Справочник
сварщика
ББК 34.64
С 74
УДК 621.791 (031)
Авторы: канд. техн, наук Ю. А. Денисов, канд. техн,
наук Г. Н. Конева, канд. техн: наук Ю. А. Маслов,
В. И. Нечаев, канд. техн, наук И. П. Никонов, В. И. Петунии,
канд,техн, наук Б. В. Степанов, д-р техн, наук В. В. Степанов,
канд,-, техн, наук Г. М. Сюквсев, канд. техн, наук
А. А. Фофанов, В. В. Фоминых, М. Я. Шатов
Рецензент канд. техн, наук П. Н. Берёзкин
С 74 Справочник сварщика/Под ред. В. В. Степанова.—
4-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1983 —
560 с., ил. (Серия справочников для рабочих)
В пер.: 2 р.
Приведены сведения о свариваемости металлов, об оборудовании
и технологии сварки, резки и наплавки. Описаны новые методы
контроля качества, указаны основы технического нормирования и
техники безопасности.
В четвёртом издании справочника (3-е изд. 1975 г.) приведены
данные о новых аппаратах, инструментах и приспособлениях, а также
прогрессивные способы сварки, плазменной резки и напыления.
Для рабочих, бригадиров и мастеров-сварщиков.
27(М064ИММ^617
038(01)-S3
89-82.
ББК 34.64
6П4.3
ИБ № 3290
Юрий Александрович Денисов, Гелия Николаевна Кочева,
Ювеналий Александрович Маслов и др.
СПРАВОЧНИК СВАРЩИКА
Редактор Ледевева Т. Н. Художественный редактор С. С. Водчнц.
Технический редактор А. И. Захарова. Корректоры В. А. Воробьева, И. И. Шарунмна.
Сдано в набор 08.12.81. Подписано в печать 31.08.82. Т-16331. Формат 84 х Ю8*/з2- Бумага
кн.-журн. № 2. Гарнитура тайме. Печать высокая. Уел. печ. л. 29,4. Уч.-изд. л. 34,77.
Тираж 210000 экз. Заказ № 685. Цена 2 р.
Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Машиностроение», 107076, г. Москва,
Стромынский пер., 4.
Ордена Октябрьской 'Революции, ордена Трудового Красного Знамени Ленинградское
производственно-техническое объединение «Печатный Двор» имени А. М. Горького Союз-
□олиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли. 197136, Ленинград, П-136, Чкаловский пр., 15.
© Издательство «Машиностроение», 1975 г.
© Издательство «Машиностроение», 1983 г.,
с изменениями.
Chipmaker.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие к четвертому изданию	7
Глава 1. СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ (В. В. Степанов)	8
Общие понятия о свариваемости	8
Легирующие элементы и примеси	.	9
Технологические факторы, влияющие на свариваемость	10
Испытание на свариваемость	.	11
Классификация сталей по свариваемости. Краткие рекомендации
по технологии сварки	19
Список литературы .	24
Глава 2. ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
(М. Я. Шатов)	24
Электрическая сварочная дуга .	24
Источники питания переменного тока .	32
Источники питания постоянного тока	41
Специализированные источники питания	55
Эксплуатация источников питания	63
Список литературы .	72
Глава 3, РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА (В. И. Петунии)	72
Электроды для сварки и наплавки	72
Технология ручной дуговой сварки	114
Сварка сталей . .	.	120
Организация рабочего места сварщика	123
Список литературы	127
Глава 4. МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ (Г. М. Сю-
касев) .	127
Характеристика процесса сварки под флюсом .	.	127
Оборудование для механизированной сварки под флюсом .	129
Сварочные материалы .	.	.	.	137
Технология механизированной сварки под флюсом	144
Список литературы	164
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 5. ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА (Б. В. Степанов)	164
Общие положения и сущность процесса ЭШС	164
Технология сборки и' сварки	. .	168
Аппаратура и установки для	ЭШС	191
Список литературы	210
Глава 6. ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ
ГАЗОВ (В, В. Фоминых)	210
Классификация способов .	210
Оборудование для сварки в защитных газах	246
Список литературы	246
Глава 7. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА (А. А. Фофанов) 247
Основные виды контактной сварки и их применение	.	248
Свариваемость различных металлов и сплавов .	254
Оборудование для контактной сварки	255
Технология контактной сварки	275
Список литературы	287
