Что такое операция в сварке
Основные операции сварочного производства
Подразделяются на 6 групп операций:
1. Заготовительные операции включают в себя разметку и резку металла (механическую и термическую), обработку на станках, зачистку кромок и поверхностей деталей от окалины, а также правку и гибку деталей.
Подготовка кромок заключается в том, что им придают такую геометрическую форму, которая обеспечивала бы наилучшее качество сварного шва.
Элементами геометрической формы подготовки кромок под сварку являются:
— зазор в, обеспечивающий полный провар шва по сечению соединения при выполнении первого слоя шва; величина зазора в должна быть не более 1…1,5 мм при толщине стенки трубы 2,5…5 мм;
— притупление кромок s, обеспечивающее устойчивое ведение процесса сварки при выполнении первого слоя, принимается равным 1…3 мм; если притупление кромок отсутствует, то могут образоваться прожоги при сварке.
2. Сборочные операции обеспечивают правильное взаимное расположение и закрепление деталей на плите, стеллаже или на специальном приспособлении с помощью приспособлений, клещей, упоров, кондукторов.
После установки и закрепления соединяемых деталей производят прихватку – сварку в двух-трех точках. Длина прихваток должна быть для поворотных швов 10…40 мм, для неповоротных – 10…60 мм, высота прихваток составляет 40…50% толщины стенки труб. Затем снимают закрепляющие устройства (если необходимо) и проверяют правильность расположения деталей, после чего их сваривают.
3. Непосредственная сварка.
Виды сварных соединений:
Неразъемные соединения, выполняемые сваркой, называются сварным соединением. Сварные соединения классифицируются по следующим признакам:
— по виду соединения:
1) стыковые соединения
Стыковым называется сварное соединение двух элементов, расположенных в одной плоскости или на одной поверхности. Согласно ГОСТам существуют 17 видов стыковки соединений.
2) угловые соединения
Угловым называются соединения двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных вместе их краях. Существуют 8 видов угловых соединений.
3) нахлесточные соединения
Нахлесточными называют соединения, в которых сварочные элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга. Существуют 2 вида этих соединений.
4) тавровые соединения
Тавровыми называют соединения, в которых к боковой поверхности одного элемента примыкает под углом и приварен торцом другой элемент.
— по положению в пространстве:
г) потолочные
д) поворотные используют при
е) неповоротные сварке труб
а) сплошные б) прерывистые
в) прерывистые цепные г) прерывистые шахматные
— по количеству слоев
(при толщине труб до 6 мм – не менее 2-х слоев, при 6 – 12 – три слоя)
Как сварить трубу в неудобном положении
В сегодняшней статье обсудим такой полезный вид сварочно-слесарных работ, как «операционный шов». Этот вид работ применяется в большинстве случаем при замене труб водоснабжения и его должен уметь выполнять каждый сварщик.
Бывают такие случаи, когда труба смонтирована слишком низко или впритык к полу и к ней никак не подлезть, чтобы заварить снизу — в этом случае и прибегают к «операционному шву».
Этот вид шва мне когда-то показал опытный сварщик, когда я работал в городской «Теплосети». С тех пор мне приходилось периодически его выполнять и он всегда получался надёжным и выручал в таких сложных ситуациях. Настало время поделиться опытом и с Вами! Поехали! 
1. Подготовка
Первое, что нужно сделать это ровно состыковать обе трубы, снять фаски и почистить околошовную зону. В моём случае задача немного сложнее, потому что труба мало чего тонкостенная (3 мм), так ещё и оцинкованная (горит, как фольга), поэтому фаски я снимал совсем немного, оставив побольше притупление кромок, а также зазор делал совсем небольшой — 1 мм.
После стыковки и чистки — рисуем на трубе, которую будем стыковать треугольник или квадрат. Через такое «вскрытие» и будет проходить наша «операция».
