Порошковая проволока и особенности ее применения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Каспийский государственный университет технологий и инжиниринга имени Ш. Есенова

Факультет: «Транспорт и Строительство»

Кафедра: «Морской и наземный транспорт»

Реферат

Тема: Порошковая проволока и особенности ее применения

Подготовила:

Жеткизгенова Н.Ш.

МТ-13-02 (ЭПОП)

Проверила:

Рзаева К.С.

Актау 2015

План

Введение

1. Что такое порошковая проволока

2. Основные требования к проволоке

3. Сущность дуговой порошковой сварки

4. Техника сварки порошковой проволокой и некоторые ее недостатки

5. Сварка порошковой проволокой в заводских условиях

Литературы

Введение

Сегодня придумано множество сварочных аппаратов, которые работают по разным принципам. Однако нельзя сказать, что тот или иной способ хуже или лучше другого. У каждого есть свои недостатки и свои преимущества. Кроме того, иногда складываются такие ситуации, когда целесообразно будет применение только конкретного вида сварки. Одним из видов сварки, является порошковый, или сварка порошковой проволокой.

1. Что такое порошковая проволока

Проволока такого типа является трубкой, внутренняя полость которой заполнена флюсом и металлической пыльцой (порошком). Основой для такой проволоки служит металлическая лента, которая подвергается холодному формованию. Сформованная проволока наполняется порошком и флюсом. Завершающим этапом в изготовлении порошковой проволоки является ее растяжка до нужного размера.

Данный вид проволоки имеет классификацию, которая может быть выполнена по следующим параметрам:

· назначение;

· способ применяемой защиты;

· возможность производства сварочных работ из разного положения в пространстве;

· некоторые механические свойства.

Стоит отметить, что большая часть всей проволоки, которая выпускается в нашей стране, пригодна для сварки низколегированных и низкоуглеродистых видов стали.

Кроме всего прочего, принято разделять проволоку на ту, которая пригодна для сварки в обычных условиях и ту, которая является специальной. Например, к проволоке специального назначения можно отнести ту, которая предназначена для сварочных работ с принудительным созданием шва, проволоку для работы под водой, проволоку для сварки арматуры, для автоматической сварки и так далее.

2. Основные требования к проволоке

Порошковая проволока изготавливается с учетом следующих требований к ней:

· дуга должна возбуждаться легко и греть стабильно;

· плавление проволоки должно быть равномерным, при этом не наблюдается большого разбрызгивания;

· шлак, образованный в результате плавления, должен равномерно покрывать весь шов, а при охлаждении - легко отделяться;

· сварной шов должен получаться аккуратным и без дефектов, то есть различных трещин и пористых участков.

Данные требования являются характеристиками сварочно-типологических свойств материалов для сварки. В свою очередь, данные свойства определяют возможность применения порошковой проволоки для сварки в различных условиях. Например, некоторые свойства устанавливаются экспериментальным путем, то есть берется механизированный валик и наваривается на пластину, которая сделана из низкоуглеродистой стали. Сварка производится без колебаний в самом нижнем положении, при этом значения тока и напряжения берутся средние из интервала значений, которые рекомендованы именно для данного размера и типа шва.

Из результатов подобных экспериментов становится понятно, в какой области и при каких условиях можно применять данный тип проволоки.

3. Сущность дуговой порошковой сварки

Данный вид сварки применяется достаточно часто, так как имеет множество преимуществ. Например, обычная флюсовая сварка может быть затруднена по причине невозможности точно направить электрод в нужное место (разделку). Кроме того, наблюдать за формированием шва тоже не представляется возможным. Особенно остро эти проблемы встают, если речь идет о полуавтоматическом процессе. Если рассматривать сварку в защитном газе, то и тут не все гладко. Данная защита может постоянно нарушаться из-за сквозняка. Кроме того, сопла, подающие защитный газ, могут забрызгиваться в процессе сварки.

В таких условиях целесообразно будет воспользоваться порошковой проволокой. Она сочетает в себе все такие положительные качества открытых электродов, как легирование и защита, а также раскисление металла, и такие положительные свойства механизированной сварки при помощи обычной цельной проволоки, как высокая производительность.

