Полуавтоматическая сварка методом ВКЗ - Новые технологии - SibRegion.ru
Всего предприятий: 755698
Добавить предприятие
Добавить объявление
Добавить сайт
   
Например: Сибтехгаз
  Каталог статей  

  Агропром
  Бизнес
  Бытовая техника
  Интернет
  Компьютеры, оргтехника
  Машиностроение
  Мебель, интерьер
  Медицина
  Металлургия
  Наука, технологии
  Недвижимость
  Нефть, газ, химия
  Оборудование
  Работа, вакансии
  Связь, коммуникации
  Строительство
  ТНП
  Транспорт
  Туризм
  Услуги
  Финансы

  Как попасть в Раздел?  
Для этого Вам неоходимо обратиться к нашему специалисту по рекламе используя форму обращения

  Реклама  



  Карта сайта  

Справочник предприятий
Деловые предложения
Технологии производства
Статьи, обзоры
Тендеры России
Рейтинг предприятий
Доска объявлений
Выставки России
Каталог сайтов
Новости экономики
Телефонные коды России
Почтовые индексы России
Работа, вакансии
Образование, рефераты
Туризм, отдых

  Технологии производства: разработки, методики, статьи, отчеты Назад  


Полуавтоматическая сварка методом ВКЗ

Полуавтоматическая сварка методом ВКЗ

За последние 5 лет широкое применение в сварочном производстве России и других стран находит новый процесс полуавтоматической сварки корневых швов.

Организация: Общество с ограниченной ответственностью «ИТС-Урал».
Адрес: 620034, г. Екатеринбург, ул. Бебеля, дом 17, офис 108
Телефон: (343) 222-1-999
Сайт: www.ets-ural.ru

За последние 5 лет широкое применение в сварочном производстве России и других стран находит новый процесс полуавтоматической сварки корневых швов. Этот процесс запатентован фирмой "Линкольн Электрик", США и получил название STT-процесс. Сущность процесса заключается в том, что это разновидность известного процесса полуавтоматической сварки с периодическими короткими замыканиями, где применяются стабилизаторы напряжения. Отличительной особенностью нового процесса является то, что при сварке по способу STT перенос электродного металла в сварочную ванну осуществляется при минимуме действия на каплю электродинамической силы, т.е. переход капли в сварочную ванну осуществляется под действием сил поверхностного натяжения расплавленного металла на поверхности капли. В способе STT это достигается за счет сложной циклограммы изменения тока и напряжения на дуге. Разрыв перемычки между каплей и электродной проволокой, а также повторное зажигание дуги осуществляется также за счет сложной циклограммы совместного тока и напряжения на дуге. Такой подход позволяет контролировать размеры и поверхностное натяжение металла сварочной ванны, регулировать давление электрической дуги на ванну и таким образом эффективно формировать обратный валик.

STT - процесс имеет следующие достоинства и недостатки: Достоинства - возможность осуществлять сварку корневых проходов сварных соединений, например, трубопроводов, с наружной части соединения; минимальное разбрызгивание при сварке; возможность производить сварку с минимальным перемешиванием металла шва с основным металлом; минимальное коробление металлоконструкции при сварке из-за снижения тепловложения в свариваемую деталь. Недостатки - высокая стоимость сложной инверторной сварочной техники; дорогостоящее программирование параметров сварочного режима при необходимости сварки в нестандартном для данного сварочного аппарата режиме и сложность технического обслуживания; управление сварочным аппаратом осуществляется изменением циклограммы тока сварочной дуги, что обуславливает невозможность использования импульсных режимов и низкую надежность при длинных соединительных кабелей (более 25 м от источника питания до подающего механизма), что в свою очередь накладывает серьезные технологические ограничения; снижение производительности сварочного процесса как минимум на 25% из-за уменьшения времени свободного горения сварочной дуги и наличия значительного количества коротких замыканий.

