Сварку шин угольным электродом выполняют, как правило, на постоянном токе при прямой полярности. Встречающиеся в литературе указания о возможно­сти производить сварку алюминия угольным электродом только при обратной полярности тока нельзя считать правильными. Исследованиями института ВНИИПЭМ, а также опытом примене­ния сварки в организациях Главэлектромонтажа Минмонтаж - спецстроя СССР установлено, что при обратной полярности тока дуга горит неустойчиво, наблюдается большое разбрызгивание металла, что затрудняет сварку и ведет к большому браку.

Переменный ток применяют ограниченно из-за затруднений, возникающих при сварке: необходимости поддерживать короткую дугу (не более 3 мм), что требует высокой квалификации сварщика; частых обрывов дуги из-за образования на конце электрода не­электропроводящего слоя окиси алюминия, возникающего из-за попадания на него брызг металла или при касании электродом поверхности расплавленного металла. При этом для повторного возбуждения дуги бывает необходимо скалывать и запиливать напильником конец электрода.

В настоящее время сварка алюминиевых шин всех сечений производится без разделки кромок и без дополнительного подо­грева посторонними источниками теплоты. Технологический зазор между концами свариваемых шин предусматривается только при толщине их более 15 мм. Такая технология стала возможной в результате применения сварочных токов, превышающих в 1,5—. 2 раза общепринятые ранее. Это является весьма важным, так как значительно повышается производительность труда, улучшается качество сварки и не менее чем в два раза сокращается расход присадочного материала.

Авторы сочли необходимым обратить на это внимание, так как иногда находятся сторонники сварки с разделкой кромок (в особенности у шин большой толщины) аналогично тому, как это делается, например, при аргонодуговой сварке.

Преимущества сварки при повышенных режимах особенно велики при сварке шин больших сечений. В качестве примера в табл. 9-1 приводятся сравнительные данные по результатам исследований сварки алюминиевых шин сечением 250x29 мм с разделкой кромок и с дополнительным подогревом и без нйх.

Характеристики соединений алюминиевых шин сечением 250X29 мм, выполненных сваркой угольным электродом по различной технологии

Наименование характеристик сварных соединений

Сварка током 450 А с разделкой кромок под углом 45° и дополни­тельным подогревом шин до 250—300 °С

Сварка током 800 А без разделки кромок и без дополнительного подогрева; технологиче­ский зазор между кром­ками 10 мм

Внешний вид шва

Макроструктура

Предел прочности при растяжении и іхарактер разрушения

Пластичность швов

Продолжитель­ность сварки

Шов широкий (ширина 60—70 мм), наблюдаются провалы в середине шва вследствие усадки при за­стывании. В некоторых об­разцах имеются трещины, идущие по шву от его нача­ла, а также подрезы и на­плывы. Широкие и длинные кратеры в конце шва (рис. 9-1, о)

В ряде случаев в шве на­блюдаются внутренние тре­щины, вызванные, видимо, усадкой алюминия вслед­ствие больших размеров сва­рочной ванны, а также шла­ковые и газовые включения ав = 64 МПа (64 кгс/мм2). Разрушение преимуществен­но по сварному шву или вблизи него Угол загиба 120°

15—20 мин**

Шов достаточно узкий (ширина 30—35 мм), ров­ночешуйчатый, с нор­мально выполненным усилением. Трещин, про­валов, подрезов не наб­людается (рис. 9-1, б)

Хороший провар кро­мок по всему сечению. Трещин, шлаковых вклю­чений, пор не наблю­дается

ав = 74 МПа (7,4 кгс/мм2).* Разруше­ние по основному ме­таллу в зоне отжига.

Угол загиба 180° с сов­мещением кромок 3—3,5 мин

Бруски, формующие швы с торцов, имеют углубления — лунки, которые расположены при сварке против стыков шин и служат для обеспечения качественного провара кромок в начален в конце шва.

Рис. 9-1. Швы алюминиевых шин сечением 250X29 мм, выполненные сваркой угольным электродом: а — с разделкой кромок у шин и с дополнительным подогревом (сварочный ток 450 А); б — без разделки кромок у шин и до­полнительного подогрева (сварочный ток 800 А)

Сварка встык применяется для соединения полос шин при расположении их в одну линию и под углом (см. рис. 2-6, а, б); приварки ответвлений к шинам, смонтированным плашмя (см. рис. 2-6, в); приварки накладок для оконцевания шин при при­соединении их к аппара­там в тех случаях, когда ширина шин меньше ши­рины контактной пластины аппарата (см. рис. 2-6, г, д); использования отходов (для соединения обрезков) шин и в других случаях.

