Способы выполнения швов по длине и сечению
Способы выполнения швов зависят от их длины и толщины свариваемого металла. Условно считают швы длиной до 250 мм короткими, длиной 250—1000 мм — средними, а более 1000 мм — длинными.
Короткие швы по длине обычно сваривают напроход /рис. 06, а). Швы средней длины сваривают от середины к краям (рис. Уб, б), либо обратноступенчатым способом (рис. 96, в). Длинные швы однопроходных стыковых соединений н первый проход многопроходных швов сваривают от середины к концам обратиоступенчатым способом (рис. 96, г), а в соединениях с угловыми швами также от середины к концам обратноступенчатым способом (рис. 96, д).
Обратноступенчатая сварка при правильном выборе длины ступени является наиболее эффективным методом уменьшения неодновременное™ выполнения однопроходного шва и поэтому приводит к меньшим остаточным деформациям. Достигается это за счет того, что разбивка шва па участки производится с таким расчетом, чтобы при окончании сварки каждого последующего участка начало предыдущего участка имело определенную температуру. Таким образом, меняя длину участка и погонную энергию дуги, можно подобрать определенный
температурный перепад па границах между двумя ступенями. Обычно он составляет 200—300 °С, что достигается при однопроходной сварке, если длина ступени выдерживается в пределах длины, получаемой при расплавлении одного электрода с сечением валика не менее 1,0—1,5 сечения электрода. Это также приводит к уменьшению остаточных деформаций, потому что шов на каждом участке выполняется по расширенному зазору. При охлаждении одновременно с уменьшением ширины шва
уменьшается и первоначально расширенный зазор, вследствие чего остаточные деформации становятся минимальными.
При сварке стыковых или угловых швов большого сечения шов выполняется несколькими слоями. При этом каждый слой средней и верхней части шва может выполняться как за один проход (см. рис. 92, а), так и за два и более проходов (см. рис. 92, б). С точки зрения уменьшения остаточных деформаций из плоскости первый метод предпочтительнее второго. Однако слой шириной 14—16 мм бывает затруднительно сваривать в один проход; кроме того, в таких швах в связи с большим сечением проходов наблюдается относительно меньшая ударная вязкость (см. рис. 62), поэтому чаще применяется многопроходный способ сварки швов большого сечения.
При сварке толстого металла выполнение каждого слоя напроход является нежелательным, так как это может привести к значительным деформациям, а также к образованию трещин в первых слоях. Образование трещин вызывается тем, что первый слой шва перед наложением второго успевает полностью (или почти полностью) остыть. Вследствие большой разницы в сечениях наплавленного слоя и свариваемого металла все деформации, возникающие при остывании неравномерно нагретого ме-
Рис. 97. Сварка длинных многослойных швов |
тилли, концентрируются в металле шва; при этом запас пластичности металла первых слоев может оказаться недостаточным, что приводит к трещимообразовашпо.
Для предотвращения образования трещин заполнение разделки при сварке толстого металла следует производить так, чтобы каждый последующий слой накладывался на еще не успевший остыть предыдущий слой, для чего требуется обеспечить малый интервал времени между наложением отдельных слоев. Это достигается применением каскадного метода заполнения разделки (рис. 97, а), заполнением горкой (рис. 97, б) и применением блочного метода (рис. 97, в).
При каскадном методе заполнения шва весь шов разбивается на короткие участки в 200 мм, и сварка производится таким образом, что по окончании сварки первого слоя первого участка, не останавливаясь, продолжают выполнение первого слоя на соседнем участке.
При этом каждый последующий слой накладывается на неуспевший еще остыть металл предыдущего слоя.
Сварка горкой является разновидностью каскадного способа и ведется двумя сварщиками одновременно, от середины к краям.
Эти два метода выполнения шва представляют собой обратно-ступенчатую сварку не только по длине, но и но сечению шва.
Блочный метод заключается в том, что весь шов по длине делится на равные участки длиной примерно в 1 м; каждый участок — блок выполняется определенным сварщиком, причем сварка начинается со среднего блока. Сразу же после выполнения первого прохода на первом участке сварку начинают еще два сварщика и т. д., пока все участки по длине шва не будут закреплены за сварщиками. Такое одновременное выполнение многопроходного шва по длине и сечению обеспечивает наиболее равномерное распределение температуры, что значительно уменьшает общие остаточные деформации как в плоскости свариваемых листов, так и из плоскости. Блочный метод можно успешно применять даже для сварки толстолистовой закаливающейся стали.