Далее привариваем к треугольнику огарок электрода (или что-то другое) и вырезаем болгаркой наш намеченный треугольник:
Затем стыкуем наши трубы с необходимым зазором и делаем прихватки с торцов нашего среза. *Если Ваша труба имеет толщину стенки свыше 4 мм — выставляйте зазор по диаметру стержня электрода.
Теперь наш стык готов к «операции»!
2. Сварка и зачистка
Сварку можно производить двумя методами — с отрывом дуги и без отрыва. Тут все зависит от обстоятельств, Вашего личного предпочтения или навыков. *Я покажу оба варианта: одну половину работы выполню без отрыва электродами с основным покрытием, а другую с отрывом рутиловыми электродами.
Важно: на этом моменте, обычно, ещё немного сбегает вода из нашей неподвижной трубы, что может мешать выполнению швов. Чтобы на время её сдержать — закупориваем трубу любой ветошью, выполняем швы и не забываем её от туда достать!
Сварку начинаем полумесяцем, чуть выше нижней точки трубы и заканчиваем в месте нашей прихватки. Свариваем до полного сплавления кромок!
Далее такой же шов выполняем с другой стороны. Здесь крайне важно перекрыть замком наш первый шов в нижней точке, поэтому проплавляйте замок подольше!
Теперь подготавливаем нашу треугольную крышку и зону, куда будем её возвращать на место: снимаем фаску и чистим околошовную зону. Затем устанавливаем нашу крышку на место и делаем прихватки.
Теперь необходимо выполнить зачистку прихваток и зоны начала сварки. Именно это зона является самой важной!
Теперь свариваем первый шов: от начала указанного места и по диагонали до вершины нашего треугольника:
Перед началом второго шва нужно опять точно также зачистить зону начала сварки (очень важно!):
С обратной стороны производим все те же самые действия по очереди:
«Операционный шов» закончен!
Если заглянуть во внутрь трубы, то очень хорошо видны наши проплавленные замки — все важные места, где мы соединяли наши швы:
Теперь Вы знаете все нюансы правильного «операционного шва» и сможете герметично соединять трубы в сложных местах!
Подписывайтесь на канал автора в Дзен — Euro Welder
Основные операции сварочного производства
Комплекс состоит из следующих операций:
1 — заготовительные (в том числе с дробе- или песко-очисткой);
2 — сборочные;
3 — сварочные;
4 — отделочные;
5 — вспомогательные;
6 — контрольные.
Каждая из перечисленных операций содержит определенный вид работ.
Заготовительные операции предусматривают изготовление заготовок и готовых деталей для сварных узлов различными способами.
Резка механическая и рубка — выполняются на листовых и комбинированных ножницах.
Резка заготовок термическим способом осуществляется ручной и машинной кислородной и плазменно-дуговой резкой.
Пробивку отверстий, гибку деталей и вырубку уступов производят на механических прессах в специальных штампах; гибку — в штампах или гибочных станках.
Правка заготовок, полос, листов выполняется на вальцах, механических и гидравлических прессах.
Зачистку заусенцев, окалины, ржавчины делают в галтовочных барабанах, либо дробеочисткой, а иногда — вручную.
Часто заготовки проходят различные виды механической обработки — точение, строгание, сверление, фрезерование, когда это требуется по чертежу. Заготовки часто подвергаются правке (рихтовке) на гидравлических прессах и механических — фрикционных.
При холодной гибке необходимо соблюдать условие, когда внутренний радиус гиба R≥25Sлиста (или R/S≥25),чтобы не было трещин.
Сборочная операция — предусматривает сборку и прихватку деталей перед сваркой. В процессе сборки детали закрепляют прижимами в приспособлениях, стендах, а иногда устанавливают вручную по разметке перед прихваткой.
Назначение приспособлений — обеспечивать быструю и точную сборку, стыковку элементов с удобством прихватки и последующей сварки с максимальным количеством сварки в нижнем положении.
В производстве чем больше серия изготовляемых деталей, тем выше степень механизации сварочных операций.
Универсальные приспособления бывают переносные и стационарные. Элементы прижима заготовок в приспособлениях перед прихваткой применяют различные: рычажные, эксцентриковые, клиновые, стяжки, струбцины, пневмо- и гидравлические прижимы.