Стоит отметить и то, что порошковая проволока не требует наличие газового баллона, различных шлангов и редукторов, а также флюсовой аппаратуры и самого флюса. На протяжении всего процесса можно легко направлять электрод в разделку, есть возможность следить за формированием сварного шва -- это, пожалуй, основные преимущества использования проволоки порошковой для дуговой сварки.

Порошковая проволока расплавляется таким образом, как было заложено в процессе ее производства. Все дело в том, что конструкция проволоки является определяющей для процесса расплавления ее дугой. Внутренняя полость металлической оболочки заполнена неметаллическими материалами примерно на 70 процентов, точнее - от 50 до 70 процентов. Это означает, что сопротивление электрическому току такого сердечника будет в сотни раз больше, чем сопротивление металлической оболочки.

По этой причине металлическая оболочка плавится значительно быстрее. Расплавление же сердечника осуществляется частично за счет теплоизлучения сварочной дуги и частично за счет теплопередачи сильно нагретого металла. По сему, в процессе сварки внутренний материал проволоки может касаться ванны расплавленного металла и даже попадать в него в нерасплавленном виде.

4. Техника сварки порошковой проволокой и некоторые ее недостатки

Как правило, порошковая проволока используется для сварки с применением шлангового полуавтомата. По той причине, что сварной шов постоянно на виду у человека, производящего сварочные работы, техника сварки стыков и углов практически ничем не отличается от такой же техники при использовании технологии сварки в защитных газах плавящимися электродами.

Однако, иногда шлак, который образуется на поверхности сварочного шва, может попадать в зазор образованный двумя кромками на передней части сварочной ванны. Этот процесс может стать «камнем преткновения» в процессе проварки корня самого шва.

Если сварка осуществляется в несколько этапов, то перед каждым следующим процессом сварки, предыдущий шов нужно тщательно зачищать, чтобы избавиться от слоя шлака.

Сварка порошковой проволокой имеет и свои недостатки. Сама по себе порошковая проволока не очень крепкая, то есть обладает малой жесткостью. Это требует применения механизма автоматической подачи проволоки с ограниченным усилием сжатия на подающих роликах.

Стандартная порошковая проволока, имеющая диаметр 2,6 и более миллиметра, требует применение дуги с повышенным током с целью непрерывного горения. Этот факт позволяет использовать такой материал только в нижнем положении, крайне редко - в вертикальном. Объясняется такое ограничение тем, что сварочная ванна имеет достаточно большой объем. Кроме того, на поверхности образуются текучие шлаки. Все это неспособно удержаться в потолочном или даже в вертикальном положении поверхностным натяжением самого материала и давлением, создаваемым сварочной дугой.

Еще одним недостатком можно отметить и то, что в процессе сварки велика вероятность того, что в сварном шве могут образоваться поры, которые являются следствием наличия пустот и неравномерности заполнения пространства внутри металлической оболочки.

Лучшим выходом будет использование проволоки в углекислом газе. В этом случае вероятность возникновения пор в швах в значительной степени снижается. Стоит учесть и то, что от состава наполнителя, которым обладает порошковая проволока, зависит выбор таких параметров используемого тока, как полярность (прямая или обратная) и вид характеристики (крутопадающая или жесткая).

Процесс такой сварки может осуществляться при высокой плотности тока, что позволяет использовать помимо теплоты дуги ещё и теплоту, которая выделяется током в оболочке проволоки. Такой дополнительный подогрев повышает производительность расплавления, увеличивает объем расплавляемой оболочки. Кроме того, в сердечниках порошковых проволок помимо защитных компонентов присутствует дополнительное количество железа (железный порошок), благодаря чему количество расплавляемого за отрезок времени металла увеличивается. Всё это позволяет обеспечить высокий уровень производительности расплавления таких проволок (до 11-ти килограммов в час при токе в 400-500 А).

Высокий уровень производительности - одно из основных и весомых преимуществ сварки с помощью порошковой проволоки. Благодаря тому, что в состав шихты входят порошки из разных материалов, составы таких порошковых сердечников можно широко применять и получать разные смеси электродного материала. К примеру, введение в шихту порошковой проволоки существенного количества молибдена, никеля, хрома и других элементов позволяет получить наплавленный металл такого химического состава, который весьма сложно изготовить обычным металлургическим способом. Поэтому такая сварочная проволока широко применяется при осуществлении наплавочных работ. Исключение взаимодействия зоны сварки с воздухом является основной проблемой, возникающей при наплавке и сварке порошковой проволокой.

