Дополнительного профессионального образования «учебный центр профессиональной подготовки работников строительного комплекса атомной отрасли»

Тема 5 Стандартизация сварных соединений, аттестация сварщиков ПНАЭ Г-7-003-87 РД 03-273-99 ПБ 03-495-02 Тема 6 Материаловедение В сварных конструкциях широко используют конструкционные стали. Стали обладают различной свариваемостью. Под термином "свариваемость металлов" обычно понимают комплекс свойств свариваемого металла, обеспечивающих прочность и работоспособность сварного соединения в условиях эксплуатации. В процессе сварки некоторые стали склонны к образованию трещин в сварном шве или в зонах, прилегающих ко шву. Появление этих трещин обуславливается, главным образом, химическим составом и внутренней микроструктурой стали. Из основных химических элементов, входящих в состав сталей, наибольшее влияние на образование трещин оказывает углерод. Поэтому в сварных конструкциях в основном используют стали с содержанием углерода не более 0,3%. При сварке стали с содержанием углерода более 0,3% применяют специальные технологические приемы, в частности предварительный подогрев. Легирующие элементы, вводимые в сталь в небольших количествах, например молибден – 0,2...0,8%, ванадий – 0,1...0,3% и другие, наряду с улучшением механических свойств стали повышают ее свариваемость. Вредные примеси – сера и фосфор, а также оксидные включения и растворенные газы (водород, кислород и азот)– ухудшают свариваемость. На образование трещин влияет не только химический состав, но и структура стали, а также тип конструкции и характер соединения ее узлов. Существует пять групп сталей: • низкоуглеродистые конструкционные стали обыкновенного качества; • качественные низкоуглеродистые конструкционные стали; • низколегированные конструкционные стали; • легированные жаропрочные стали; • легированные коррозионностойкие стали. Обозначение низкоуглеродистой стали начинается со слова Сталь (Сталь 15, Сталь 20 – качественные стали) или начальных букв слова Сталь (Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4 – стали обыкновенного качества). Чем больше цифра в обозначении конструкционной низкоуглеродистой стали обыкновенного качества (Ст 1, Ст 2, Ст 3, Ст 4), тем выше содержание углерода. Цифра в обозначении качественной низкоуглеродистой конструкционной стали показывает содержание углерода в сотых долях процента. Например Сталь 10 содержит 0,10% углерода. В таблице ниже приведены условные обозначения легирующих элементов в марках сталей и марках сварочных проволок. Условные обозначения легирующих элементов в марках сталей и марках сварочных проволок В обозначении легированных сталей, например 09Г2Д, цифры 09 показывают содержание углерода в сотых долях процента: 0,09% С. Буквы справа от цифры обозначают легирующий элемент: Г – марганец; Д – медь. Цифра после буквы указывает содержание легирующего элемента в целых процентах. Отсутствие цифры указывает на содержание элемента менее 1%. Исследования и опыт применения сварки в промышленности позволяют оценить с некоторым приближением каждую марку стали с точки зрения свариваемости как весьма высокую, высокую, удовлетворительную и низкую. Эти оценки приводятся в справочной литературе. Тема 7 Сварочные процессы Сварочные процессы и оборудование Сварка покрытым плавящимся электродом (режим ММА) ММА - режим дуговой сварки покрытым плавящимся электродом. При сварке покрытым плавящимся электродом сварочный шов образуется за счет расплавления электрода и кромок основного металла сварочной дугой. В качестве электрода используют металлический стержень из того же металла или близкого по составу к свариваемому. Сверху на металлический стержень нанесен слой электродного покрытия, которое при расплавлении образует шлак, защищающий металл шва от действия кислорода и азота окружающего воздуха и удаляющего из расплавленного металла вредные примеси. Полуавтоматическая сварка в среде защитных газов (режим МИГ\МАГ) МИГ/МАГ - режим полуавтоматической сварки плавящейся электродной проволокой в среде углекислого газа или газовых смесей. При этом режиме сварки подаваемая в зону дуги механизированным способом электродная проволока расплавляется и образует сварочный шов. В зону дуги подается углекислотный газ или смесь газов, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха окисления и азотирования. После затвердения металла сварочной ванны образуется сварочный шов. Импульсная сварка MIG/MAG При капельном переносе наблюдается снижение технологических характеристик дуги, а также затруднение сварки в отдельных положениях. При этом, расход металла электродов увеличивается на 12-15%. Чтобы повысить характеристики дуги, используется изменение ее мощности – импульсно-дуговая сварка MIG/MAG (Рис. 12).  