Стационарные приспособления — по функциональному назначению бывают самые различные, но они также имеют определенные виды прижимов.
Операции сборки под сварку зачастую не представляют особых технических трудностей, но порядок и количество прихваток, а также их размеры влияют на качество сварной конструкции.
Прихватки должны быть длиной не более 20 мм, сечением 0,5 от сечения будущего шва и только в перекрываемых участках шва. Сварочный ток при прихватках должен быть выше сварочного на 20%, чтобы обеспечивался четкий провар при прихватке. Прихватки нужно выполнять «вразброс» — по логике ожидаемых деформаций и внутренних напряжений.
Сварочные операции — выполняются вручную электродами, полуавтоматической и автоматической сваркой — в зависимости от условий работы, конструктивных особенностей изделия. Для удобства и облегчения сварочных работ промышленностью выпускается много наименований вспомогательного сварочного оборудования, различного по назначению, и возможностям и грузоподъемности.
Позиционеры, кантователи различные (в том числе цепные) только поворачивают изделия в нужное положение.
Манипуляторы обеспечивают различный угол наклона изделия и поворота его в нужную позицию, регулируемую (сварочную) скорость вращения планшайбы (стола), а также маршевую скорость — для ускоренного поворота — вращения закрепленного на планшайбе сварного узла. Все вращатели, манипуляторы и позиционеры имеют электропривод с редукторной группой.
Грузоподъемность манипуляторов от 60 кг до 8,0 т (десять различных типов). Манипуляторы специального изготовления — до 100 т. Позиционеры имеют грузоподъемность от 0,5 до 4 т и обеспечивают только маршевую скорость при установке узла в удобном для сварки положении.
Кантователи обычно применяются для поворота нецилиндрических изделий вокруг оси. В зависимости от веса сварного узла они бывают с ручным и электроприводами.
В серийном производстве часто применяются кондукторы сварочные для некрупных узлов, в которых производится сборка, зажим деталей, затем — сварка в зажатом состоянии.
Основой приспособлений является жесткое основание со стойками, на которые устанавливаются прижимы, прихваты и т. д.
Сварочное производство подразделяется на следующие виды: единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное.
При серийном производстве — специальные поточные линии с отдельно расположенными рабочими местами и иногда связанными между собой транспортными средствами. Ритмичность линии обеспечивается за счет накопителей и промежуточных складов. Широко применяются высокопроизводительные приспособления, полуавтоматы и автоматы для сварки. Примером такой линии может быть линия по производству пропановых баллонов с автоматической сваркой под флюсом стали толщиной 3 мм на остающейся подкладке.
Крупносерийное производство, например, сборка, сварка кузовов автомобилей, дисков автомобильных колес грузовиков, производство сварных труб большого диаметра, бытовых титанов, огнетушителей, различных сварных узлов автотракторного производства. Этот вид производства оснащен и механизирован более совершенными средствами сборки и сварки.
Общее правило для процесса сварки — это равномерное теплораспределение (тепловложение) от дуги по всему сварному узлу небольшими дозами, а значит, грамотная очередность и протяженность наложения всех швов, и по возможности большая скорость сварки, хотя и сечение шва будет невелико. Наложением последующих слоев катет шва доводят до размера. При большой скорости сварки меньше погонная энергия, величина которой влияет на деформации и внутренние напряжения, а также лучше структура шва (мелкое зерно).
Многослойная сварка неширокими швами значительно улучшает сварное соединение по многим причинам. Эта рекомендация проверена автором на производстве при сварке различных нагруженных узлов из ограниченно свариваемых сталей без применения подогрева и отжига.
Отделочные операции предусматривают различные виды зачистки, а также иногда термическую обработку — отжиг после сварки, механическая обработка узла и т. д.Вспомогательные операции — это работы по наладке оборудования, аппаратуры, доставке различных сварочных материалов, транспортно-складские работы, очистка с перемоткой сварочной проволоки и другие подобные работы, связанные со сварочным производством.
