. СВАРКА ШИН ИЗ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ

Общие сведения

Особенности сварки алюминия, принципы основ­ных способов сварки, а также конструкции сварных узлов электротехнических шин были рассмотрены в главах первой и второй. Поэтому ниже приводятся преимущественно сведения по технологии сварки теми или иными способами, а также некоторые характеристики сварных соеди­нений, необходимые для оценки их качества. Выбор способа сварки в электромонтажном производстве определяется обычно наличием того или иного сварочного оборудования, возможностью получения в необходимых количествах аргона для аргонодуговой сварки, а также квалификацией исполнителей и условиями производства работ (заготовка ошиновок на производственных базах или сварочные работы непосредственно в монтаж­ной зоне, установки в помещениях или на откры­том воздухе и т. п.). При этом следует учитывать, что лучшим способом сварки алюминия вообще в сварочной технике, обеспечивающим получение плотных и наиболее прочных швов при наимень­шей их ширине, является аргонодуговая сварка. Главным преимуществом применения ее на монтаж­ных работах является, как уже отмечалось, воз­можность выполнять швы в любых пространствен­ных положениях и угловые швы, а также полное устранение опасности коррозии металла в эксплу­атации из-за остатков флюсов, которые при аргоно­дуговой сварке вообще не применяются. Однако необходимо считаться с тем, что получение аргона

в ряде случаев связано пока еще с определенными затрудне­ниями.

При выполнении швов на шинах больших сечений аргонодуго - вая сварка значительно менее производительна, чем, например, сварка угольным электродом, так как должна производиться за много проходов. Это обусловлено невозможностью подведения к электродам малого сечения, применяющимся при аргонодуговой сварке, тока достаточно большой силы, необходимого для рас­плавления металла сразу на большую глубину. Так, например, при полуавтоматической аргонодуговой сварке плавящимся элек­тродом (алюминиевая проволока диаметром 2 мм) максимальный сварочный ток составляет 500 А и сварка шины толщиной 30 мм в нижнем положении выполняется за 15 проходов. В то же время при сварке угольным электродом используются токи до 2000 А, что дает возможность сваривать шины толщиной до 70 мм всего за четыре прохода.

Наряду с возможностью использования дуги значительной мощности сварка угольным электродом отличается большой про­изводительностью, относительной простотой применяемого обо­рудования и поэтому получила наибольшее распространение в электромонтажной практике.

К недостаткам сварки угольным электродом следует отнести невозможность выполнения потолочных и горизонтальных швов и трудности с выполнением вертикальных швов (практически вертикальные швы выполняются только при сварке шин больших сечений в специальных приспособлениях). Кроме того, не удален­ные после сварки остатки флюса могут вызвать коррозию алюми­ния, что затрудняет применение этого вида сварки на открытом воздухе и в сырых помещениях.

Ручная сварка металлическими (алюминиевыми) электродами со специальными обмазками обладает некоторыми преимуществами по сравнению со сваркой угольным электродом. Достигается более высокая прочность соединений за счет сокращения зоны термиче­ского влияния и уменьшения объемов наплавленного металла. При сварке внутренних угловых швов этим способом получаются более качественные соединения, так как можно проникнуть элек­тродом в глубину угла между свариваемыми деталями и вести сварку короткой дугой. В случае сварки таких угловых швов угольным электродом неизбежны подплавления поверхностей, образующих угол, из-за большого объема факела дуги.

В результате большей концентрации теплоты при сварке металлическими электродами кромки расплавляются на меньшем расстоянии от торцов свариваемых шин, что способствует быстрому формированию сварного шва (меньше растекание металла, чем при сварке угольным электродом). Это облегчает сварку изделий сложного профиля, например трубчатых или коробчатых шин.

Следует отметить, что при сварке металлическими электро­дами происходит более сильное разбрызгивание металла, чем при

сварке другими способами. Отдельные капли металла, покрытые обмазкой (флюсом) или шлаком, пристают к поверхности шин, что затрудняет зачистку швов и околошовных участков после сварки. Это является недостатком рассматриваемого способа.

Электрошлаковую сварку целесообразно применять только для прямоугольных шин большой (60 мм) и сверхбольшой (120— 200 мм) толщины. Для этих случаев она является наиболее ра­циональным и производительным способом. Возможна сварка не только шин, но и шин с пакетами лент (весьма распространенный случай при монтаже ошиновки электролизеров алюминия). Сварка производится в положении шин «на ребро» с принудительным формированием шва. Требование тщательного уплотнения шва для устранения протекания расплавленного шлака и алюминия из образовавшейся ванны осложняет использование этого способа и пока еще ограничивает его применение только сваркой встык. В связи с этим, а также необходимостью использования громозд­кого и тяжелого оборудования электрошлаковую сварку можно применять только в условиях производственных баз монтажных организаций и заводов, изготовляющих тяжелую ошиновку. Необходимо всемерно стремиться к ее внедрению, так как она значительно облегчает труд сварщиков.

Газовая сварка для соединения алюминиевых шин не может конкурировать с электрической сваркой ни по производитель­ности, ни по качеству получаемых соединений. Пламя газосва­рочных горелок не удается сконцентрировать на узких участках, поэтому швы получаются широкими, с большими зонами терми­ческого влияния. Возможна сварка только плоских шин в ниж­нем положении (встык и по боковым кромкам). Поэтому газовой сварке может быть отведена в электромонтажном производстве роль резервного способа, используемого при невозможности применения электросварки или при небольших объемах работ.

Холодная сварка является оригинальным способом соединения алюминиевых шин. Основные ее преимущества; простота техно­логии, благодаря чему от исполнителей не требуется квалификации сварщиков цветных металлов; легкость оборудования и оснастки и независимость от источников электроэнергии (при использова­нии ручных механизмов, не имеющих электропривода) или нали­чия сжатых газов, необходимых для электро - или газовой сварки. Возможно выполнение соединений и ответвлений плоских шин толщиной до 10 мм. Соединения шин, выполненные холодной сваркой, обладают высокой прочностью.

Производительность холодной сварки ниже, чем электрической. Однако, если учесть необходимость доставки и подключения гро­моздкого электросварочного оборудования, общее время, затра­чиваемое на выполнение работ (особенно при малых объемах работ), будет соизмеримо.

Применение холодной сварки особенно целесообразно при производстве"!МеЙ¥рдмонтажіьіх работ на небольших, разбро­санных объектах (например, городские распределительные пункты и трансформаторные подстанции). При заготовке ошиновок иа производственных базах монтажных организаций она является высокопроизводительным процессом, так как в этом случае за один ход пресса могут выполняться сразу многоточечные соеди­нения.