5. Сварка порошковой проволокой в заводских условиях

порошковый проволока сварка

Сварка порошковой проволокой в промышленных масштабах применяется в нашей стране немногим более десятилетия, однако уже накоплен производственный опыт применения этого способа в народном хозяйстве. Сварка порошковой проволокой нашла широкое применение в промышленности и строительстве как в заводских условиях, так и на монтаже.

Сварка порошковой проволокой применяется главным образом взамен ручной сварки покрытыми электродами и в ряде случаев вместо полуавтоматической сварки под флюсом и в углекислом газе проволокой сплошного сечения.

В большинстве случаев освоение сварки порошковой проволокой в заводских условиях не связано с коренным изменением технологического процесса изготовления металлоконструкций. Это позволяет осуществить переход от применявшегося ранее способа сварки к новому в короткие сроки. Если при замене ручной сварки механизированной требуется освоение нового сварочного оборудования и подготовка кадров, то замена полуавтоматической сварки в углекислом газе проволокой сплошного сечения сваркой порошковой проволокой сводится практически к замене сварочного материала.

На ряде предприятий такую замену в объеме цеха осуществили полностью в течение года. С применением механизированной сварки порошковой проволокой требования к подготовке поверхности металла к сборке конструкций сохраняются на прежнем уровне. Нет также необходимости в применении новых вспомогательных устройств (манипуляторов, кантователей и др.), поскольку можно выбрать порошковую проволоку, по техническим возможностям соответствующую использовавшемуся ранее сварочному материалу.

При замене ручной дуговой сварки штучными электродами полуавтоматической сваркой порошковой проволокой достигается значительное повышение производительности труда (в среднем 1,5-- 2 раза) за счет увеличения производительности наплавки самого сварочного материала, увеличения времени использования оборудования и снижения затрат на последующую зачистку швов. В некоторых случаях возможно сокращение катетов угловых швов и уменьшение разделки кромок под сварку, так как проволока обеспечивает более глубокий провар изделия, что увеличивает экономическую эффективность применения нового способа. Основными преимуществами сварки порошковой проволокой по сравнению со сваркой в углекислом газе проволокой Св-08Г2С диаметром 1,6 и 2,0 мм являются повышение производительности сварки (в среднем на 10--30%), сокращение затрат на зачистку швов от брызг, улучшение внешнего вида и качества металлоконструкций.

Технико-экономическая эффективность применения сварки порошковой проволокой в условиях конкретных производств зависит от многих факторов: учета класса сварных конструкций, применяемых для их изготовления сталей и требований к сварным швам; учета размеров изделия, толщины металла, протяженности и пространственных положений швов; оснащенности автоматами и полуавтоматами, их загрузкой и организацией обслуживания; возможностью использования углекислоты, организации снабжения цеха и отдельных постов; наличия и эффективности общецеховой и местной вентиляции; подготовленности кадров для применения нового способа сварки.

Указанные факторы определяют в значительной мере степень автоматизации (возможность применения автоматической или полуавтоматической сварки), выбор способа по виду применяемой защиты (в углекислом газе или самозащитной проволокой), тип и марку проволоки и ее диаметр. В заводских условиях применяется проволока для сварки в углекислом газе и самозащитная проволока практически всех известных типов.

В производстве продукции тяжелого машиностроения требования к сварным швам и класс свариваемых сталей предопределяют преимущественное применение самозащитной проволоки карбонатно-флюоритного типа и проволоки для сварки в углекислом газе.Самозащитная порошковая проволока применяется при изготовлении рудовозов, металлургических мостовых кранов, горнодобывающих машин, оборудования обогатительных фабрик и др. В производстве грузовых вагонов применяется преимущественно сварка порошковой проволокой в углекислом газе.