Контрольные операции включают в себя входной контроль материалов, контроль качества заготовок, деталей, идущих на сборку-сварку, контроль состояния аппаратуры и оборудования, контроль сборки под сварку и сварки и контроль окончательно готового сварного узла, изделия.
Что такое сварка и ее виды
В промышленности и строительстве, а также при ремонте сварка получила широкое распространение. В чем заключается суть процесса, какая принята классификация и каковы основные характеристики каждого класса вы узнаете из этой статьи.
1. Определение процесса сварки
Для стыковки деталей в промышленности и строительстве используют различные технологии. Лидерскую позицию удерживает сварка. Она широко используется в машиностроении и других отраслях промышленности, при проведении строительных и ремонтных работ. Такую популярность можно объяснить высокой надежностью конструкций, получаемых в результате, и их прочностью. Технология экономически выгодна, отличается высокой производительностью.
Сварка — это технологический процесс, в результате которого образуются неразъемные соединения материалов. Иногда понятие ошибочно относят только к технологии соединения металлических элементов. На деле же разнообразные виды сварки позволяют надежно скрепить не только металл, но и стекло, графит, керамику, пластик. Соединение происходит под воздействием температуры на межатомном уровне, в результате деформирования, либо при сочетании двух способов.
На физическом уровне при сварке атомы и молекулы соединяемых поверхностей образуют прочные связи. Чтобы такие соединения возникли, необходимо соблюдать некоторые условия:
В процессе остывания происходит образование сварочного шва на стыке.
2. Классификация видов сварки
Существующие виды сварки можно поделить на три класса. Эти большие группы выделяют на основании таких различий:
Способ воздействия на детали — это главный критерий, который позволяет выделить следующие три вида этого процесса:
В каждый из перечисленных классов входит несколько видов сварочного процесса. Основной критерий для разделения — это источник энергии, которая воздействует на свариваемые поверхности.
3. Термический класс сварки
Приведенные ниже способы сварки связаны с образованием сварочной ванны в ходе процесса. Ее образование происходит при участии двух металлов: основного и присадочного. Присадочным металлом при термической сварке может выступать металлический пруток, электрод. Источником тепла — сварочная дуга, пламя горючего газа, сконцентрированный поток лучей, термит. Используемый источник тепла определяет, к какому виду относится конкретный способ соединения деталей.
3.1 Дуговая
Дуговая сварка наиболее распространена. Для нее не нужны специальные приспособления или инструменты. Для дуговой сварки необходим мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов. Во время зажигания дуги происходит ионизация дугового промежутка, которая поддерживается на протяжении всего горения.
Зажигание дуги — это процесс, происходящий в три этапа:
Данный вид сварки разделяется на три подгруппы исходя из метода соединения деталей:
Материал, число электродов, а также способ их включения в цепь электротока формируют еще одну классификацию дугового вида сварки на несколько подвидов:
3.2 Газовая
При газовой сварке источником тепла выступает пламя. Это делает данный способ пригодным для использования в полевых условиях и местах, где нет доступа к электричеству, так как питание от электросети не требуется. Еще одно характерное отличие газовой сварки от дуговой — нагрев и остывание свариваемых поверхностей происходят достаточно медленно и плавно. Поэтому технология подходит для соединения тонкостенной стали, цветных металлов, а также для проведения наплавки.
Данный вид предполагает расплавление металла под воздействием пламени, которое образуется в результате горения смеси горючих газов с кислородом. Обычно используют ацетилен или пропан, реже — пары бензина или керосин. Плавление присадочного металла участвует в формировании шва на стыке элементов, соединенных сваркой.
3.3 Лучевая
Области применения лучевого вида сварки — радиодетали, электронные схемы и другие микродетали. Сам процесс происходит под воздействием светового луча. В отличие от других видов сварки, этот должен происходить в специальной камере с вакуумной средой. В противном случае луч будет рассеиваться из-за плотности воздуха.