Сварку в условиях мастерских электромон­тажных заготовок выпол­няют на специальных сто­лах (рис. 9-2, а, б) с упо­рами для взаимной вывер­ки шин и устройствами для закрепления их на период сварки. Столы для сварки тяжелой ошиновки (рис. 9-2, в) встраиваются обычно в рольганги, слу­жащие для транспорти­ровки шин в технологиче­ских линиях на производ­ственных базах.

При сварке непосред­ственно на монтируемом объекте используются при­способления с упорами для выверки шин и зажимами для их закрепления.

Приспособление, показанное на рис. 9-2, г, служит для сварки несмонтированных шин. В случаях, когда шины уже уложены на изоляторы, применяется приспособление (рис. 9-2, 6), которое навешивают на шины и закрепляют прижимами, представля­ющими собой струбцины, приваренные к основанию приспособле­ния и охватывающие шины. Стык шин при этом должен нахо­диться точно над канавкой в угольной подкладке, врезанной в основание приспособления заподлицо с его поверхностью. Приварку ответвлений к смонтированным шинам при расположе­нии их плашмя можно выполнять в приспособлении, показанном на рис. 9-2, е. Его также навешивают на шины и закрепляют при­жимами-струбцинами.

Рис. 9-2. Приспособления для сварки шин: а, б — столы с переставными упорами для сварки шин толщиной до 12 мм при расположении их в одну линию и под углом; в — стол для сварки шин тяжелой ошиновки; г — приспособление для сварки встык в монтажных условиях; д — то же, но для сварки смонтированных шин; е — приспособление для приварки ответвлений к смонтированным шинам при расположении их плашмя; ж — приспособление для «прихватки» труб перед сваркой; з — приспособление для сплавления в монолит концов проводов компен­сатора для трубчатых шин

1 — шины; 2— упоры; 3 — откидные зажимы для закрепления шин; 4 — угольные бруски, формующие шов; 5 — прижимная планка; 6 — плита; 7 — ролик; 8 ~ скоба- фиксатор с прорезом; 9 — труба; 10 — провода; 11 — внутренний угольный брусок, формующий шов; 12 — угольное кольцо, формующее шов; 13 — хомут

В табл. 9-2 приведене режимы сварки угольным электродом, данные по выбору электродов и присадочных прутков и рекомен­дуемые размеры швов.

Рис. 9-3. Сварка угольным электро­дом алюминиевых шин толщиной до 12 мм: а — общий вид; б — попе­речный разрез по шву; в — про­дольный разрез по шву 1 — присадочный пруток; 2 — шина; 3 — электрод; 4 — угольный брусок, формующий шов с торца; 5 — угольная подкладка с канавкой; 6 — сварочная ванна; 7 — шов; 8 — шлак на поверх­ности сварочной ванны (петлеобразная линия — путь движения конца приса­дочного прутка)

Никакой специальной подготовки свариваемых кромок не производят. Отрихтованные концы шин тщательно зачищают проволочной вращающейся или ручной щеткой и шины уклады­вают на сварочный стол или в приспособление и закрепляют.

При толщине шин более 12 мм между их концами оставляют тех­нологический зазор, указанный в табл. 9-2.

Непосредственно перед свар­кой на кромки шин и присадочные прутки наносят волосяной кисточ­кой тонкий слой флюса, разве­денный водой до состояния гус­той пасты. Присадочные прутки до нанесения флюса зачищают от окиси.

Сварку шин толщиной до 12 мм выполняют за один проход дуги.

Сначала дугу возбуждают на формующем шов угольном бруске, расположенном ближе к свар­щику, переносят на стык шин в начале шва и задерживают в этом месте до полного расплавления кромок на всю их толщину. Этот момент определяют по образо­вавшемуся провалу металла (про­теканию его в канавку подкладки).

В образовавшуюся сварочную ванну вводят конец присадоч­ного прутка и начинают дви-

жение электрода и прутка вдоль

шва. При этом электроду, кроме поступательного движения, надо придавать также поперечные колебательные движения для на­правления дуги поочередно на торцы обеих свариваемых шин. Таким образом, общее перемещение его конца по кромкам пред­ставляет собой петлеобразную линию. Электрод следует удержи­вать под углом около 80—90° к плоскости шин с наклоном в сто­рону движения (рис. 9-3). Пруток, находящийся в левой руке сварщика, перемещают вслед за электродом на расстоянии 5— 10 мм, при этом его располагают осью вдоль шва и под углом 35—40° к плоскости шин. Пруток расплавляют, погружая его в сварочную ванну. Не рекомендуется сплавлять пруток кап­лями, нагревая дугой, так как металл в каплях окисляется.