Однако скорость подачи электродной проволоки не равна скорости ее плавления. Чтобы ускорить процесс плавления проволоки электрода, на нее воздействуют импульсом тока, что и обеспечивает образование капли на конце электрода. Электродинамические силы, резко увеличиваясь, сужают шейку капли, сбрасывая ее к сварочной ванне. В данном случае можно применять как одиночные, так и целую группу импульсов.  Стабильность всего MIG/MAG процесса напрямую зависит от соотношения длительности и величины импульсов и пауз между ними.  Методом подбора тока импульса и дуги можно ускорить плавку проволоки электрода, способствовать изменению формы и размеров сварочного шва. Наконец, можно уменьшить нижний предел сварочного тока, который отвечает за стабильность горения дуги.     Импульсная сварка MIG: преимущества  Переход капельного переноса в мелкокапельный и струйный (в режиме короткого замыкания); Устойчивую работу в диапазоне малых токов (от 5 А до 40 А); Снижение общего уровня тока и, как следствие, уменьшение тепловложений в металл; Снижение разбрызгивания (до 1,5 - 3% от общего расхода проволоки); Более плавный переход от металла наплавленного валика к основному металлу.  Технология TwinPulseTM MIG/MAG технология сварки с двойными импульсами известна в нескольких вариантах, которые были разработаны различными производителями сварочного оборудования. Рассмотрим этот процесс на примере инверторных импульсных полуавтоматов серии Saprom компании «Lorch Schweisstechnik» (Германия). Сутью MIG/MAG процесса с двойными импульсами является модулирование высокочастотного несущего сварочного тока, вырабатываемого силовым инвертором, низкочастотными импульсами, которые формируются вторичным инвертором. При этом существенно изменяется форма импульса и соотношения ток/пауза. За счет изменения формы импульса и угла наклона фронта волны импульса появляется возможность получения управляемого мелкокапельного переноса в режиме короткого замыкания.  Режим короткого замыкания характеризуется плавным перетеканием капли с конца электродной проволоки в сварочную ванну. Размер капли практически соответствует диаметру электродной проволоки, что позволяет уменьшить размер ванны жидкого металла и улучшить растекание капли в ванне. Уменьшение размера ванны ведет к правильному равномерному формированию обратного валика, повышая качество корневого прохода и улучшая условия сварки тонкого металла. При работе с тавровыми швами технология TwinPulse позволяет получить шов с вогнутым катетом и избежать появления вероятных концентраторов напряжений в зоне сплавления.     Процесс SpeedPulseTM Процесс SpeedPulseTM так же, как и предыдущая технология, разработан компанией «Lorch Schweisstechnik» (Германия) для своих инверторных импульсных полуавтоматов серии Saprom. Особенность процесса заключается в особом модулировании импульса несущей частоты сварочного тока.  Импульсы третьего порядка обеспечивают короткое время окончательного формирования капли на конце электродной проволоки и перенос капли в сварочную ванну. При этом возникает особая разновидность струйного переноса, при которой дуга работает полностью в режиме короткого замыкания, а сформированные капли находятся в постоянном столбе дуги. Внешне это выглядит как струя жидкого металла с периодическими уплотнениями, падающая с электродной проволоки в сварочную ванну. Сварочный процесс по технологии SpeedPulseTM ведется при дистанции порядка 65 - 70 мм, при этом длина дуги составляет всего 3 - 4 мм. При уменьшении дистанции работ процесс переходит в нестабильную фазу с повышенным разбрызгиванием; дугу «затягивает» внутрь металла. Особенностями технологии SpeedPulseTM являются высокая скорость сварочного процесса (увеличение составляет до 40 - 45%) и резкое снижение удельного тепловложения.     Процесс STTTM Создание сварочных систем, способных управлять переносом капли за счет изменения формы сварочного тока, является стратегически приоритетным направлением исследовательской деятельности и практических разработок компании «Lincoln Electric» (США) в области сварки MIG/MAG.  По мнению специалистов компании, несмотря на почти вдвое большую стоимость таких систем по сравнению с оборудованием традиционного типа, в условиях жестких и постоянно растущих требований к качеству сварных соединений их использование экономически более целесообразно. Это подтверждается заметным ростом интереса к такому оборудованию со стороны представителей различных отраслей промышленности.  Сварочный процесс STTTM (сокращение от английского термина Surface Tension Transfer – перенос за счет сил поверхностного натяжения) был разработан компанией «Lincoln Electric» в результате активных исследований в области управляемого переноса металла при сварке.  Традиционный и наиболее широко применяемый метод полуавтоматической сварки предполагает использование источника питания с жесткой вольтамперной характеристикой, сплошной сварочной проволоки и углекислого газа в качестве защитного.  