Глава 8. НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ И ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ
НАПЫЛЕНИЕ (В. В. Степанов, В. В. Фоминых)	287
Сварка плазменной дугой .	287
Электронно-лучевая сварка	292
Сварка с использованием ультразвука	296
Диффузионная сварка в вакууме	300
Сварка трением	305
Холодная сварка .	310
Газотермическое напыление	315
Оборудование для плазменного напыления .	321
Технология плазменного напыления .	330
Методы контроля напыленных покрытий	333
Список литературы	335
Глава 9. ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
(И. П. Никонов, Ю. А. Денисов)	336
Области применения сварных конструкций	.	336
Выбор материалов для сварных конструкций	337
Типы сварных соединений	351
Расчет сварных соединений на прочность	353
Обозначение швов сварных соединений	364
Сварочные напряжения и деформации	•	371
Технологический процесс производства	сварных конструкций 383
Список литературы	396
ОГЛАВЛЕНИЕ
5
Глава 10. ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА (Ю. А. Маслов, В. И. Нечаев) 396
Газовая сварка	396
Газопрессовая сварка	409
Кислородная резка	409
Кислородно-флюсовая резка .	418
Воздушно-плазменная резка .	420
Список литературы	427
Глава //. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
(Ю. А. Маслов)	428
Способы резки	428
Список литературы	433
Глава 12. СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ (Ю. А. Маслов)	433
Сварка алюминия и его сплавов	433
Сварка меди, латуни и бронзы	440
Сварка титана и никеля	448
Список литературы	452
Глава 13. НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ (Б. В. Степанов)	452
Механизированные способы наплавки	454
Материалы для наплавки	487
Классификация наплавочных сплавов .	503
Дефекты наплавки	504
Список литературы	505
Глава 14. СВАРКА ЧУГУНА (Ю. А. Маслов)	506
Способы сварки чугуна	507
Список литературы	516
Глава 15. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ (И. П. Никонов) 517
Контроль качества исходных материалов	518
Контроль заготовок	520
Контроль сборки .	520
Контроль технологического процесса сварки	521
Проверка качества сварки в готовом изделии	521
Организация технического контроля	537
Список литературы	537
5
ОГЛАВЛЕНИЕ
Глава 16. ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ СВАРОЧ-
НЫХ РАБОТ (Б. В. Степанов)	538
Нормирование ручной дуговой сварки	.	538
Нормирование автоматической и полуавтоматической сварки .	541
Нормирование контактной, сварки	542
Нормирование ацетилено-кислородной	сварки	545
Нормирование наплавочных работ	547
Список литературы	550
Глава 17. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ (Г. Н. Конева)	550
Вентиляция	551
Противопожарные мероприятия	552
Электробезопасность .	552
Правила безопасной работы на установках газовой сварки и
резки	.	553
Средства индивидуальной защиты	555
Список литературы .	556
Предметный указатель .	556
Chipmaker.ru
ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЁРТОМУ ИЗДАНИЮ
Технический прогресс в промышленности неразрывно связан с по-
стоянным совершенствованием сварочного производства. Сварка как
высокопроизводительный процесс изготовления неразъёмных соеди-
нений находит широкое применение при изготовлении металлурги-
ческого, кузнечно-прессового, химического и энергетического оборудо-
вания, в сельскохозяйственном и тракторном машиностроении, в
производстве строительных и других конструкций.
Сварка является таким же необходимым технологическим про-
цессом, как обработка металлов резанием, литьё, ковка, штамповка.
Она часто конкурирует с этими процессами, а в ряде случаев
и вытесняет их. Сваркой можно изготовлять любые крупные свар-
но-литые и сварно-кованые детали, которые невозможно отлить
или отковать цельными.
Ускоренное развитие сварки вызывает быстрый рост численно-
сти кадров сварщиков, работающих в различных отраслях народ-
ного хозяйства, а также постоянное повышение требований к уровню
их теоретических знаний и практической подготовки. В связи с этим
в справочнике наряду с теоретическими вопросами широко пред-
ставлены сведения по составлению технологии сварки, назначению
режимов, выбору оборудования, электродных материалов, флюсов
и защитных газов.