Режимы сварки плоских алюминиевых шин угольным электродом в нижнем положении

Тол­ щина шин, мм	Зазор между кромками шин при сварке, мм	Размеры угольного (графитиро - ванного) электрода, мм	Диаметр приса­дочного прутка 2, мм	Сварочный	ток, А	Рекомендуемые размеры швов, мм	Размеры канавки в подкладке, мм	Расход на 100 мм шва, г
Диа­ метр	Дли­на 1	постоянный	пере­ менный	Ширина	Усиление	Ширина	Глубина	присадки	флюса
3		12	120	5	150	150	15	1	10	2	9	1,5
4		12	120	5	200	200	15	1	10	2	10	2
5		15	120	5	200	250	18	2	12	2	18	4
6	Без зазора	15	120	8	250	300	20	2	12	2	25	5
8		18	130	10	300	350	20	3	12	2	35	7
10		20	150	12	350	400	20	3	12	3	45	9
12		20	150	12	400	450	25	3	14	3	57	11
20	10	20	200	15	600		30	4	15	3	120	13
29	18	25	200	18	800		30	4	20	3	250	15
35	20	25	200	20	900	Не при­	40	4	35	3	330	17
50	25	30	250	23	1300—1700	меняется	60	4-5	40	4	450	27
60	28	35	250	25	1500—2000		. 60	6	40	4	600	45
70	35	35	250	30	1900—2100		65	6	40	4	700	55

1 Указана длина участка электрода, по которой проходит сварочный ток.

182

7 Прутки, нарезанные из шин или листов, должны иметь квадратное сечение со стороной квадрата, равной диаметру круглых прутков, іуказанному в таблице. ”

При сварке жидкий металл должен быть тщательно перемешан присадочным прутком для удаления шлаковых и газовых вклю­чений. Для этого прутку сообщают колебательные движения вниз и одновременно вперед и затем вверх (рис. 9-3, в) по петле­образной линии. Такие движения необходимы для того, чтобы сгонять к концу шва, в лунки угольных брусков, плавающие на поверхности шлаки и остатки нерастворенных пленок окиси.

В конце шва дугу обрывают. После образования в этом месте провала (раковины), вызванного усадкой, дугу вновь возбуждают на угольном бруске, ограничивающем шов, и переносят в зону раковины. При расплавлении алюминия в этом месте раковина заполняется металлом из присадочного прутка.

Во время сварки и при охлаждении шва не следует подвергать шины сотрясениям, так как это может ухудшить качество. сварки (рыхлость структуры, появление трещин).

Приливы, образующиеся в начале и в конце шва, где металл затекал в лунки уплотняющих брусков, срубают остро заточен­ным зубилом. Обработки шва заподлицо с плоскостью шин не требуется, за исключением случаев, где это необходимо по кон­структивным соображениям или для придания более красивого внешнего вида. После сварки шов и прилагающие к нему участки шин очищают проволочной щеткой от шлака и остатков флюса. Продолжительность сварки шин сечением 100x10 мм без вспомо­гательных операций по установке и снятию приспособления и зачистке шва около 40 с.

Наиболее часто встречающиеся дефекты сварки встык алюми­ниевых шин указаны в табл. 9-3.

Сварка шин тяжелой ошиновки имеет некоторые особенности. Прежде всего необходим технологический зазор (см. табл. 9-2) между концами шин для быстрого разогрева их дугой и расплав­ления на всю толщину. Порошкообразный флюс насыпают слоем шириной около 20 мм на свариваемые кромки и в зазор между шинами (на подкладку).

При толщине шин 29, 35 и 50 мм сварку выполняют в три прохода дугой вдоль кромок (рис. 9-4, а). Во время; первой опе­рации производится разогрев торцов шин с одновременным рас­плавлением нижних кромок, для чего дугу направляют в зазор между шинами и попеременно поворачивают на кромки одной и другой шины; при этом электродом совершают колебательные движения поперек шва. Верхние кромки тоже частично подплав- ляются от соприкосновения с поверхностью раскаленного элек­трода и газами, окружающими дугу.

При второй операции скорость движения электрода вдоль шва устанавливают такой, чтобы достигалось интенсивное расплавле­ние кромок шин и присадочного прутка. Для этого дугу направ­ляют на верхние кромки. Присадочный пруток периодически окунают в сварочную ванну в направлении сварки; кроме того, им совершают также и небольшие колебательные движения

Дефекты сварки встык алюминиевых шин Дефекты сварки Вероятные причины возникновения дефектов Непровары и натеки металла Подрезы, шлаковые включения, поры Хрупкость, малая прочность, ноздреватость швов Раковины с обратной стороны швов Слишком большое усиление швов Трещины вдоль швов Сильное разбрызгивание метал­ла. Бугристый неравномерночешуй­чатый шов Слишком мал сварочный ток Сварочный ток значительно больше нормального (сварщик не успевает формировать шов) Пережог участка металла, вы­званный продолжительным нагрева­нием (мал сварочный ток). Примене­ние литых присадочных прутков из вторичного (переплавленного) алюми­ния Подкладка не зачищена после предыдущей сварки от шлака Велико сечение присадочных прут­ков, мал сварочный ток Подварка швов с повторным рас­плавлением их. Механическое со­трясение шва при неполном затвер­девании металла Обратная полярность тока

поперек шва для тщательного перемешивания жидкого ме­талла.

