ Наружный диа- метр, мм Толщина стенки баллона, мм Длина корпуса баллона, мм из углеродистой стали из легирован- ной стали из углеродистой стали из легирован- ной стали Давление, МПа 10 | 15 20 15 20 10 15 20 1 » ' 20 5 8 10 12 140 3,1 4,4 5,7 3,1 3,9 460 680 830 975 730 890 1105 1350 1660 475 710 865 1020 740 900 1120 1370 1685 495 740 900 1060 770 935 1165 1430 1755 460 680 830 975 730 890 1105 1350 1660 470 700 850 1005 730 890 1105 1350 1660 20 25 32 40 50 219 5,2 6,8 8,9 5,2 6 VII.45. Окраска газовых баллонов Газ Цвет Резьба баллона надписи ПОЛОСЫ Азот Черный Желтый Коричневый Правая Аргон технический » Синий Синий » То же, чистый Серый Зеленый Зеленый » Ацетилен Белый Красный Левая Бутан Красный Белый — » Водород Зеленый Красный — » Воздух Черный Белый — Правая Гелий Коричневый Белый — » Кислород Голубой Черный — » Углекислый Черный Желтый — » Баллоны для пропап-бутана выпускают по ГОСТ 15860—84 свар- ными из спокойной или полуспокойной стали. Вместимость баллонов от 2,5 до 80 л. Маркировка баллонов содержит: товарный знак изготовителя, номер баллонов, дату изготовления, дату следующего испытания, вид термообработки, давление: Р — рабочее, П — пробное, вместимость в литрах, массу баллона, клеймо ОТК, индексы климатического ис- полнения. Бачки для жидкого горючего предназначены для подачи горюче- го под давлением в аппаратуру. Полезная вместимость бачка для 290
VII 24. Газэвый редуктор ДПП-1-65 1. 2 — манометры высокого н низ- кого давления; 3 — выпускной шту- цер; 4 — предохранительный кла- пан; 5 — корпус; 6 — регулятор; 7 — впускной штуцер керосина БГ-63 н БГ-68 соответственно 0,0065 и 0,0075 м3, рабочее давление 30 кПа. Газовые редукторы. Для понижения давления газа, отбираемого из баллона или питающей системы, и автоматического поддержания рабочего давления постоянным, предназначены газовые редукторы (табл. VII.46, рис. VI 1.24). Редукторы классифицируются по принципу действия на прямого и обратного действия; по числу камер редуцирования на одно- и двух- камерные; по роду редуцируемого газа на кислородные, ацетилено- вые, водородные, для сжатого воздуха, пропан-бутановые, для угле- кислого газа; по способу установки на баллонные, центральные, рам- повые, сетевые. Кислородные редукторы окрашивают в голубой цвет, ацетилено- вые— в белый, пропан-бутановые — в красный. Газовые коммуникации. Коммуникационные трубопроводы для подачи горючих газов на рабочие места сварочных участков проек- тируют исходя из рабочего давления, расхода и вида газа, а также расстояния от ввода до потребителя. В соответствии с ГОСТ 12.2.008—75 для газовых коммуникаций должны применяться следующие материалы: стальные трубы по ГОСТ 10704—76* и резиновые рукава для кислорода и газов-заменителей ацетилена при рабочем давлении до 2,45 МПа; стальные трубы по ГОСТ 8734—75* (для кислорода при давле- нии до 6,28 МПа); латунные трубы по ГОСТ 494—76* (для кислорода при давле- нии свыше 6,28 МПа); стальные трубы по ГОСТ 8734—75* для ацетилена. 19* 291
о VII.46. Технические характеристики газовых редукторов Тип Рабочий газ Число ступеней Давление газя. кПа Расход газа наибол ьшпй, м’/с Габарит, мм Масса, кг наибольшее рабочее ДАС-66 1 120 10—100 2,8-10—3 160X150X165 1,85 ДАМ-1-70 1 3000 20—100 1,4*10-4 160X172X260 2.5 ДЛП-1-65 Ацетилен 1 3000 10—120 1,4-10—3 260X160X170 2,5 ДАД-1-65 2 3000 10—120 1,4-10-3 265x180x225 3,5 ДАР -1-64 2 3000 20—100 4,2-10~3 400x240x325 14 РД-2 AM 1 2500 10—150 1,4-10—3 150x145x300 2,1 Г-70 Гелий 2 20 000 100—700 1,17-10—3 255X235X190 3,8 У-30 Углекислый 2 10 000 100—400 0,5-10—3 485X160X172 4,7 ДЗД-1-59Н 1 15000 150 0,9 125x145x250 1,9 ДПР-1-64 2 2500 20—300 6,9-10~3 400x240x325 14,4 ДПП-1-65 Пропан-бутан 1 2500 10—300 1,4-Ю-3 195x172x170 2 ДПС-66 1 300 150 1,7-10-3 160x150X165 1,85 РД-1БМ 1 1600 5—150 1,4-10—3 220x145X150 1,6 РС-250-58 Воздух 2 25 000 6500 1,4.10-=* 200x175x220 2,2 ДВ-70 1 25 000 7000 1,9-10~3 215X185X136 3,6 ДВП-1-65 1 20 000 100—1500 2,2-1С-3 195X160X170 2,3 В-50 Водород 2 20 000 100—540 0,8-10—3 255x235x190 3,8 РД-55М 1 15 000 100—1500 2,8-10—5 200x130x150 2 | 1 ЛР-10 2 20 000 100—900 1,7-10—3 255 x 235x190 3,8 АР-40 Аргон 2 20 000 100—460 0,6-10-3 255x235x193 3,8 АР-150 2 20 000 100—700 2,5-103 255x235x190 3,8 ДМС-66 Метан 1 300 20—150 9,7-10-3 160X150X165 1,85 А-30 2 20 000 100—1500 0,5-10—3 255 x 235x190 3,8 А-90 Азот 2 20 000 100—3900 1,5-10—3 255x235x190 3,8 ДКД-8-65 2 20 000 50—800 6,9-10~3 180x177x225 3,3 ДКД-15-65 2 20 000 100-1500 16-10—3 180X177X225 3,3 РК-1500М 2 150 000 300—1600 4,2-10-’ 350x800x510 83,5 ДКР-250 2 20 000 300-1600 0,7-10—1 320X245X255 18 ДКР-6000 2 35 000 300—1600 1,7 1000X1300X500 300 ДКР-600У 2 22 000 3000 1,7 840x540x750 320 РКД-8-61 2 20 000 500—800 6,9-10—3 180X170X160 2,4 КРР-61 Кислород 2 15 000 300—2000 6,9.10-2 370 x 270x165 6,7 ДКС-66 1 1600 10—500 2,8-10—3 160X150X165 1,8 Д КМ-1-70 1 20 000 20—300 2,8-10-* 160x172x185 2,3 ДКП-1-65 1 20 000 100—1500 1,7-10-2 195X160X170 2,4 Д КС-66-1 1 1600 500 2,8-10—3 165X160X150 1,85 ДКС-200 — 1600 1200 5,5-10-2 135x165x265 3,95 ДК-40 1 20 000 4000 1,1-10-2 225x185x136 3,67
Технические характеристики резиновых рукавов для подвода га- за приведены в табл. V1I.47. Рукава предназначены для работы при наружной температуре от +50 до — 35 СС. VI 1.47. Технические характеристики резиновых рукавов с внутренним диаметром 6, 9, 12 и 16 мм Тип Назначение Рабочее давле- ние. МПа, не белее Ивет 1 Для ацетилена и городского га- за о,6 Красный II Для жидкого топлива (керо- син, бензин) 0,6 Желтый Ill Для кислорода 1,5 Синий Смесители газов (табл. VII.48) предназначены для смешивания двух или трех газов и автоматического поддержания постоянным за- данного состава газовой смеси. VII.48. Технические характеристики смесителей газов Марка Рабочий газ Состав смеси . % Давление газа на входе, кПа Расход смеси, №/с Габарит, мм Масса, кг УКП-1-71 Углекислый Кислород 70 30 20—100 150—1500 0,3-10'3 165X84X160 1.65 УКП-1-72 Углекислый Кислород 70 30 500—800 500—1500 1.7-10—? 980X490X290 37 АКУП-1 Аргон Углекислый Кислород 70 25 5 100—400 600 600 0,6 -IO-3 390X200X175 8 УСТ-16 Углекислый Смесь аргона и кислорода 25 75 200—600 300—600 1.7-I0-? 1400X500X660 160 УСТ-1 А Углекислый Смесь аргона и кислорода 25 75 200—600 1,7.10-? 1600X930X660 220 294
VH.7.2. Ацетиленовые станции, установки и генераторы Для производства ацетилена из карбида кальция предназначены аце- тиленовые станции, установки и ге- нераторы (табл. VI 1.49—VII.51). Аце- тилен вырабатывается в газообраз- ном, растворенном или одновременно газообразном и растворенном видах. Ацетиленовые станции состоят из нескольких генераторных установок (рис. VII.25) и служат для центра- лизованного снабжения ацетиленом. Ацетиленовые генераторы низко- го и среднего давления изготовляют по ГОСТ 5190—78* и классифициру- ют по системе работы, по способу ус- тановки, по давлению вырабатывае- мого ацетилена. VII. 25. Л цетиленовый генератор АСВ1,25-4 1 — манометр; 2 — предохранительный клапан; 3~ -корпус промывателя; 4 — шланг; 5 — уплотнительный винт; 6 — во- дяной затвор VI 1.7.3. Установки для газовой сварки, наплавки и резки Для газовой сварки, наплавки, пайки и немеханизированной резки применяют переносные или передвижные установки и аппара- ты, в состав которых входят ручные горелки и резаки, регулирую- щая аппаратура и баллоны с газом (табл. VII.52). Для работы в условиях строительства широко используют пе- реносные машины и устройства для механизированной кислородной резки металлов (табл. VII.53, рис. VII.26). При раскрое листов и вырезке фигурных деталей в заготови- тельных цехах целесообразно использовать стационарные машины с различными системами копирования (табл. VII.54). Машины для газовой резки изготовляют по ГОСТ 5614—74* и подразделяют по следующим признакам; способу установки (стационарные и пере- носные); конструктивной схеме (П — портальные, Пк—портально- консольные, Ш — шарнирные); способу резки (К — кислородные, Кф — кислородно-флюсовые. Пл — плазменные, Гл — газолазерные); системе контурного управления или способу движения (Л — линей- ные, М — магнитные для фигурной резки, Ф — фотокопировальные 295
VI 1.49. Технические характеристики ацетиленовых станций и установок Расход воды в газообразова- теле, ] • 10—3 м3/с 14VOH ЦОННЭ1Г19Я -эо вннваос -яиоиэи cap -Г оО ОО -г ао — СЧ СЧ — СЧ | **<•••» О О О О О iHtfon у он на и •ха азо каицеп -осшгонэи э 0,02 1 0,11 0,14 0,14 0,07 0,14 зя 'BtfngdeH ея •eXdJBc KEHHawadaOHntfg 17 25 90 95П о о о о о с Tf тг Tf о с СЧ СЧ СЧ СЧ со СО 009 Грануляция карбида, мм 15—25, 25-80 nr on с а =„ о. о 1. ч о 1Г § LT о i S , J 15—25 15—25, 25—80 25-80 15—25, 25—80 15—25, 25—80 1R—95 95—ЯП Температура. -°C edoaaad -ином Э1ГЭ0Ц ОЮЮСООООО 1 1 -rcccocococococol 1 зцахеа •ccedgoocBJ я 35 90 90 80 S g 1 1 1 Давление ацетилена, кПа edowadti •коя эеэси с с ^zuu 2200 2300 2200 2200 эапяиодиЕн о ! о о о о 1 О СО о adoiL-daHOJ а о отгтг-г-гоао |ЛООООтГ-Г-'Г’ТООЮСО — ш ю Произво- деталь- ность, 1 10~3 м’/с ••ГООСОООСОО — СЧ СЧ тГ — СЧ СО Ю 1Л Ю Ю —' О! СЧ t - Cl сч -г Тип генератора АСК-1-67 1 СЧ СЧ О О О Р X Q X СЧ СЧ СЧ СЧ о 00 о 2 1Ч5? X X X I X Г( U и. и, и s UX Марка о, О to СО р- р" 1-1 ю • & и. и о -Xi_lSc-ooooc>43 и?.’7сУсс^ся'Ч’оооо—< иххх^йдоойй <OOUO<<<<<< < < < < < < << < < < для фигурной резки, Ц-цифровые программные для фигурной рез- ки); способу движения переносных установок (Р по разметке, П —по циркулю, Н —по направляющим, Г — по гибкому копиру). VII.26 Машина АСШ-70 для кислородной резки / — колонна; 2—шарнирная рама; 3— копир; 4 — резаки; 5 — разрезаемый лист; 6 — стол V11.50. Технические характеристики компрессорных установок Мерка Показатель •• УКА-20 УКА-40 Производительность. 1-10—3 м3/с Рабочее давление на ступенях, кПа: 1 2 3 Расход воды, ЬЮ-3 м’/с Температура ацетилена, °C: при сжатии при выходе Мощность электродвигателя, кВт Частота вращения вала комп- прессора, мин-1 Габарит, мм Масса, кг 5,6 270 1150 2300 0,16 90 35 13,5 80 2685x2200x2500 2000 П,2 270 1150 2300 3,2 90 35 13,5 160 2210x1960x1800 1780 297 296
to (0 co VII.51. Технические характеристики ацетиленовых генераторов Марка Производи- тельность, 1.10“3 м’/с Система работы* Единогре- мепная загрузка карбида, кг Грануляция карбида, мм Давление ацетилена, кПа Объем генера- тора, ма Габарит, мм Масса, кг рабочее наиболь- шее ACK-05 0,14 ВВ 1,3 25—80 10—30 150 0,024 0 285x600 9,5 AHP 0,14 вв 0,5 25-80 25 4,4 0,018 0 230 X 500 9 ГВЗ-08 0,22 ВВ 4 25—80 2 7 0,055 0 285x805 15 AHB-1,25-72 0,35 вк. вв 5 25—80 3,5 10 0,146 0 446X1350 42 AHB-1,25-68 0,35 вк, вв 4 25-80 2,5—3 10 0,146 0446X1175 42 AIIB-1,25-73 0,35 вк, вв 5 25—80 3,5 15 0,146 0 446X1120 42 ACM-1,25 0,35 вв 2,2 25—80 10—70 150 0,04 0295 x 845 18 ACM-1-58 0,35 вв 2,2 25—80 10—33 150 0,036 0 295x795 20 ACB-1,25-4 0,35 вв 3 25-80 10—70 50 0,04 380X400X905 19 ACB-1,25 0,35 вв 3 25—80 10—70 50 0,04 0 295x855 7 ГМВ-1,25 0,35 вк 4 25—50, 50—80 3 11 0,146 0 446X1120 42 АНДП 1 la-1,25 0,35 — 4 25-80 3 10 0,146 0 446X120 37 ГВР-1.25М 0,35 4 15- 25 , 25—80 8—15 70 1000X480 50 ЛСП-1 0,35 — 3,5 25—80 20—70 150 — 420 x 380 x 960 21 МГ-5И 0,55 вк 5 15—25, 25—80 3,5 8 — 0 590X1140 65 ГВР-3 0,83 вк, вв 8 25—50, 50—80 30 70 — 0 630X1260 ПО ACK-1 1,4 вк, вв 17 15-25, 25-80 15—40 70 — 1525X900X1540 212X123X784** 170 14** ACK-1-67 1,4 вк 16 15—25, 25-80 15—30 70 0,04 1570x1525x900 176 ГРК 10-68 2,8 вк 50 25—80 10—70 150 1 535X1460 X 2210 630 ГРК 10 2,8 вк 25 25—80 70 150 1 1320X1400 480 ACK-3-74 ACK-4 74 2,8 2,8 вк, вв вк, вв 50 50 15—25, 25—80 25-80 70 15—40 150 70 — 1850Х1360Х X 1715 900X240X152** 900X240X152** 485 27** 506** ACK-3 2,8 — 50 25-80 70 150 — 900^240X152** 27** ACK-4 ГРК 10-50 2,8 3,3 вк, вв вк 50 25 25—80 25—50 15—40 70 70 150 1 2350 Х1350 X Х1715 900 x 240x152** 1300Х1400Х Х2100 505 27** 520 to <0 <£> * Система работы: BK — вода на карбид; ♦♦ Размеры и масса влагосборника. ВВ — вытеснение воды.