Поэтому, в НПО "СЭЛМА-ИТС" в течение длительного времени велись разработки сварочного оборудования и технологического процесса, способных при сохранении достоинств STT - процесса минимизировать его недостатки. Новый сварочный процесс также является разновидностью метода полуавтоматической сварки с периодическими короткими замыканиями и получил название процесс сварки с вынужденными короткими замыканиями - процесс ВКЗ. Сущность процесса опирается на фундаментальные разработки советской школы сварки (работы А.Г.Потапьевского [1], Ю.Н.Сараева [2], ростовской школы сварки [3]) и имеющийся негативный опыт по копированию зарубежных сварочных установок. За базовые были выбраны серийно выпускаемые установки типа ДК (ВД-306ДК, ВД-506ДК) с комбинированной внешней вольт-амперной характеристикой при полуавтоматической сварке. Сущность внешней комбинированной вольт-амперной характеристики заключается в том, что в зависимости от размера капли электродного металла и фазы перехода капли в сварочную ванну (рост капли, формирование перемычки между каплей и электродом, переход капли в ванну, разрыв перемычки) вольт-амперная характеристика может быть жесткой или падающей. При этом производится ограничение мощности дугового разряда в момент разрыва перемычки и увеличение напряжения холостого хода после разрыва перемычки и перехода капли в сварочную ванну для стабилизации сварочного процесса. При этом, управление переносом производится не по току, а по напряжению на дуге. Применение других тиристорных или инверторных сварочных установок, не обеспечивает высокого качества сварного соединения при механизированной сварке плавлением по причине значительного разброса размера капель электродного металла, хаотического перехода от процесса сварки длинной дугой к сварке короткой дугой, значительного разбрызгивания, низких сварочных свойств при изменении диаметра электродной проволоки и пространственного положения. Применение смесей газов при сварке корневого шва как по методу STT, так и ВКЗ значительно облегчает технологический процесс по сравнению с углекислотой, однако, в этом случае уменьшается теплосодержание сварочной дуги и возрастает вероятность непровара кромок. Поэтому использование смесей при такой сварке строго регламентировано. Теоретические основы процесса изложены в "ОБЩИХ МЕТОДИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЯХ по использованию установок ВД-306ДК, ВД-506ДК в режиме механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах".-М: ВНИИСТ, 2002 и "Технология полуавтоматической (механизированной) сварки корневого слоя шва с использованием процесса ВКЗ.- М.: ООО "ВНИИГАЗ", ЗАО НПФ "ИТС", 2003.

Технологические возможности метода ВКЗ по сравнению с традиционной полуавтоматической сваркой следующие:

  • Возможность формировать на весу обратный валик сварного шва с усилением 0...2 мм при сварке во всех пространственных положениях (включен в ведомственную руководящую документацию ОАО "ГАЗПРОМ" при сварке неповоротных стыков трубопроводов)
  • Обеспечение разбрызгивания металла при сварке по методу ВКЗ в углекислом газе не более 5% и не более 2% при сварке в смеси газов
  • Обеспечение по мере технологической необходимости плавного перехода от сварки ВКЗ к сварке со струйным переносом электродного металла с разбрызгиванием электродного металла, близким к 0 (эффективно при сварке нержавеющих сталей или при заполнении и облицовке стыков сварных соединений)
  • Обеспечение эффективной сварки стальными, нержавеющими и алюминиевыми проволоками сплошного сечения, а также порошковыми проволоками (при сварке порошковыми проволоками процесс автоматически переходит в струйный)
  • За счет сварки ВКЗ обеспечивается значительное снижение выгорания легирующих элементов (выгорание легирующих характерно при стандартной импульсно-дуговой сварке по принципу "один импульс - одна капля") и повышение, таким образом, механических свойств сварного соединения
  • Снижение коробления свариваемых деталей из-за уменьшение нагрева (время горения дуги сокращается из-за наличия коротких замыканий)
  • Плавная регулировка глубины проплавления основного металла и переход таким образом к различным режимам сварки корневого прохода, заполнения и облицовки разделки, наплавки
  • Регулирование эластичность сварочной дуги, что необходимо при автоматической наплавке на поверхность переменного сечения (изменяя угол наклона вольт-амперных характеристик на лицевой панели выпрямителя)
  • Обеспечение надежной и эффективной эксплуатации сварочной техники при длине соединительного кабеля от выпрямителя до механизма подачи проволоки до 50м (управление процессом производится не традиционно по току дуги, а по напряжению на дуге)