1 2 3

12 3 4 Рис. 9-4. Последовательные стадии формиро­вания сварного шва: а — при сварке алюми­ниевых шин толщиной 29, 35 и 50 мм; б — то же, толщиной 60—70 мм 1—4 — операции сварки

Во время третьей операции окончательно формуют сварной шов путем разогрева и частичного расплавления ранее наплавлен­ного металла и ритмичного окунания в ванну приса­дочного прутка для при­дания шву равномерноче­шуйчатой формы.

Для интенсификации процесса заполнения шва при второй и третьей опе­рациях присадочный пру­ток можно расплавлять не только погружением его в сварочную ванну, но и прямым воздействием электрической дуги. Это допустимо, так как опасность окисления (сгорания) металла в прутке не так велика, как при сварке шин небольших сече­ний, ввиду того, что прутки имеют в этом случае большую

толщину (18—25 мм).

Шины толщиной 60 и 70 мм сваривают аналогично, но шов заполняют металлом (после второй операции) за два прохода (рис. 9-4, б).

Сварка шин большого сечения —тяжелая операция, требу­ющая от сварщика большого напряжения вследствие значитель­ного теплоизлучения дуги и необходимости пользования тяже­лыми электрододержателем и присадочным прутком. Для улуч­шения условий работы сварщика рекомендуется пользоваться электрододержателями с удлиненной рукояткой и располагать рукоятку на упоре, закрепленном на сварочном столе.

Рис. 9-5. Приварка ответвлений внахлестку х сборным шинам: а — ответвление такого же сечения, как сборная шина; б — от­ветвление меньшего сечения, чем сборная шина; в — размеры сечения сварного шва 1 — сборная шина; 2 — шина ответвления; 3 пробочное сварное соединение; 4 *— бруски из угля, формующие шов; 5 » стальная подкладка

Продолжительность сварки (время горения дуги) шин сече­нием 310x35 мм около 3,5 мин, сечением 360x50 мм —около 5 мин и сечением 430x60 мм —6 мин.

Сварка шин внахлестку применяется главным образом для приварки ответвлений (см. рис. 2-6, ё).

Приварка ответвлений такого же сечения, как сборные шины, показана на рис. 9-5, а. При ответвляющихся шинах толщиной более 8 мм желательно для увеличения жесткости соединения выполнять дополнительное, пробочное соединение. Если ответ­вление имеет значительно меньшую толщину, чем сборная шина, можно сварной шов располагать не у кромок, а посредине сборной шины (рис. 9-5, б). При этом сварку ведут не только по торцу более тонкой шины, но и по боковым кромкам на длине, примерно равной половине ширины этой шины. Пробочного соединения в этом случае не делают.

Силу сварочного тока в зависимости от толщины шин выбирают по табл. 9-4. Угольные электроды и присадочные прутки берут таких же размеров, как при соответствующих токах для сварки встык (см. табл. 9-2).

Шов для сварки формуют по всей длине и с торцов угольными брусками (рис. 9-5, а, б) высотой, на 2—4 мм большей толщины ответвления. Сборную шину во избежание провалов металла укрепляют при помощи стальной подкладки.

При толщине свыше 8 мм кромку сборной шины перед сваркой прогревают дугой. Подогрев производят при медленном движении электрода вдоль шва до появления отдельных капель жидкого металла на поверхности сборной шины. При втором проходе дуги материал сборной шины проплавляют с поверхности на

Таблица 9-4 Скла тока, А, при сварке алюминиевых шин внахлестку угольным электродом Толщина шины от­ветвле­ния, мм Толщина сборной шины, мм 4 — 5 6 ,8 10 12 3-—4 5—8 10—12 150 200 225 225 250 250 300 350 250 300 350— 400

глубину 3—4 мм и рас­плавляют кромки шины ответвления. Электрод при этом должен совершать поперечные. колебатель­ные движения.

Необходимо следить за тем, чтобы расплавление кромок шины ответвления происходило после рас­плавления поверхности сборной шины. Если тол­щина шины ответвления меньше толщины сбор­ной шины, то эту операцию трудно выполнить вследствие раз­ных условий нагревания и охлаждения у шин разной тол­щины. Для достижения качественной сварки на более тонкую шину накладывают теплоотводящую медную пластину или брусок сечением, в два раза большим, чем у ответвляющейся шины, и площадью, равной площади нахлестки.

При сварке внахлестку в шов вводят присадку так же, как при сварке встык. При этом все пространство между торцом шины ответвления и угольным формующим бруском заполняют металлом, что обеспечивает прямоугольную форму сечения шва (см. рис. 9-5, в).