Способность соединять микро-детали — это отличительное преимущество такого способа, чего нельзя достичь при применении любого другого. Технология широко применяется в радиоэлектронной отрасли.
Лазерную сварку отличают швы высокой точности. В то же время нагревание поверхностей минимально, поэтому даже тонкий материал в результате соединения не деформируется. Такой способ позволяет направлять энергию с помощью призмы в труднодоступные места, которые не получилось бы соединить, применяя другие виды соединений.
Источником энергии может выступать не только световой луч, но и поток электронов из электронной пушки.
3.4 Термитная
Термит, который используют при данном виде соединения деталей, представляет собой специальную смесь для расплавления металла. В ее состав входят алюминий, магний, металлическая окалина. Смесь в виде порошка засыпают в жаропрочную емкость и разжигают с помощью электрической дуги, пропастрона или специального шнура. Тепло, которое выделяется при горении термита, плавит кромки деталей. Расплавленная деталь, смешиваясь с металлом свариваемых деталей, образует неразъемное соединение — происходит сварка.
Соединение, которое получается в результате, отличается высокой прочностью. Этим объясняется востребованность и популярность данного вида сварки в работе с крупногабаритными изделиями. В частности, способ применяется для стыковки труб, рельсов, а также для наплавки крупногабаритных изделий.
3.5 Электрошлаковая
Ни один другой из приведенных видов не подходит для соединения толстых металлических деталей толщиной от 5 см до 3 метров лучше, чем электрошлаковый. При такой сварке вертикально установленные заготовки с двух сторон закрывают с помощью подвижных ползунов из меди с водяным охлаждением. На поддон насыпают слой флюса, который служит источником тепла, а под ним зажигают дугу. Расплавленный флюс становится токопроводящим, он хорошо плавит кромки основного металла и присадочную проволоку.
Сварку такого типа применяют для работы со всеми видами стали, чугуна, некоторыми цветными металлами. Промышленное значение электрошлакового способа очень велико, благодаря экономической выгоде. Чем больше площадь поверхности, которая поддается сварке, тем рациональнее его использование.
4. Термомеханический класс сварки
Термомеханические или комбинированные виды сварочного соединения применяются тогда, когда другим способом невозможно создать ровный шов. Чаще всего таким образом требуется соединить небольшие элементы. В этом классе различают три вида сварки:
Каждый из них предполагает комбинацию теплового и механического воздействия на соединяемые детали.
4.1. Кузнечная
Соединение железных заготовок при помощи молота и наковальни было известно задолго до возникновения современных видов сварки.
Качество соединения напрямую зависит от мастерства кузнеца, а также от того, насколько хорошо поверхности были очищены от налета перед началом работы. Мастер, производящий сварку данным способом, нагревает заготовки в горне и соединяет их ударами молота, положив друг на друга.
Соединить таким образом получится только пластичные металлы. Невысокая производительность и недостаточная надежность привели к низкой востребованности кузнечного вида сварки. Иногда используется механизированный подвид: когда нагретые заготовки сдавливает пресс. Описанный способ называют прессовой сваркой.
4.2 Контактная
Сварное соединение формируется в процессе пластической деформации. Контактная сварка названа так потому что нагрев происходит благодаря прилеганию поверхности иглы к изделию. В точках контакта выделяется максимальное количество теплоты, которое способствует достижению термопластичного состояния или плавления. Дальнейшее сдавливание провоцирует образование новых точек контакта. Это, в свою очередь, способствует сближению поверхностей на межатомные расстояния, то есть, сварке.
Существуют различные классификации данного процесса по типу сварного соединения, виду сварочной машины, роду питающего трансформатор тока. По типу сварочного соединения выделяют несколько видов для решения разных задач:
Контактной сваркой можно легко соединить мелкие детали. Она высокопроизводительная, легко автоматизируется. По этой причине такую сварку используют в машиностроении в составе роботизированных комплексов.