Содержание справочника обсуждалось на предприятиях, имею-
щих крупное сварочное производство, а также на секции сварки
Свердловского отделения научно-технического общества машинострои-
телей.
В четвёртом издании справочника приведены сведения о новых
способах сварки (плазменная сварка, резка и напыление), современ-
ном оборудовании, а также учтены пожелания и предложения,
высказанные специалистами-сварщиками различных предприятий.
Глава 1
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О СВАРИВАЕМОСТИ
Процесс сварки — это комплекс нескольких одновременно про-
текающих процессов, основными из которых являются: тепловое
воздействие на металл в околошовных участках, плавление, метал-
лургические процессы, кристаллизация металла шва и взаимная
кристаллизация металлов в зоне сплавления. Под свариваемостью
понимают отношение металлов к этим основным процессам. Сва-
риваемость металлов рассматривают с технологической и физи-
ческой точек зрения.
Тепловое воздействие на металл в околошовных участках и
процесс плавления определяются способом сварки, его режимами.
Отношение металла к конкретному способу сварки и режиму
принято считать технологической свариваемостью. Физическая сва-
риваемость определяется процессами, протекающими в зоне сплавле-
ния свариваемых металлов, в’результате которых образуется не-
разъемное сварное соединение.
Сближение частиц и создание условий для их взаимодействия
осуществляются выбранным способом сварки, а протекание соот-
ветствующих физико-химических процессов определяется свойствами
соединяемых металлов. Эти свойства металлов характеризуют физи-
ческую свариваемость.
Свариваемые металлы могут иметь одинаковые и различные
химический состав и свойства. В первом случае это однородные
по химическому составу и свойствам металлы, во втором случае —
разнородные.
Все однородные металлы обладают физической свариваемостью.
Свойства разнородных металлов иногда не в состоянии обеспе-
чить протекания необходимых физико-химических процессов в зоне
сплавления, поэтому эти металлы не обладают физической свари-
ваемостью.
ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРИМЕСИ
9
ЛЕГИРУЮЩИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ПРИМЕСИ
К легирующим элементам относят: хром, никель, молибден,
ванадий, вольфрам, титан, а также марганец и кремний при опре-
деленном их содержании.
Хром в низкоуглеродистых сталях содержится до 0,3 %, в кон-
струкционных 0,7 —3,5%, в хромистых 12-18%, в хромоникелевых
9 — 35%. При сварке хром образует карбиды хрома, ухудшающие кор-
розионную стойкость стали и резко повышающие твердость в зо-
нах термического влияния; содействует образованию тугоплавких
окислов, затрудняющих процесс сварки.
Никель в низкоуглеродистых сталях имеется в пределах 0,2 —
0,3%, в конструкционных 1-5%, в легированных 8 — 35%. В некото-
рых сплавах содержание никеля достигает 85 %. Никель увеличивает
пластические и прочностные свойства стали, измельчает зерна, не
ухудшая свариваемости.
Молибден в стали ограничивается 0,15 — 0,8%. Он увеличивает
несущую способность стали при ударных нагрузках и , высоких тем-
пературах, измельчает зерно; способствует образованию трещин в
наплавленном металле и в зонах термического влияния; при сварке
активно окисляется и выгорает.
Ванадий в специальных сталях содержится в пределах 0,2 — 0,8 %,
в штамповых сталях 1 — 1,5%. Он способствует закаливаемости стали,
чем затрудняет сварку. В процессе сварки активно окисляется и
выгорает.
Вольфрам в инструментальных и штамповых сталях содержит-
ся в пределах 0,8—18%. Вольфрам резко увеличивает твердость
стали и ее работоспособность при высоких температурах (красно-
стойкость), но затрудняет процесс сварки, так как сильно окисляется.
Титан и ниобий вводят в коррозионно-стойкие и жаропрочные
стали для повышения коррозионных свойств (0,5 — 1,0 %). При сварке
коррозионно-стойких сталей типа 12Х18Н9 ниобий способствует об-
разованию горячих трещин.
Углерод — одна из наиболее важных примесей, определяющих
прочность, вязкость, закаливаемость и особенно свариваемость стали.