Для пробочного шва сначала доводят до расплавления металл на поверхности нижней шины, а затем расплавляют кромки предварительно высверленного отверстия у верхней шины и вводят присадку до заполнения отверстия.

Сварка шин при вертикальном положении шва (рис. 9-6) приме­няется только при монтаже неповоротных стыков шин тяжелой оши­новки. Ее выполняют с формовкой передней стороны шва уголь­ным бруском, перемещаемым вверх по мере выполнения сварки.

Соответствующее приспособление (рис. 9-6, а) закрепляют на свариваемых шинах 1 винтами 2. Шторка 4 с вмонтированным в ней угольным бруском 3 перемещается по направляющим 5 при помощи зубчатой рейки 7, передвигаемой храповым механиз­мом 6, приводимым в движение педалью 8. Задняя сторона шва формуется угольным бруском по всей длине.

Сварку начинают при опущенной шторке. Дугу возбуждают на угольном бруске и переносят на нижнюю часть кромок шин. В этом месте она концентрируется до расплавления кромок, посла чего переносится на вы - шерасположенный уча - 0) сток. Одновременно в сва­рочную ванну вводят присадку из прутка, кото­рым перемешивают плав­ку, периодически окуная его в ванну.

Полосо 1

При заполнении ме­таллом заформованного пространства шторку под­нимают выше и процесс расплавления кромок и введения присадочного металла повторяют.

t - ■ I 4--

Рабочее место сварщика I

Рис. 9-6. Сварка шин тяжелой ошиновки в вер­тикальном положении: а — приспособление для сварки; б — применение отрезков шин — вставок при сварке многополосных стыков в монтажных условиях / — V *- места сварки

При сварке в монтаж­ных условиях пакетов шин, состоящих из не­скольких полос, верти­кальную сварку выпол­няют при помощи спе­циальных отрезков шин — вставок (рис. 9-6, б). Сна­чала сваривают первые полосы (место сварки /), затем приваривают встав­ку 1 (места сварки II и III) и вставку 2 (места сварки IV и V).

Сварка шин по боко­вым и торцевым кромкам применяется главным об­разом для ответвлений от сборных шин распредели­тельных устройств, уста­навливаемых «на ребро», для сварки под углом пакетов шин, а также для соединения шин, располо­женных в одну линию,

при невозможности выполнения сварки встык (например, для соединения между собой секций шинопроводов).

Способ приварки ответвлений состоит в том, что концы от­ветвляющихся шин, продетые в промежутки между полосами сборной шины, приваривают к верхним кромкам этих полос
(рис. 9-7). Сварку выполняют в угольной форме, устраняющей опасность растекания алюминия при сварке. Это также позволяет наплавлять слой металла нужной высоты для получения необ­ходимого сечения шва. Приварка возможна как однополосных,

Рис. 9-7. Приварка ответвлений к сборным шинам, смонтированным «на ребро»: а, б, в — схемы приварки ответвлений (поперечные разрезы по сборным шинам); г — приварка ответвления, отходящего вниз; д — полоса шины ответвления с приваренной к ней косынкой; е — приварка ответвления, отходящего вверх / — полосы сборной шины; 2 — шина ответвления; 3 — наплавленный металл; 4 — алю­миниевая прокладка; 5 — присадочный пруток; 6 — угольный электрод; 7 — угольные пластины, формующие шов; 8 — стяжные болты; 9— стяжные плиты; 10 — косынка

так и многополосных ответ­влений к сборным шинам. При этом шины ответвления могут иметь и меньшие сечения, чем полосы сбор­ной шины.

При толщине ответвля­емой шины, меньшей тол­щины полос сборной шины, получающийся зазор уплот­няют прокладкой из обрезка шины соответствующей тол­щины (рис. 9-7).

Ответвления приваривают к шинам, установленным, выверен­ным и окончательно закрепленным на изоляторах.

Прокладки между отдельными полосами шин вставляют в за­зор между шинами после установки и выверки ответвлений. Перед установкой ответвлений свариваемые места как на шинах, так и на ответвлениях защищают до металлического блеска. Концы полос ответвлений при установке располагают заподлицо с верхними кромками полос сборных шин (неточность установки допускается ±=5 мм).

На место сварки надевают угольную разъемную форму, укреп­ленную в специальном приспособлении (рис. 9-7, г), которое

Представляет собой две плиты, затягиваемые винтами. К вну­тренней части плит приварены стальные подкладки, образующие карманы, в которых закрепляют продольные угольные бруски, образующие форму. Бруски, ограничивающие форму с торцов, имеют вид гребенок, входящих своими прямоугольными высту­пами в зазоры между полосами шины. Края угольных брусков, составляющих форму, должны выступать на 8—10 мм над верх­ними кромками полос сборной шины. Боковые бруски вставляют после установки осталь­ной части приспособле­ния и до окончательной затяжки плит винтами.