о VII.52. Технические характеристики переносных и передвижных установок для ручной газовой сварки, пайк, и резки Наимено- вании, тип установки Назначение и область применения Толщина обрабатывае- мого металла, мм Расход, 1-Ю-3 м’/с Масса, кг Комплектация Примечание кислорода | горючего ПГУ-3 Сварка и пайка низ- коуглеродистых ста- лей и цветных метал- лов; резка при мон- тажных и аварийных работах До 4 при сварке, до 12 при резке До 0,23 при сварке до 0,83 при резке До 0,067 пропан-бу- тана 22 Редуктор ДКП- 1 -65, горелка ГЗМ-2-62М, вставной резак РГМП-1-67, ре- гулятор давления «Балтика» Вместимость кислородного баллона 5 л, пропан-бутано- вого 4 л ПУРС Резка низкоуглероди- стой стали при ава- рийных работах До 12 0,56—0,84 0,084—2,2 ацетилена Установ- ки —65, ящиков с баллона- ми —140 Длина реза без перезарядки баллонов не ме- нее 5 м Газосва- рочный комплект КГС-1-72 Сварка, наплавка, пайка и нагрев дета- лей и черных и цвет- ных металлов (кроме меди) 0,5—7 До 0,4 при сварке, до 1 ,6 при нагреве До 0,11 пропан-бу- тана 1,7 Горелка ГЗУ-2-62-1 с наконечниками № 1, 2, 3 и 4; ГЗУ-2-62-11 с наконечниками № 5, 6, 7 КГФ-3 Высокотемператур- ная пайка и сварка меди, никеля и их сплавов, наплавка медно-цинковых спла- вов; для газофлюсо- вых процессов 45 Флюсопитатель Ф ГФ-3-71, осу- шитель ОАФ-3- 71; сварочная горелка ГС-3 Вместимость флюсопитателя 7,1 л УРХС-5 Для кислородно-флю- 10-200 1,4-11,1 0,17—0,5 17,34 Скорость рез- ки — (12,6— 2,33) -IO"3 м/с; вместимость флюсопитателя— 20 кг; расход флюса до 5 г/с Расход флюса УФР-5 совой резки высоко- легированных хроми- стых и хромоникелие- вых сталей Для кислородно-флю- При резке эезаком, до: ацетилена До 0,7 про- 72 Возможна БУРП-61 совой и порош ково- копьевой резки желе- зобетона и других не- металлических мате- риалов Для кислородной рез- 300 При резке 1500 5—100 1,7 копьем до: 34 4,8 режу- пан-бутана при резке резаком До 3 сжато- го воздуха 2,2 г/с 140 комплектация машинным ре- заком Баллоны для при резке реза- ком до 10 г/с, копьем до 16,6 г/с VI кн низкоуглеродистой стали под водой на глубине до 30 м 1.53. Технические xapaf (тернстики пе щего. 5,2 подо- гревающего реносных ма бензина шин и устано вок для к» бензина «слородной резки стали Марка Назначение Тол'дин а обрабаты- ваемого листа, мм Скорость перемещения резака, 1-10—? м/с Число резаков Потреб- ляемая мощность, Вт Габарит, мм Масса ходовой части машины, кг «Спутник-2» Для резки труб перпендикуляр- но образующей или со скосом 5—50 0.33—1,133 1-2 80 555X430X300 18 «Радуга» кромки и вырезки колец Для прямолинейной резки ли- 5—100 0.15—2,66 1—2 90 405x250x245 16 стов и вырезки фланцев 300—1000 0,067—0,167 100 370 ПМР-1000 Для резки низкоуглеродистой и высоколегированной стали 1 кислородом низкого давления
VII.54. Технические характеристики машин для кислородной резки Масштаб копирования 1111 1:1 5:1, 10:1 5:1, 10:1 5:1, 10:1 5:1, 10:1 5:1, 10:1 10:1 10:1, 20:1 JH ‘t?338JV ОХО ООО 000 000 000 о о о о X Т U3 С СЧ N ООО 000 000 000—• х X со об О <О х х о х 5 s со X о О 5 о ь — —со — см смечет — ’Т со Габарит, мм о о о о о ООО оо оо сч сч сч сч о хо in о о г- и? ио о о о о — — — — о о о ь Ь-00 00 С'- со со х х р ио О О О СЧ CM X rr X XXX XX XXX XXX XXX ХХХХ ООО О О ио ООО ОтгО ООО О О U0 о О — — Ь- СО — ОО— — — О ООО о сч о о ио о О О СЧ О f X X ио UO XXX ОиОСЧ'Ф — — — СЧ СЧ X XXX тГ тг о х — о сч XXX XXX XXX XXX XX- ХХХХ ООО 000 000 000 О О А ОООО — ио ио ио О О О СО О О СО О 000 о о ио о X О О СО СО ’Т' о — ио ио О О ООО Г- X —• — — О — ио ГГ О — — ’Т СМ СМ СМ О rf- X X О _ — — сч — Э/И g-ofl 'ВИН -eead ‘чюодояэ о Г о X г СЧ СЧ СЧ О X с 1 1 1 1 1 Г- Г- — тг X я — —• — — о о . XX Ь* Ь- О X со ||cSS|| 1 I х I 35 I 3 N. Ь- Г — — Г~ Г» > — — —— — — — — яояпеэд otrsiih XXX тг о СО СЧ X X СЧ СЧ сч сч * со х о 0> S BVOdOL'OMH оооооооо оо о о о о о ООО 000 ОО I I О О ООО О 1 1 о О X t ОСМО СЧ СЧ I 1 СМ О СЧ О О ио 1 1 СЧ а а я снаьихапв ООО ООХ ОО [ IOO ООО О I |О СЧ СЧ X СЧ СЧ — СМ СМ 1 1 СМ О СЧОО -ч- 1 1 сч — — —— —— —— —СМ— — МО— 3 с etrodoiroHM X. X X О X* — о — —О' сч у to со о со О Ю СО О О 1 1 X со’ х’ со’ х’ х’ 1Л 1 X* СЧ ’Г — — — — Расход, 1 M»/i еяэгпхэтге 1 1 0,47 0,6 1 и- о с см сч X х тг да со -г со 1 X | | Х’ГХ - О | СО — СЧ “X 000 сч о ’о о ИХЭЭНЬОХ 33BL'M — — — —СЧСЧ СЧ СМ — — СЧ СЧ Сч СМ СМ | | — сч ИИНЭ1ГЯВ<1иА OJOII •dXiHOM е-дахэиэ =:=:^ г^ее еее хдя 'иэоиШОД . — «сГ иО UO Щ СЧ ю ио ООО ОО— СЧСЧСЧ CM X X XXX ХХХ’Т Марка А А см_ из * А X сч ь^ S’ & А О о X •г 8.°? £Т О.О.2 2‘П.1Л- я ”* _L _ — =сч ссо С еч'х* счсч*3? q £ о да S 3 С.к> Ф с х х Д А А А А <и ё s • и « » у «С иСС « и 302
VI1.8. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ VI 1.8.1. Установки для плазменной резки Плазменная резка — это термическая резка электрической ду- гой, столб которой сжат с помощью сопла горелки, потока газа или внешним электромагнитным полем. За счет высокой концентрации тепловой энергии плазменная резка обеспечивает более высокое ка- чество вырезаемых заготовок и ббльшую производительность, чем при других способах резки. Классифицируют плазменную резку по способу перемещения плаз- мотрона — на ручную и механизированную; по способу получения плазмы — на плазменную резку дугой прямого действия и плазмен- ную резку дугой косвенного действия (плазменной струей); по спо- собу сжатия дуги — с аксиальной подачей плазмообразующего газа, с тангенциальной и с дополнительной фокусировкой сжатой дуги; по роду тока — постоянным, переменным, трехфазным, импульсным током и др. Оборудование для плазменной резки (табл. VI1.55—V1I.57) состо- ит из плазмотрона (режущий инструмент), источника питания элек- трической дуги, блока управления процессом, газового хозяйства, си- стемы охлаждения, механизма перемещения плазмотрона вдоль ли- нии реза. Конструкция плазмотрона состоит из двух основных узлов — электродного и соплового. Эти узлы снабжены устройствами для по- дачи рабочей среды и подвода тока, а также системами охлаждения, регулирования электрода, крепления плазмотрона и т. д. Источники питания для плазменной резки имеют повышенное на- пряжение холостого хода от 170 до 500 В при крутопадающей внеш- ней статической характеристике. Блок управления процессом резки содержит приборы для вклю- чения тока и его регулирования, для управления подачей газа, для контроля водоохлажден ия, для измерения параметров резки и т. д. Газовое хозяйство состоит из баллонов с плазмообразующим га- зом, редукторов, ротаметров, газовых коммуникаций. Система охлаждения содержит водозапорную, водоразборную ар- матуру, коммуникации и др. Аппараты для плазменной резки изготовляют по ГОСТ 12221—79, их подразделяют на следующие типы; ПлР — для ручной резки, ПлП — для полуавтоматической, ПлА — для автоматической.
VI 1.55. Технические характеристики установок для плазменной разделительной резки Тип установки Плазмо- трон Наибольшая толщина раз- решаемого металла, мм Рабочий Ток. А Напряжение, В Рабочий газ Скорость резки, 1-10“3 м/с Источник питания рабочее холостого хода Для ручной резки: У ПР-202 УХЛ4 —• 40—50 сталь 200 350 500 Воздух — — УПР-203 УХЛ4 — 40—50 сталь 200 200 300 » — — Для механизирован- ной резки: УПРП-201 УЗ — 50 черные ме- таллы, алюми- ний 200 180 220 » — — АГ1Р-401 % • — 80 черные, цвет- ные металлы и их сплавы До 400 200 300 — 0,67— 66,7 — УВПР «Киев» ВПР-9 60 алюминий, 50 сталь До 300 — До 320 Воздух — СТШ-500 АПР-404 УХЛ4 для комплектации ма- шин с программным управлением — 100 медь, 130 черные ме- таллы и алюми- ний 400 200 285 » — — 20-194 УРПД-67 резаком с ручным УРДП-67 УРПД-67 с резаком машинным УРДП-67 ППД-1-65 томат) (полуав- — «Алтай» мат) (полуавто- — УГР-2 ручная УПР-503 ГПР-501 УПР-601 ГПР-601 ОПР-62М РПР-6 С РПМ-6 60 алюминий, 50 сталь, 30 медь До 450 80—110 80 алюминий. 60 сталь, 30 медь До 500 80—110 100 сталь До 500 75—120 80 алюминий, 60 сталь, 30 медь До 500 70—130 50 сталь До 500 — 100 сталь До 600 — 160 алюминий, 100 сталь До 700 200 220 сталь 60 сталь 750 450 150 — — ПСО-500 До 180 Аргон, водо- род, азот, воз- дух 33,3 ПСО-500 180 Кислород, во- дород, азот 0,67— 66,7 — — Аргон , водо- род, азот — — 150 То же — — 300 Аргон, водо- род+азот — — 300 Аргон, водо- род, азот+воз- дух 0,8—80 ВПР-602 300 180 Аргон, азот+ +воздух — —
306 VII.56. Технические характеристики машин для плазменной резки Марка Номи- нальный ток, А Наибольшая толщина разрезаемого м&талла. мм Потреб- ляемая МОЩНОСТЬ. кВА Чи:ло реза- ков Скорость резки, ]. ю~2 м/с Габарит, мм Масса, кг ПВП-В 200 20 сталь — 1 0,066-6,6 560X500X150 130 ПВП-1 250 20 алюминий — 1 0,066—6,6 560x500x150 130 ПкПл 2-6Ф-2 300 50 сталь 60 алюминий 73 2 16,66—1000 5650X10 400X2000 3200 «Юг-2,5» Плб 300 50 сталь 60 алюминий 3* 1 0,16—10 4060x2400x1570 1900 ППлЦ 3,5-6 У 4 400 100 сталь, алюми- ний 123 1 8,33—1000 12 120X5500X2100 4500 ППлФ 2,5-6 У 4 400 100 сталь, алюми- ний 123 1 8,33—1000 10 350x4350x2100 4600 ППлЛ 2,5-10-10 У4 400 100 сталь, алю- миний 120 2 11,66—1666 10 350X6675X1980 4300 ПРП-2 400 80 алюминий — 1 0,066—6,6 560X500X1500 130 «Кристалл ТПл-2,5» 500 25 сталь. 28 алюминий, 30 медь 198,5 1 0,16—6,6 1500 X 3810 X 700 800 «Кристалл ТПл-3,2» 500 То же 198,5 1 0,16—6,6 1500x4510x700 900 ОПР-6-2М 700 220 алюминий 73 1 0,16—10 1800 X 850X1750 1200 * Мощность машины дана без источника питания. VII.57. Технические характеристики источников питания плазменной дуги Марка Сварочный ток, А ПВ, % Напряжение. В Габарит, мм Масса, кг номинальный пределы регулиро- вания рабочее холостого хода ВПР-80 УЗ 80 30—100 60 — 180 500X700X1120 310 ВПР-401 400 100—500 60 130 180 990X1048x1390 1000 ВПР-403 400 100—450 100 200 300 920X948X1445 1200 ВПР-402 400 100—450 100 200 300 1050X1060X1430 1700 И П Г-500-1 500 100—600 юэ 200 300 1128X870X1462 2000 ВПР-602 со о 630 200—700 100 200 300 1460X1150X1150 2500
VII .8.2. Установки для плазменной сварки и наплавки Плазменная сварка применяется при монтаже металлоконструк- ций из нержавеющих, никелевых и других труднообрабатываемых сталей. Плазменная сварка обладает более высокой проплавляющей способностью н классифицируется по характеру взаимодействия плаз- мы и расплавленного металла сварочной ванны — на сварку прони- кающей дугой для металлов толщиной свыше 3 мм и непроникающей дугой; по способу формирования шва — с присадочной проволокой и без нее. В остальном плазменная сварка классифицируется по тем же признакам, что и плазменная резка. VI 1.27. Установка У ПС-301 для плазменной сварки 1 — блок настройки; 2 — панель управления; 3 — электросиловая часть 308
VI1.58. Конструктивные особенности и назначение установок для плазменной сварки и наплавки Марка Конструктивные особенности Назначение АПА-301 УПСР-300-3 УПС-301 УХЛ4 УПС-503 УХЛ4 УПС-804 УПН-302 УХЛ4 У ПН-303 ) УХЛ4 j УП11-602 УХЛ4 В комплект установки входят: станок с двумя сварочными головками, устройство зажатия за- готовки, источник питания В комплект установки входят: сварочный вы- прямитель ВА-303, пульт управления и сварочная горелка В комплект установки входят: шкаф и блок уп- равления, плазматрон, сварочная головка, газо- вый редуктор В комплект установки входят: источник пита- ния В ДУ-504-1, подвес- ная сварочная головка, аппаратный блок В комплект установки входят: два блока управ- ления, направляющая балка, плазматрон В комплект установки входят; источник пита- ния, блок управления и поворотная колонна с го- ловкой В состав оборудования входят: источник пита- ния, блок управления, ус- тановка Сварка токосъемных уз- лов Сварка коррозионно- стойкой стали толщиной 1—5 мм Ручная сварка на посто- янном токе меди и ее сплавов толщиной 0,5— 5 мм (на токе прямой по- лярности), алюминия и его сплавов толщиной 1—8 мм (на токе обрат- ной полярности) Механизированная свар- ка на постоянном токе прямой полярности угле- родистой и коррозионно- стойкой сталей цветных металлов, на токе обрат- ной полярности сварка алюминия и его сплавов Механизированная свар- ка углеродистой, низко- легированной, коррозион- но-стойкой сталей толщи- ной 6—12 мм, меди тол- щиной 4—10 мм, алюми- ния толщиной 8—20 мм Для механизированной плазменной наплайки по- стоянным током электро- нейтральной проволокой антифрикционных и корро- зионно-стойких покрытий Для механизированной наплавки порошковыми материалами износо-, термо- и коррозионно- стойких покрытий Для механизированной на- плавки двумя токоведущи- ми присадочными проволо- ками антифрикционных и коррозионно-стойких по- крытий ЗОЭ
VI 1.59. Технические характеристики установок для плазменной сгарки и наплавки го ИМЯОНВ1ЭК О О’* 8 1 1970 2820 3640 790 го X BHHOL’SBd -иК йфент , о о о о 1 in о о ю • СЧ со * О ООО О о со со со 1 S S установки 2250x1560x1540 3450 x 2000 x 2200 800x865x445 3450 x 2000 x 2800 3450X2000X2800 3450 x 2000 x 3100 алей 1500x1150 x 825 с. го U- шкафа управления X X ex 755X700X700 380X340X500 636X460X1600 1200X1350 X 850 X ж а се Ч Е 636x460x1600 636x460x1600 636X460X1600 X * § в ь. 3 о X о X 245x630x450 э/и д_01 • 1 ‘имйсаэ чюоИомэ новки ДЛЯ CBi 1,6—22,2 1,4-28 1,4—28 X Я ч ВС X X ей О X 0,03—5,6 0,06—5,6 0,06— 5,6 и г X X CS И V Z о X 1 V-дм 'Я1эон -H1ON ВПИЧИбНИКОН СЗ £ 1П I 1 1ПОШ • 1 СЧ £ ш о о •Ч» Ч" о о 7 W Я Ц С 150 Напря- жение. В вИОх ojoiooirox , .ООО [ оо ао со 1 1 1 в ч d 320 оэьодвД | о о о о ] оо * оо о 70 70 70 св X св о 270 Сварочный ток, А BHHBSOdllL*Xj -ad Rirwadu 100—150 50—300 4—315 100—500 300- 800 50—315 50—315 X СО н X о о in В СЧ уничесникон 150 300 315 500 800 1П in о — — сп СО СО о 400 Марка АПА-301 УПСР-300-3 УПС-301 УХЛ4 У ПС-503 УХЛ4 УПС-804 УПН-302 УХЛ4 УПН-303 УХ.П4 УПН-602 УХЛ4 УПМО-401 УХЛ4 Отличительной особенностью оборудования для плазменной сварки является наличие источника питания с пониженным напряже- нием холостого хода (60—80 В) по сравнению с процессом плазмен- ной резки. Внешняя статическая характеристика источника питания для плазменной сварки — крутопадающая, лучше «штыковая» (ис- точника тока). Конструктивные особенности, назначение и технические характе- ристики установок для плазменной сварки и наплавки приведены в табл. VII.58, VII.59. На рис. VII.27 изображена установка УПС-301 для плазменной сварки. VI1.9. МЕХАНИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ К механическому относится оборудование для установки и пе- ремещения свариваемых изделий при ручной, механизированной, ав- томатической, электрошлаковой и контактной сварке, при наплавке, термической резке, сборке сварных узлов, отделке, при выполнении контрольных операций. Механическое оборудование служит для раз- мещения изделий в наиболее удобное положение для осуществления технологических операций. В настоящее время большая часть механического оборудования стандартизирована: ГОСТ 19140—84. Вращатели сварочные горизонтальные двухстоеч- ные. Типы, основные параметры и размеры; ГОСТ 19141—84. Вращатели сварочные вертикальные. Типы, основ- ные параметры и размеры; ГОСТ 19142—84. Кантователи сварочные двухстоечные с подъемны- ми центрами. Основные параметры и размеры; ГОСТ 19143—84. Вращатели сварочные универсальные. Типы, ос- новные параметры и размеры; Основными разновидностями оборудования для перемещения сва- риваемых изделий являются вращатели (табл. VII.60—VI1.62), канто- ватели (табл. VI 1.63). На рис. VI 1.28 дан общий вид вращателя карусельного типа, и на рис. VII.29 изображен цепной кантователь для сварки. В группу оборудования для размещения свариваемых изделий при работе в закрытых помещениях входят столы сварщика (табл. VII.64), 310
VII.60. Технические характеристики универсальных вращателей для сварки Марка Грузо- подъем- ность, кг Наибольший крутящий момент, Н-м Диаметр свариваемых изделий, мм Угол наклона планшай- бы, град Допусти- мый сва- ренный ток, А Габарит, мм Масса, кг на осн шпинделя относительно опорной плоскости планшайбы М11020 63 63 100 125—630 135 1000 700x882x630 192 М11030 125 160 250 160—800 135 1000 1000X815X755 450 Ml 1050 500 1000 1600 250—1500 135 1000 1310X1260X950 735 Ml 1051 500 1000 1600 250—1500 135 1000 1310x1260x950 — Ml 2050* 500 1000 1600 До 2100 135 1000 1395x1200x1390 1126 Ml 1060 1000 2500 4000 До 1500 135 1000 1536X1500X1150 -— T25M 1000 4000 250—900 90 — 1200X1200X860 1530 MAC-1 1000 250—900 120 1650X1500X1050 2450 MAC-2 1500 — — 500—1200 120 — 1750X1650X1600 3855 Ml 1070 2000 6300 10 000 До 2000 135 2000 1610X1500X1190 1985 MAC-3 3000 —► 1200—3000 120 — 2350X2000X2160 7400 Ml 1080-1 4000 16 000 25 000 500—2500 135 2000 2300x2025x1590 5050 MAC-4 5000 50 000 3000—7000 90 4220X3650X3200 26 000 У-191 16 000 64 000 2 000 000 2000—4000 105 — 3300x3150x2515 2000 У-117 50 000 150 000 1 000 000 3000—7000 100 — 8000x8000x5480 100 000 * Вращатель с подъемным столом; высота подъема 500 мм. VII.6I. Технические характеристики вращателей для сварки Марка Грузо- подъем- ность, кг Наибольший крутящий момент на оси враще- ния, Н-м Наибольшая длина сва- риваемых изделий, мм Высота центров, мм Диаметр свариваемых изделий, мм Допусти- мый сва- рочный ток, А Габарит, мм Масса, кг Горизонтальные вращатели М31030 250 160 2500 800 60—800 1000 3600x1250x1425 633 ВГМ-0,25 250 160 — 800 — 630 —— ВГМ-0,5 500 400 — 800 — 1000 — — ВГМ-1 1000 1000 5000 1000 До 1800 1000 М31051 1000 ЮОО 4000 1000 100—1350 1500 6062X1600X1800 М31050 1000 1000 4000 1000 100—1350 1500 6062x1600x1800 1979 М31060 2000 2500 6300 1000 До 2000 1600 9100X1600X1800 2730 ВГМ-2 2000 4000 2500 1 1000 — 1250 — — М31070 6300 6300 1250 500—2500 2000 9100x2000x2250 3898 М31071 4006 6300 6300 1250 500-2500 2000 9100x2000x2250 — Вертикальные вращатели М21030 250 160 — 60—800 1000 1000x1000x450 295 М21050 1000 1000 — — 100—2000 1500 1000x1000x630 550 М21060 2000 2500 — ч До 1500 1000 1612X1612X800 1190 М21070 4000 6300 — — 500—2500 2000 1260X1260X1000 1225 СС СО
VI 1.62. Технические характеристики роликовых вращателей для сварки Марка Грузоподъ. емность, кг Диаметр, мм Масса, кр роликов свариваемых изделий 70СД-1 11 350 400 400—5000 2550 т-зом 12 000 410 300—4000 1780 70СД 12 260 400 400—4000 2230 70СДА 13650 400 400—4000 1703 60СД-1 19 400 400 500—4800 3197 VI 1.63. Технические характеристики кантователей для сварки СС С <“"х ч я «X 1 в 2 X Марка р к; 1 крутящ момент, Высота ров, мм Номина. сварочн ток, А Габарит, мм Масса, Кантователи с подъемными центрами КП-4 4000 6300 1250 — 580x1080x1400 950 КДП-4 4000 6300 630-2130 1250 — — КДП-8 8000 16 000 630—2430 1600 — — Кантователи со стационарными центрами КДС-0,5 500 1000 — — — — КДС-1 1000 2000 — — — — КДС-2 2000 2500 — — — — К-2 2000 2500 1000 — 850X750X1200 620 К-4 4000 6300 1000, 1250 — 850x750x1360 700 К-8 8000 16 000 1250 — 800Х1С60Х1650 950 314