Оборудование обеспечивает установку сварочного напряжения, и скорости подачи проволоки – два параметра сварочного режима, которые определяют качество получаемого сварного соединения. При этом в достаточно широком диапазоне сварочных режимов, устанавливается так называемый «процесс переноса наплавляемого металла сериями коротких замыканий».  Источник питания, выходное напряжение которого не зависит от величины протекающего в сварочном контуре тока, каждый раз стремится восстановить дуговой промежуток между сварочной ванной и подаваемой проволокой, самопроизвольно закорачиваемый с определенной частотой. В процессе переноса металла имеет место хаотичный характер изменения сварочного напряжения и тока. Процесс отделения образуемой на торце электрода капли расплавленного металла, и ее переход в сварочную ванну происходит при высоком уровне сварочного тока. Это обусловливает определенную нестабильность процессов, происходящих в дуговом промежутке, и характерное разбрызгивание при сварке. Процесс STTTM – преемник обычного сварочного процесса MIG/MAG с переносом короткими замыканиями. Однако STTTM принципиально отличается от него возможностью прямого управления условиями переноса в сварочную ванну наплавляемого металла.  Эта возможность обеспечивается быстродействующей инверторной схемой источника питания, специальным электронным микропроцессорным модулем, принудительно задающим необходимый уровень сварочного тока и контуром обратной связи, динамично отслеживающим изменения напряжения на дуге.  В течение всего цикла переноса капли в сварочную ванну величина сварочного тока жестко зависит от фазы формирования и перехода последней. Идентификация фазы переноса осуществляется за счет обработки величины напряжения постоянно снимаемого с дугового промежутка. Рассмотрим подробнее влияние основных параметров сварочного режима на процессы, происходящие в дуговом промежутке. Как уже было отмечено, перенос наплавляемого металла происходит сериями коротких замыканий. На Рис. 22 представлены диаграммы кривых тока и напряжения, характерные для традиционного полуавтомата и источника STTTM. Каждое замыкание проволоки в сварочную ванну – цикл переноса – удобно разбить на несколько характерных этапов.  Подготовка капли (Т7-Т0-Т1) Продолжительный этап действия базового тока на уровне 50 - 100 А и подготовка капли к моменту короткого замыкания. На этом этапе под действием сил поверхностного натяжения форма капли приближается к правильной сфере, создавая тем самым благоприятные условия для плавного объединения со сварочной ванной.  Управление величиной базового тока несет в себе две основные функции.  Во-первых, он должен обеспечить дугу количеством энергии, достаточным для преодоления потерь на излучение и поддержание определенного объема расплавленной на конце электрода капли. Если базовый ток слишком низок, это приводит к кристаллизации верхней части капли и уменьшению ее объема. Более того, это может привести даже к полной кристаллизации капли и, как следствие, к нестабильности всего процесса и утыканиям проволоки в дно сварочной ванны.  Во-вторых, от уровня базового тока зависит степень общего разогрева свариваемого изделия. Действие базового тока похоже на влияние сварочного напряжения при обычной полуавтоматической сварке. При повышении обоих параметров сварочный шов теряет выпуклость, приобретает более низкую и плавную форму. Это происходит за счет увеличения разогрева зоны дуги и повышения текучести металла.  Однако, увеличение базового тока более 120 А приводит к значительному повышению разбрызгивания. Оптимальная величина базового тока зависит от типа защитного газа (понижается с переходом на смеси аргона), материала, диаметра и скорости подачи сварочной проволоки. Установка оптимального для тех или иных условий базового тока в процессе работы, а именно его соответствие заданной скорости подачи проволоки, имеет принципиальное значение для качества всего соединения.   Начальный период короткого замыкания (Т1-Т2) В момент Т1 происходит замыкание капли на сварочную ванну. Если при этом величина сварочного тока составляет 150 - 200 А, как в случае с обычным полуавтоматическим процессом, капля мгновенно отрывается, обычно разрушаясь и разлетаясь в стороны, что приводит к разбрызгиванию. Кроме того, ток такой величины, пытаясь пройти через узкую перемычку, образовавшуюся между каплей и ванной, приводит к выплеску металла.  При действии источника STT образование контакта происходит при значительно более низком уровне сварочного (базового) тока, что исключает эти негативные явления. Капля спокойно залипает на сварочную ванну, образуя пятно контакта.  