Выбор способов сварки конструкции

Сталь 12Х18Н10Т относится к хорошо свариваемым. Характерной особенностью сварки этой стали является склонность к межкристаллитной коррозии. Она развивается в зоне термического влияния при температуре 500-800°С. При пребывании металла в таком критическом интервале температур по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома. Все это может иметь опасные последствия - хрупкие разрушения конструкции в процессе эксплуатации.

Чтобы добиться стойкости стали нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов и стабилизировать свойства стали в месте сварного шва.

Поэтому для сварки цистерны используем полуавтоматическую сварку в среде защитного газа. В качестве газа используем аргон.

К особенностям аргонодуговой сварки относятся:

-   высокая степень концентрации дуги, обеспечивающая минимальную зону структурных превращений и относительно небольших деформаций изделия;

-   высокая производительность;

-   высокоэффективная защита расплавленного металла;

-   возможность наблюдения за ванной и дугой;

-   низкая стоимость выполнения сварочных работ;

-   возможность сварки металла различной толщины;

-   отсутствие необходимости применения флюсов и обмазок;

-   широкая возможность автоматизации и механизации;

-   возможность сварки в различных пространственных положениях.

    При сварке дуга горит между потоком непрерывно расплавляемой проволоки и изделием. Проволока попадает в зону дуги с помощью механизма подачи со скоростью, равной средней скорости ее оплавления. Это обусловливает постоянство средней длины дугового промежутка. Расплавленный металл проволоки переходит в сварочную ванну и, таким образом, участвуют в оформлении шва.

    Преимущества плавящегося электрода при сварке в защитных газах:

-   высокий удельный тепловой поток;

-   возможность металлургического воздействия на металл шва за счет регулирования состава проволоки и газа;

-   возможность автоматизации;

-   высокая производительность.

Геометрические размеры и форма шва должны соответствовать требуемым стандартам. Швы не должны иметь трещин, непроваров, пор, подрезов и т.д. Важное требование при сварке - это обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в шве. Для этого механические свойства металла шва и около шовной зоны должны быть не ниже предела основного металла и также важно, чтобы структура основного и наплавленного металла не отличались резко друг от друга.

К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом в среде защитного газа относятся сила тока, полярность, напряжение дуги, диаметр и скорость подачи электродной проволоки, расход и состав защитного газа, вылет электрода, скорость сварки.

Сварку плавящимся электродом обычно производят на обратной полярности, так как сварка на прямой полярности отличается большей длиной дуги, сильным излучением, а в ряде случаев, большим разбрызгиванием. Скорость расплавления электрода на прямой полярности в 1,6... 1,8 раза выше, чем на обратной полярности. Глубина провара и ширина шва при сварке на прямой полярности меньше, чем на обратной.

Вылет электрода благодаря высокой плотности тока оказывает существенное влияние на энергетический баланс при сварке и на стабильность процесса. При сварке проволоками диаметром 1,2 мм и более влияние вылета электрода на стабильность протекания процесса сварки незначительно. В этом случае сварку можно выполнять при нормальных и повышенных вылетах. Увеличение вылета позволяет повысить коэффициент расплавления электрода и уменьшить глубину провара.

Сварочный ток, обуславливающий размеры шва и производительность процесса, зависит от диаметра и состава проволоки, и устанавливается в соответствии со скоростью подачи проволоки, что приводит к возрастанию интенсивности ее плавления, в результате чего снижается сварочный ток, а следовательно и глубина провара. Для проволоки различного диаметра рекомендуются определенные пределы сварочного тока, при которых обеспечивается стабильность процесса сварки.

Напряжение на дуге устанавливается в зависимости от силы тока, диаметра и состава проволоки, а также рода защитного газа. С повышением напряжения увеличивается ширина шва и улучшается формирование валика, однако одновременно возрастает излучение дуги и угар элементов. При пониженных напряжениях ухудшается формирование шва.

Качество шва в большой степени определяется надежностью оттеснения от зоны сварки воздуха. Необходимый расход защитного газа устанавливают в зависимости от сплава и толщины свариваемого металла, типа сварного соединения и скорости сварки. Поток защитного газа при сварке должен надежно охватывать всю область сварочной ванны, разогретую часть присадочной проволоки и электрод.

Выбор защитного газа осуществляется с учетом состава свариваемого металла, требований к сварным соединениям, их свойствам и внешнему виду, производительности и экономичности процесса. При использовании в качестве защитной среды аргона, сварку ведут в основном с короткими замыканиями дугового промежутка, реже с крупнокапельным переносом металла. При крупнокапельном переносе металла происходит значительное разбрызгивание, которое можно уменьшить при погружении дуги в ванну. Оптимальная внешняя составляющая длины дуги, при которой формируется шов с небольшим разбрызгиванием, равна от 2 до 3 мм.

Скорость сварки плавящимся электродом обычно составляет от 20 до 30 мм/ч и ее выбирают с учетом производительности и качества формирования шва.

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом позволяет получать качественные соединения на стали толщиной от 1 мм и более.

Преимущества полуавтоматической сварки в среде защитного газа по сравнению с РДС покрытыми электродами:

-   более высокая производительность (1,2... 1,5 раза), обусловленная прежде всего отсутствием замены электродов;

-   высокоэффективная защита расплавленного металла, что обеспечивает получение сварных швов высокого качества;

-   возможность металлургического воздействия на металл шва за счет регулирования состава проволоки и защитного газа;

-   процесс сварки характеризуется меньшей склонностью к образованию пор, вызываемых водородом и меньшим его содержанием в металле шва, а также шлаковыми включениями;

-   вследствие более высокого распределения концентрации теплоты дуги шва, при всех прочих условиях имеют меньшее отклонение ширины к глубине, а также более узкую зону термического влияния - пластические свойства швов выше и сварочные швы не нуждаются в зачистке от шлака;

-   отсутствие необходимости замены электрода при сварке шва, так как проволока подается автоматически беспрерывно (сварка шва не прерывается на установку в держатель нового электрода), что повышает качество сварных швов.

Приварку заливной горловины учитывая геометрию и размеры свариваемых поверхностей будем выполнять ручной дуговой сваркой.

При ручной дуговой сварке покрытыми металлическими электродами, сварочная дуга горит с электрода на изделие, оплавляя кромки свариваемого основного металла изделия и расплавляя металл электродного стержня и покрытие электрода. Кристаллы основного металла и металла электродного стержня образует сварной шов.