V II.23. Манипулятор консольного типа 1 — планшайба; 2 — штанга; 3 — пульт управления; 4 — станина V II.29. Сварочный цепной кантова- тель / — стойка; 2 — рабочая цепь; 3 — привод V I 1.64. Технические характеристики неповоротных столов сварщика с высотой рабочей части стола над полом 750 мм Марка Размеры ра- бочей части стола (дли- на хширина), мм Допустимая мас- са свариваемых изделий, кВт Мощность двига- теля вентилято- ра, кВт Сварочный ток, А Габарит, мм Масса, кг С10020 800X 800 63 1,5 500 940x1010x1550 239 С10021 800X800 63 — 500 940X1010X1550 185 С10040 1250X800 100 2,2 630 1357X1010X1750 305 C1004L 1250X800 100 — 630 1357X1010X1750 250 315
Глава VIII. СВАРОЧНЫЙ ИНСТРУМЕНТ VIII.1. ЭЛЕКТРОДОДЕРЖАТЕЛИ ДЛЯ РУЧНОЙ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ Основные параметры (табл. VIII.1) и технические требования, предъявляемые к электрододержа гелям (рис. VIII.1), маркировка, методы испытания их установлены ГОСТ 14651—78*Е. Конструкция электрододержателей должна обеспечивать замену электрода в течение не более 4 с и закрепление электрода в одной плоскости не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под VIII.1. Основные параметры электрододержателей с продолжительностью цикла сварки 300 с и относительной продолжительностью ПВ 60 % Типы электродо- держателей Сварочный ток. А Максимальный сварочный ток, А, не более Диаметр электро- да, мм Масса, кг, не более ПВ-100 % ПВ—35 % ЭД-12 125 100 160 1,6—3 0,35 ЭД-24 200 160 250 2,5—4 0,4 ЭД-25 250 200 315 3-5 0,45 ЭД-31 315 250 400 4-6 0,5 ЭД-40 400 315 500 5—8 0,65 ЭД-50 500 400 630 6—10 0,75 Vlll. 1. Электрододержа:ели пассатижноео и зателочного типов 316
углом, а также надежное присоединение одножильных кабелей с медными жилами сечением: 16 и 25 мм2 —для электрододержателей типа ЭД-12 25 и 35 » — > > > ЭД-20 35 и 50 > — » > > ЭД-25 и ЭД-31 50 и 70 » — э » » ЭД-50 При этом не должно быть повреждений жилы кабеля или се выдавливания из-под крепежных деталей. Изолирующие детали электрододержателей, расположенные в области крепления электро- да, должны быть изготовлены из материала, стойкого к термическому воздействию сварочной дуги. Электрододержатели должны соответствовать требованиям без- опасности ГОСТ 12.2.007.8—75*, при этом сопротивление изоляции токопроводящих частей электрододержателей прн нормальных кли- матических условиях должно быть не менее 5 МОм; изоляция руко- ятки должна выдерживать без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В частотой 50 Гц; превышение температуры наруж- ной поверхности рукоятки над температурой окружающего воздуха на участке, охватываемом рукой сварщика, при номинальном режи- ме работы не должно быть более 40 °C. Электрододержатели серии ЭП (рис. VII 1.2) пассатижпого типа предназначены для использования при сварочных токах 250 и 500 А. Усилием цилиндрической пружины электрод зажимается между ниж- ней губкой, по которой к нему подводится электрический ток, и ры- чагом. Канавки в зажиме, расположенные под различными углами, позволяют закреплять электрод под двумя углами к продольной оси электрододержателя. Огарок освобождается нажатием на рычаг. Сварочный кабель подсоединяется к электрододержателю путем механического зажатия кабеля с расклиниванием конца его между корпусом нижней губки и конусом втулки. VII 1.2. Конструкция электрододержателя серии ЭП / — защитный колпачок пружины; г—пружина; 3 — рычаг с верхней губкой; 4 — теплоизоляционная защита; 5 — нижняя губка; 6 — конус резьбовой втулки 317
Электрододсржатели серии ЭД также пассатижного типа, рас- считанные на токи до 500 А, позволяют закреплять электрод нажа- тием рычага в положениях, удобных сварщику в процессе работы. Огарок удаляется аналогично описанному выше, сварочный кабель присоединяется через кабельный наконечник, изоляционные детали сделаны из термостойких полимерных материалов. Электрододсржатели серии ЭДС защелочного типа предназначе- ны для работы на токах 125, 300 и 500 А. Электрододержатели серии ЭУ («Луч») также защелочного ти- па; модель ЭУ-300 рассчитана для работы на токах до 315 А, а мо- дель ЭУ-500 — на токах до 500 А. В электрододержателях этой серии электрод вставляется в отверстие и поворотом на требуемый угол (три положения) фиксируется в держателе. Усилие прижатия созда- ет размещенная в изолированном корпусе цилиндрическая пружина, расположенная по оси рукоятки и корпуса держателя. Технические характеристики электрододержателей приведены в табл. VIII.2. VII 1.2. Технические характеристики электрододержателей для ручной электродуговой сварки плавящимся электродом Показатель Марка электрододсржатели ЭП-2 эп-э ЭД-125-1 ЭД-300-1 ЭД-500-1 О & ЭУ-500 Допустимый сва- рочный ток, А 250 500 125 300 500 315 500 Диаметр металли- ческого стержня электрода, мм До 5 6-8 1,6—3 2-6 4—10 3-6 5—8 Сечение сварочно- го кабеля, подсое- диненного к дер- жателю, мм2 Габарит, мм: 50 70 25 50 70 50 70 длина 250 325 250 266 293 198 198 ширина 40 37 32 36 40 42 42 высота 80 95 74 84 92 80 80 Масса, кг 0,43 0,8 0,32 0,48 0,67 0,4 0,42 VIII.2. ГОРЕЛКИ И ДЕРЖАТЕЛИ ДЛЯ СВАРКИ В ЗАЩИТНОМ ГАЗЕ Ручная и механизированная сварка в защитном газе осуществля- ется как плавящимся, так и неплавящимся электродом. Для этих спо- собов сварки применяется рабочий инструмент — горелки и держате- ли — разной конструкции. 318
VIII.2.1. Горелки и держатели для сварки плавящимся электродом Сварочные горелки (табл. VIII.3) предназначены для подвода к месту сварки электродной проволоки, тока и защитного газа. Сва- рочная горелка — сменный инструмент, конфигурация, размеры и уст- ройство которого должны соответствовать типоразмеру свариваемого изделия. При сварке в СО2 на токах до 500 А обычно применяют горелки без охлаждения и только при сварке на больших токах — горелки с водяным охлаждением. Водяное охлаждение горелок на токи 400—500 А, особенно для механизированной сварки, повышает срок эксплуатации сопла и токоподвода. V111.3. Технические характеристики горелок для автоматической дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах Марка Свароч- ный ток, А Диаметр электрод- ной про- волоки, мм Охлаждение Размеры, мм .Масса, кг диаметр высо- та ГПА 160-100 ГПА 160-140 ГПА 160-180 160 0,6-1,6 Воздушное 14; 16 100 140 180 0,356 0,415 0,455 ГПА 315-140 ГПА 315-180 ГПА 315-220 315 1,6-3 Водяное 16; 18 16; 18 16; 18 140 180 220 0,47 0,54 0,625 Горелка для сварки в СО2 тонкой проволокой (рис. VJII.3, о) имеет две медные трубки, вставленные одна в другую с зазором, по которому подается газ в сопло. Для надежной подачи тонкой прово- локи необходимо, чтобы внутреннее отверстие спирали было в 1,5—2 раза больше диаметра проволоки. Для получения стабильного процесса и небольшого разбрызги- вания необходимо обеспечивать постоянным вылет электрода и ис- ключить прихватывание проволоки к токоподводу. Для поддержания постоянного вылета электрода следует обеспечить надежный кон- такт проволоки с токоподводом. Этого достигают за счет пружинящих свойств самой проволоки или специальными пружинами. Для надеж- ного контакта проволоки с прямыми токоподводами оси отверстий в токоподводе и горелке смещают относительно друг друга (см. рис. VIII 3,6). Надежность газовой защиты в значительной степени определяет- ся конструкцией горелки. Струя газа должна истекать из сопла сплошным равномерным потоком. Для этого в горелке для сварки 319
VIII.3. Горелка для сварки в СОг на малых (а) и больших (б) токах I — токоподвод; ?— газовое сопло; 3 — отверстие выхода газа; 4— изолятор; 5 — корпус; 6 — водяное охлаждение; 7 —сменная спираль или трубка; 8 и Э— кольцевые втулки; 10 — гайка; // — мундштук; 12 — распылитель газа VI 11.4. Конструкция горелки для механизированной сварки плавящимся элект- родом в защитных газах /—наконечник; 2 — сопло; 3 — переходная втулка с каналами для подачи защитного газа, 4— рукоятка; 5 — пусковая кнопка; 6 — щиток 320
тонкой проволокой отверстия для выхода газа в сопло располагают равномерно по окружности перпендикулярно к оси горелки. На пути газа в сопло устанавливают рассекатели или сеточки. Сопла горелок изолируют от токоподводящих частей. Держатели для механизированной сварки плавящимся электро* дом в защитных газах соединяют с механизмом подачи проволоки гибким шлангом, по которому подают к держателю проволоку, за- щитный газ и ток. Конструкция держателя для механизированной сварки плавящимся электродом показана на рис. VI1I.4. Сварочная проволока подается в корпус через наконечник и спираль, затем вы- ходит из мундштука. Защитный газ поступает в рукав через штуцер, а через отвер- стия во втулке — в полость корпуса и через сопло — в зону сварки. Кроме защиты сварочной дуги и ванны газ отводит тепло от корпуса и токоведущих проводов. VI1I.4. Технические характеристики шланговых держателей для механизированной сварки Марка держателя Максималь- ный ток, А Диаметр электродной проволоки, мм Длина шлангового провода, м Масса, кг А-547 150 0,8—1 1 ,5 0,15 А-547 УМ 315 1—1,4 2,5 0,25 А-825 М 300 1 — 1,4 2,5 0,35 А-1231-5-Г1 250 1—1,2 2,5 0,6 А-1231-4-Г2УЗ, А-1231-4-02УЗ 400 1,6—2 3 5,4* А-1231-5-ГЗУЗ 500 2-3 3 5,6’ А-1231-5-02УЗ 500 1,6—2 3 5* А-1231-5-03УЗ 500 2-3 3 5* А-1231-5-Ф2УЗ 500 1,6—2 3 5,5* ИГД-401 400 1.2-1,6 3 4,7* И ГД-402 400 1,2-1,6 3 4,172* ИГД-501, ИГД-504 500 1,4—2 3 4,72* И ГД-502 500 1,4—2 3 4,192* II ГД-507 500 2-3 3 4,192* ГДП Г-101-8, ГДПГ-101-9, ГДПГ-101-10 160 0,8-1,2 2 0,45 ГДПГ-301-6, ГДП Г-301-8 315 1,2-1,4 3 0,6 ГДПГ-301-7 315 0,8—1,4 1 0,6 ГДП Г-501-4 500 1,6-2 3 0,7 ГДП Г-603 G3J 1,6—2,5 3 0,7 • Масса держателя со шлангом. 21 -194 321
Промышленность серийно выпускает держатели (табл. VIП.4) вместе с гибкими шлангами на токи 150—630 А. В серийно выпускаемых держателях используют гибкие шланги трех типов. I. У шланга типа А-547 УМ токоведущая часть набрана из не- скольких медных плетенок, натянутых на стальную спираль, внутри которой помещена сменная спираль для подачи электродной прово- локи. Токоведущая часть, провода управления от кнопки «Пуск» и газовая трубка помещены в общий резиновый шланг. Этот шланг гибкий и легко ремонтируется. 2. Составной шланг включает в себя капал типа КН для подачи проволоки, токоведущую часть, изготовляемую из сварочного кабеля типа ПР Г, провода управления от кнопки «Пуск» и газовую трубку. Все эти элементы соединены гибкими хомутами-стяжками, рас- положенными один от другого на расстоянии 200 мм по длине. Шланг гибкий. VI1I.5. Технические характеристики сменных каналов Сменные каналы Значения параметров Для стальных электродных проволок Диаметр электродной проволоки, мм: наименьший наибольший Диаметр сменной спирали, мм: 0,8; 1,2; 1,6 1; 1,4; 2 внутренний наружный Диаметр проволоки для спирали, мм Внутренний диаметр спирали, мм 1,6; 2,5; 3,2 3,6; 4,9; 5,2 0,8; 1; 1 4,7; 6; 6 Для алюминиевых электродных проволок Диаметр электродной проволоки, мм Диаметр полиамидного канала, мм: 1,25; 1,6; 2 внутренний наружный Внутренний диаметр каркасной спирали, мм 1,5; 2; 2,5 5 6 3. Шланг, изготовленный на базе кабеля шлангового типа КПЭС сечением 30 и 50 мм’. В центре этого кабеля имеется армированное отверстие для сменной спирали, по которой подается электродная проволока. В кабеле есть три провода управления сечением I— 1,5 мм2. Газоподводящая трубка расположена отдельно рядом с кабелем н скреплена с ним гибкими стяжками. В современных шлангах применяют сменные каналы для подачи проволоки, что позволяет в 2 раза увеличить срок службы свароч- 322
ных горелок со шлангами при своевременной замене канала. Одно- временно упрощается очистка тракта подачи проволоки. Шланги та- кого типа содержат каркасную спираль для размещения сменного канала. В качестве сменных каналов (табл. VIII.5) могут быть ис- пользованы спирали из стальной проволоки, а также пластмассовые трубки. Для подачи электродной проволоки из алюминиевых сплавов и коррозионно-стойких сталей используют также направляющие ка- налы из других неметаллических материалов: тефлона, полиэтилена, нейлона и пр. При сварке в защитном газе плавящимся электродом образуют- ся брызги расплавленного металла, которые прилипают к мундштуку и соплу и могут привести к закорачиванию сварочной цепи. Во из- бежание этого целесообразно применять керамические сопла, состав- ные с изоляционной прокладкой, металлокерамические или металли- ческие водоохлаждаемые, а также защитные смазки, например си- ликоновые, при нанесении которых на защищаемую поверхность брызги, попавшие на нее, легко удаляются. VI 11.2.2. Горелки и держатели для сварки неплавящимся электродом Горелки для сварки неплавящимся электродом можно разделить на две группы: для автоматической (табл. VIII.6) и ручной (табл. VII 1.7) сварки. Горелки для автоматической дуговой сварки неплавящимся элек- тродом, у которых электрод с цангой вынимается вверх, могут быть с воздушным и с водяным охлаждением не только корпуса, но и со- пла. Горелка, изображенная на рис. VIII.5, с водяным охлаждением без осевого перемещения электрода, цанга и электрод вынимаются вверх, подвод тока, воды и газа раздельный. Корпус и сопло горелки паяные из латуни с раздельным водяным охлаждением. Эти горелки позволяют осуществлять сварку на токах до 1000 А. Горелки для автоматической сварки неплавящимся электродом, у которых элект- род с цангой вынимается вниз, также могут быть с воздушным и во- дяным охлаждением. Для ручной дуговой сварки неплавящимся электродом в защит- ных газах разработаны и серийно выпускаются держатели типа ЭЗР (рис. VII 1.6). Поворотом колпачка втягивается наружная цанга дер- жателя электрода и фиксирует сопло. Одновременно наружная цанга сжимает внутреннюю цангу, которая закрепляет вольфрамовый электрод концентрично относительно сопла. На пластмассовой руко- ятке расположен вентиль регулировки подачи газа. Имеются держа- тели с водяным и воздушным охлаждением. Держатели типа ЭЗР рассчитаны для работы на постоянном и переменном токе. 21* 323
V7//.5. Конструкция сварочной горелки ITHA-IOOO 1 — гайка* 2 — цангодержатель; 3 — корпус; 4 — цанга; 5 — распылитель; 6 гайка; 7 — изолятор; 8 — сопло 324
VI11.6. Общий вид элвктрододержателя ЭЗР-5-2 2 —колпачок; 2 — газовый вентиль; 3 —корпус; 4 —газо- и токоподводящее коммуникации; 5 — наконечник VIII.6. Технические характеристики горелок для автоматической дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах Свароч- ный ток, А Диаметр элект- рода, мм Разм ры, мм Марка Охлаждение высо- та дна* м*тр Масса, кг 1ГНА-040 40 0,8-2 100 6;8 0,115 1ГНА-160-100 1ГНА-160-140 1ГНА-160-180 2ГНА-160-140 2ГНА-160-180 160 1,5—4 Воздушное 100 140 180 140 180 9;12 0,156 0,236 0,317 0,21 0,236 1ГНА-315-140 1ГНА-315-180 1ГНА-315-220 2ГНА-315-140 2ГНА-315-180 2П1А-315-220 315 2-6 Водяное 140 180 220 140 180 220 12;16 0,583 0,788 0,998 0,398 0,47 0,5-1 1ГНА-630-1 1ГНА-630-П 1ГНА-1000-220 1ГНА-1000-280 630 630 1000 1000 4—10 4—10 6-12 6-12 Корпуса— водяное, сопла — воздушное Корпуса и сопла — водяное То же » 220 220 220 180 16;20 16;2 20:28 20;28 0,978 1,2 1,6 2 325
VI11. 7. Технические характеристики горелок и держателей для ручной дуговой сварки неплавящимся электродом в защитных газах Марка Свароч- ный ток, А Диаметр электрода, мм Охлаждение Габарит, мм Масса без шлангов, кг ЭЗР-5-2 80 1; 1,5 Воздушное 210X18X120 0,18 ЭЗР-З-66 150 1,5; 2; 3 260x35x110 0,78 РГА-150 150 0,8—3 Водяное 260x30x85 0,296 ГНР-160 160 0,8; 1; 2; 3 323X30X30 0,212 ЭЗР-З-58 200 2-4 Воздушное 350x80x150 0,68 ГРСТ-1 200 на фазе 1—4 Водяное 285x65x45 0,65 ГНР-315 315 3; 4; 5 345x35x35 0,305 РГА-400 400 4—6 270x34x105 0.43 ЭЗР-4 500 4-6 235x120x140 0,7 VIII.3. СВАРОЧНЫЕ КАБЕЛИ. МУФТЫ И КЛЕММЫ В сварочном производстве при строительно-монтажных работах применяют кабели (табл. VIII.8, VIII.9) марок КРТП, КРПГ, КРНПГН, КРПТН ТУ 16.К73-05-88, а также марок РГД, РГДО и РГДВ ТУ 16.К73-03-88. Это гибкие кабели с медными жилами, заключенными в резиновую изоляцию и оболочку, рассчитанные для подключения к электрическим сетям на номинальное напряжение до 6G0 В частотой 400 Гц или на постоянное напряжение до 1000 В ТУ 16.К73-05-88, или до 220 В при частоте 50 Гц, или постояннее напряжение ТУ 16.К73-03-88. Длительно допускаемая температура жил не должна превышать 65 СС. Сечение сварочного кабеля подбирают в зависимости от свароч- ного тока. Для наиболее распространенных при ручной элсктродуго- вой сварке токов ниже приведены рекомендуемые площади сечений сварочных кабелей (по данным Международного института сварки): сварочный ток, А . . . . 240 300 400 500 площадь сечения кабеля, мм?..................... 25 35 50 70 Кабели должны выпускаться намотанными на деревянные бара- баны (ГОСТ 5151—79*Е) или в виде бухт, перевязанных не менее чем в трех местах. Не допускается намотка кабеля на барабан с ос- лаблениями и перепутыванием витков, марок или площади сечения, 32G
а также с числом отрезков, большим трех. Концы кабеля должны быть защищены от проникновения влаги. Масса бухты не должна превышать 50 кг. VIII.8. Основные характеристики кабелей ТУ 16.К73-05-88 и ТУ I6.K73-03-88 Марка Изоляция Радиус изгиба не менее диаметров кабеля, мм Темпера- тура окружаю- щей сре- ды, °C Дополнительные сведения КРИТ Резиновая в рези- новой оболочке 8 От —40 до 4-50 — КРПГ То же 5 От-50 до 4-50 — КРПТН КРПГН » 8 От—30 до 4-50 Безопасно попа- дание на оболочку масла, бензина. » 5 От—30 до 4-50 Оболочка масло- стойкая не распро- страняющая горения РГД Резиновая в рези- новой оболочке 3 От—50 до 4-50 Не должны под- вергаться воздей- ствию раздавай- РГДО, Резиновая, обла- 3 От—50 вающих или удар- РГДВ дающая защитны- ми свойствами, об- легченная до -450 ных нагрузок, дол- жны быть защище- ны от попадания на оболочку брызг расплавленного металла, бензи- на и других нефте- продуктов На барабане или на ярлыке, прикрепленном к бухте, должна быть следующая информация: товарный знак завода-изготовителя; марка кабеля; число жил и номинальная площадь сечения, мм2; дли- на кабеля, м; масса брутто, кг; номер барабана завода-изготовителя; дата выпуска (год и месяц); номер стандарта. Для разъемного соединения сварочных проводов между собой применяют соединительные муфты, а для неразъемного — соедините- ли, заменившие существующие «скрутки» проводов. Работать с со- единительными муфтами и соединителями можно при температуре окружающей среды от —40 до 4-50 °C. Соединение сварочного про- вода с муфтой (полумуфтой), а также полумуфт между собой долж- 327