На участке сварки мощных мостовых кранов применена полуавтоматическая сварка порошковой проволокой ПП-АНЗ. Полуавтоматы подвешены на пантографах, что обеспечивает большой район обслуживания, а также позволяет быстро освобождать рабочую зону для транспортировки конструкций по пролету. Производительность труда по сравнению с ручной сваркой повысилась более чем па 30%. Сменный расход проволоки на одного сварщика составляет в среднем 25 кг. Такие же показатели достигнуты при сварке проволокой ПП-АНЗ стрелочных переводов и тяжелого шахтного оборудования. Применяется сила тока в пределах 400--500 а. Все швы сваривают в нижнем положении.

При изготовлении грузовых вагонов широко применяют такой производительный способ сварки, как сварка в углекислом газе проволокой сплошного сечения. Применение порошковой проволоки ПП-АН8 для сварки ряда узлов грузовых вагонов позволило, помимо повышения производительности труда на 10--20 %, резко снизить затраты на зачистку швов от брызг. Поточность производства, повсеместно применяющаяся в вагоностроении, позволяет максимально автоматизировать процесс сварки. Очередным этапом внедрения сварки порошковой проволокой в производстве вагонов, по-видимому, явится автоматическая скоростная сварка. Это позволит значительно увеличить объемы применения порошковой проволоки в данной отрасли промышленности.

Для изготовления строительных и дорожных машин применяют сварку порошковой проволокой в углекислом газе либо самозащитной проволокой карбоиатно-флюоритного типа.

При сварке узлов экскаваторов (ходовая рама, поворотная платформа) сменный расход проволоки на одного сварщика достигает 40--50 кг. Применение порошковой проволоки рутил-флюоритного типа ПП-АН4 позволяет сваривать конструкции экскаваторов северного исполнения. При производстве экскаваторов и автокранов успешно применена порошковая проволока рутилового типа ПП-АН8. Отличный внешний вид швов и отсутствие необходимости в очистке швов от брызг позволяют делать ее наиболее предпочтительной при производстве таких машин, особенно экспортной продукции. Для сварки ковшей экскаваторов на потоке применена полуавтоматическая сварка проволокой ПП-АН8 диаметром 2,2 мм. На киевском заводе «Красный экскаватор» сваривают ковши емкостью 0,15 и 0,25 м3 с помощью полуавтоматов А-1035, подвешенных у конвейерной линии. Рабочий момент сварки ковша иллюстрируется на рис. 126. На этом же заводе при изготовлении гидравлических цилиндров и штоков сварка проволокой ПП-АН8 кольцевых швов выполняется на специальном устройстве автоматической головкой.

Узлы экскаваторов изготавливаются из сталей Ст3, 10Г2С, 45 толщиной 6--10 мм. Расход порошковой проволоки на 1 пог. м шва катетом 5--6 мм составляет 0,18--0,20 кг, а среднесменный расход проволоки на одного сварщика 30--35 кг.

При полуавтоматической сварке применяются следующие режимы: скорость подачи проволоки--363--453 м/ч; Iсв= 350ч400 а, Uд = 28ч30 в. Порошковую проволоку ПП-АН8 используют также при сварке скреперов, бульдозеров, грейдеров и других дорожных машин.

В производстве крановых металлоконструкций, подвергающихся кантовке, полуавтоматы подвешивают на поворотной консоли, легко отводящейся из рабочей зоны. Такое крепление полуавтоматов используют на Одесском заводе им. Январского восстания при сварке платформ и ходовых рам автокранов порошковой проволокой ПП-АН4

Полуавтоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой ПП-АНЗ применяется при изготовлении строительных башенных кранов. Полуавтоматы А-765 здесь также размещены на специальных подвесках. Среднесменный расход проволоки при сварке таких решетчатых конструкций с короткими швами достигает 25 кг. Сварку выполняют на токах 400--450 а в нижнем положении с кантовкой изделия.

В сельскохозяйственном машиностроении накоплен большой опыт применения сварки самозащитной порошковой проволокой. Это касается в первую очередь заводов, расположенных в районах, где имеются трудности в обеспечении углекислым газом.

К числу сельскохозяйственных машин, для изготовления которых применяется полуавтоматическая сварка порошковой проволокой, относятся самоходные уборочные комбайны, сеялки, культиваторы, плуги. Так, при производстве пятикорпусных плугов применяют сварку порошковой проволокой ПП-АНЗ взамен ручной сварки. Производительность труда возросла более чем в полтора раза. При производстве узлов сельскохозяйственных машин из металла толщиной 4--6 мм хорошо себя зарекомендовала сварка самозащитной проволокой ПП-АН1, обеспечивающая небольшую глубину проплавления при высокой производительности сварки.