Содержание углерода в обычных конструкционных сталях в пределах
до 0,25 % не ухудшает свариваемости. При более высоком содер-
жании свариваемость стали резко ухудшается, так как в зонах
термического влияния образуются структуры закалки, приводящие
к трещинам. Повышенное содержание углерода в присадочном
материале вызывает при сварке пористость металла шва.
Марганец содержится в стали в пределах 0,3 —0,8%. Процесс
сварки он не затрудняет. При сварке среднемарганцовистых сталей
(1,8 —2,5% Мп) возникает опасность появления трещин в связи с тем,
что марганец способствует увеличению закаливаемости стали. В ста-
лях типа Г13Л с содержанием марганца в пределах 11 — 16% при
10
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
сварке происходит интенсивное выгорание марганца, для предотвра-
щения которого требуются специальные меры.
Кремний находится в стали в пределах 0,02-0,3%. Он не вы-
зывает затруднений при сварке. В специальных сталях при содержании
кремния 0,8—1,5% условия сварки ухудшаются из-за высокой жид-
котекучести кремнистой стали и образования тугоплавких окислов
кремния.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ,
ВЛИЯЮЩИЕ НА СВАРИВАЕМОСТЬ
Такие особенности сварки, как высокая температура нагрева,
малый объем сварочной ванны, специфичность атмосферы над -сва-
рочной ванной, а также форма и конструкции свариваемых деталей,
в ряде случаев обусловливают нежелательные последствия:
резкое отличие химического состава, механических свойств и
структуры металла шва от химического состава, структуры и свойств
основного металла;
изменение структуры и свойств основного металла в зоне тер-
мического влияния;
возникновение в сварных конструкциях значительных напряже-
ний, способствующих в ряде случаев образованию трещин;
образование в процессе сварки тугоплавких, трудно удаляемых
окислов, затрудняющих протекание процесса, загрязняющих металл
шва и понижающих его качество;
образование пористости и газовых раковин в наплавленном
металле, нарушающих плотность и прочность, сварного соединения.
При различных способах сварки наблюдается заметное окисле-
ние компонентов стали. В стали, например, выгорают углерод,
кремний, марганец, окисляется железо. Чтобы определить технологи-
ческую свариваемость, необходимо знать химический состав, структу-
ру и свойства металла шва в зависимости от способа сварки;
оценить структуру и механические свойства околошовной зоны, склон-
ность сталей к образованию трещин, получаемые при сварке окислы
металлов и плотность сварного соединения.
Существующие способы определения технологической сваривае-
мости можно разделить на две группы. К первой группе относят
прямые способы, когда свариваемость устанавливают при сварке
образцов определенной формы. Ко второй группе относят косвен-
ные способы, когда сварочный процесс заменяют другими процес-
сами, взаимодействия которых на металл имитирует влияние сва-
рочного процесса, например термическая обработка при температурах,
близких к температурам сварочного процесса.
Первая группа способов дает прямой ответ на вопрос о пред-
почтительности того или иного способа сварки и трудностях,
ИСПЫТАНИЕ НА СВАРИВАЕМОСТЬ
11
возникающих при сварке выбранным способом, о рациональном ре-
жиме сварки и т. п.
Вторая группа способов, имитирующих сварочные процессы, не
может дать прямого ответа на все вопросы, связанные с прак-
тическим осуществлением сварки. Косвенные способы рассматривают
только как предварительные лабораторные испытания.
ИСПЫТАНИЕ НА СВАРИВАЕМОСТЬ
Для определения склонности стали к образованию трещин и
изменения свойства стали в околошовной зоне применяют ряд методов.
Ниже приведены наиболее широко используемые методы.
Метод МВТУ им. Н. Э. Баумана. Валиковая проба определяет
следующие свойства стали, проявляющиеся под влиянием термического
воздействия при дуговой сварке: склонность к закалке и перегреву,
пластичность стали после нагрева дугой, способность к улучшению
микроструктуры и повышению пластичности после сварки.
Для испытания заданной марки стали выбирают сталь одной
плавки, что контролируют химическим анализом. При наличии несколь-
ких плавок стали одной и той же марки испытания проводят
на стали, содержащей больше углерода.