Таблица 9-5 Сила тока, А, для приварки ответвлений к алюминиевым шинам, монтируемым «на ребре» Число полос в сборной шине Сечение полос сборной шины, мм 60X8; 80x8 80х 10; 100Х ю 120Х 12 2 300 350 400 3 350 400 450 4 — 450 500

Примечание. В таблице указаны токи для приварки полос ответвления такого же сече* ния, как полосы сборной шины. Если ширина по­лосы ответвления равна половине или меньше ши< рины полос сборной шины, то необходимо силу тока, указанную в таблице, уменьшить на 50 А.

После установки форм участки шин, подлежа­щие сварке, обмазывают тонким слоем флюса. Силу сварочного тока выбирают по табл. 9-5.

После разогрева свари­ваемых кромок растянутой дугой электрод прибли­жают на 5—10 мм к сва­риваемым шинам и произ­водят сварку конца одной из ответвляющихся шин и смежную с ним боко­вую кромку сборной шины. Электрод, кроме движения вдоль шва, должен совершать еще небольшие поперечные колебания. Вслед за электродом под углом 40° к горизонтали перемещают присадочный пруток, который сплавляют в шов, окуная его в расплавленный металл. Глубина проплавления кромок должна быть 3—5 мм.

Аналогично приваривают конец второй ответвляющейся шины к соседним с ней полосам сборной шины. После приварки концов # шин ответвления заполняют форму алюминием путем вторичного расплавления шва с его поверхности и сплавления присадочного прутка. Наплавленный металл должен возвышаться над верхними кромками сборной шины не менее чем на толщину этой шины для создания необходимого сечения шва.

Продолжительность приварки ответвления, состоящего из двух полос сечением по 100x10 мм, к сборной шине, состоящей из трех полос такого же сечения, составляет 2 мин.

Технология приварки проста, доступна сварщикам невысокой квалификации и обеспечивает получение хороших соединений.

В случае когда шины ответвления поднимаются вверх, при­варить их к полосам сборных шин по торцевым и боковым кромкам невозможно, так как для этого потребовалось бы выполнение потолочных швов, что неосуществимо с помощью сварки уголь­
ным электродом. Поэтому рассматриваемый узел конструируют таким образом, чтобы сварка производилась в нижнем положении, т. е. так, как это описано выше для случая, когда шины ответвле­ния отходят вниз. С этой целью к полосам шин ответвления за­благовременно приваривают под углом короткие отрезки шин (косынки) такого же сечения, как соединяемые (рис. 9-7, д). Сварку выполняют по верхним кромкам косынок и полос сборной шины (рис. 9-7, е).

а)

Сварка шин по боковым кромкам распространена и для соеди­нения секций защищенных токопроводов. Прямые, угловые и

Рис. 9-8. Сварка шин защищенных шинопроводов: а — расположение стыка

шин двух секций до сварки; б — кондуктор для сварки

3 графитовый блок; 2 — стяжной винт; 3 — стальная щека; 4 — шпилька; 5—распор­ная втулка; 6 — свариваемые шины; 7 — откидная распорка; 8 — графитовые бруски

подгоночные секции таких токопроводов, например токопровода ігипа ШМА, представляют собой шесть изолированных шин сече­нием 80x8 мм, установленных на изоляторах, скрепленных обой­мами и закрытых кожухами. Концы шин каждой секции изог­нуты «уткой» (рис. 9-8, а) для соединения с шинами соседней секции. В токопроводе попарно расположены изолированные одна от другой шины различных фаз. Поэтому соединение секций та­кого токопровода имеет не три, а четыре места сварки; крайние, Относящиеся к первой фазе, и средние, относящиеся соответственно ко второй и третьей фазам. Необходимость выполнения сварки по верхним боковым кромкам вызвана тем, что сварка встык невозможна из-за малых расстояний между шинами.

Кромки шин перед сваркой зачищают и стыкуемые секции собирают при помощи временного стяжного болта, продеваемого в отверстия на концах шин, после чего на свариваемый участок устанавливают кондуктор, формующий отдельные места сварки. На рис. 9-8, б показан кондуктор, собираемый из щек с помощью Шпилек и распорных втулок. В каркас закладывают угольно­графитовые блоки и бруски, формующие боковые кромки шин, по которым выполняют сварку. Сварку выполняют на участке шин длиной 90 мм. Кромки шин проплавляют на глубину 3—5 мм,

после чего при втором проходе дуги наплавляют слой металла толщиной около 8 мм.