но выполняться быстро и без больших усилий. Муфты и соединители должны иметь надежную электро- и теплоизоляцию, высокую меха- ническую прочность. Соединительная быстроразъемная муфта марки МС-2 (рис. VIII.7) состоит из двух полумуфт, соединяют и разъединяют кото- рые вручную поворотом одной из полумуфт относительно другой. Сварочный ток с токоподвода одной полумуфты без существенных потерь переходит на токоподвод другой полумуфты, и цепь замыка- ется. Место контакта надежно закрыто теплостойким электроизоля- ционным материалом. К каждой полумуфте крепится отрезок сва- рочного кабеля сечением 35, 50 или 70 мм2, конец которого с распу- щенными жилами вводится в зазор между конусом и резьбовой гайкой и затем этой гайкой плотно и прочно зажимается. VII 1.9. Номинальные наружные диаметры кабелей, мм Площадь се- чения жил, мм* Кабель марки КРПТ, КРПТН Кабель марки одна ос- нсиная жила две ОС- НОВНЫХ жилы Две ос- новных жилы и заземле- ние три ос- новных жилы три ос- новных жилы и заземле- ние а. РГДО РГДВ 25 15,5 28 28 29,6 30,4 13,4 П.9 14,8 35 16,5 30 30 31,7 34,6 15,7 13,7 15,5 50 18,4 35,8 35,8 37,8 38,9 17,4 15,3 18 70 22,8 43,6 43,6 46,1 47,5 19,8 17,8 19,7 95 24,6 47,2 47,2 50,1 51,5 22 —. 22,4 120 27,6 51,2 51,2 54,4 56 25,2 — 23,5 150 — — — — — 26,8 — 26,2 Несколько другую конструкцию представляет собой соединитель- ная быстроразъемная муфта МСБ-2 (рис. VIII.8). В ней сварочный кабель к полумуфтам присоединяют с помощью винтов, имеющих сферическую торцевую поверхность и прижимающих оголенное се- чение кабеля к токоподводу. Для неразъемных соединений сварочных кабелей можно исполь- зовать соединитель ССП-2 (рис. VI1I.9), состоящий из токоподвода, укрытого изоляционным материалом, и винтов, крепящих сварочный кабель сечением 35, 50 и 70 мм2 при токах до 500 А. Масса соедини- теля ССП-2 — 0,4 кг. Соединительные муфты и соединители МСБ-2 и ССП-2 изготов- ляют предприятия Минмонтажспецстроя СССР. Сварочный кабель к источнику питания сварочной дуги может присоединяться с помощью присоединительной муфты МС-3, одна из полумуфт которой аналогична полумуфте МС-2 или МСБ-2, а другая вместо конца провода имеет выходную деталь с отверстием, надева- емую на контактный болт источника питания. 328
VI 11.7. Соединительная быстрораэъемная муфта МС-2 1 — корпус из теплостойкого изоляционного материала; 2 — гайка; 3, 4 — полумуфты; 5 — конус V111.8. Быстроразъемная муфта МСБ-2 / — зажимной винт; 2 — токоподвод; 3 —гайка; / — корпус из теплостойкого электроизоляционного материала Клемма заземления предназначена для присоединения сварочного провода к заземляемому предмету. Широкое применение в системе Минмонтажспецстроя СССР нашла клемма заземдения КЗ-2. Она выполнена в виде пассатижей с подпружиненными ручками (рис. VIII.10), за счет чего заземляемый предмет толщиной до 40 мм за- жимается между губками клеммы. Сварочный кабель подсоединен к клемме через наконечник и болт. Губки соединены гибким, плете- ным из медных жил стержнем для обеспечения перехода тока через них. 329
Удобна в эсплуатации при сварке вращающихся деталей и узлов поворотная клемма заземления КЗП-12 (рис. VIII.11), разработан- ная организациями Минмонтажспецстроя СССР. Конструктивно эта клемма выполнена таким образом, что обеспечивает надежный кон- такт по границе соприкасания скобы и подпружиненной соединитель- ной муфты. VIII. 10. Клемма заземления КЗ-2 1 — проушина; 2 — стержень; 3 — наконечник; 4 —-болт; 5. 7 — губки; 6 — заземляемый предмет VI11.11. Поворотная клемма зазем- ления К.ЗП-12 1 — скоба; 2 — муфта соединитель' пая концевая МК-500; 5 —пружи. на VI11.4. НАБОРЫ ИНСТРУМЕНТА ДЛЯ СВАРЩИКА Для ручной электродуговой сварки покрытыми электродами ус- пешно применяют наборы инструментов. Созданы три типа комплек- тов инструментов электросварщика-ручника (в зависимости от пре- 330
дельною тока): КП-125, КП-315 и КИ-500. В комплект входят: муфта соединительная марки М-315 (КП-125 и KI1-315) или М-500 (КП-500); электрододержатель ЭД-125, ЭД-315 и ЭД-500, соответствующий типу комплекта, с отрезком сварочного кабеля; электрододержатель без кабеля; запасные части к электрододержателю; стекла и светофильтры для защитного щитка; зажимы контактные; шлакоотделитель; металлическая щетка. V1H 12. Набор инструмента типа ЗИИ для сварщика 331
VJli.13. Газосварочный комплект КГС-2А 1 _ запасные части; 2 — ручка; 3 — футляр; 4 — вставной резак; 5 —ствол го- релки; 6 — наконечник горелки; 7 — комплект прочищалок; 8 — ключ Инструменты уложены в ящике, габарит которого 385X340X X115 мм; масса инструмента с ящиком в зависимости от типа ком- плекта 6,5; 7 и 9 кг. Предприятиями Мннмонтажспецстроя СССР и других ведомств используются разработанные ВНИИмонтажспецстроем наборы ин- струментов типа ЭНИ-300 и ЭНИ-300/1 (рис. VIII.12). В каждом на- боре имеется: электрододержатель и запасные части к нему; соединительная муфта; 332
клемма заземления; щетка-зубило (комбинированная); отвертка с диэлектрической ручкой; ручка диэлектрическая — 2 шт,; плоскогубцы комбинированные; клеймо сварщика; молоток; светофильтры защитные — 2 шт.; стекло покровное для щитка сварщика; кабель марки РГД длиной 3 м. Набор размещается в металлическом ящике с ручкой и замками с натяжным устройством; габарит ящика 415x290x80 мм. Масса набора с ящиком 7—8 кг. Для ручной газопламенной сварки, пайки металлов и раздели- тельной кислородной резки низкоуглсродистой стали применяют га- зосварочные комплекты КГС-1-72 и КГС-2А (рис. VIII. 13). Комплект КГС-1-72 состоит из сварочной горелки Г2-02, вставного резака РГМ-70, комплекта прочищал ок и запасных частей. VIII.5. ЩИТКИ ЗАЩИТНЫЕ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСВАРЩИКОВ В соответствии с ГОСТ 12.4.035—78* «Щитки защитные лицевые для электросварщиков. Технические условия» выпускается шесть мо- дификаций (табл. VIII.10) защитных щитков из специальной пласт- массы — поликарбонатной смолы дифлон, которая устойчива к вы- сокой температуре и повышенной влажности, практически не подвер- гается деформации, не портится от брызг расплавленного металла. VIII.10. Щитки защитные для электросварщиков Модифи- кация Наименование Модель Размеры свето- фильтра, мм 1 Наголовный щиток с непро- зрачным корпусом НН-Э-ЗОУ1 52X102 2 То же ННО-Э-ЗО2У1 90x102 3 Ручной щиток с непрозрачным корпусом РН-Э-ЗО1У1 52x102 4 Наголовный щиток, монтируе- мый на защитной каске ЩЭК-Э-ЗО1У1 52x102 5 То же, с открывающимся свето- фильтом и подвижной рамкой НН-Э-ЗО2У1 52x102 6 Ручной щиток с непрозрачным корпусом РНО-Э-ЗО2У1 90X102 333
Vlii.14 Ручной защитный щи- ток сварщика РН-С-701У1 В конструкции щитков отсутствуют металлические выступающие детали, что предотвращает возможность поражения сварщика элект- рическим током. По сравнению с фибровыми масками новые защит- ные щитки имеют литой бесшовный корпус. Он надежен, долговечен и эстетичен, сохраняет механическую прочность при температуре окружающей среды от 4-50 до —100 °C. Конструкция нового щитка модели НН-Э-301У1 на 10—15 % уменьшает вероятность попадания вредных аэрозолей в зону дыхания сварщика. Новые изголовные и ручные щитки (рис. VIII.14, VIII.15) с уве- личенными светофильтрами (размером 90x102 мм), наголовные щит- ки, монтируемые на защитной каске, и щитки с подвижными откиды- 334
275 ваюшимися светофильтрами надежно защищают сварщика при раз» личных условиях строительно-монтажного производства. VIII.6. ГОРЕЛКИ ДЛЯ ГАЗОВОЙ СВАРКИ, ПАЙКИ, НАПЛАВКИ И НАГРЕВА МЕТАЛЛОВ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ Горелки для газовой обработки материалов (табл. VIII.11 — VI1I.16, рис. VIII.16) классифицируют по следующим признакам: ело- VIII. 16. Горелка для газовой обработки металлов «Звездочка» / — мундштук; 2 — ниппель; 3—съемный наконечник; 4 — накидная гайка; 5 — корпус со’ смесительной камерой; 6 — вентиль; 7 —рукоятка; 6~ выпуск’ ные штуцера 335
336 VIII.11. Технические характеристики горелок для газопламенной обработки металлов Марка Номер наконеч- ника Толщина обрабатываемого металла, .мм Расход, НО 3 м-’/с Давление, кПа Дли- на. мм Масса кг кислоро- да ацетилена пропан- бутана кислорода ецетнлсна пропан- бутаьа «Звезда» 1 0,5—1,5 0,0153 0,043 1 100—400 404 0,56 0,58 2 1—2,5 0,036 0,033 150—400 440 3 4 5 6 7 2,5-4 4—7 7—11 10—18 17—30 0,07 0,12 0,2 0,32 0,53 0,064 0,11 0,18 0,28 0,47 — 200—400 1 — 475 515 553 580 618 0,59 0,65 0,76 0,78 0,85 «Звездочка» 0 0,2—0,7 0,0178 0,0165 50—400 315 1 0,5—1,5 0,037 0,0.34 50—400 350 2 1—2,5 0,071 0,065 150—500 1,0 — 383 3 2,5—4 0,123 0,11 200—400 425 0,54 «Малютка» 0 0,2—0,7 — 0,0018 350 0,45 1 2 0,5—1,5 1-2,25 0,034 0,065 —— 50—400 1-50 3 4 2,5—4 4—7 — 0,11 0,21 470 0,51 «Москва» 1 ) 0,036 0,034 0,034 415 0,88 2 0,034 0,065 0,065 3 0,12 о.п 4 -• 0,5—3,0 0,21 0,2 — 400 1 — — — 5 0,32 0,28 — — 6 0,53 0,45 — 7 0,86 0,78 635 1,13 ГС-2 0 0,25—0,6 0,0178 0,0165 50—400 310 — 1 0,5—1,5 0,037 0,033 100—400 — — 2 1—2,5 0,072 0,064 — 150—400 1 0,53 3 2,5—4 0,123 0,11 200-400 425 — ГС-2А 0 0,2—0,7 0,21 0,18 340 0,39 1 2 0,5—1,5 1,5—2 0,036 0,071 0,033 0,065 — 400 1 — — — 3 2,5—4 0,123 0,11 450 0,43 ГЗМ-З 1 0,3—1 0,071 0,021 396 0,58 2 1—2,5 0,15 0,042 • 400 — 3 430 0,6 3 1,7—3 0,23 — 0,081 470 0,65 ГС-3 1 0,5—1,5 0,0153 0,034 100—400 1 — 400 — 2 1—2,5 0,036 0,065 — 150-400 — — — 3 2,5—4 0,066 0,11 — — — 4 4—7 0,123 0,21 — — — 0,83 5 7—10 0,22 0,20 — 200—400 1 — — 6 10—17 0,32 0,45 — — — — 7 17—30 0,52 0,78 — — 600 —
Продолжение табл. VIII. 11 Марка Номер наконеч- ника Толщина обрабатываемого металла, мм Расход, Ь10 3 м’/с Давление, кПа Дли- на» мм Масса, кг кислорода ацетилена пропан- бутана кислорода ацетилена пропан- бутача ГС-ЗА 1 0,5—1,5 0,037 0,034 — 370 0,64 2 1—2,5 0,08 0,066 — — 3 2,5—4 0,123 0,11 — — 4 4—7 0,21 0,2 — 400 1 ——. 5 7—11 0,32 0,28 — - 6 10—18 0,53 0,45 — — 7 17—30 0,86 0,78 — — 600 0,9 ГЗУ-2-62 1 0,5—1,5 0,08 0,020 100—400 2 1-2,5 0,15 — 0,039 150—400 — — 3 2,5-4 0,23 0,067 ) 4 4—7 0,39 — 0,11 540 0,7 5 — 0,58 — 0,178 1 200—400 10 — — 6 —— 1,1 —• 0,28 — —- 7 — 1,6 — 0,47 ) 585 1,5 ГЗМ-2-62М 0 0,27—0,7 0,037 0,011 50—150 1 0,5—1,5 0,08 — 0,02 50—250 — — 2 1-2,5 0,153 — Q, 042 150—400 • 1 — — 3 2,5—4 0,23 — 0,064 200—700 450 1,06 1 1 1 1 g гвп-зм ♦ 1 2 — — — 0,178 0,417 — — 100 100 485 1 592 0,75 0,91 ГВП-5 1 2 3 | — — — 0,178 — — 100 395 460 470 0,95 0,95 0,95 ГАО-2-72 — — 0,58 0,55 — 400 10 — 1290 2,04 ГВ-1 1 2 3 | — — — 0,23 0,35 0,47 — — 150 800 825 855 1,2 1,3 1,4 ГВПН — — — — 0,33 — —- 150 630 1,5 ГЗУ-З 1 2 3 4 0,3—1,5 1—2,5 1,7—4 3—7 0,08 0,153 0,23 0,42 — 0,02 0,042 0,064 0,11 400 — 3 427 462 494 538 0,73 0,76 0,8 0,84 ГЗУ-4 G> СО «2 5 6 7 — 0,58 1 1,62 — 0,18 0,29 0,47 400 — 2 536 570 605 0,86 0,9 0,95
собу подачи газа и образованию горючей смеси — инжекторные и безынжекторные; назначению — универсальные, специализирован- ные, ручные и машинные; роду горючего газа — кислородно-ацетиле- новые, пропан-бутановые и др. По конструктивным особенностям горелки подразделяют на одно- и многопламенные. Одноплеменные универсальные горелки изготовляют по ГОСТ 1077—79* Е. Горелки типа П относят к безынжекторным и применяют для горючих газов VIII.12. Техническая характеристика горелки ГЗЗ-З-72 Ширина мундштука И обрабатываемой поверхности, мм Расход, 1-10 3 м’/с пропан-бутапа кислорода 45 0,31 1.1 55 0,41 1,4 G0 0,44 1,55 65 0,49 1,7 75 0,56 2 85 0,66 2,3 95 0,73 2,6 100 0,8 3,1 VI 11.13. Техническая характеристика горелки ГАЛ-2 Номер наконеч- ника Толщина, мм Расход, 1 • 10 3 м’/с Масса, кг обрабатывае- мой детали слоя на- плавки кислорода ацетилена 3 2,5-4 0,1—2 0,07—0,12 0,064—0,11 0,94 4 4—7 0,2-3 0,11—0,2 0,11—0,21 0,47 6 10-18 0,3—4 0,32-0,53 0,28—0,49 1.1 Примечание. В горелках ГАЛ-2 давление кислорода 200—400, ацетилена 10—25 кПа. VIII.14. Техническая характеристика горелки ГКР-1 Ном<*р мундштука Расход керосина, л/с Расход газа, Ы(Г3 м’/с Давление кислорода, кПа 1 0,083—0,176 0,14—0,28 300-400 2 0,14—0,29 6,2—0,4 300—500 3 0,19—0,42 0,31—0,64 300-500 4 0,33—0,64 0,47-0,89 400-500 Примечание. В горелках ГКР-1 давление кислорода 150— 300 кПа. 340
VIII.15. Техническая характеристика закалочного наконечника Н АЗ-2-72 Ширина мундштука и обрабатываемой поверхности, мм Расход, •10~3 я’/с ацетилена кислорода 45 0,31-0,54 0,33-0,56 55 0,47-0,78 0,52—0,86 65 0,47-0,78 0,52—0,86 75 0,64—1,05 0,7-1,15 85 0,64—1,05 0,7—1,15 100 0,88-1,25 1,1-1,4 VIII.16. Область применения горелок для газовой обработки , материалов Марка Назначение горелки «Звезда», «Звез- дочка», «Малют- ка», «Москва», ГС-2, ГС-3, ГС-2А, ГС ЗА Для ручной ацетиленокислородной сварки на- плавки, пайки детален из черных и цветных ме- таллов ГЗУ-2-62, ГЗМ-2-62М, ГЗМ-З Для ручной газовой сварки, лайки, наплавки и нагрева деталей ГЗЗ-З-72 Для поверхностной термической обработки из- делий линейного профиля с нагревом пропано- кислородным пламенем ГЗУ-З Для газовой сварки, пайки, наплавки черных и цветных металлов (кроме меди) ГЗУ-4 Для правки металлоконструкций после сварки, предварительного нагрева деталей перед свар- кой, наплавки твердых и цветных сплавов, сварки чугуна и цветных металлов (кроме ме- ди), пайки высокотемпературными припоями ГЗМ-З Для ручной газовой сварки, наплавки, пайки и нагрева черных и цветных металлов (кроме ме- ди) ГВП-ЗМ Для пайки и нагрева деталей твердыми и мяс« кими припоями 341
Продолжение табл. VIII. 16 Марка Назначение горелки ГВП-5 Для пайки твердыми и мягкими припоями и на- грева деталей ГАЛ-2 Для ручной наплавки фасонных и плоских из- ношенных поверхностей и заварки дефектов чу- гунного литья ГКР-1 Для газовой сварки и наплавки изделий из чер- ных и цветных металлов и их сплавов ГАО-2-72 Для очистки пламенем поверхности металла от ржавчины, окалины и старой краски ГВ-1 Для газовоздушного нагрева до 300 °C черных и цветных металлов, оплавления битумных ма- териалов ГГП-1-66 Для газовой сварки в смеси пропан-бутана с воздухом с присадочным прутком изделий из термопластичных материалов ГЭП-1А-76, ГЭП-2 Для сварки деталей из термопластичных мате- риалов газовым теплоносителем (воздух, азот и другие газы) с присадочным прутком ГВИН Для оплавления гидроизоляционных материа- лов и низкотемпературного нагрева деталей перед сваркой низкого давления, инжекторные горелки типов Г2, ГЗ и Г4 — для газов высокого давления. Горелки ГЗУ-2-62, ГЗМ-2-62М, ГЗМ-З работают на городском газе и пропан-бутанс. Горелка ГЗУ-2-62 в первом исполнении выпускалась с односо- пловыми наконечниками, подогревателями и подогревающими каме- рами, во втором исполнении—с сетчатыми наконечниками № 5—7 без подогревателей и подогревающих камер. В комплект горелки ГЗЗ-З-72 входят восемь сменных наконеч- ников с мундштуками различной ширины. Каждый наконечник со- стоит из мундштука со смесительной камерой, двух разбрызгивателей и охлаждающей пластины. В комплект горелок ГЗУ-З, ГЗУ-4 входит ствол ГС-3. 342
Горелка ГЗМ-З работает на пропан-бутанс и заменителях аце- тилена. В комплект горелки входит ствол ГС-2. Горелка ГВП-ЗМ работает на пропан-бутане, городском газе и сжатом воздухе. В комплект горелки входит ствол ГС-3, наконеч- ник со смесительной камерой и инжектором, стабилизатор горения пламени с завихрителем. Горелка ГВП-5 работает на пропан-бутане и городском газе. В комплект горелки ГАО-2-72 входит ствол ГС-3. В комплект горелки ГВ-1 входит ствол ГС-3. В комплект горелки ГГП-1-66 входят ствол, вихревая камера, завихритель и мундштук. Горелка ГЭП-1А-76 состоит из ствола, наконечника и нагрева- тельного элемента. В комплект горелки ГВПН входит ствол ГС-3. VIII.7. РЕЗАКИ С помощью резаков выполняют разделительную резку металлов, вырезку корня сварного шва и удаляют дефекты сварного соедине- ния или стального литья и проката. Резаки (табл. VIII.17—VIII 23) классифицируют последующим признакам: роду горючего газа — для ацетилена, пропан-бутана, го- родского газа, коксового газа или для жидких горючих — керосина, бензина; принципу действия — инжекторные и безынжекторные; дав- лению кислорода — высокого и низкого давления; виду резки — раз- делительная и поверхностная; назначению — универсальные и специ- ализированные; типу мундштука — с кольцевым подогревом, щеле- вые многосопловые и сетчатые. К универсальным резакам для ручной резки предъявляют сле- дующие требования: небольшая масса и удобство в работе; устойчи- вость против обратных ударов; возможность резки изделий широкого диапазона толщин в любом направлении; образование горючей смеси требуемого состава независимо от изменения давления газа. Инжекторные резаки для ручной кислородной резки изготовляют по ГОСТ 5191—79*Е. Воздушно-дуговые резаки для ручной резки выпускаются по ГОСТ 10796—74* с угольными, графитовыми и графитированными электродами. Резак инжекторного типа «Факел» для вырезки деталей круглой формы комплектуется циркульным устройством, укрепленным на опорной тележке. В комплект резака входят мундштуки: внутренние № 2—4 и наружные № I, 2 (рис. VIII.17). 343
VIII.17. Технические характеристики резаков для кислородной резки Марка Толщина разрезае- мого ме- талла, мм Расход газа, Ы0—3м«/с Давление газа, кПа Габарит, мм Масся, кг кислорода ацетилена пропан-бута- на кислорода аце- тиле- на про- паи- бутаца РПК-2 РПА-2 РПА-2-72 РАП-1 с мунд- штуком № 1 — 20,83 20,83 5—20,83 1,527—2,083 0,334 0,334 0,25 0,416—0,55 1111 1200 800—1200 800—1200 400—600 1 1 1 — 1350x170x150 1350X170X150 1400x260x200 640X72X120 2,5 2,4 2,53 1,2 РЛП-1 с мунд- штуком № 2 — 2,5-5 0,416—0,55 — 400—600 1 — 640X72X120 1,2 РПК-2-72 РАП-62 с мундштуком № 2 2—5 5—20,83 2,5-5 4,16—5,55 — 800—1200 100—600 1 — 1400x260x200 690x120x70 2,53 1,2 РАП-62 с мунд- штуком № 1 2-6 1,53—2,08 0,416-0,55 — 100—600 1 — 690X120X70 1,2 РАЗ-55 РГМ-70 «Факел* «Пламя 62» РАР-66 «Маяк 1» «Маяк 2» РАЛ-1 РЗЛ-1 РЗР-2 0 37 3-50 3—300 3—300 3—300 3—350 3—350 50—300 100—400 300—800 1,194—2,027 0,83—2,22 0,83—11,1 0,83—11,6 8,88 0,5—11,1 0,69—11,1 2,8—11,1 4,16—13,8 12,2—31,9 0,138— 0,194 0,083—0,167 0,11—0,33 0,16—0,33 0,334 0,11—0,36 0,33 0,194 0,083—0,22 0,445—0,55 0,694—1,94 450 300—500 300—1200 390-1400 1500 300—1200 1400 400—1200 350—1200 500—750 5 1 1 1 1 1 1 1 20 330 50 370 (длина) 262x160x43 535x72x159 550x64x160 650 (длина) 550 (длина) 500 (длина) 863 (длина) 813 (длина) 100X470X195 0,6 0,54 1,05 1,5 1,2 1,78 1,25 1,25 1,2 5,5 VIII.18. Технические характеристики вставных газовых резаков Марка Тип горелки Толщина разрезаемого металла, мм Расход. Ь10"3 м’/с Давление, кПа Длина резака, мм Масса, кг ацетилена кислорода ацетилена кислорода РАТ-70 ГС-3 2—20 0,083—0,11 0,55—0,83 1 200—300 302 0,61 РГМ-70 ГС-2 3—50 0,083—0,16 0,83—2,2 1 300—500 262 0,60 РГ-70 ГС-3 3—70 0,11—0,16 0,83—2,7 1 300-600 282 0,61 РГС-70 ГС-3 3—70 0,11—0,16 0,83—2,7 1 300-600 282 0,57 РАО-70 ГС-3 5-50 0,083—0,16 0,83—2,2 1 300—500 290 0,68 РАО-55 — 5—50 0,11—0.25 0,83—1,95 10 380—800 370 0,7 РАЗ-70 — — 0,11—0,16 1,1—2,7 5 300—600 333 0,62 VII 1.19. Технические характеристики кислородно-керосиновых резаков Марка Номер мундш- тука Толщина раз- резаемого металла, мм Расход, 1-10 3 м’/с Давление. кПа Габарит, мм Масса, кг керосина | кислорода керосина | кислорода РК-62 1 До 20 0,25 1,6 300 500 2 20—50 0,27 2,7 300 700 3 50—100 0,36 5,4 300 900 560X170X 90 1,66 4 100—200 0,54 10 300 900 РК-71 1 3—10 0,22 0,78 150 300 2 10—30 0,22 1,6 150 400 3 30—60 0,25 3,2 150 400 560x160x70 1,57 4 60—120 0,33 4,8 150 500 5 120—200 0,42 7,8 150 SOO