Из испытуемой стали вырезают вдоль проката не менее девяти
пластин толщиной 12—18 мм (рис. 1). В закрытом помещении при
положительной температуре окружающей среды на каждую пластину
по всей ее длине наплавляют один валик вручную или на автомате
(открытой дугой или под флюсом). Наплавку вручную ведут без
поперечных колебаний электрода. Режим характеризуется погонной
энергией
± = 0,24П/г|и
V	V
где q — эффективная тепловая энергия дуги, Дж/см; v — скорость
продольного перемещения дуги, см/с (должна быть постоянной в
процессе наплавки одного валика); I — сила сварочного тока, А;
U — напряжение в дуге, В; г^ — коэффициент использования энергии
дуги пластиной; при наплавке
открытой дугой вручную или
на автомате г|и = 0,75;. при на-
плавке под флюсом Г|и — 0,85.
Режимы наплавок приведе-
ны в табл. 1.
После остывания торцы пла-
стин шлифуют и протравливают
Рис. 1. Пластина для испыташя
на свариваемость
12
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
1. Режимы наплавок при испытании на свариваемость
№ пластины	№ режима	Ориентировочное значение погонной энергии, ккал/см	№ пластины	№ режима	Ориентировочное значение погонной энергии, ккал/см
1 и 2	I	1-3	5 и 6	IV	10-12
3	II	4-6	7	V	14-16
4	III	7-9	8	VI	18-20
5 %-ным раствором азотной кислоты для определения границы про-
плавления. Затем размечают и вырезают образцы так, чтобы пре-
дотвратить отпуск или перекристаллизацию металла. Применять
газовую или дуговую резку недопустимо. Число образцов и виды
испытаний приведены в табл. 2.
2. Число образцов и виды испытаний
№ пла- стины	Загиб			Удар			Твердость и микроанализ		
	Общее число образ- цов	Число образцов		Общее число образ- цов	Число образцов		Общее число образ- цов	Число образцов	
		без термо- обра- ботки	с термо- обра- боткой		без термо - обра- .ботки	с термо- обра- боткой		без термо- обра- ботки	с термо- обра- боткой
1 2 3 4 5 6 7 8 9	5 6	5	6	14	10	4	2	1	1
							1	1	-
	5	5	-	5	5	-		1	
				14	10	4		-	1
	6	-	6						
	5	5	-	5	5	—			-
				14	10	4	2 1	1	
	6	-	6					-	1
ИСПЫТАНИЕ НА СВАРИВАЕМОСТЬ
13
При микроисследовании устанавливают тип микроструктуры на
границе сплавления и в зоне максимальной твердости на расстоя-
нии 0,5—1,0 мм от границы проплавления, а также исходную
микроструктуру металла. В зоне максимального перегрева измеряют
средний размер зерен аустенита. Границы зерен принимают по
ферритной сетке или по ориентации зерен мартенсита. Размеры
зерна измеряют в тех случаях, когда можно установить их границы.
Средний размер зерна аустенита (в мм) вычисляют по формуле
Pep = d/n, где d — диаметр поля, видимого под микроскопом, мм;
п — число зерен, расположенных по диаметру.
Твердость измеряют вдоль границы проплавления на расстоянии
0,5 — 1 мм от нее, а также по толщине металла. Измерение
производят в точках, расположенных на расстоянии 2 — 2,5 мм од-
на от другой.
Затем образцы (рис. 2) испытывают на статический изгиб
и ударную вязкость (по ГОСТ 9454 — 78). Результаты испытаний
оформляют в виде графиков (рис. 3). Эти графики дают возможность
выбирать режимы сварки, обеспечивающие заданные свойства.
Рис. 3. График изменения свойств
стали в зависимости от погонной
энергии наплавки (углеродистая
сталь с содержанием углерода
0,4 %):
НВ — твердость по Бринеллю;
ан- ударная вязкость; ц-размер
зерна аустенита, мм; ф — попе-
речное сужение, %
14
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
Метод НИИ. Для испытания листовой стали толщиной до 15 мм
от края листов вдоль проката вырезают шесть заготовок размером
300 х 45 мм. Заготовки поочередно устанавливают в зажимы стыковой
сварочной машины при расстоянии между зажимами 65 мм и
включают ток такой силы, чтобы средняя часть заготовок на
длине 50 мм нагревалась до 1320 — 1360 °C в течение 30 с (не более).