Рис. 9-9. Поперечные сечения по местам соединения сваркой шин защищенного токопровода серии ШМА: а — соеди­нение; б — соединение с ответвлением 1,11, III — фазы; / — основная шина;: 2 — шина ответвления; 3 — изолирующая прокладка; 4 — место сварки (наплавлен* ный металл)

Аналогично выполняют и ответвление от токопровода. Однако в этом случае производят сварку боковых кромок горизонтально расположенных шин с торцевыми кромками шин ответвления. Сила сварочного тока может быть выбрана по табл. 9-5. Попереч­ные сечения сварных швов при выполнении соединения токопро­вода и ответвления от него представлены на рис. 9-9.

При помощи сварки изгото­вляют также гибкие темпера - турные компенсаторы.

Компенсаторы представляют собой пакеты тонких (0,5—1мм) алюминиевых лент, приварен­ные к контактным пластинам (см. рис. 2-6, и) или имеющие торцы, сплавленные в монолит (см. рис. 2-6, к). При непо­средственной приварке таких пакетов к шинам по обычной технологии встречаются труд­ности, так как по условиям сварки алюминия требуется достаточно большой ток для восполнения теплопотерь и бы­строго нагревания металла до плавления. Однако большой ток вызывает пережог кромок тонких лент, образуются окись и пустоты в шве; при малом токе процесс сварки затяги­вается, получаются натеки ме­талла и непровары.

Эффективное удаление окиси с боковых поверхностей у торцов лент, зажатых в пакет и расположенных горизонтально, затруд­нено, что также осложняет процесс их сварки. Кроме того, при сварке по технологии, принятой для соединения шин, вследствие воздействия дуги на боковые поверхности внешних лент бывает трудно избежать их подплавления.

Специальная технология дает возможность получать вполне удовлетворительные сварные соединения пакетов лент компенса­торов. Используют два способа.

Первый способ состоит в том, что концы лент сплавляют в монолит в угольной форме в вертикальном положении по их торцевым кромкам. В результате сплавления у пакета образуются монолитные кромки достаточной ширины, чтобы их можно было приваривать к контактным пластинам или непосредственно к ши*
нам по обычной технологии сварки шин встык. Этот способ наи­более рекомендован. Он применяется для компенсаторов всех сечений и обеспечивает хорошее качество соединений, так как

а) 3 Рис. 9-Ю. Способы сварки гибких температурных компенсато - ров из алюминиевых лент: а — в вертикальном положении; б — в нижнем положении 1 — стяжной винт; 2 — брусок из угля; 3 — шарнир; 4 — щека; 5 — пакет лент компенсатора; 6 — основание; 7 — контактная пла­стина; 8 — зажимная планка; 9 — упор; 10 — зажим; 11 — полоски для защиты поверхности наружных лент пакета от подплавления

исключается воздействие дуги на боковые поверхности тонких лент, и таким образом устраняется опасность их подплавления; отпадают затруднения, связанные с необходимостью соблюдения различных режимов сварки для лент и контактной части компен­саторов; не требуется глубокого расплавления кромок пакетов Лент, что уменьшает продолжительность нагрева и опасность Пережогов лент.

Приспособление для сварки (рис. 9-Ю, а) представляет собой две стальные щеки (угольники), скрепленные шарниром и стя­гиваемые винтом. К щекам прикреплены половинки разъемной формы из угольных брусков. Для получения необходимого каче­ства приварки крайних лент пакета угольные бруски, образу­ющие форму, выпиливают уступом 1—1,5 мм на плоскостях, обращенных к компенсатору.

Режимы сварки и размеры получаемых монолитных концов компенсаторов приведены в табл. 9-6.

Таблща 9-6

Режимы сплавления в монолит концов гибких температурных компенсаторов для алюминиевых шин Толщина пакета лент, мм Углубление торца пакета лент в форме (/ на рис. 9-10, а), мм Сила тока, А Длина сплавлен­ной в мо­нолит части, мм 8 3 200 15 10 3 250 15 12 4 300 18 29 6 500 30 35 8[ , 650 35 50 8 850 40 60 10 900 45

Для получения необходимых размеров монолитной части компенсатора форму устанавливают и закрепляют таким образом, чтобы был выдержан размер I, указанный в табл. 9-6.

Учитывая невозмож­ность удаления остатков флюса после сварки из зазоров между лентами компенсатора, следует осо­бенно внимательно отно­ситься к применению флю­са: использовать только те составы флюсов, которые менее опасны в отноше­нии коррозии, и приме­нять его в минимальных количествах. Из отече­ственных составов для этой цели можно применить только флюс ВАМИ (см. табл. 3-7).

При высокой квалификации сварщика можно не наносить флюса на торец пакета лент перед сваркой, а оставлять его только на присадочных прутках. Однако в этом случае заранее до сварки необходима специальная подготовка алюминиевых лент: травле­ние в 5%-ном растворе каустической соды при 70° С в течение 3 мин, тщательная промывка водой и сушка.