VHI.20. Технические характеристики воздушно-дуговых резаков Марка Рабочий ток. А Номинальный режим рабо- ты ПВ, % Сжатый воздух Размеры электрода, мм Габарит, мм Масса, кг расход, 1.10 3 м3/с давление, кПа РВД-315 480 400 315 60 80 100 | 5,4 400—630 6—10 310X100 0,8 РВДм-315 480 400 315 60 80 100 | 5,4 400—630 6—10 310x100 0,8 РВД-4А 500 350 60 90 } 5,4 400—600 6—12 (длина круглых); 6X12, 8x12 (плоские) 0 130 0,7 РВДу-4А 500 60 5,4 400—630 6—12 (длина круглых); 6x12, 8x12 (плоские) 285X130 0,7 РВДл-1000 1500 1000 50 100 } 10,8—13,5 400—600 250 (длина) 8600x107x50 18,5 *0 43 43 43 43 Л- Е ьэ со X о 43 2 СО СО СО < со to •о СО СЛ ел о о Сл со Сл кэ о О О1 • —1 о сл 1 сл 1 сл т СЛ эг h о х О из —1 р |ИНХ со о о СО о о -50 к 3 и Е 2 о о о о 2 » ж о о о о о X сл сл а 'сл сл "di ,54 ара О •о •о о СО to п о ж ы X -а СП о о о Ю к о tJ X •4 X о о о о о —• Ж <• < о о Оо £ СО о 00 о Ос X 2 со Ос со 3 ЬЗ г 1 1 1 м ь о о О о о S м * X Со СО се ю to Е £ £ £ •— — Е X о гЗ о ьо о ГО о ос о 60 Давление кислорода. СР (А) &> о о о о о кПа О аз . - - — о "ю *ЬО со 'cd Масса, сг сл СЛ
VIII.23. Область применения резаков Марка Назначение резака «Факел» Для ручной резки углеродистой и низколегиро- ванной стали «Пламя 62», «Раке- та-1» Для ручной разделительной резки малоуглеро- дистой и низколегированной стали «Маяк 1», Маяк 2» Для ручной разделительной резки малоуглеро- дистой и низколегированной стали РЛП-62, РАП-1 Для удаления корневых сварных швов и не- больших дефектов в стальном литье РПК-2. РПК-2-72, РПА-2-72 Для удаления местных дефектов на стальных слитках, фасонном литье, устранения дефектов сварных швов и подготовки кромок листов под сварку РАЛ-1, РЗЛ-1 Для ручной разделительной резки сталей из уг- леродистой и низколегированной стали РЗР-2 Для ручной разделительной резки кислородной струей РПА-2 Для удаления кислородной струей местных де- фектов на стальных слитках, устранения де- фектных участков сварных швов и подготовки кромок листов под сварку РГС-70, РГМ-70 Для ручной кислородной малоуглеродистой стали РАТ-70 То же, труб с наименьшим диаметром 45 мм РЛО-70 Для вырезки отверстий РАЗ-70 Для срезания вручную головок заклепок РК-62, РК-71 Для прямо- и криволинейной резки стали РВД-315, РВДм-315, РВД-4А, РВДу-4А, РВДл-1000 Для поверхностной и разделительной резки черных и цветных металлов, обработки литья, подготовки кромок под сварку 348
2 VUI.I7 Газовый резак «Факел» / — головка; 2—кислородный вентиль подогревающего кислорода; 3 — вен- тиль кислорода; 4 — ацетиленовый вентиль; 5 — рукоятка ствола; 6 — кисло- родный штуцер; 7 — ацетиленовый штуцер VI11.18. Плазматрон П В Р-202 / — корпус; 2 — кнопка включения; 3 — сопло VI 11.19. Плазматрон ПВР-402 1 — штуцеры; 2 — корпус; 3 — сопло Для перемещения резака «Ракета-1» в процессе работы и под- держания постоянного расстояния между мундштуком и разрезае- мым металлом предусмотрены опорная тележка с двумя роликами и циркульное устройство для резки по окружности. В комплект ре- зака входят мундштуки; внутренние № 2—5 и наружные № 1,2. В комплект резака «Маяк 1» входит внутренний мундштук № 2 и наружный № 1, а также четыре внутренних и два наружных мунд- штука. В комплект резака «Маяк 2» входят четыре внутренних и один наружный мундштук. Резак РАП-1 по конструкции аналогичен конструкции резака «Маяк 1». В комплект резака входят мундштуки № 1 и № 2. Вставные резаки присоединяют к сварочным горелкам вместо сменных наконечников. Вставной резак состоит из корпуса с венти- лем для кислорода, смесительной камеры, головки с мундштуком и присоединительного узла. В комплект резака РК-71 входят внутренние мундштуки № 1—5 и наружные № 1, 2. Для комплектования газорежущих машин применяют машинные резаки, технические характеристики которых даны в табл. VIII.21. В состав оборудования для плазменной резки входят плазмо- троны (рис. VIII.18, VIII.19). 349
Глава IX. РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА IX.1. ОСОБЕННОСТИ СПОСОБА СВАРКИ. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ Ручная дуговая сварка металлическим покрытым (плавящимся) электродом, отличаясь высокой универсальностью и значительной мобильностью, обусловившими преимущественное использование ее в строительстве, имеет ряд технологических особенностей. Способ позволяет без замены сварочного инструмента и обору- дования (при надлежащем сварочном режиме) выполнять швы раз- личных типов, сечения и назначения, а также вести сварку в любом пространственном положении и в труднодоступных местах. Широкое применение имеет сварка электрической дугой прямого действия. При этом сварщик поддерживает устойчивый процесс свар- ки непрерывной подачей конца электрода в зону горения дуги, не допуская значительных отклонений длины дуги. Наилучшие резуль- таты достигаются при сварке короткой дугой. В этом случае электрод плавится спокойно с небольшим разбрызгиванием, и обеспечивается хорошее проплавление основного металла. Нормальная длина дуги обычно не превышает 0,5—1,1 диаметра электрода. При длинной дуге повышается окисление электродного металла, увеличивается разбрызгивание, снижается глубина провара, шов получается со зна- чительными включениями окислов. При сварке соединений деталей и узлов металлических строи- тельных конструкций и изделий преимущественно используют ме- таллические покрытые электроды (см. гл. V) диаметром 3—6 мм. Основной объем работ выполняют при токе 90—350 А и напряжении дуги 18—30 В. Производительность ручной дуговой сварки существенно уступа- ет производительности механизированных и автоматических способов дуговой сварки, особенно при наложении длинных (более 1 м) швов большого сечения в нижнем положении. Качество швов и сварных соединений, выполненных ручной ду- говой сваркой, в значительной степени зависит от условий работ и производственных навыков сварщиков. В промышленном строительстве ручная дуговая сварка приме- няется: при изготовлении и монтаже строительных и технологических металлических конструкций; при изготовлении закладных частей и деталей и выполнении монтажных соединений элементов арматуры железобетонных конструкций; при сварке стыковых соединений труб 350
и присоединений деталей и узлов технологических, теплотехнических и магистральных трубопроводов; а также при производстве электро- монтажных и санитарно-технических работ. IX.1.1. Электрическая сварочная цепь На процесс дуговой сварки существенное влияние оказывают протяженность и состояние электрической сварочной цепи (рис. IX.1), а также организация рабочего места сварщика (см. гл. XXVII). На заводах и в мастерских рабочее место сварщика преимущест- венно стационарное. Для размещения свариваемого изделия неболь- шого габарита в удобное для сварки положение используется рабо- чий стол (см. рис. IX. 1), к которому присоединен один из проводов электрической сварочной цепи. Вместо рабочего стола часто пользу- ются сборочно-сварочными приспособлениями (кондукторы, кантова- тели и др.), в которых размещают свариваемые детали или конст- рукции. На строительно-монтажных площадках рабочее место сварщика нестационарно и меняется по мере перехода от сварки одной конст- рукции к другой. Протяженность сварочных проводов при этом может достигать 50 м и более. Падение напряжения в такой цепи, превышающее до- пустимые пределы (4—5 %), будет оказывать отрицательное влияние на технологические свойства сварочной дуги. В таких случаях уве- личивают сечение проводов сварочной цепи или устанавливают ис- точники тока на более близком расстоянии от места работы сварщи- ка. Для этих целей наиболее рационально использовать применяемые для строительно-монтажных условий специальные малогабаритные передвижные помещения контейнерного типа — машинные залы, в которых размещают сварочное оборудование (см. гл. VIII). Обыч- но в машзалах устанавливают один источник постоянного тока и один — переменного или один многопостовой (на 3—6 постов) сва- рочный выпрямитель. IX. I. Электрическая цепь при руч- ной дуговой сварке / — рабочий стол; 2— свариваемое изделие; 3 — электрод; 4 — электро- додержатель; 5 — изолированный сварочный провод; 6—источник пи- тания дуги; 7 —сварочный провод; 8 — струбцина 351
IX. 1.2. Особенности сварочной дуги постоянного и переменного тока С помощью источников постоянного тока можно вести сварку при прямой или обратной полярности. Дуга прямой полярности (электрод — «минус», объект сварки — «плюс») обеспечивает более глубокое проплавление основного металла; при дуге обратной поляр- ности повышается скорость плавления электрода. В табл. IX. 1 приведены данные о некоторых технологических особенностях сварочной дуги постоянного и переменного тока. IX.1. Технологические особенности сварочной дуги постоянного и переменного тока Показатель Постоянный ток Переменный ток Прямая полярность Обратная полярность Относительная скорость плавления электрода, % Длина дуги Магнитное дутье 100 Нормильная (0,5-1,1)4, Сильное 110—140 Короткая до 2,5 мм Сильное 100—120 2—4 мм Отсутствует 4> — диаметр электрода. Возникающее при постоянном токе «магнитное дутье» (при токе более 200 Л) может вызвать сильное отклонение и блуждание сва- рочной дуги, вследствие чего увеличивается разбрызгивание, ухуд- шается качество шва и снижается производительность. Большинство современных электродов общего назначения при- годно для сварки на любой полярности тока, вместе с тем имеется ряд марок электродов, предназначенных для сварки на какой-либо одной полярности. Электроды, используемые при сварке на переменном токе, обеспе- чивают вполне устойчивое горение дуги. IX.2. ПОДГОТОВКА МЕТАЛЛА ПОД СВАРКУ К основным операциям подготовки металла под сварку относят- ся: правка и очистка проката; механическая или термическая резка при заготовке деталей и полуфабрикатов; обработка кромок, подле- жащих сварке. 352
Обработка кромок стыковых соединений заключается в отбор- товке их при толщине металла до 4 мм или разделке кромок для создания скоса и притупления при большей толщине металла. Основ- ные данные о сварных соединениях и швах приведены в гл. III. При дуговой сварке повышенные требования предъявляются к чистоте кромок и поверхности прилежащих к ним зон свариваемых деталей. В целях избежания образования в швах пор, шлаковых и других включений торцевые поверхности кромок и прилегающие к ним зоны металла шириной 25—30 мм подлежат очистке от ржавчины, краски, масляных и других загрязнений. Очистку выполняют металлическими щетками, абразивными материалами или инструментом, а также га- зопламенной обработкой. При сборке конструкций, помимо применения инвентарных и дру- гих сборочных приспособлений, кондукторов и кантователей, для фиксации взаимного расположения элементов конструкций и деталей часто используют прихватки (короткие швы), осуществляемые ручной дуговой сваркой. Длина швов-прихваток обычно 50—100 мм. Размеры сечений прихваток не должны превышать */з основных швов (при толщине свариваемого металла более 5 мм). Поверхность прихваток следует зачищать от шлака и загрязнений. При выявле- нии дефектов их удаляют абразивным инструментом и швы выпол- няют вновь. IX.3. ТЕХНИКА И ОБЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ШВОВ В зависимости от формы и взаимного расположения сваривае- мых кромок, размеров поперечного сечения шва и положения его в пространстве при ручной дуговой сварке осуществляют простые или сложные траектории движения рабочим (с горящей дугой) кон- цом электрода (табл. IX.2), которые позволяют: управлять тепловым потоком, охлаждая металл при отводе дуги и увеличивая тепловое воздействие при прекращении движения электрода; выполнять одно- проходные швы различной формы и размеров сечения; уменьшать возможность натека или прожога металла; предотвращать стекание металла при наклонном или отвесном положении сварочной ванны. При перемещении конца электрода вдоль линии соединения без колебательных поперечных движений ширина валика шва не превы- шает 0,8—1,5 диаметра электрода. Поперечные движения конца электрода обеспечивают получение валика увеличенной ширины. 23-194 353
IX.2. Основные виды траекторий движения рабочего конца электрода при ручной дуговой сварке Вид траектория Характеристика и назначение Прямолинейное движение без поперечных колебаний для наложения узких (ниточных) валиков шва. Применяется при сварке тон- кого металла, сварке первого слоя много- слойного шва и подварке дефектов Возвратно-поступательные движения. Ко- роткие колебания, используемые для неко- торого увеличения ширины шва, способст- вуют дегазации ванны и улучшению внеш- него вида шва. Длинные колебания необхо- димы при сварке в потолочном и вертикаль- ном положениях длммд Движения, используемые для увеличения ширины шва. Применяются при сварке в мллллд нижнем положении стыковых соединений без разделки кромок и при наплавке охптг Движения, способствующие прогреву одной из кромок, например при сварке металла разной толщины Движения, обеспечивающие усиленный про- грев корня шва В» Движения, способствующие усиленному про- греву кромок и корня шва. Используются при сварке стыковых соединений со скосом двух кромок и угловых соединений в ниж- нем и вертикальном положениях Движения, дающие возможность сильно прогреть обе кромки. Применяются при сварке угловых швов WAWr ЯЯЛЯЛЛ' * 00 «9 95 О? 00 00 Движения, обеспечивающие хороший про- грев кромок. Используются при сварке стыковых и угловых швов за один проход 354
При уширенном валике в расплавленном состоянии находится значительное количество металла, который застывает медленнее, чем при узком шве. Это существенно влияет на газонасыщенность метал- ла шва, а также на структуру шва и зоны термического влияния. Наилучшие результаты получаются при ширине валика шва, равной 2—3 диаметрам электрода. IX.3.1. Основные параметры режима ручной дуговой сварки Такими параметрами являются: ток /св и скорость осв. Величина тока в наибольшей степени определяет тепловую мощ- ность дуги. С увеличением тока возрастают длина и ширина свароч- ной ванны, а также глубина проплавления металла. При назначении тока учитывают толщину свариваемого металла, диаметр электрода, тип шва и положение его в пространстве, род и полярность тока. Диаметр электрода подбирают с учетом толщины металла: толщина металла, мм 1—2 диаметр электрода, мм................... 1.5—2 6-12 3 3-4 4-5 13 и более 5-8 3 Величину тока можно подсчитать, пользуясь эмпирическими фор- мулами: св = Kd3 или /CB=(2O±6d3)do. где —Диаметр электрода, мм; К— коэффициент, зависящий от диаметол электрода н имеющий следующие значения; диаметр электрода, мм........ 2 3 4 5 6 К................... 25—30 30—45 35—50 40-55 45 -60 Напряжение дуги при ручной дуговой сварке изменяется в узких пределах (20—36 В) и при расчетах режима не регламентируется. Скорость сварки ''св = ан ГСВ^' где а н— коэффициент наплавки, г/А*ч; F — площадь поперечного сечения однопроходного шва, ям1; у —плотность наплавленного металла, г/см\ В табл. 1Х.З приведены ориентировочные данные режимов руч- ней дуговой сварки стыковых соединений (в нижнем положении) металла различной толщины. 23* 355
IX.3. Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений Толщина Диаметр Сварочный Толщина Диаметр Сваренный металла. электрода. ток, Л металла. электрода. ток, А ММ ММ мм ММ 1-4 1.5 25—40 6—12 4 160—200 2 60—70 5 220—280 3 3 100—140 13 и более 5 220—280 4-5 3 4 100—МО 160—200 6 7 8 280—340 350—400 420—480 IX.3.2. Сварка швов в различных положениях В зависимости от положения в пространстве существенно изме- няются процесс образования валика шва, его внешний вид и качест- во, а также производительность сварки. Для получения заданной формы шва с учетом охлаждения и за- твердевания металла назначают соответствующие режим и технику сварки (табл. 1Х.4). Колебания электрода (поперечные, продольные или комбинированные) позволяют рассредоточить тепловой поток на сварочную ванну, охлаждая металл при отводе электрода с того или иного участка наклонной ванны и тем устраняя течение металла в нежелательном направлении. При задержке электрода достигается более глубокое проплавление основного металла. IX.4. Особенности ручной дуговой сварки швов в различных положениях Положение шва (эскиз) Особенности процес- сов сварки Диаметр электрода, мм Относи- тельная величина тока, % Нижнее С Наиболее удобное положение для сварки всех типов соединений. Кап- ля электродного металла переходит в сварочную ванну под действием си- лы тяжести, при этом шлак и дру- гие загрязнения всплывают на по- верхность. Сварку выполняют дугой нормальной длины. 3-8 1С0 '////>. 356
Продолжение табл. IX.4 Положение шва (эскиз) Особенности процес- сов сварки Диаметр электрода, мм Относи- те л ьпия величина тока. % Шов имеет мелко- чешуйчатую по- верхность. Каче- ство швов наилуч- шее, производи- тельность наи- большая Верти- кальное 1 1 15-45° Процесс сварки затруднен, так как капля расплав- ленного металла стремится стечь вниз. Сварку ведут короткой дугой. Используются два способа: сварка снизу вверх, обес- печивающая глу- бокое проплавле- ние кромок, и по- лучение швов боль- шого сечения. При- меняется при свар- ке металла сред- ней и большой тол- щины; сварка сверху вниз, соз- дающая неглубо- кое проплавление кромок. Использу- ется при сварке первого слоя шва и при тонком ме- талле (до 3 мм) Не более 4 85-90 Горизон- тальное Процесс сложнее сварки в верти- кальном положе- нии из-за наклон- ного состояния сварочной ванны и возможности под- реза верхней кром- ки. Сварку ведут короткой дугой. Не более 4 85-90 357