После охлаждения на воздухе из одной заготовки изготовляют
образец для испытания на растяжение (рис. 4), а из другой —
образец для испытания на изгиб.
После нормализации по режимам, принятым для стали данной
марки, из остальных заготовок изготовляют аналогичные образцы
(два для испытания на растяжение и два для испытания на изгиб)
и испытывают их. Сопоставляя результаты испытаний на растяжение и
загиб, ориентировочно определяют характер изменения свойств стали в
околошовных участках (при дуговой сварке).
Для испытания стали толщиной более 15 мм вытачивают шесть
заготовок диаметром 15 + 0,1 мм и длиной 150+1 мм. Заготовки
нагревают до 1320— 1360 °C в стыковой сварочной машине при рас-
стоянии между зажимами 100 мм в течение 10 с (не более).
Из средней части охлажденных на воздухе (при расстоянии
между образцами не менее 80 мм) заготовок изготовляют образцы
и испытывают их, как указано выше. На основании результатов
испытания по методике НИИ стали делят на три класса: ХС —
стали хорошей свариваемости; СС — средней свариваемости; ПС —
плохой свариваемости.
Класс ХС включает стали, после нагрева и охлаждения в незна-
чительной степени ухудшающие пластические свойства (удлинение,
угол загиба и ударную вязкость), но они не выходят за нижние
пределы норм, предусмотренных ТУ или ГОСТами.
Класс СС включает стали, пластические свойства которых
выходят за нижние пределы норм, но восстанавливаются после
термообработки до пределов минимальных требований ТУ или
ГОСТов.
Класс ПС — аналогичен классу СС, но включает стали, механиче-
ские свойства которых термообработкой не восстанавливаются
до пределов минимальных требований ТУ или ГОСТов.
Недостаток методики НИИ заключается в том, что при испытаниях
имитируется только тепловой режим сварки, все остальные условия
протекания сварочного процесса не учитываются. Методика НИИ
может быть рекомендована как предварительная.
—С-
---~~f }0\30 «—--п'
.	300
Рис. 4. Образец для испытания на
растяжение
ИСПЫТАНИЕ НА СВАРИВАЕМОСТЬ
15
Рис. 5. Проба Института электросварки им. Е. О. Па-
тона
Проба института электросварки им.
Е. О* Патона. Образец для испытания ме-
талла на технологическую свариваемость
представляет собой пластину размером 200 х
400 мм (рис. 5), имеющую четыре отверстия
с треугольным надрезом глубиной 2,5 мм
(на всю толщину пластины). Пластину двумя
поперечными швами приваривают к швел-
леру № 20. На автомате наплавляют про-
дольный валик. Готовый образец заморажи-
вают углекислотой, после чего подвергают
действию удара под
пятикилограммовым копром. Образование трещин зависит от со-
отношения между напряжениями, возникающими на участке между
каждой парой отверстий, и хрупкой прочностью металла. Известно,
что поперечные напряжения при сварке значительно меньше про-
дольных, а продольные напряжения, вызывающие поперечные тре-
щины, имеют наибольшее значение у оси шва и уменьшаются
по мере удаления от оси.
Для оценки стойкости стали при пониженных температурах
могут быть приняты два критерия, влияющие на возникновение
трещин в образце:
1). расстояние между осью шва и вершиной угла надреза; при
этом изменяется расстояние, а температура, при которой производят
испытание, остается постоянной. Лучшей сталью признают ту, в кото-
рой трещины появляются при минимальном расстоянии между осью
шва и вершиной угла надреза;
2) температура образца, при которой возникает трещина; в этом
случае расстояние между осью шва и вершиной угла надреза
остается при всех температурах неизменным. Лучшей сталью счи-
тают ту, в которой трещина появляется при наиболее низкой
температуре. Целесообразнее применять второй критерий.
Исследования изменений структуры и механических свойств металлов
при сварке на машине ИМЕТ-4. Существующие методы оценки
свариваемости, основанные на определении степени изменения свойств
металла в зоне термического влияния, позволяют оценить конечный ре-
зультат теплового воздействия сварки на структуру и свойства ос-
новного металла.