Различия процесса ВКЗ от процесса STT заключаются в следующем:

  • основным отличием от известной установки INVERTEС STT2 является то, что управление процессом каплепереноса осуществляется не импульсами сварочного тока, следующими по определенному закону (накладывает ограничения на длину соединительного сварочного кабеля между источником и подающим механизмом ввиду его естественной индуктивности-15 -25м), а по сварочному напряжению, что позволяет увеличивать длину сварочного кабеля на специальных подающих механизмах ПДГО-510Т , ПДГО-511 и ПДГ-322М до 100м
  • другим отличием от установки INVERTEС STT2 является то, что ширина сварочной ванны при сварке на установках типа ДК примерно на 1 мм больше, чем при сварке на установке INVERTEС STT2, что облегчает сварщику возможность попадания проволокой в переднюю часть сварочной ванны, делает возможной автоматизацию процесса
  • следующим отличием от установки INVERTEС STT2 является то, что при сварке на установке типа ДК или ВДУ-511 допускаются небольшие поперечные колебания горелки, что недопустимо на американской установке
  • ввиду больших, чем на американской установке размеров сварочной ванны, формирование обратного валика протекает более благоприятно, а именно, ширина обратного валика примерно на 1 мм шире, чем зазор, что обеспечивает гарантированное сплавление кромок притупления (на установке INVERTEС STT2 ширина обратного валика равна ширине зазора, что определяет значительную вероятность несплавления кромок притупления и возникновение дефектов в корневом проходе)

Полуавтоматическая сварка методом ВКЗ:

  • Полуавтоматическая сварка методом ВКЗ (вынужденные короткие замыкания) корневого шва неповоротных стыков труб или резервуаров ведется «на спуск» не менее, чем двумя сварщиками одновременно
  • Техника сварки корневого слоя шва механизированной сваркой методом ВКЗ в углекислом газе очень близка к технике сварки STT, заключается в следующем:
    Возбуждение дуги производится на кромке трубы. При этом угол наклона горелки (от перпендикуляра к поверхности трубы) составляет 10...20 градусов в направлении сварки (углом назад).
    После возбуждения дуги и образования сварочной ванны на кромке трубы, ее следует переместить с кромки на середину разделки. При этом пятно дуги располагается на расстоянии 1/4 - 1/3 от переднего фронта ванны.
    В положении соответствующем приблизительно 000...100 час. сварка производится с небольшими быстрыми дугообразными поперечными колебаниями (без задержки на кромках). Угол наклона горелки - 30...45 градусов (углом назад).
    В положении приблизительно О30...100 час. колебания следует прекратить и в дальнейшем процесс сварки осуществляется при прямолинейном движением с расположением горелки по центру разделки. Угол наклона горелки в положении от 100 до 400 час. составляет 20... 45 градусов (углом назад); Последнее положение применяется при сварке вертикальных швов в резервуарах.
    В позиции от 400 до 500 час. угол наклона горелки постепенно уменьшается и доводится до перпендикулярного положения.
    В позиции от 500 до 600 час. сварочная горелка располагается перпендикулярно поверхности трубы либо с наклоном 5...10 градусов (углом назад). При зазоре более 3,5 мм в потолочном положении возможно возобновление поперечных колебательных движений.
    Процесс сварки прекращается в положении 600 час. При этом следует вывести дугу на одну из кромок и оборвать. Не следует обрывать дугу на самом шве, т.к. это может привести к образованию пористости
  • Разделка выполняется стандартная, Y -образная, величина притупления 0-1 мм. Зазор в сварном шве (2,5 - 4 мм) поддерживается и зачищается абразивным кругом. Ширина круга при этом выбирается равной требуемому зазору (например, 2,5 мм). Это предотвращает стягивание зазора при сварке и зачищает кромки изделия, что особенно важно при сварке на открытых площадках. В положении 5-6 часов требования к зазору более жесткие, чем в других положениях
  • Оптимальный вылет проволоки 10-12 мм. Допускается вылет до 15 мм
  • Процесс сварки методом ВКЗ осуществляется на постоянном токе обратной полярности с использованием сварочного источника ВД-306ДК, ВД-506ДК-4 и механизмов подачи типов ПДГО-510Т или ПДГО-511. Применение этих механизмов подачи предпочтительнее, т.к. они позволяют изменять сварочный ток (скорость подачи проволоки) в процессе сварки при использовании специальных сварочных горелок с переключателем режимов на рукоятке
  • Направление сварки - всегда "на спуск", углом назад
  • Перед началом работ необходимо установить:
    -на механизме подачи проволоки - скорость подачи проволоки, соответствующую току дуги 150-180А;
    -на источнике питания - напряжение на дуге (20-21В);
    -на редукторе газового баллона - расход углекислого газа (15-20л/мин).
  • При зазоре 2,5 мм (наиболее предпочтительный зазор) рекомендуется установить значение сварочного тока 160-180 А, напряжение на дуге 21В.
    При зазоре 3,0 - 4 мм рекомендуется установить значение сварочного тока 150-160А напряжение на дуге 20-21В.
    При определении напряжения следует учитывать, что на сварочных кабелях общей длиной 60 м, падение напряжения составляет 3-4В. Напряжение на дуге - одна из главных технологических характеристик, т.к. определяет ширину сварочной ванны и, соответственно, давление дуги на поверхность ванны и формирование обратного валика. Сварку необходимо вести при минимальном напряжении на дуге, что определяется квалификацией сварщика.
  • Особое внимание обратить на сварку в положении 5-6 час. В этом случае, когда сварка проводится в потолочном положении, величина зазора имеет более узкие пределы, чем при сварке в других положениях и составляет 2,5 - 3 мм. Во всех других пространственных положениях величина зазора может составлять 2,5 -4 мм. Смещение кромок допускается до 2 мм
  • Кроме основных сварочных параметров на источнике питания, на подающем механизме следует установить:
    -включить режим "мягкий старт" (на ПДГО-511);
    -выбор режима работы сварочной горелки - двухтактный или четырехтактный;
    -вид подачи сварочной проволоки - независимый (на ПДГО-511);
    -длительность предварительной подачи газа - 0,5 с.;
    -длительность подачи газа после сварки - 0,5...1,0 с.
  • В месте начала выполнения корневого слоя шва вторым сварщиком (положение 0 час.) необходимо полностью вышлифовать первые 1-2 см шва, выполненные первым сварщиком и далее сошлифовать до минимально возможной величины верхнюю часть шва на длине не менее 2см, осуществляя таким образом плавный выход на сварку второй полуокружности трубы
  • В месте выполнения "замка" вторым сварщиком (стыковка в положении около 6 час. корневого слоя шва, выполняемого с разных сторон трубы) следует сошлифовать до минимально возможной толщины участок стороны корневого слоя шва на длине не менее 2 см, выполненный первым сварщиком
  • При толщинах стенок труб до 14-16 мм используются сопла диаметром не более 12 мм. Наиболее применима горелка МВ-15. Применяются горелки с вылетом наконечника (мундштука) на 3-5 мм относительно среза сопла
  • Запрещается возбуждать дугу на поверхности трубы. Дуга должна возбуждаться только на поверхности разделки кромок или же на поверхности металла уже выполненной части шва
  • В случае обнаружения на корневом шве поверхностных дефектов необходимо провести ручную подварку дефектных участков электродами с основным видом покрытия
  • Усиление корневого шва изнутри трубы должно составлять 0...3 мм при ширине 3...8 мм. На 1/6 части периметра шва допускается провис (утяжина) на 1 мм.
    Этот метод сварки в углекислом газе нашел широкое применение в судостроении, при сварке трубопроводов и в машиностроении.





Рейтинг@Mail.ru © SibRegion.ru
Российский деловой сайт