Продолжение табл. JX.4 Положение шва (эскиз) Особенности процес- сов сварки Диаметр электро- да, мм ОТНОСИ- тельная величина тока, % При стыковом сое- динении скос кром- ки обычно делают у верхнего элемен- та. При нахлесточном соединении про- цесс упрощается, так как сварочная ванна удерживает- ся кромкой нижне- го элемента Не более 4 85-90 Потолоч- ное Процесс наиболее сложный для вы- полнения. Для уменьшения объе- ма сварочной ван- ны и предотвра- щения вытекания из нее - металла сварку осуществ- ляют максималь- но короткой дугой. Производитель- ность процесса ми- нимальная То же 80-85 Для различных положений шва в пространстве режим сварки назначают с учетом марки применяемого электрода (табл. IX.5). IX.5. Режимы ручной дуговой сварки швов в различных положениях Марка электрода Диаметр электрода, мм Сварочный ток, А, для положения шва нижнего вертикал иного потолочного лно-з 3 100—140 90-110 100—120 ЛИО-4 4 170-200 140—160 140—170 5 200—270 150—170 — 0 270—320 — — 358
Продолжение табл. IX.5 Марка электрода Дпаме.р элехтрода, мм Сварочный ток, А. для положения шва нижнего вертикального ПОТОЛОЧНОГО АНО-6 3 100-150 90-120 90-130 4 160-210 150—180 130—180 5 180—270 150—180 — 6 280-350 — — СМ-11 3 100—130 90—130 90-110 ДСК-50 4 160—200 140—180 140-180 5 220—240 180—220 — УОНИ 13/45 3 80—100 60—80 70—90 УОНИ 13/55 4 130—160 100—130 120—140 5 170—200 140—160 — 6 210—240 — — IX.3.3. Сварка стыковых швов Стыковые соединения без скоса кромок сваривают уширенным швом с одной или двух сторон стыка. Стыковые соединения с разделкой кромок выполняют однослой- ными (однопроходными) или многослойными (многопроходными), в зависимости от толщины металла и формы подготовки кромок (рис. IX.2). Рекомендации по числу слоев стыковых многослойных швов приведены в табл. IX.6. Сварку многослойных швов начинают, тщательно проваривая корень шва электродом диаметром не более 4 мм, а последующие швы наплавляют уширенными валиками, используя электроды боль- шего диаметра. IX.2. Сварка стыковых швов а—г— формы поперечных сечений швов; 1—7 — порядок выполнения сло- ев шва; 0 — подварочный шов 359
В ответственных конструкциях корень шва удаляют вырубкой зубилом или газовым резаком для поверхностной резки (см. гл. VIII), а затем накладывают подварочный шов. IX.6. Число слоев при сварке стыковых и угловых швов Толщина сва- риваемого ме- талла, мм Число слоев в швах: стыковых угловых 18—20 5—6 5-6 IX.3.4. Сварка угловых швов Наилучшие результаты при сварке угловых швов обеспечивают- ся при установке плоскостей соединяемых элементов в положение «в лодочку» (рис. IX.3, а), т. е. под углом 45° к горизонтали. При этом достигается хорошее проплавление угла и стенок элементов без опасности подреза или непровара, а также создается возможность наплавлять за один проход швы большого сечения. Однако не всегда можно установить соединяемые элементы в положение «в лодочку». В ряде случаев соединяемые элементы занимают иное (см. рис. IX.3, б— г) положение в пространстве. Сварка таких угловых швов сопровождается дополнительными сложностями, так как возможны непровары вершины угла соединения или горизонтальной степки, а так же подрезы стенки вертикального элемента. В этих случаях катеты однослойного углового шва не должны превышать 8 мм. Швы с катетами свыше 8 мм выполняют в два слоя и более (см. табл. IX.6). Угловые швы таврового соединения с двумя симметричными скосами одной кромки (см. рис. IX.3, г) сваривают в один слой или в несколько слоев в зависимости от толщины свариваемого металла. Технология сварки угловых швов в вертикальном и потолочном положениях существенно не отличается от сварки стыковых швов со скосом кромок. Для обеспечения необходимого провара вершины угла первый слой выполняют электродами диаметром 3—4 мм. При сварке угловых швов нахлесточных соединений нельзя до- пускать излишнего проплавления (подреза) кромки верхнего элемен- та и наплыва металла (при недостаточном сплавлении) на плоскость нижнего элемента. 360
IX 3. Сварка угловых швов а—г — формы поперечных сечений швов и положение деталей при сварке; 1—4 — порядок выполнения слоев шва IX.3.5. Сварка тонколистового металла При дуговой сварке на весу стыковых соединений из металла толщиной 0,5—3 мм возможно сквозное проплавление дугой кромок с образованием отверстий, трудно поддающихся последующему ис- правлению. Вместе с тем из-за ограниченной возможности регулиро- вания тепла дуги прямого действия помимо прожогов в таких швах обнаруживаются непровары, шлаковые включения и другие дефекты. Для обеспечения необходимого качества сварки тонколистовой стали применяют отбортовку кромок, временные теплоотводящие подкладки, остающиеся стальные подкладки или расплавляемые эле- менты, электроды со специальным покрытием, специальное сварочное оборудование. Сварку с отбортовкой кромок выполняют главным образом на постоянном токе металлическим или угольным электродом. Хорошие результаты достигаются при установке кромок в наклонное положе- ние (45—65°) и при сварке на спуск. Для подбора диаметра металлического электрода и тока при сварке стыковых соединений из тонколистовой стали можно пользо- ваться данными табл. IX.7. При сварке нахлесточных соединений ток увеличивают на 10—15, при сварке тавровых соединений — на 15— 20%. Угольный электрод применяют диаметром 6—10 мм, сварочный ток должен быть 120—140 А, полярность прямая. В качестве временных теплоотводящих подкладок используют массивные медные и бронзовые плиты (бруски). Сборку осуществля- ют без зазора, обеспечивая плотное прилегание свариваемых листов к подкладке. Для стыковых соединений применяют стальную остающуюся подкладку, если это допускается проектом. Сварку ведут с проплав- лением элементов из тонколистовой стали и приваркой их к стальной подкладке. Применяют также присадочный пруток или стальную 361
полосу, укладываемые вдоль свариваемых кромок, которые расплав- ляют дугой вместе с кромками основного металла. Для сварки на малых токах используют электроды со специаль- ным покрытием (марок ОМА-2, МТ-2 и др.) и постоянный ток об- ратной полярности. При этом применяют источники питания дуги с повышенным напряжением холостого хода, допускающие регули- рование малых токов (например, преобразователь ПСО-120, выпря- мители ВКСГ-30, ВД.-101 и др.). IX.7. Режимы ручной дуговой сварки стыковых соединений из тонколистовой стали Толщина металла, мм Диаметр электрода, мм Свароч- ный ток, А Толщина металла, мм Диаметр электрода, мм Сваро ный ток, А 0,5 1 1,5 1 1,6-2 2 10-20 30-35 35-45 2 2,5 2,5 2,5-3 50-65 65—100 IX.3.6. Сварка швов различной протяженности По протяженности швы делят на короткие (250—350 мм), сред- ние (350—1000 мм) н длинные (свыше 1000 мм). а) б) в) 7 5 3 2а 4а 1Г 10 2 1 4 JX.4. Сварка швов различной протяженности (J —короткий шов; б — средний шов; в—д — длинные швы; I, Н—слои шва? 1—Ю — порядок и направление сварки участков шва; А — общее направление сварки [«<««<«<««<««(<«<<<«(««««(<«<<«(<«(<< <<«<«<€<««««(««««(<«««<««<<««« 862
Короткие швы сваривают напроход, т. е. при неизменном на- правлении сварки, от одного конца шва к другому (рис. 1Х.4,а); швы средней длины — от середины соединения к концам (см. рис. IX.4, б); длинные швы — обратноступенчатой сваркой, при которой сварной шов выполняется следующими один за другим участками в направлении, обратном приращению шва (см. рис. IX.4, в). Длина ступени (участка) принимается в пределах 100—350 мм, причем бо- лее короткие ступени назначают при сварке тонкого металла и более длинные — при сварке толстого металла. Обратноступенчатая сварка ведется преимущественно при общем направлении А от середины к концам и может выполняться одним или двумя сварщиками (см. рис. 1Х.4, г, участки 1 и 1а, 2 и 2а и т. д.). При многослойных швах (см. рис. IX.4, д) также используется обратноступенчатая сварка, при этом смежные участки вышележа- щих слоев выполняют в направлении, обратном сварке нижележащих швов. Концы швов смежных участков должны быть смещены относи- тельно друг друга на 25—30 мм. IX.3.7. Сварка металла большой толщины С увеличением толщины металла (20 мм и более) в сварных соединениях заметно возрастают объемные сварочные напряжения, которые создают опасность возникновения и развития в швах тре- щин. Во избежание указанных явлений швы толстолистовой стали выполняют следующими способами (рис. IX.5): двойным ш в о м, при котором на участке длиной 250—300 мм наплавляют первый слой шва, немедленно очищают его от шлака и по неостывшсму (не ниже 150—200 °C) первому слою наплавляют второй слой. В такой же последовательности выполняют шов на последующих участках соединения; блоками, при котором многослойный шов выполняют отдель- ными участками на полное его сечение; каскадом, при котором каждый последующий участок много- слойного шва перекрывает весь предыдущий его участок или его часть. Каждый из указанных способов может осуществляться с раз- бивкой на секции по длине шва. При каскадной сварке длину секций назначают: для стыковых соединений со скосом кромок — 200—300 мм; с двумя симметричны- ми скосами кромок — 500—800 мм. При этом каждый слой секции делят на ступени длиной 150—200 мм и выполняют их обратносту- пенчатой сваркой. С увеличением толщины металла длину секций уменьшают. 363
0) IX.5. Сварка металла большой толщины с—двойным слоем; б —блоками; в — каскадом: I—III — участки шва; t—S— последовательность и направление сварки слоев шва Металл толщиной 30 мм и более наиболее целесообразно свари- вать одновременно с двух сторон соединения, для чего свариваемые элементы должны находиться в вертикальном положении. Сварку вертикальных стыковых соединений с двумя симметрич- ными скосами кромок начинают с верхней части (рис. IX.6, а, б). При работе двух сварщиков один выполняет первый способ секции шва на своей стороне, после чего с обратной стороны соединения произ- водят вырубку корня этого шва. Затем оба сварщика одновременно выполняют (с обеих сторон) все слои данной секции. В таком же порядке сваривают все последующие слои шва. Сварку ведут по горячему (иеостывшему) предыдущему слою с предварительной очисткой его от шлаков и загрязнений. Горизонтальные швы большой протяженности (см. рис. IX.6, г, д), при подготовке кромок (два симметричных скоса одной кромки, обычно верхней) делят на участки с таким расчетом, чтобы два сварщика могли сваривать двусторонний шов на таком участке в течение одной смены. IX.4. СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРИ РУЧНОЙ дуговой сварке Сварка электродами с повышенным коэффициентом наплавки. При увеличении в рутиловом покрытии электродов содержания же- лезного порошка с 20 до 50—60 % (см. гл. V) производительность сварки в нижнем положении возрастает примерно в 1,5—2 раза. К таким электродам относятся АН-1, ОЗС-З, ЗРС-1 и др., использо- вание которых существенно повышает производительность свароч- ных работ. Сварка с глубоким проплавлением. При этом способе (табл. IX.8) сварку ведут при опирании козырьком покрытия электрода на кром- 364
IX.6. Последователь- ность сварки верти- кальных (а—в) и го- ризонтальных (г, д) швов большой тол- щины 1св, 2с в—первый и второй сварщики; /'— 4' — прокладки; /—3 и 1а—За — порядок выполнения слоев шва ки свариваемого металла (рис. IX.7), используют электроды (напри* мер, марки ОЗС-З) с повышенной толщиной покрытия. Масса по- крытия 60—80 % массы стержня при отношении диаметра электрода к диаметру стержня 1,5—1,6. Положение электрода при сварке угловых и стыковых швов приведено на рис. 1Х.7, а, 6. Наклон электрода к линии шва под 365
IX.7. Схемы сварки а, б—с —глубоким проплавлением; в —трехфазной дугой углом 70—80° обеспечивает вытеснение жидкого металла из свароч- ной ванны в сторону валика давлением дуги, давая возможность тепловому потоку дуги воздействовать на более глубокие слои ос- новного металла. В результате глубина проплавления возрастает, уменьшается доля электродного металла в металле шва, чем и обес- печивается повышение производительности. IX.8. Характеристика сварки с глубоким проплавлением стыковых соединений без скоса кромок Вид сварки Толщина металла, мм Зазор, мм Диаметр электро- да. мм Глубина проплавле- ния, мм Ток, А Односторон- 4 1 5 4—5 200 НЯЯ 6 1,5 6 8 250 8 2 6 6 350 Двухсторонняя 8 1 6 5—7 380—420 12 1,5—2 6—7 7—9 450-550 16 1,5-2,5 6-7 9-12 450—550 Процесс позволяет выполнять одностороннюю сварку стыковых соединений без разделки кромок металла толщиной до 8—10 мм и двустороннюю сварку металла толщиной до 16—18 мм. Сварка трехфазной дугой. Такая сварка (рис. IX.7, в) заключа- ется в том, что к двум электродам и свариваемому металлу подво- 366
дится ток от трех фаз источника переменного тока. В процессе сварки действуют трн одновременно горящие сварочные дуги: две между электродами и основным металлом и одна между электродами. Ко- личество выделяемого при этом тепла и соответственно производи- тельность возрастают по сравнению со сваркой однофазной дугой в 2—3 раза. Для сварки трехфазной дугой используют электроды, состоящие из двух параллельно расположенных стержней с общим покрытием. Конструкция электрододержателей обеспечивает подвод тока раз- дельно к каждому стержню электрода. Ниже приведены диаметр электрода и сила тока, используемые при сварке стыковых и тавровых соединений трехфазной дугой: толщина свариваемого ме- талла. мм............... 10 диаметр электродов, мм . 5—5 сварочный ток на один электрод. А................... 200 —250 25-30 6—6 330—350 Более 30 8-8 380—100 Сварку выполняют ручным и механизированным способами. Ме- талл шва имеет достаточно хорошие механические свойства. Питание трехфазной дуги осуществляют от двух обычных трансформаторов, соединенных в треугольник, либо от трех однофазовых трансформа- торов (см. гл. VI). Сварка наклонным электродом. При этом способе дуговой свар- ки покрытый электрод располагают наклонно вдоль свариваемых кромок, опираясь на них козырьком (втулкой) рабочего конца, и по мере расплавления электрода под действием силы тяжести или пру- жины дуга перемещается по линии шва. Простейшее приспособление (штативного типа) для этой цели состоит (рис. IX.8) из стойки, электрически изолированной от сва- риваемого металла, и обоймы с прикрепленным к ней проводом от источника сварочного тока. Обойма свободно скользит по стойке. Обычно дугу возбуждают замыканием металлического стержня электрода со свариваемым металлом с помощью угольного электро- да, после чею горение дуги и плавление электрода происходит без участия сварщика. При этом способе сварки применяют также пружинные приспо- собления или комбинированные устройства. Для фиксирования базы штанги или пружинного приспособления используют струбцины или постоянные магниты. Электроды имеют следующие размеры: при диаметре 4—8 мм длину 450—1000 мм; при диаметре 6—10 мм длину 700—1200 мм. Угол наклона электрода при штативном приспособлении 25—30’, при пружинном 5—10°. Сварочный ток подбирают из расчета 40— 45 А на 1 мм диаметра электрода. 367
IX. 9 Схема сварки наклонным электродом 1 — шов; 2 — дуга; 3 — электрод; 4 — обойма; 5 — стойка IX.9. Схема сварки лежачим элект- родом / — шов; 2 — дуга; 3 — электрод; 4— контакт; 5 — слой бумаги 6 — медная облицовка накладки; 7 — стальная накладка Длинномерные швы выполняют несколькими приспособлениями, установленными вдоль свариваемых кромок. Один сварщик может одновременно обслуживать до 4 постов, при этом производительность по сравнению с ручной сваркой воз- растает в 2,5—3 раза. Сварка лежачим электродом. При этом способе (рис. IX.9) по- крытый плавящийся электрод укладывают вдоль свариваемых кро- мок. Дуга зажигается дополнительным угольным электродом или другим способом. Устойчивое горение дуги обеспечивается за счет явления саморегулирования электрического режима в сварочной це- пи (см. гл. VI). По мере плавления электрода образуется сварной шов. Применяемые при этом способе электроды состоят из металли- ческого стержня, нанесенного на него слоя покрытия и наружной неэлектропроводящей оболочки круглой или другой формы с про- дольным пазом, служащим для стабилизации процесса. При диамет- ре электрода 4 и 8 мм толщина покрытия составляет соответственно 1,5 и 3 мм, длина электродов 700—900 мм. Ток подводится с помощью контактов, устанавливаемых через каждые 500—800 мм. В местах установки контактов на электродах зачищают слой покрытия. Для получения длинных швов стержни электродов соединяют между собой металлическими вставками. Многослойную сварку выполняют, укладывая три электрода или более (см. рис. IX.9, в) в разделку кромок или в угол при положе- нии <в лодочку». Ток к электродам подается от нескольких источни- ков Для устойчивости процесса электроды покрывают стальной на- кладкой, облицованной слоем листовой меди, под которую уклады- вают слой бумаги, предохраняющий накладку от подгорания. При сварке одиночными электродами со стандартным покрытием также необходимо пользоваться указанными накладками. 368
Лежачим электродом можно вести сварку под флюсом, для че- го электродную проволоку укладывают вдоль свариваемых кромок на слой флюса толщиной 3—6 мм с последующей засыпкой слоем флюса нормальной толщины. Ток подводят к проволоке с помощью контактных устройств. Сварка лежачим электродом позволяет сварщику обслуживать одновременно несколько постов, чем обеспечивается повышение про- изводительности труда. Глава X. ЭЛ ЕКТРОДУГОВАЯ МЕХАНИЗИРОВАННАЯ И АВТОМАТИЧЕСКАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ Х.1. СУЩНОСТЬ СПОСОБА При этом способе сварки (рис. Х.1) электрическая дуга горит между концом электродной (сварочной) проволоки и свариваемым металлом под слоем гранулированного флюса. Ролики специального механизма подают электродную проволоку в дугу. Сварочный ток, переменный или постоянный прямой или обратной полярности от ис- точника подводится скользящим контактом к электродной проволоке и постоянным контактом — к изделию. Сварочная дуга горит в га- зовом пузыре, образованном в результате плавления флюса и метал- ла и заполненном парами металла, флюса и газами. По мере удале- ния дуги расплавленный флюс при остывании образует шлаковую корку, которая легко отделяется от поверхности шва. Флюс засыпа- ется впереди дуги из бункера слоем толщиной 40—80 и шириной 40—100 мм (чем больше толщина свариваемого металла и ширина шва, тем больше толщина и ширина слоя флюса). Масса флюса, идущего на шлаковую корку, обычно равна массе расплавленной сварочной проволоки. Нерасплавившаяся часть флюса собирается специальным пневмоотсосом в бункер и повторно используется. По- тери металла на угар и разбрызгивание при горении дуги под флю- сом значительно меньше, чем при ручной дуговой и сварке в защит- ных газах. Расплавленные электродный и основной металлы в сварочной ванне перемешиваются и при кристаллизации образуют сварной шов. В промышленности преимущественное применение находит спо- соб сварки проволочными электродами (сварочной проволокой). Однако в некоторых случаях сварку и особенно наплавку целесооб- разно выполнять ленточными или комбинированными электродами (рис. Х.2). Лента, применяемая для этих электродов имеет толщину до 2 мм и ширину до 40 мм. Дуга, перемещаясь от одного края лен- 24 —194 369