Датчик контура обратной связи источника питания STTTM в момент Т1 подает микропроцессору сигнал о возникновении короткого замыкания (напряжение упало до значения, близкого к нулю). источник понижает ток с базового уровня до 10 А на время 0,75 миллисекунд. В течение этого времени происходит развитие пятна контакта, врастание капли в сварочную ванну и образуется надежная перемычка между ванной и электродной проволокой. Период пинч-эффекта (Т2-Т3) Пинч-эффектом называют возникновение вокруг электрического проводника центростремительных сжимающих сил, пропорциональных квадрату протекающего по проводнику тока.  Строго говоря, этот эффект присутствует в сварочном контуре всегда когда сварочный ток не равен нулю. Однако только на рассматриваемом этапе влияние пинч-эффекта на перенос в сварочную ванну наплавляемого металла имеет принципиальное значение. По истечении времени действия начального периода короткого замыкания (0,75 мс, момент Т2) микропроцессор резко повышает величину сварочного тока.  На этой короткой первой стадии происходит стремительный рост электромагнитных сил осесимметричного сжатия жидкой перемычки и образование на ней шейки. Уровень, до которого источник повышает ток на первой стадии, зависит от диаметра применяемой проволоки (повышается с увеличением диаметра) и устанавливается сварщиком с помощью двухпозиционного тумблера на лицевой панели аппарата.  На второй стадии пинч-эффекта повышение сварочного тока происходит значительно более плавно. Источник «готовится» к моменту разрушения шейки и отделения капли от электродной проволоки.  Необходимо отметить, что во время короткого замыкания напряжение между электродной проволокой и сварочной ванной не равно нулю, поскольку при температуре плавления (1550°С) металл имеет высокое электрическое сопротивление.  Образование шейки связано с уменьшением поперечного сечения перемычки и ростом электрического сопротивления этого участка проводника. На этой стадии снова вступает в действие контур обратной связи, снабжающий микропроцессор информацией о сварочном напряжении. Скорость изменения сопротивления определяется косвенно путем последовательных замеров изменения напряжения в единицу времени.  Когда эта скорость достигает определенного значения, источник получает от датчика напряжения дуги сигнал, свидетельствующий о том, что шейка готова к разрушению (момент Т3). В этот момент источник прекращает плавное наращивание тока и резко снижает его до уровня порядка 5 А.  Отделение капли (момент Т4) происходит без разбрызгивания, присущего традиционному полуавтомату с жесткой внешней характеристикой. Силы поверхностного натяжения уже слитых воедино капли и ванны «втягивают» каплю вглубь, формируя сварочный шов.   Рост капли (Т5-Т6) В течение всего этого этапа действует, так называемый, пиковый уровень сварочного тока, устанавливаемый сварщиком на лицевой панели аппарата. После отделения капли от электродной проволоки дуговой промежуток восстанавливается и резко повышается напряжение.  Для продолжения процесса необходимо быстро сформировать новую каплю на торце электрода. С этой целью источник питания, получая сигнал о восстановлении дуги, мгновенно повышает ток до пикового уровня и наращивает плазменный столб. Пиковое значение тока определяет скорость нарастания плазмы и увеличения дугового промежутка.  На торце электрода формируется расплавленная капля. Одновременно с этим усиливается давление дуги на сварочную ванну, вызывая ее сжатие и еще большее удлинение дуги. Утонение жидкой прослойки под дугой приводит к увеличению глубины проплавления. Оптимальная длительность действия пикового тока устанавливается процессором в диапазоне 1 - 2 мс. Его действие в течение более длительного периода может привести к значительному увеличению разбрызгивания вследствие слишком большого объема образуемой капли.  Таким образом, пиковый ток непосредственно влияет на длину дуги и обеспечивает необходимое проплавление. Уровень пикового тока довольно высок – порядка 350 - 400 А.  На таком токе обычный полуавтомат мог бы производить сварочные работы проволокой диаметром 1,2 мм на скоростях порядка 5 м/мин. Однако, в случае STT такой высокий уровень тока действует только после отделения капли и ее переноса в ванну, что значительно повышает качество сварного шва. Переход на базовый ток (Т6-Т7) После окончания действия пикового тока, когда создана капля необходимого объема, источник экспоненциально понижает ток до базового уровня. Резкое снижение тока в данном случае неприемлемо, поскольку мгновенный сброс действия дуги может привести к возникновению возмущений. При работе с последней версией источников питания – STT II – сварщик имеет возможность регулировать скорость снижения тока на этом этапе специальной рукояткой на лицевой панели источника (функция Tailout), достигая при этом наибольшей стабильности сварочного процесса и наилучшей формы сварного шва.  