На заводах сельскохозяйственного машиностроения, широко применяющих сварку в углекислом газе, используют также порошковую проволоку ПП-АН4 и ПП-АН8. Малые толщины металла и небольшая протяженность швов, присущие конструкциям сельскохозяйственных машин, не позволяют использовать максимальные режимы сварки по току. Среднесменный расход проволоки на таких предприятиях обычно составляет около 20 кг. Широкое применение имеет проволока малого диаметра (2,0--2,3 мм).

В производстве строительных металлоконструкций большой объем сварочных работ выполняется самозащитной проволокой и проволокой для сварки в углекислом газе. Порошковую проволоку используют для сварки колонн и ферм зданий, балок различного назначения, опор линий электропередач, радиовышек, элементов эстакад и мостов, бункеров и других конструкций из малоуглеродистых и низколегированных сталей.

На ряде заводов металлоконструкций сварка порошковой проволокой стала основным процессом изготовления металлоконструкций. Большое количество полуавтоматов, сосредоточенных в цехе, позволяет производить их централизованное обслуживание. Заводы обычно используют один-два типа проволоки.

На заводе металлоконструкций им. Бабушкина основной объем сварочных работ выполняется проволокой ПП-АН8 в углекислом газе. Централизованное снабжение всех постов осушенной углекислотой, подвеска унифицированных полуавтоматов на специальных балках, хорошая организация входного контроля качества проволоки позволяют достичь при сварке этой проволокой высокого качества и повышения производительности. Резко сокращены затраты на зачистку швов от брызг, особенно при изготовлении экспортной продукции. Среднесменный расход проволоки на этом заводе составляет 25--30 кг.

На Макеевском заводе металлоконструкций основной объем сварочных работ выполняется самозащитной проволокой ПП-АНЗ. Полуавтоматы подвешены на поворотных консолях, обслуживание их осуществляется централизованно, что позволяет эффективно использовать имеющийся парк аппаратов. Среднесменный расход проволоки достигает 30 кг. Завод применяет проволоку ПП-АНЗ для некоторых видов автоматической сварки. При сварке тонкого металла используется проволока ПП-АН7. Сварочная лаборатория завода осуществляет текущий контроль за качеством проволоки и сварки в цехах.

На заводах котельно-вспомогательного оборудования и трубопроводов применяют полуавтоматическую сварку самозащитной проволокой. Наибольшее применение нашли проволока ПП-АНЗ и ПП-1ДСК. На ряде заводов КВОиТ при изготовлении металлоконструкций для энергетических сооружений до 75% общего объема сварочных работ, выполняемых механизированным способом сварки, приходится на долю сварки порошковой проволоки

Заводы судостроительной промышленности используют порошковую проволоку при полуавтоматической сварке судового набора, фундаментов двигателей и других объектов. Заводы имеют централизованную разводку осушенного углекислого газа на сварочные посты. Использование порошковой проволоки ПП-АН8 позволяет сократить трудозатраты по зачистке швов от брызг.

Имеется опыт применения сварки порошковой проволокой в автомобилестроении для сварки рам автобусов, в черной металлургии при ремонте и изготовлении металлургического оборудования, в пищевой промышленности при изготовлении холодильных агрегатов и в ряде других отраслей промышленности.

В настоящее время заводы почти всех отраслей промышленности и строительства приобрели определенный опыт сварки порошковой проволокой.

Отсутствие марок порошковой проволоки для сварки средне-углеродистых и легированных сталей ограничивает применение этого способа в производстве энергетического оборудования, химической аппаратуры и ряда других областей. Очередным этапом развития заводской сварки порошковой проволокой явится широкое внедрение автоматических способов.

Литературы

1. http://pvrt.ru/pohodny/pohod_17.htm#Сварка_порошковой_проволокой_в_заводских_условиях

2. Зарембо Е.Г. Сварочное производство: Учебное пособие для вузов, 2005 г.

3. http://kinoisoft.net/provoloka_info/5

4. http://goodsvarka.ru/electro/poroshkovoj-provolokoj/

Размещено на Allbest.ru