Х.1. Схема сварки под флюсом / — источник сварочного тока; 2 — скользящий контакт (токоподвод); 3—по- дающие ролики; 4 — электродная проволока; 5 — газовый пузырь; 6 — флюс; 7 — расплавленный флюс; 8 — затвердевший шлак; 9 — свариваемый (основ- ной) металл; 10 — сварочная ванна; //—сварочная дуга; »под> vcb — скоро- сти подачи электродной проволоки и сварки; h — глубина проплавления ос- новного металла Х.2. Схемы ленточных (а—в) и (г) — комбинированного (проволока и гнутая лента) электродов и поперечных сечений швов, выполненных этими электро- дами 370
ты к другому, равномерно оплавляет ее торец и расплавляет основ- ной металл. Изменяя форму ленты, можно изменить и форму попе- речного сечения шва, достигая повышенной глубины проплавления по его оси (см. рис. Х.2, б) или получая более равномерную глубину проплавления по всему сечению шва (см. рис. Х.2, в). Ленточный электрод целесообразно использовать при сварке корневых швов стыковых соединений на весу при зазорах свыше 1 мм, при сварке последних слоев широкой части разделки, при сварке толстого ме- талла. При сварке корневых швов по отношению к оси стыка лента может располагаться под углом от 30 до 90э в зависимости от зазо- ра между кромками. Для повышения производительности сварки стыковых с раздел- кой кромок и угловых швов, где требуется повышенное количество наплавленного металла, в разделку до начала сварки или в процессе сварки специальным дозирующим устройством засыпают рубленую сварочную проволоку (крупку). Сварку с порошковым присадочным металлом ППМ см. в гл. XV и XIX. Длина кусков крупки не превы- шает диаметра проволоки, из которой ее изготовляли. Этой же цели служит и сварка с увеличенным до 100 мм вылетом электрода. Это позволяет на 50—70 % увеличить количество наплавляемого метал- ла. Однако при этих способах сварки снижается глубина проплавле- ния основного металла. Наиболее часто сварку ведут одним электродом или одной ду- гой. Для расширения технологических возможностей способа и по- вышения производительности сварки можно использовать две одно- временно горящие дуги и более. При двухэлектродной сварке (сварке сдвоенным, расщепленным электродом) применяют две электрод- ные проволоки (рис. Х.З, а), одновременно подаваемые в зону свар- ки обычно одним механизмом подачи. Питание дуг сварочным током производится от одного источника. При расстоянии между электро- дами до 20 мм две дуги горят в одном газовом пузыре, образуя единую сварочную ванну. Электроды могут располагаться поперек (см. рис. Х.З,б), вдоль стыка кромок или занимать промежуточное положение. В первом случае возможна сварка при увеличенных за- зорах в стыке между кромками, при сварке отдельных слоев много- слойных швов, при наплавке. При последовательном расположении электродов глубина проплавления увеличивается. При двухдуговой сварке (см. рис. Х.З, в) каждый электрод при- соединен к отдельному источнику постоянного, переменного тока или ду|и питаются разнородными токами. Образовавшиеся две дуги мо- гут гореть в одном газовом пузыре. Электроды располагаются пер- пендикулярно свариваемой поверхности (углы а> — а2 = 90°) или наклонно в плоскости, параллельной направлению сварки. При откло- нении первой дуги на угол а2 растет глубина прославления, опреде- 24 371
Х.З. Схемы двухэлектродной (а) и двухдуговой (в) сварки под флюсом и расположение электродов при двух- электродной сварке относительно сты- ка кромок (б). Стрелками указано на- правление сварки ляемая этой дугой; при отклонении второй дуги на угол <Xi увеличи- вается ширина шва, определяемая этой дугой, благодаря чему мож- но избежать подреза по кромкам шва (подробнее см. ниже). Сварка по такой схеме дает возможность резко повысить скорость, а значит производительность процесса. При увеличенном расстоянии между электродами дуги горят в раздельные сварочные ванны. Обычно в таком случае электроды располагаются перпендикулярно поверхно- сти изделия. Сварка по этой схеме позволяет уменьшить вероятность появления закалочных структур в металлах шва и околошовной зо- ны при сварке закаливающихся сталей и толстого металла. Это объясняется тем, что первая дуга не только формирует шов, но и выполняет как бы предварительный подогрев, который уменьшает скорость охлаждения металлов шва и околошовной зоны,, после прохода второй дуги. Вторая дуга частично переплавляет первый шов и термически обрабатывает его. Варьируя необходимым свароч- ным током для каждой дуги и расстоянием между ними, можно по- лучать требуемый термический цикл сварки и таким образом регули- ровать структуры и свойства металла сварного соединения. Сварка под флюсом может выполняться автоматически или механизированно. Х.2. ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ Сущность процесса сварки под флюсом определяет его особен- ности по сравнению с ручной дуговой сваркой. Производительность по сравнению с ручной сваркой увеличива- ется в 5—12 раз. При сварке под флюсом ток по электродной прово- 372
'Х.4. Зависимость количества на- плавленного электродного металла от силы сварочного тока и диамет- ра электрода d локе проходит только в ее вылете (место от токоподвода до дуги). Поэтому можно использовать повышенные (25—100 А/мм2) по срав- нению с ручной дуговой сваркой (10—20 А/мм2) плотности свароч- ного тока без опасения значительного перегрева электрода в вылете и отслаивания обмазки, как в покрытом электроде. Использование больших сварочных токов (табл. Х.1) резко повышает глубину про- плавления основного металла и появляется возможность сварки ме- талла повышенной толщины без разделки кромок. При сварке с раз- делкой кромок уменьшается угол разделки и увеличивается величи- на их притупления, т. е. уменьшается количество электродного металла, необходимого для заполнения разделки. Металл шва обыч- но состоит приблизительно на 2/з из переплавленного основного металла (при ручной дуговой сварке соотношение обратное). В ре- зультате вышесказанного растут скорость и производительность сварки '(рис. Х.4). Под флюсом сваривают металл толщиной 2— 60 мм при скорости однодуговой сварки до 0,07 км/ч. Применение многодуговой сварки позволяет повысить се скорость до 0,3 км/ч. Высокое качество металлов шва и сварного соединения достига- ется за счет надежной защиты расплавленного металла от взаимо- действия с воздухом, его металлургической обработки и легирования Х.1. Значения сварочного тока при сварке под флюсом Диаметр 2 3 4 5 6 электродной проволоки, мм Пределы 200-400 300—600 400-800 700—1000 700-1200 сварочного тока, А 373
расплавленным шлаком. Наличие шлака на поверхности шва умень- шает скорость кристаллизации металла сварочной ванны и скорость охлаждения металла шва В результате металл шва не имеет пор, со- держит пониженное количество неметаллических включений. Улуч- шение формы шва и стабильности его размеров, особенно глубины проплавления, обеспечивает постоянные химический состав и другие свойства на всей длине шва. Сварку под флюсом применяют для изготовления крупногабаритных резервуаров, строительных конст- рукций, труб и т.д. из сталей, никелевых сплавов, меди, алюминия, титана и их сплавов. Экономичность процесса определяется снижением расхода сва- рочных материалов за счет сокращения потерь металла на угар и разбрызгивание (не более 3 %, а при ручной сварке достигают 15%), отсутствием потерь на огарки. Лучшее использование тепла дуги при сварке под флюсом по сравнению с ручной сваркой умень- шает расход электроэнергии на 30—40 %. Повышению экономично- сти способствует и снижение трудоемкости работ по разделке кро- мок под сварку, зачистке шва от брызг и шлака. Сварка выполня- ется с применением специальных автоматов или полуавтоматов. Условия работы позволяют сварщику обходиться без щитков для защиты глаз и лица. Повышаются общий уровень и культура произ- водства. Недостатками способа является повышенная жидкотекучесть расплавленного металла и флюса. Поэтому сварка возможна только в нижнем положении при отклонении плоскости шва от горизонтали не более чем на 10—15°. В противном случае нарушится формиро- вание шва, могут образоваться подрезы и другие дефекты. Это одна из причин, почему сварку под флюсом не применяют для соединения поворотных кольцевых стыков труб диаметром менее 150 мм. Кроме того, этот способ сварки требует и более тщательной сборки кромок под сварку и использования специальных приемов сварки. При уве- личенном зазоре между кромками возможно вытекание в него рас- плавленного металла и флюса и образование в шве дефектов. Х.З. ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА СВАРКИ НА РАЗМЕРЫ И ФОРМУ ШВА От геометрических размеров шва в большой степени зависят его свойства. Обычно рассматриваются размеры шва, указанные на рис. Х.5. Площади и Лср являются условными, так как металл шва образуется кристаллизацией расплавленного металла единой свароч- ной ванны. Форма сварного шва оказывает большое влияние на ве- роятность возникновения в нем кристаллизационных трещин и дру- 374
Х.5. Основные размеры шва в по- перечном сечении а — высота усиления; b — ширина шва; h — глубина проплавления; я ГПр — площади шва, образо- ванные за счет расплавления элект- родного и проплавления основного металлов VnQdt*"/^ 0,15\------ Х.6. Зависимость скорости подачи электродной проволоки от силы сва- рочного тока. Флюс АН-348А, сва- рочная проволока марки Св-08. Вы- лет электрода 50 мм, напряжение дуги ‘10—42 В гих дефектов, на прочность и другие свойства металла шва. Напри- мер, при коэффициенте формы провара ф=&/Л==1,3—1,6 вероятность появления в шве кристаллизационных трещин уменьшена. Отношение n—FnplF" + Fap (доля основного металла, участвующая в формиро- вании всего шва) дает некоторое представление о свойствах шва. Например, при сварке высокоуглеродистой стали низкоуглеродистой электродной проволокой при увеличении п в шве будет повышаться содержание углерода, а значит и возрастать его прочность. Размеры и форма шва характеризуются режимом сварки, т. е. совокупностью факторов (параметров), определяющих условия про- ведения процесса сварки. Параметры режима сварки зависят от толщины н свойств свариваемого металла и обычно приводятся в специальных таблицах режимов сварки или в технических услови- ях на сварку конкретного изделия и корректируются при сварке опытных образцов. При отсутствии вышеназванных данных парамет- ры определяются экспериментальным путем. Основным условием для успешного ведения процесса сварки является поддержание стабиль- ного горения дуги. Для этого определенной силе сварочного тока 375
Х.7. Влияние силы сварочного тока /св (а), напряжения дуги Ua (6), скорости сварки Усв (в) и вылета электрода L (г) на основные раз- меры шва X 8. Положение электрода и изде- лия при сварке а, б — сварка углом назад и впе- ред; в, г — сварка на подъем и спуск; а — угол наклона электрода; У св- направление сварки должна соответствовать определенная скорость подачи электродной проволоки (рис. Х.6). Скорость подачи должна повышаться с увели- чением вылета электрода. При постоянном вылете электрода увели- чение скорости подачи уменьшает напряжение дуги. При использо- вании легированных проволок, имеющих повышенное электросопро- тивление, скорость подачи должна возрастать. На рис. Х.7 и Х.8 показано влияние изменения основных пара- метров сварки на основные размеры шва. Закономерности (см. рис. Х.7) относятся к случаю наплавки, когда глубина провара не превы- шает 0,8 толщины основного металла При большей глубине провара ухудшение теплоотвода от нижней части шва приводит к резкому росту провара вплоть до прожога. Наибольшее влияние на форму и размеры шва оказывает сварочный ток. При его увеличении (см. рис. Х.7, а) интенсивно повышаются глубина проплавления и высота усиления шва, а его ширина возрастает незначительно. В резуль- тате интенсивно уменьшается коэффициент формы шва ф. Это по- вышает вероятность образования в шве кристаллизационных тре- щин, ухудшает условия дегазации металла сварочной ванны, что способствует появлению в шве пор. Образующийся резкий переход от усиления шва к основному металлу снижает работоспособность сварного соединения, особенно при динамических нагрузках. Ухуд- 376
шаются отделение шлаковой корки и внешний вид шва. Доля ос- новного металла в металле шва п интенсивно увеличивается. При сварке на спуск (см. рис. Х.8, г) металл сварочной ванны, подтекая под дугу, уменьшает глубину проплавления. Поэтому по- является опасность образования несплавлений и шлаковых включе- ний. Диаметр электродной проволоки оказывает значительное влия- ние на форму и размеры шва особенно на глубину проплавления. Как видно из данных табл. Х.2, при отсутствии источников, обеспе- чивающих необходимый сварочный ток, требуемая глубина проплав- ления может быть достигнута при уменьшении диаметра используе- мой электродной проволоки. ( Х.2. Значения сварочного тока, А, при которых достигается одинаковая глубина проплавления шва при различных диаметрах электродной проволоки Диаметр элект- родной проволо- ки, мм Глубина проплавления, мм з 4 5 6 8 10 12 5 450 500 550 600 725 825 930 4 375 425 500 550 675 800 925 3 300 350 400 500 625 750 875 2 200 300 350 400 500 600 700 Примечание. Использовались флюс АН-348А и проволока мар- ки Св-08. Однако резкое возрастание при этом глубины проплавления при одновременном уменьшении ширины шва снижает и коэффициент формы провара; вероятность образования кристаллизационных тре- щин возрастает. Род и полярность тока также оказывают существенное влияние на глубину провара. По сравнению с постоянным током прямой по- лярности сварка на постоянном токе обратной полярности на 40— 50, а на переменном токе на 25—30 % увеличивает глубину проплав- ления. Изменение температуры изделия в пределах от —60 до 4-350 ° С практически не влияет на размеры и форму шва. При по- догреве изделия до более высокой температуры возрастают глубина и особенно ширина шва. Увеличение угла разделки кромок и зазора между ними уменьшает долю участия основного металла в формиро- вании шва п. Состав флюса, его насыпная масса также оказывают влияние на форму и размеры шва. Использование флюсов с меньшей насыпной массой (например, пемзовидных) уменьшает глубину про- плавления и увеличивает ширину шва. 377
Х.4. ПОДГОТОВКА КРОМОК ДЕТАЛЕЙ И СБОРКА КОНСТРУКЦИЙ ПОД СВАРКУ Подготовка деталей и сборка конструкции для сварки под флю- сом должны выполняться особенно тщательно. Это вызвано жидко- текучестью расплавленного металла и флюса, глубоким проваром. Поэтому требуется соблюдать высокую точность размеров разделки кромок и равномерности зазора между ними. Тип разделок кромок и их размеры, а также условия их сборки и сварки зависят от кон- струкции сварного соединения, состава (марки) свариваемого мате- риала, условий сварки и т. д. и обычно указываются в технических условиях па изготовление конструкций или должны соответствовать ГОСТ 8713—79*. После разметки деталей их вырезают, используя механические способы, газовую или плазменную резку. После этого, если необходимо, разделывают кромки согласно чертежу. Иногда операции вырезки детали и подготовки кромок совмещают. Кромки подготовляют также механическими способами, газовой или плазмен- ной резкой. Перед сборкой деталей свариваемые кромки зачищают по всей длине на ширину 25—30 мм металлическими щетками, шли- фовальными кругами и т. д. от грата, масла и других загрязнений до металлического блеска. Влага и образующийся при пониженных температурах конденсат должны удаляться подогревом или обдувкой горячим воздухом. Особенно тщательно следует зачищать торцы сва- риваемых кромок, предупреждать попадание в зазор между кромка- ми остатков шлаковой корки, грязи и др. При сборке соединения под сварку используют струбцины, скобы и другие приспособления для фиксации кромок в требуемом положении. Для сборки стыка на при- хватках их длина должна быть 50—80 мм, а сечение должно быть около ’/з сечения шва, но не более 25—30 мм2. Расстояние между прихватками 300—800 мм. Прихватки можно заменять сплошным швом небольшого сече- ния («беглым» швом), выполняемым вручную электродом хороше- го качества или механизированно в защитных газах или под флю- сом. Сварку желательно начинать со стороны, обратной «беглому» шву. После сварки поверхность прихваток и «беглого» шва, а так- же кромок зачищают и осматривают. Не допускаются подрезы и трещины, которые следует исправлять выплавкой или вырубкой и подваркой. При сварке прихватки и «беглый» шов должны пол- ностью перевариваться. В начале шва, где возможен непровар, и в его конце, где обра- зуется кратер, если они находятся на краю изделия, устанавлива- ют заходные и выходные планки размером до 100X150 мм с тол- щиной, равной толщине свариваемого металла. При сварке с раз- 378