Кроме того, замедление падения тока приводит к увеличению общего тепловложения в сварочную ванну без изменения длины дуги, что важно, например, при работах с высоколегированными и нержавеющими сталями. Повышение тепловложения способствует улучшению сплавления с основным металлом и позволяет повысить скорость сварочных работ. С переходом тока на базовый уровень вновь созданная капля начинает приобретать правильную сферическую форму и весь цикл переноса повторяется.  Источники питания STT II нельзя отнести ни к одной группе аппаратов с традиционными вольтамперными характеристиками. Правильнее считать его источником с высокоскоростным управлением величиной сварочного тока, оптимизированным специально для переноса сериями коротких замыканий. Как и традиционный сварочный полуавтомат, система на базе технологии STT II состоит из собственно источника питания, блочно независимого механизма подачи сварочной проволоки с комплектом соответствующих контрольных и силовых кабелей и стандартной горелки для выполнения работ в полуавтоматическом режиме на 200 или 300 Ампер.  Кроме того, стандартная комплектация источника питания включает специальный раздвоенный провод длиной до 15 м, предназначенный для организации контура обратной связи от сварочной дуги к источнику питания. Одна из линий контура закрепляется на токоподводе механизма подачи, а другая с помощью небольшого зажима закрепляется на свариваемой детали.  В процессе подбора режима сварщик должен установить необходимую скорость подачи проволоки, определяющую производительность наплавки, и выполнить ряд облегчающих работу и понижающих вероятность образования дефектов функциональных установок. К таковым относятся: 2-х / 4-х шаговый режим работы, точечный режим, скорость подачи проволоки до зажигания дуги, ускорение при переходе на рабочую скорость, длительность предварительной и послесварочной подачи защитного газа, длительность задержки между прекращением подачи и сбросом сварочного потенциала.  Все эти установки выполняются на механизме подачи проволоки один раз перед началом работы. Настройка источника питания для работ по технологии STT II выглядит иначе, чем у обычного полуавтомата с жесткой характеристикой. Поскольку процесс полностью подконтролен микропроцессору, сварщик лишь задает параметры и форму токовых импульсов, возникающих в контуре при переносе капли: устанавливается величина базового (0 - 125 А), пикового (0 - 450 А) токов, а так же длительность заднего фронта импульса роста капли.  Кроме того, перед началом работы простым переключением двух тумблеров источник настраивается на материал свариваемого изделия (углеродистая/нержавеющая сталь) и диаметр используемой сварочной проволоки (1,0 мм и менее/1,2 мм и более). Функция «горячего старта», традиционно присутствующая на аппаратах инверторного типа производства «Lincoln Electric», поможет сварщику достичь качественного зажигания дуги и обеспечит хорошее проплавление в начале шва. Процесс STTTM основан на принципиально новом технологическом подходе к оборудованию для сварочного оборудования и выполняемым им задачам. При внешней схожести с традиционным полуавтоматическим процессом, сказанное выше о работе систем с технологией STTTM убеждает в наличии большого количества отличий, имеющих важное прикладное значение, в частности, для решения вопроса создания качественного корневого шва у труб различного диаметра. Корневой шов – главная составляющая всего соединения. Качество и производительность при выполнении корневого шва определяет темп строительства всей магистрали. На сегодняшний день существуют и активно применяются на практике несколько традиционных способов создания корневого шва методом дуговой электрической сварки.  К ним относятся: ручной сварочный процесс корня покрытыми электродами с основным и целлюлозным типом покрытия, а так же автоматическая сварка корня сплошной проволокой в газо-защитной среде головками, расположенными внутри трубы.  Последний метод является наиболее производительным и дорогостоящим, и требует дополнительных затрат на переточку заводской кромки трубы под сварку изнутри. Процесс STT способен устранить этот недостаток. Теплофизические свойства дуги и сварочной ванны, характерные для процесса переноса металла за счет сил поверхностного натяжения, позволяют вести сварку корня снаружи с получением гарантированного проплавления и обратного валика требуемых размеров во всех пространственных положениях. При этом процесс STT способен, при определенном навыке сварщика, в достаточно больших пределах отрабатывать изменения параметров разделки.  Исследования показали, что процесс справляется с задачей сплавления кромок и создания обратного валика при увеличении ширины разделки до 4,0 мм и смещении кромок до 3,0 мм даже в потолочном положении.  