4.3 Диффузионная
Технология базируется на диффузии, то есть взаимном проникновении атомов соединяемых материалов при плотном прижатии друг к другу. Сварку проводят в вакуумной среде или среде инертного газа. В начале процесса детали помещают в специальную камеру, где их закрепляют и начинают передавать усилие. Под воздействием электрического тока происходит нагревание поверхностных слоев металла до близких к плавлению температур. Этому виду соединения металлов способствует высокая диффузионная способность атомов. Более надежное скрепление деталей можно обеспечить, если оставить их на некоторое время под воздействием тока.
Сварку этого типа применяют при плохо контрастирующих материалах. Распространение этого способа не настолько широкое, как у других в группе.
5. Механический класс сварки
5.1 Трение
Суть процесса: вращение и давление оказываются на свариваемые металлические элементы. Технология сварки трением считается перспективной разработкой. В процессе могут вращаться как обе заготовки, так и одна из них, в то время как другая неподвижно закреплена.
В зависимости от особенностей технологии различают такую сварку:
Во всех случаях сила трения разогревает металл до температуры плавления, что делает возможной сварку деталей.
Основные преимущества данного способа заключаются в его высоком качестве и прочности полученной конструкции, небольшом энергопотреблении в сравнении с другими методами. Сварку таким способом можно применять для соединения металлов с разной температурой плавления. Процесс хорошо поддается автоматизации и широко используется в промышленных целях. Чаще всего такую сварку применяют при работе со стержневыми конструкциями и трубами небольшого диаметра.
5.2 Холодная
Применение этого способа сварки предполагает соединение деталей давлением. Неразъемное крепление образуется, когда элементы деформируются и вдавливаются друг в друга. Стыковка деталей становится возможна благодаря межатомным связям.
Холодную сварку делят на три категории:
Технологию применяют для соединения шин, труб или проволоки. Для получения качественного и прочного соединения холодной сваркой необходимо тщательно подготовить место стыка. Результат также зависит от степени сжатия и характера воздействия — вибрационного или статичного.
5.3 Взрывом
Детальная методика данного способа сварки до сих пор не разработана, он считается одним из самых редких.
Процесс сварки взрывом начинается с установки привариваемой заготовки над основным металлом. Затем на привариваемую часть устанавливают детонатор. В качестве взрывных веществ чаще всего используют состав гранулотола, аммонита, гексогена.
После взрыва ударная волна на большой скорости направляет подвижную деталь — она ударяется о нижнюю пластину. Давление в месте контакта значительно превосходит прочность металлов, при котором они переходят в жидкое состояние. За доли секунды происходит молекулярное соединение двух металлических деталей с общей кристаллической решеткой. То есть, прочную сварку обеспечивает синхронная пластическая деформация двух элементов. При этом диффузия происходит только в верхних слоях металла за счет низкой продолжительности процесса.
Сварку взрывом используют в промышленных целях для соединения разнородных металлов. С ее помощью изготавливают крупногабаритные заготовки и детали, в том числе биметаллические, а также наносят износостойкий слой толщиной до 45 мм на металлические заготовки.
5.4 Ультразвуковая
Ультразвуковой сваркой называют соединение деталей при помощи ультразвуковых волн. Они создают колебания, которые сближают атомы свариваемых заготовок на расстояние, позволяющее им соединиться в общую структуру. Высокое качество соединений делает ультразвуковую сварку достаточно востребованной, несмотря на высокую стоимость оборудования, в производстве электросхем маленьких размеров, соединении металлов с неметаллами. Сварку можно применять точечно, контурно или шовно.
Перед проведением ультразвукового соединения деталей не нужно предварительно очищать поверхности, что экономит время. При сварке элементов из пластмассы важную роль играет возможность контролировать температурный диапазон во избежание перегрева. Ультразвук нагревает поверхность за доли секунды, не выделяя вредные пары и газы.
Череповецкий завод металлоконструкций имеет многолетний опыт изготовления мостовых конструкций, навесов, настилов, гидротехнических сооружений и других металлоконструкций. Сварка и сборка происходит с соблюдением технологий и стандартов качества. Наши клиенты получают продукцию в оговоренный срок и по выгодным ценам.