делкой кромок в заходной и выходной планках кромки также разделывают. Требуемый режим сварки необходимо проверять свар- кой опытных образцов и контролем размеров полученного шва. Перед началом автоматической сварки желательно на холо- стом перемещении автомата проверить правильность направления электрода относительно свариваемых кромок. В процессе сварки по- ложение электрода корректируют с помощью указателей или ко- пиров. При механизированной сварке различных типов сварных соеди- нений держатель полуавтомата может находиться на весу или опи- раться костылем на изделие. Поперечные колебания электрододер- жателем позволяют получить уширенные швы, но глубина провара при этом уменьшается. Качество шва зависит от умения сварщика равномерно перемещать электрододержатель со скоростью, обеспе- чивающей необходимые размеры шва. Х.5. ТЕХНИКА СВАРКИ СТЫКОВЫХ ШВОВ Односторонняя сварка представляет сложную задачу, так как проплавление металла на всю толщину может привести к вытека- нию сварочной ванны и образованию прожога. Для предупреждения этого предусматривают специальные меры. При двусторонней свар- ке задача облегчается тем, что глубина провара в каждом шве меньше толщины металла и расплавленный металл от вытекания из сварочной ванны удерживается нерасплавившейся частью кро- мок. Однако при этом необходима кантовка изделия для сварки второго шва, что не всегда возможно. Сварка на весу (рис. Х.9, а), широко используемая при ручной сварке, редко применяется при сварке под флюсом из-за прожогов или неполного провара кромок в нижней части. Сварка тонколистового металла на медной подкладке (см. рис. Х.9,б), удаляемой после сварки, весьма распространена. Подклад- ку необходимо плотно поджимать к стыку, а для провара корня шва из-за интенсивного теплоотвода и формирования обратного ва- лика в подкладке следует сделать канавку. В этом случае затруд- няется установка стыка вдоль формирующей подкладки. Для улуч- шения формирования обратного валика и предупреждения подплав- лення в канавку предварительно засыпают флюс. Подкладка может быть неподвижной или скользящей. В некоторых случаях можно использовать остающуюся стальную подкладку (см. рис. Х.9, в). Ее толщина составляет до 40 % толщины свариваемого металла (но не более 4—5 мм) при ширине 30—50 мм. Образующийся сварной шов должен частично проплавлять и подкладку. Зазор между подклад- кой (медной или стальной) и кромками не должен превышать 1 мм, 379
о) в) I—II----1 Нчпйгз—। Л. 9. Схема сварки односторонних стыковых швов а — на весу; б — на медной под- кладке: в — на остающейся под- кладке; г — по подварочному шву ill. Схема раскладки проходов при сварке с щелевой разделкой кромок (в слое 3 валика) 1—6 — порядок раскладки проходов Х.10. Схемы сварки на флюсовой подушке а — сварка полотнищ; б — сварка кольцевого шва; /—свариваемые листы (обечайки); 2— флюсовая 5 подушка: 3 — брезентовый рукав; 4 — лоток; 5 — ременная передача; Р — усилие прижатия листов к стел- лажу т. е. необходима тщательная сборка стыка под сварку. Стальную подкладку под стыком обычно закрепляют на прихватках, а это тре- бует кантовки изделия. Кроме того, увеличивается расход металла. Зазор между подкладкой и деталью может служить причиной по- явления трещин в шве при переменных нагрузках. Технологически более удобной является сварка с предваритель- ной подваркой корня шва (см. рис. Х.9,г). Подварочный шов мо- жет выполняться вручную покрытыми электродами или плавящим- ся электродом в защитном газе. Глубина провара достигает */з тол- щины свариваемого металла. При этом требование к равномерности зазора по длине стыка может быть понижено. Сварка на флюсовой подушке (рис. Х.10, а) допускает мень- шую точность сборки стыка под сварку, чем сварка на подкладке. Свариваемые листы укладывают на стеллаж, в котором смонтиро- вана флюсовая подушка. Воздух, подаваемый в брезентовый рукав, поджимает лоток с флюсом. Поджатие может осуществляться с по- мощью эксцентриков, рычагов и т. д. Для предупреждения отжатия свариваемых /.ромок от стеллажа на листы укладывают грузы или используют электромагниты, устанавливаемые снизу вместе с флю- 380
соподжимающим приспособлением. При сварке кольцевых швов из- нутри флюс снаружи поджимается ременной передачей (см. рис. Х.10, б), движение которой обеспечивается за счет трения о поверх- ность изделия. Высокое качество шва обеспечивается при плотном поджатии флюса. Если поджатый флюс лежит неплотно, то в шве образуются протеки и прожоги. Есть рекомендации по применению вместо флюсовой подушки, подушки из рубленой проволоки (крупки) такой же, которую засы- пают перед сваркой в разделку кромок для повышения производи- тельности. Изготовляют крупку из сварочной проволоки диаметром 0,8—2 мм. В этом случае отпадает необходимость в использовании заходных и выходных планок в начале и в конце шва. Возбуждение дуги и окончание сварки осуществляют на слое крупки, который на- сыпают в начале и в конце шва на 5—10 мм выше плоскости сва- риваемых листов. Применение подушки из крупки, усиливая тепло- отвод снизу ванны, изменяет и схему ее кристаллизации. В последнее время получают распространение самоклеящиеся гибкие флюсонссущие ленты, ленты из стекловолокна и т. д. Приме- няют также съемные подкладки одно- или многоразового пользо- вания из спрессованного флюса или другого формирующего мате- риала. Подкладки закрепляют с помощью эксцентриков, рычажных, винтовых поджимов и другими способами. При недостаточно хоро- шем формировании обратного валика при сварке на весу или съем- ных подкладках корень шва вырубают или выплавляют и заварива- ют подварочным швом, Основным способом получения стыковых швов высокого каче- ства является двусторонняя сварка. При этом режим сварки обоих слоев обычно одинаков и обеспечивает равную глубину проплавле- ния, составляющую 60—70 % толщины основного металла. При сварке на весу зазор между кромками не должен превышать 1 мм. При повышенных зазорах следует применять флюсовые подушки или подварку вручную электродами или механизированным спосо- бом в защитных газах. Подварочный шов при сварке основного слоя должен полностью перевариваться. Металл повышенной толщины обычно сваривают с разделкой кромок многослойными швами с одной или двух сторон. При свар- ке с одной стороны наибольшую сложность представляет собой пер- вый проход, техника сварки которого аналогична технике сварки одностороннего однослойного шва. Режим сварки последующих сло- ев должен обеспечивать почти полную переплавку первого слоя. Сварка первого слоя многослойного двустороннего шва проще, так как он, по существу, является подварочным слоем и при сварке по- следующих слоев с этой стороны должен полностью перевариваться. 381
При сварке первых двух слоев электрод должен быть направлен точно по оси разделки во избежание подрезов. Последующие слон сваривают со смещением электродов с оси так, чтобы каждый по- следующий слой перекрывал предыдущий на */3 ширины. Значительное повышение производительности сварки при соеди- нении металлов большой толщины (до 300 мм) достигается при вы- полнении сварки в узкий зазор (щелевая разделка, рис. Х.11). Зазор между свариваемыми кромками находится в пределах 16—36 мм. Сварка по этой схеме позволяет избежать подрезов и общей слабины шва по центру, уменьшить деформации и остаточные напряже- ния в швах. Однако повышаются требования к точности сборки кро- мок, особенно величины зазора б между ними. Сварку осуществля- ют с раскладкой по 2 или 3 валика в каждом слое проволокой диа- метром 2 или 3 мм на режимах, которые подбирают в зависимости от ширины зазора, марки стали и т. п. Х.6. ТЕХНИКА СВАРКИ УГЛОВЫХ ШВОВ Техника сварки угловых швов в некоторых случаях оказыва- ется более сложной, чем стыковых швов, так как установка под- кладки для формирования корня шва затруднена. В зависимости от площади поперечного сечения шва и положения сварки угловые швы можно сваривать без скоса иля со скосом одной из кромок с одной или двух сторон как однопроходными, так и многопроходными шва- ми. Сварку можно выполнять (рис. Х.12) в положении «в лодочку» пли наклонным электродом. При сварке «в лодочку» можно полу- чить однослойный шов или каждый шов в многослойном шве боль- шого сечения, чем при сварке наклонным электродом, где возможен подрез по вертикальной стенке или на верхнем листе. Однако свар- ка «в лодочку» ведется практически на весу, так как применение медных подкладок и флюсовых подушек затруднено. Поэтому зазор между деталями не должен превышать 1,5 мм. При сварке наклон- ным электродом зазор может быть повышен до 3 мм. При увеличен- ных зазорах выполняют ручную или механизированную подварку швом, который переплавляется при сварке основного шва. При по- ложении «в лодочку» техника сварки не отличается от сварки сты- ковых швов с разделкой кромок; за один проход можно сварить шов с катетом до 14 мм. Возможность образования подреза при сварке наклонным элек- тродом ограничивает получение шва с катетом более 6 мм. В этом случае необходимо особенно точно направлять электрод в разделку кромок, Для обеспечения провара При различной толщине сваривае- мых элементов сварку можно осуществлять в несимметричную «ло- дочку» или несимметрично наклонным электродом. Для предупреж- 382
Х.12. Схемы сварки угловых швов а, д — вертикальным электродом соединений таврового <в лодочку» и нахлест» ного; б, в — наклонным электродом таврового и нахлестного соединения; г — последовательность (/, 2) сварки многопроходных швов; е — установка под- кладки П в угловом соединении дения подреза при сварке наклонным электродом его смещают как показано на рис. Х.12, б, в. Последовательность сварки многопроход- ных швов указана на рис. Х.12, г. В нахлесточных соединениях при толщине верхнего листа до 8 мм сварку можно вести вертикальным электродом с оплавлением верхней кромки (см. рис. Х.12, д). Угло- вые соединения можно сваривать вертикальным электродом с мед- ной подкладкой (рис. Х.12, е) или с самоклеящимися гибкими флю- сонесущими лентами. Х.7. ТЕХНИКА СВАРКИ ЭЛЕКТРОЗАКЛЕПОК, ПРОРЕЗНЫХ ШВОВ И ПРИВАРКИ ШПИЛЕК На электрозаклепках обычно выполняют соединения внахлест- ку, втавр, угловые и прорезные. Основной трудностью сварки подоб- ных соединений является обеспечение плотного прилегания поверх- ностей свариваемых деталей. Для предупреждения вытекания рас- плавленного флюса и металла зазор не должен превышать 1 мм. Электрозаклепки можно сваривать с предварительно полученным отверстием в верхнем листе толщиной до 10 мм (рис. Х.13, а) или с проплавлением верхнего листа толщиной до 10 мм (см. рис. Х.13,б). При сварке с отверстием диаметр электрода должен быть равен ’/4—’Д диаметра отверстия. Сварка может сопровождаться подачей электрода в процессе сварки или без его подачи до естест- 383
венного обрыва дуги. В первом случае используют обычные полу- автоматы для сварки под флюсом, во втором — специальные элек- трозаклепочники. При сварке электрозаклепками на полуавтоматах держатель перемещают от одной точки к другой рывком без вы- ключения подачи и сварочного тока. X.I3. Схемы электрозаклепок а, б — выполненных через отвер- стие в верхнем листе и с проплав- лением верхнего листа: в, г — про- резные швы; П—медная подклад- ка Х.14. Схема приварки шпилек / — шпилька; 2 — флюсовая шайба Прорезные швы также могут выполняться с предварительно по- лученными отверстиями удлиненной формы или при проплавлении верхнего листа при его толщине до 10 мм. К тому же типу швов можно отнести и швы, показанные на рис. Х.13, в, г. По существу сварка прорезных швов является сваркой на остающейся подклад- ке. Общим недостатком рассмотренных типов швов является труд- ность контроля их качества, и в частности провара нижнего листа. Для приварки шпилек (рис. Х.14) используют специальные ус- тановки и флюсовые шайбы высотой б—10 мм с наружным диамет- ром 15—20 мм. При диаметре шпильки более 8 мм для облегчения возбуждения дуги привариваемый конец затачивают на угол 90°. При приварке шпилек в вертикальном и потолочном положениях силу сварочного тока снижают на 25—30 % по сравнению со свар- кой в нижнем положении. После обрыва дуги и образования доста- точной сварочной ванны шпилька быстро подается до упора. 384
Глава XI. СВАРКА ОТКРЫТОЙ ДУГОЙ. ПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА И РЕЗКА XI.1. СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ Сварка под флюсом, несмотря на целый ряд положительных ка- честв (см. гл. X), имеет существенный недостаток: она практически выполнима только при нижнем расположении сварного соединения и вследствие этого недостаточно мобильна. В различных пространст- венных положениях значительно удобнее сварка открытой дугой, в первую очередь в защитных газах, а также порошковой проволо- кой, в том числе и без дополнительной защиты дуги (самозащитной проволокой). Этот способ сварки в последние годы находит широкое приме- нение в промышленности и при строительно-монтажных работах. Су- ществует несколько разновидностей дуговой сварки в защитных га- XI. I. Классификация способов дуговой сварки в защитных газах 25—194 385
XI.2. Схемы сварки в защитных га- зах а, б — неплавящимся, плавящимся электродом; /—сварочная дуга; 2 —электрод; 3 — защитный газ; 4— газовое сопло (горелка); 5 — присадочная проволока зах, классификация которых приведена на рис. XI.1. Сущность способа. Сварку можно выполнять неплавящимся, обычно вольфрамовым, или плавящимся электродом (рис. XI.2). В первом случае сварной шов получается за счет расплавления кромок изделия и, если необходимо, подаваемой в зону дуги присадоч- ной проволоки. Плавящийся электрод в процессе сварки расплав- ляется и участвует в образовании металла шва. Для защиты приме- няют три группы газов: инертные (аргон, гелий); активные (углекис- лый газ, азот, водород и др.); смеси газов инертных, активных или первой и второй групп. Выбор защитного газа (табл. XI. 1) определя- ется химическим составом свариваемого металла, требованиями, предъявляемыми к свойствам сварного соединения; экономичностью процесса и другими факторами. Смесь инертных газов с активными рекомендуется применять и для повышения устойчивости дуги, увеличения глубины проплав- ления и изменения формы шва, металлургической обработки расплав- ленного металла, повышения производительности сварки. При свар- ке в смеси газов повышается переход электродного металла в шов (см. табл. XI.5). Смесь аргона с 1—5 % кислорода используют для сварки плавя- щимся электродом ннзкоуглероднетой и легированной стали. Добав- ка кислорода к аргону понижает критический ток, предупреждает возникновение пор, улучшает форму шва. Смесь аргона с 10—25 % углекислого газа применяют при сварке плавящимся электродом. Добавка углекислого газа при сварке уг- леродистых сталей позволяет избежать образование пор, несколько повышает стабильность дуги и надежность защиты зоны сварки при наличии сквозняков, улучшает формирование шва при сварке тон- колистового металла. Смесь аргона с углекислым газом (до 20%) и с не более 5% кислорода используют при сварке плавящимся электродом углеро- дистых и легированных сталей. Добавки активных газов улучшают стабильность дуги, формирование швов и предупреждают порис- тость. 25* 386
387
Продолжение табл. XI. 1 Свариваемый металл Ориенти- ровочная толщина металла, мм Наиболее распростра- ненная область применения в строи- тельстве и монтаже Сварка Защитный газ Род тока Нержавеющие и жаропрочные стали 1 и более Листовые конст- рукции, трубопро- воды и .монтаж- ные швы негаба- ритной аппарату- ры Автоматическая и механизирован- ная плавящимся электродом Нержавеющие: аргон 1-го сорта, гелий высо- кой чистоты, углекислый газ, смесь аргона и угле, кислого газа (90+ Ю %) Жаропрочные: аргон 1-го сорта, гелий высокой чис- тоты Постоянный об- ратной полярно- сти Медь и ее сплавы 0,5 и более Листовые конст- рукции и трубо- проводы Ручная и механи- зированная непла- вящимся электро- дом Аргон 1-го сорта и гелий высокой частоты Постоянный пря- мой полярности и переменный 3 и более Автоматическая и механизирован- ная плавящимся электродом Аргон 1-го сорта, гелий высокой чистоты, азот, смесь аргона и азота (20—30 %) Постоянный об- ратной полярно- сти со Со 43 Алюминий и его сплавы 0,5—15 Решетчатые и ли- стовые конструк- ции, трубопрово- ды и монтажные швы негабарит- ной аппаратуры Ручная и механи- зированная непла- вящимся электро- дом Аргон высшего сорта Переменный 2 и более Автоматическая и механизированная плавящимся элект- родом Аргон высшего и 1-го сорта. Смесь аргона и гелия (35+65 %) Постоянный об- ратной полярности Титан и его сплавы 0,5 и более Листовые конст- рукции, трубопро- воды и монтаж- ные швы негаба- ритной аппаратуры Ручная и механи- зированная непла- вящимся элект- родом Аргон высшего сорта То же, прямой по- лярности 3 и более Листовые конст- рукции, монтаж- ные швы негаба- ритной аппарату- ры Автоматическая и механизированная плавящимся элект- родом Аргон высшего и 1-го сорта То же, обратной полярности
НАПРАВЛЕНИЕ СВАРКИ Х/.З. Схемы подачи защитного газа в зону сварки я — центральная; б —боковая; в — двумя концентрическими потоками; г —в подвижную камеру (насадку); / — электрод; 2 —защитный газ; 3, 4 — наруж- ный и внутренний потоки защитных газов; 5 —насадка; 6 — распределитель- ная сетка Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%) применяют при сварке плавящимся электродом углеродистой стали. Эта смесь име- ет высокую окислительную способность, обеспечивает глубокое про- плавление и хорошую форму, предохраняет шов от пористости. В зону сварки защитный газ может подаваться центрально (см. рис. XI.2 и XI.3,а, в), а при повышенных скоростях сварки плавя- щимся электродом — сбоку (см. рис. XI.3, б). Для экономии расхода дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя раз- дельными потоками газов (см. рис. XI.3, о); наружный поток—обыч- но углекислый газ. При сварке активных материалов для предупреж- дения контакта воздуха не только с расплавленным, но и с нагре- тым твердым металлом применяют удлиненные насадки на сопла (подвижные камеры, см. рис. Х1.3,г). Наиболее надежная защита до- стигается при размещении изделия в стационарных камерах, запол- ненных защитным газом. Для сварки крупногабаритных изделий ис- пользуют переносные камеры из мягких пластичных обычно прозрач- ных материалов, устанавливаемых локально над свариваемым стыком. Теплофизические свойства защитных газов оказывают большое влияние на технологические свойства дуги, а значит на форму и раз- меры шва. При равных условиях дуга в гелии по сравнению с дугой в аргоне является более «мягкой», имеет более высокое напряжение, а образующийся шов имеет меньшую глубину проплавления и боль- шую ширину. Углекислый газ по влиянию на форму шва занимает промежуточное положение. Преимущества и недостатки способа. Широкий диапазон приме- няемых защитных газов обусловливает большое распространение это- го способа как в отношении свариваемых металлов, так и их тол- щин (от 0,1 мм до десятков миллиметров). Основными преимущест- вами рассматриваемого способа сварки являются следующие: высокое качество сварных соединений на разнообразных метал- 390
лах и их сплавах разной толщины, особенно при сварке в инертных газах из-за малого угара легирующих элементов; возможность сварки в различных пространственных положе- ниях; отсутствие операций по засыпке и уборке флюса и удалению шлака; возможность наблюдения за образованием шва, что особенно важно при механизированной сварке; высокая производительность и легкость механизации и автома-