Другим достоинством метода STTTM при выполнении корневого прохода на трубах большого диаметра является размер наплавляемого шва. За один проход наплавляется слой металла, соответствующий двум проходам (корневому и горячему) при использовании сварки ММА электродами с целлюлозным типом покрытия (см. Рис. 24).  Во-первых, это обстоятельство ощутимо сокращает время сварки.  Во-вторых, позволяет вывести внутренний центратор сразу после сварки корня, поддерживая, таким образом, высокий темп строительных работ. При этом внешняя поверхность корневого шва свободна от шлака (требуется лишь незначительная зачистка проволочной щеткой), и не имеет так называемых «карманов» – зашлакованных продольных канавок, расположенных по краям шва в местах сплавления с основным металлом, характерных для все той же сварки целлюлозными электродами.  Мы производим сравнение именно с этим типом электрода, поскольку оба метода имеют близкие скорости сварки. Выполнение корневого шва электродами с основным типом покрытия не имеет указанных недостатков, но более чем в два раза медленнее STTTM. Главное преимущество сварки основным электродом - относительно низкое содержание диффузионного водорода в металле шва. Однако, сварочный процесс STT, выполняемый полуавтоматически проволокой сплошного сечения в газо-защитной среде, по данным компании-производителя, превышает этот показатель качества. Исследования, проведенные при аттестации метода, подтверждают это обстоятельство. Среди других особенностей процесса STTTM следует выделить сокращение общего тепловложения в свариваемую деталь, крайне низкий уровень разбрызгивания и дымообразования. При этом большинство сварщиков отмечают легкость управления сварочной ванной.  Процесс не требует особых навыков, а во многих случаях просто менее трудоемок. Высокие показатели качества и стабильности наплавки достигаются при защите дуги и сварочной ванны наиболее дешевым углекислым газом, поскольку метод оптимизирован именно для типа переноса металла сериями коротких замыканий, характерного для СО2. Одно из достоинств метода STTTM – возможность его использования для механизированного сварочного процесса сварки. Как отмечалось ранее, системы автоматической сварки стыков трубопроводов позволяют достичь наивысших показателей качества и производительности работ. Автоматический сварочный процесс предъявляет повышенные требования к качеству подготовки кромок и сборке стыка.  Эти требования не всегда возможно выполнить. Поэтому, для труб малого и среднего диаметров (условно менее 558х12,7 мм) целесообразно использовать узкую J-образную разделку с углом скоса кромок порядка 5° и притуплением 1,5 мм. Сборка стыка осуществляется без зазора. Все слои выполняются с использованием проволоки сплошного сечения диаметром 1,2 мм. Корневой шов выполняется в смеси 75%Ar/25%CO2 от источника STT II.  Специальная форма разделки, применение двухкомпонентной смеси газов и особенности технологии STTTMобеспечивают при этом полное проплавление и формирование обратного валика. Заполняющие слои выполняются в чистом CO2, облицовочный слой в смеси 75%Ar/25%CO2 от классического источника питания с падающей вольтамперной характеристикой. Для работы по такой технологии используется специально разработанная для сварки корневого шва снаружи головка, управляемая микропроцессором. Для труб большого диаметра (условно свыше 558х12,7 мм) было предложено использовать стандартную заводскую разделку с углом скоса кромок 30° и стандартным притуплением. Сборка стыка выполнялась с зазором порядка 2,0 - 2,5 мм. В этом варианте сварочная технология STTTM призвана обеспечить выполнение качественного корневого шва при наличии существующих погрешностей подготовки кромок и сборки без использования подкладных колец. Выполнение остальных проходов аналогично первому случаю, за исключением использования порошковой газозащитной проволоки для заполняющих слоев, обеспечивающей лучшее проплавление и при работе с трубами большой толщины.   Технология forceArcTM Технология была разработана компанией «EWM» (Германия) для своей серии инверторных полуавтоматов Phoenix. Технология forceArcTM обеспечивает дугу со струйным переносом без коротких замыканий дугового промежутка. Высокая скорость передачи сигнала по системе обратных связей и малая индуктивность сварочного контура силового инвертора позволяет ограничить размер капли расплавленного металла и мгновенно корректировать сварочный ток, не позволяя, тем не менее, процессу переходить в режим коротких замыканий. Отсутствие расплескивания металла при коротких замыканиях существенно снижает вероятность образования брызг. При стандартной MIG/MAG сварке со струйным переносом длина дуги относительно большая и это уменьшает устойчивость дуги, особенно при сварке в узкую разделку. В режиме forceArcTM длина дуги меньше и появляется возможность