Для сплавления в монолит предварительно разогревают пакет растянутой дугой, перемещая ее со скоростью, при которой не наступает интенсивного плавления, но появляются на торцах отдельные капли металла (так называемое отпотевание). При последующем проходе короткой дугой, осуществляемом по зигза­гообразной линии, торцы лент расплавляют приблизительно на глубину I (рис. 9-10, а и табл. 9-6) и в сварочную ванну сплав­ляют металл из присадочного прутка.

193

Для качественного сплавления между собой лент важно тща­тельно перемешивать плавку прутком, который, как и электрод, надо перемещать вперед по зигзагообразной линии. Опуская присадочный пруток до дна сварочной ванны, им как бы пригла­живают (натирают) торцы лент, способствуя этим слиянию ме-

1 Р. Е. Евсеев, В. Р. Евсеев

талла, разрушению и удалению пленки окиси. Необходимо тща­тельно следить, чтобы присадочный металл не был введен на участок с нерасплавленными лентами, так как в этом месте не­избежно образуется непровар. Для заполнения формы металлом в зависимости от сечения компенсаторов требуется наплавлять второй, а иногда и третий слой алюминия.

Полученный таким образом пакет лент с монолитными концами, как уже указывалось, можно приваривать к шинам в необходимых местах ошиновки или в токопроводах или приваривать к нему контактные пластины по обычной технологии сварки шин встык.

При изготовлении компенсаторов вторым способом производят сварку встык пакета лент с контактной пластиной в горизонтальном

Таблица 9-7 Размеры медных теплоотводящих пластин при сварке алюминиевых компенсаторов в горизонтальном положении Размеры медной пл астнны, мм Толщина пакета лент, мм 8 10 12 29 35 50 60 Толщина Ширина Длина 8 50 10 50 Раї 10 50 зна К) 80 лирі лен 10 100 не п< т 10 200 ікета 12 200

положении. Особенность технологии по сравнению со сваркой шин в этом слу­чае заключается в ступен­чатой укладке лент, обра - зущей разделку сварива­емой кромки пакета под углом 45° (рис. 9-10, б).

Для защиты лент от пережога:

1) дугу в процессе свар­ки направляют только на кромку контактной пла­стины; плавление торцов лент происходит от кон­такта их с жидким алюминием сварочной ванны и только частично от действия раскаленных газов, окружающих дугу;

2) на верхнюю и нижнюю ленты компенсатора, вдоль их кромок, укладывают полоски (// на рис. 9-10, б) шириной 30 мм, вырезанные из того же материала, что и ленты; их применяют для исключения непровара внешних лент и защиты боковой по­верхности верхней ленты от подплавления дугой;

3) на время сварки на пакет лент, вблизи от кромок, уклады­вают теплоотводящую медную пластину.

Сварку выполняют в приспособлении, показанном на рис. 9-10, б. Оно представляет собой металлическое основание (швеллер) с квадратным вырезом, в который устанавливают изог­нутую часть пакета лент. На кромки пакета, на расстоянии 15— 20 мм от их края, накладывают теплоотводящую медную пластину (табл. 9-7) которая плотно стягивается вместе с пакетом лент планками, затягиваемыми зажимами. Одновременно с пакетами лент в приспособление укладывают контактные алюминиевые пластины и сварные швы формуют с торцов угольными брусками.

1 На рис. 9-10, б не показана.

194

Диаметры электродов и присадочных прутков - при сварке компенсаторов выбирают по табл. 9-2. Сварочный ток для пакетов лент толщиной до 12 мм устанавливают на 50 А меньшим и для

Рис. 9-11. Макроструктура швов, выполненных свар­кой угольным электродом: а — макроструктура попе­речного разреза шва шин сечением 100Х 10 мм; б — макроструктура поперечного разреза по месту сварки двухполосного ответвления шин сечением 100Х 10 мм от трехполосной сборной шины; в—то же, однополосного ответвления шины сечением 100Х 10 мм от однополосной шины

пакетов толщиной 29—70 мм на 100—200 А меньшим, чем для шин соответствующей толщины (см. табл. 9-2).

Сварка шин и компенсаторов угольным электродом дает плотные швы с хорошим проваром кромок, свободные, как пра-

Рис. 9-12. Макрошлиф свар­ного алюминиевого компен­сатора толщиной 20 мм, приваренного под углом к шине толщиной 29 мм

вило, от шлаковых и газовых включений и трещин в наплавлен­ном металле и в переходной зоне (рис. 9-11 и 9-12). Такие швы выдерживают испытание на загиб на угол 180°, что свидетель­ствует о большой их пластичности. При мягких шинах соединения
бывают практически равнопрочными с шинами (ов — 70ч - ч-75 МПа^7,0ч-7,5 кгс/мм2); при твердокатаных шинах прочность соединений (при неснятом усилении швов) определяется проч­ностью отожженных при сварке участков основного металла, прилегающих к шву.