Вибір способу зварювання та зварювальне обладнання

2.1 Техніко-економічне обргрунтування способу зварювання. Для зварювання швів та виготовлення резервуару можливим є використання широкої гами способів зварювання плавленням. Розглянемо основні з них з точки зору переваг та недоліків відносно заданої конструкції.

Ручне дугове зварювання. Ручне дугове зварювання металевими електродами з покриттям у даний час залишається одним з найпоширеніших методів, що застосовуються при виготовленні зварних конструкцій. Це пояснюється простотою і мобільністю застосовуваного устаткування, можливістю виконання зварювання в різних просторових положеннях і в місцях, важкодоступних для механізованих способів зварювання.Істотним недоліком ручного дугового зварювання металевим електродом, так само як і інших способів ручного зварювання, є мала продуктивність процесу і залежність якості звареного шва від практичних навичок зварника.У цілому якість ручного дугового зварювання залежить від правильності вибору параметрів режиму зварювання, складу і якості зварювальних матеріалів, стану поверхонь, що зварюються, якості підготовки і складання окрайок під зварювання.

Зварювання у середовищі інертного газу. При зварюванні у середовищі інертного газу забезпечується естетичний зовнішній вигляд шва та висока продуктивність зварювання. Однак обладнання для цього способу зварювання значно дорожче за розглянутий вище спосіб, а вартість аргону у декілька разів вища за вартість вуглекислого газу. Окрім цього, способу властиві такі недоліки, як порушення газового захисту зони шва та підвищена кількість азоту у з’єднанні.

Дугове зварювання порошковим дротом. Дугове зварювання порошковим дротом має такі переваги: якість шва досить висока, вартість обладнання – на рівні обладнання для зварювання у вуглекислому газі. Дуга при цьому способі відкрита, отже, є можливість стеження за процесом зварювання. Шихта дроту при розплавленні забезпечує надійний захист шва.Недоліком способу є низька продуктивність, висока ціна дроту. Також при зварювання порошковим дротом рекомендовано застосовувати додатковий газовий захист, що приводить до додаткових витрат.

Автоматичне зварювання під флюсом. При зварюванні під флюсом дуга закрита – вона захищена від повітря шаром флюсу товщиною 30 – 50 мм та плівкою шлаку, який утворюється при розплавленні частини флюсу, який знаходиться безпосередньо близько до зони дуги.Продуктивність зварювання висока, що забезпечує задану високу продуктивність виробництва.Недоліком способу є громіздкість обладнання у порівнянні із напівавтоматичним та ручним зварюванням, більш жорсткі вимоги до якості підготовки кромок та складання виробу під зварювання. Даний спосіб рекомендовано застосовувати для зварювання деталей великих товщин та великої довжини швів.

Дугове зварювання у середовищі захисного газу. Недоліком зварювання у середовищі вуглекислого газу є відсутнісь абсолютного захисту зварювальної ванни від повітря. При цьому вміст азоту в шві може вийти за припустимі межі. Такий спосіб зварювання характеризується високим коефіцієнтом розбризкування.

Переваги дугового зварювання плавким електродом у середовищі вуглекислого газу такі:

1- продуктивність та якість зварного з”єднання значно вища ніж при ручному дуговому зварюванні;

2- обладнання для цього способу зварювання дешевше за обладнання для зварювання в інертних газа- зварювання можна проводити у будь-якому просторовому положенні;

3 - вміст кисню у шві – в допустимих межах.

Отже, виходячи з розглянутих вище способів зварювання доцільно для виготовлення заданого виробу застосовувати автоматичне дугове зварювання в середовищі вуглекислого газу. Зварювання в середовищі захисного газу – стало домінуючим процесом серед автоматичних процесів зварювання при виготовленні металоконструкцій відповідального та особливо відповідального призначення. Зварювання у середовищі захисного газу плавким електродом виконується на постійному струмі зворотної полярності, тому що цей параметр забезпечує найбільшу стабільність горіння дуги. Враховуючи хімічний склад металу, захисне середовище слід підбирати ретельно, а саме потрібно уникнути вигорання легуючих елементів. Механічні властивості шву повинні бути не гіршими властивостей основного металу. Виходячи із рекомендацій вибираємо захисне середовище СО2 – вуглекислий газ. Враховуючі що виріб який зварюється має підвищені вимоги, тому обов’язково потрібно захищати зворотній бік шву, що ускладнює вимоги до устаткування. Зварювання виробу відбувається на мідній підкладці. Утворення шва відбувається за рахунок розплавлення кромок основного металу та електродного дроту. В зварній конструкції найнебезпечнішим місцем є зварний шов. В процесі експлуатації виробу у зварному шві можуть виникнути тріщини, корозія. Що є неприпустимим у виробах, що працюють під тиском.

При виготовленні і монтажі резервуарних конструкцій основним способом зварювання є зварювання в середовищі захисних газів. Основою суміші активних газів є вуглекислий газ, як додатковий компонент в основному використовується кисень. Кисень сприяє збільшенню міри окислення захисного газу і підвищенню температури і рідкотекучості металу ванни. При його введенні необхідно застосовувати дріт з підвищеним вмістом розкислювачів.Як відомо, при зварюванні у вуглекислому газі підвищено розбризкування розплавленого металу. Бризки приварюються до основного металу, і потрібно наступну трудомістку зачистку. Домішка кисню до вуглекислого газу сприяє зменшенню розбризкування і зниженню привариваемости бризок до виробу, підвищує стабільність горіння дуги, покращує формування шва, зменшує висоту посилення і горбистість шва. Шви мають плавніший перехід до основного металу в порівнянні з швами, виконаними у вуглекислому газі без кисню. Кисень зв'язує водень і зменшує його вплив на утворення пір, а також знижує поверхневе натягнення зварювальної ванни. При збільшенні часу перебування ванни в рідкому стані відбувається повніше видалення неметалічних включення і краща дегазація металу ванни.

2.2.Вибір зварювальних матеріалів.

Суміш вуглекислого газу з киснем широко застосовується для зварювання вуглецевих і низьколегованих сталей з використанням дроту марок Св-08Г2С і Св-08Г2СЦ. Дроту містять достатню кількість кремнію і марганцю для розкислювання рідкої ванни і отримання щільних швів.

При оптимальному складі суміші (70 - 80 % вуглекислого газу і 30 - 20% кисню) виходить рівний гладкий шов, забезпечується глибоке проплавлення, збільшується щільність шва. Збільшення вмісту кисню в суміші більше 30 % призводить до появи грубої лускатості поверхні шва. При оптимальному складі суміші на поверхні шва утворюється тонкий шар шлакової кірки, після видалення якої шов має сріблястий колір.

Зварювання в суміші вуглекислого газу з киснем можливе в усіх просторових положеннях. Дешевизна захисного газу, мінімальні витрати на впровадження і ряд позитивних властивостей суміші сприяли застосуванню цього способу на заводах багатьох галузей промисловості.