сварки при увеличенном вылете проволоки из сопла. Форсированная дуга имеет также ряд других преимуществ перед дугой со струйным переносом: Глубокое проплавление благодаря увеличенному давлению дуги на ванну жидкого металла; Упрощение управление процессом благодаря большей стабильности дуги; Отсутствие подрезов благодаря короткой дуге; Высокая производительность, обусловленная более высокой скорости сварочного процесса и увеличению коэффициенту наплавки (уменьшение числа проходов); Уменьшение зоны нагрева; Экономия сварочной проволоки и защитного газа; Уменьшение необходимой ширины разделки; Снижение остаточных деформаций. Процесс HighSpeedTM Принцип сварки методом HighSpeed TM. Высокопроизводительный сварочный процесс HighSpeedTM  позволяет сваривать сплошным электродом со скоростью подачи проволоки до 30 м/мин. Перенос электродного материала происходит в струйном диапазоне. При этом характерны две различные формы перехода (Рис. 30): струйный и ротационный. Аксиальный струйный переход при высоких значениях тока выражается конической формой конца электрода, от которого расходится трапециевидный поток плазмы. Высокое давление плазмы создает в основном материале проплавление, которое характеризуется узкой и глубокой сердцевиной и корытообразной поверхностной зоной (Рис. 31). Расстояние до токоведущего мундштука составляет 15 - 20 мм. Ротационный переход напротив возникает при образовании длинного столба жидкости на конце оплавляющегося электрода.  Вследствие очень большого тока и большого вылета электрода температура образовывающейся капли настолько высока, что электрод плавится уже без действия дуги. Расстояние до токоведущего мундштука в этом случае составляет 25 - 35 мм. По причине продольного магнитного поля столб жидкости вращается вокруг своей оси и конически расширяется. Капли металла переходят в радиальном направлении в основной материал и создают относительно плоское и широкое проплавление. Комбинации «проволока – защитный газ» и область действия. Для сварочного процесса HighSpeedTM  применяют электроды диаметром 1,0 и 1,2 мм. Более тонкие электроды из-за нестабильности их подачи при высоких скоростях менее пригодны. Более толстые электроды отпадают, так как в этом случае не создается необходимая для вращения температура конца электрода при технически целесообразном вылете электрода.  Чтобы гарантировать стабильный процесс, электроды должны постоянно показывать хорошие свойства скольжения. Используемые комбинации «проволока – защитный газ» включают в себя сплошные или порошковые проволоки и стандартный двухкомпонентный газ. Область применения охватывает нелегированные и мелкозернистые стали с пределом текучести до 500 Н/мм2 .  В то время когда в диапазоне обычной дуги со струйным переносом применяются главным образом смеси газов на основе углекислоты, ротационный перенос достигается при использовании кислородосодержащих смесей. Причиной для этого является свойство аргонокислородных смесей образовывать длинный столб жидкости и вместе с этим улучшать свойства вращения.  По сравнению с этим смеси газов аргона и углекислоты требуют более высоких значений напряжения дуги и смещают рабочую зону струйного переноса к более высоким силам тока. Стандартные газы 82%Аr/18%СО2 и 92%Аr/8%СО2 расширяют обычный диапазон струйного переноса с использованием сплошной проволоки диаметром 1,0 мм до скорости подачи проволоки 24 м/мин, диаметром 1,2 мм - до 23 м/мин. Рутиловые и основные порошковые проволоки напротив могут подаваться со скоростью до 30 м/мин, при этом возникает ротационный перенос металла. Чтобы использовать ротационный диапазон перехода электродного металла применяется стандартный газ 96%Аr/4%О2. Применение этого газа уменьшает переходную область между обычной и ротационной дугой со струйным переносом и стабилизирует процесс уже со скорости подачи проволоки 23 м/мин (Рис. 32). При этом достигается скорость подачи проволоки до 30 м/мин как при диаметре 1,0 мм, так и при 1,2 мм. Требования к источникам питания и оборудованию для сварки Для HighSpeedTM необходим источник питания инверторного типа с быстрым переключением силовых элементов выпрямительного и инверторного блоков. Важным узлом является механизм подачи проволоки. Четырехроликовый механизм и двигатель с высокими пусковым моментом и мощностью протяжки гарантирует стабильную скорость подачи проволоки со скоростью до 30 м/мин. Горелка должна выдерживать высокую термическую нагрузку. Ее конструкция требует одновременного водяного охлаждения контактного токоведущего наконечника и газового сопла. Аргонодуговая сварка неплавящимся электродом (режим ТИГ) ТИГ - режим аргонодуговой сварки неплавящимся электродом. При сварке неплавящимся электродом свариваемые кромки изделия приводят в соприкосновение. Между неплавящимся электродом и изделием возбуждают электрическую дугу. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал нагреваются до плавления и образуется ванна расплавленного металла. При этом в зону дуги подается защитный газ аргон, струя которого, обтекая электрическую дугу и сварочную ванну, предохраняет расплавленный металл от воздействия атмосферного воздуха, окисления и азотирования. После затвердения металл сварочной ванны образует сварной шов. Автоматическая сварка под флюсом Автоматическая сварка под флюсом выполняется путем механизации основных движений, выполняемых сварщиком при ручной сварке - подачи электродной проволоки в зону дуги и перемещения его вдоль свариваемых кромок изделия. Жидкий металл сварочной ванны защищает от воздействия кислорода и азота воздуха расплавленным шлаком, образованным от плавления флюса, подаваемого в зону дуги. После затвердения металла сварочной ванны образуется сварочный шов. Контактная сварка Контактной сваркой называется сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части. Точечная контактная сварка - это сварка, при которой соединение элементов происходит на участках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих усилие сжатия. Свариваемые листы или стержни накладывают друг на друга и зажимают между металлическими электродами, к которым от трансформатора подводится сварочный ток. Нагрев металла происходит при замыкании сварочной цепи. Наибольшее количество теплоты выделяется на участке наибольшего сопротивления цепи, т.е. в зоне соединения свариваемых листов или стрежней. Здесь металл расплавляется. После выключения тока и осадки из образовавшейся жидкой металлической ванны кристаллизуется сварная точка. Цикл сварки состоит из следующих операций: сжатия свариваемых заготовок, включения и выключения сварочного тока и снятия усилия сжатия Воздушно-плазменная резка Режим воздушно-плазменной резки. Резка осуществляется путем глубокого проплавления металла плазменной дугой в зоне резания, а струей сжатого воздуха непрерывно удаляется расплавленный металл из полости реза.

Похожие:

	Отчет о деятельности за 2016 год основным направлением деятельности... Ноу дпо «уцпр») является создание профессиональной (корпоративной) среды в атомном строительном комплексе, посредством обеспечения...		Дистанционный раздел программы повышения квалификации руководителей... «учебный центр профессиональной подготовки рабочих строительно-монтажного комплекса атомной отрасли»
	Отчет о результатах самообследованния чу дпо «Учебный центр рост» Наименование организации: Частное учреждение дополнительного профессионального образования «Учебный центр развития, образования,...		1 Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального... О некоммерческих организациях”, Федерального Закона “Об образовании в Российской Федерации”, других норм и положений действующего...
	Рабочая программа по виду дополнительного профессионального образования... Центр дополнительного профессионального образования, профессиональной переподготовки		Рабочая программа по виду дополнительного профессионального образования... Центр дополнительного профессионального образования, профессиональной переподготовки
	Доклад о результатах деятельности муниципального бюджетного образовательного... Астрахани «Центр дополнительного образования детей №2» за 2013-2014 учебный год Вакуленко, в котором содержится информация о том,...		«Организация строительного контроля в соответствии с новыми требованиями... «Институт дополнительного профессионального образования «Международный финансовый центр»
	Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образования Единый Центр Подготовки Кадров как юридическое лицо был основан в 2013 г., унаследовав практический многолетний опыт своих основателей...		Техническое задание на размещение заказа Краевое государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации)...
	Техническое задание на размещение заказа Краевое государственное автономное образовательное учреждение дополнительного профессионального образования (повышения квалификации)...		Договор № на выполнение работ по ремонту помещения цокольного этажа... Мау «Образовательный центр профессиональной подготовки субъектов системы образования»»
	Программа государственных гарантий бесплатного оказания гражданам медицинской помощи ...		Дистанционный раздел программы повышения квалификации инженерно-технических... Тема Нормативная база, техническое регулирование и саморегулирование в строительстве 3
	Дистанционный раздел программы повышения квалификации инженерно-технических... Тема Нормативная база, техническое регулирование и саморегулирование в строительстве 3		Правила внутреннего трудового распорядка для работников Муниципального... Муниципальное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования детей «Детско-юношеский центр»