В Институте металлургии им. А. Н. Байкова АН СССР разра-
ботан метод изучения изменений структуры и механических
свойств основного металла в условиях термического цикла сварки
и создана установка для этой цели. По методике исследования тонкие
стержневые образцы, вырезанные из исследуемого металла, нагрева-
ют током, охлаждают в соответствии с заданным термическим циклом
16
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
Рис. 6. Термический цикл сварки
сварки и в различные моменты
цикла подвергают быстрому
разрыву. Нагрев образца регу-
лируют изменением силы тока
по заданной программе, а ско-
рость охлаждения — опрыскива-
нием водой, обдувом газом или
пропусканием через него тока
небольшой силы.
Изменения структуры и ме-
ханических свойств металла в условиях термического цикла изу-
чают раздельно.
При изучении кинетики фазовых превращений, а также роста
зерна образец размером 3 х 5 х 100 мм зажимают в губках нагрева-
теля и подвергают нагреву по заданному циклу (рис. 6).
В определенные моменты цикла (например /2> и т- Д-) губки
нагревателя автоматически разжимаются, образец падает в бачок с
водой и быстро охлаждается. После шлифования и последующего спе-
циального травления образец подвергают металлографическому ана-
лизу. При этом оценивают фазовый состав и определяют размер зерна.
Изменение температуры на центральном участке образца в процессе
нагрева и охлаждения регистрируется термопарой и записью на ленте
осциллографа; конечные изменения структуры и твердости металла,
исследуют обычными методами после нагрева и полного охлаждения
образца по заданному термическому циклу.
Для исследования изменений механических свойств образец раз-
мером 3 х 5 х 150 мм с двусторонней выточкой радиусом 5 мм
(рис. 7) вставляют в захваты разрывной машины.
Образец нагревают по заданному циклу (рис. 6) и в определенные
моменты времени (tb t2 и т. д.) подвергают разрыву с регистрацией
на ленте осциллографа кривой изменений усилия и удлинения образца
во времени. Совместная обработка этих кривых позволяет построить
диаграмму усилие — абсолютное удлинение образца Р — (А/)-
Такая методика дает возможность определять пределы прочности
и текучести и относительное сужение и удлинение металла образца
при быстром растяжении. Пределы прочности ав и текучести от
определяют непосредственно- по диаграмме Р — (AZ), а относительное
Рис. 7. Образец для иссле-
дования изменений механи-
ческих свойств металла
ИСПЫТАНИЕ НА СВАРИВАЕМОСТЬ
17
сужение \|/ подсчитывают по данным измерения размеров шейки в
среднем сечении выточки образца до и после разрушения.
Исследование изменений ов и ф образцов в условиях терми-
ческого цикла показало, что для большинства марок стали характерен
последовательный частичный распад аустенита в температурных
интервалах перлито-ферритного и игольчатого трооститного превра-
щения, в результате воздействия растягивающих напряжений, резко
возрастающих по мере разрушений в околошовной зоне. Для выбора
рациональных режимов сварки и уменьшения опасности распада
необходимо знать характер, а также относительное изменение ф и
ов в указанных интервалах температуры в зависимости от пара-
метров термического цикла (Tmax, t', t" и скорости охлаждения металла
околошовной зоны).
Эти данные позволяют оценить склонность металла к закалке и
перегреву и выбрать оптимальные режимы сварки исходя из
условий наиболее благоприятных изменений ов и ф при охлаждении.
Методика оценки свариваемости металлов по изменению меха-
нических свойств и структуры околошовной зоны в условиях
термического цикла сварки, предложенная Институтом металлургии
им. А. Н. Байкова АН СССР, позволяет изучать не только
конечные изменения структуры и механических свойств околошовной
зоны при сварке,, но и кинетику процесса роста зерна и структурных
превращений. Она может быть рекомендована для оценки сваривае-
мости как существующих, так и новых марок металла на
ранних этапах их разработки.
Исследование свариваемости металла при сварке по методике
Института металлургии им. А. Н. Байкова АН СССР осущест-
вляют на .специальных машинах ИМЕТ-4.
Методика ЛТП 1-4 для определения склонности металла шва
к образованию горячих и холодных трещин при сварке. В основу
методики испытаний положена гипотеза Н. Н Прохорова о меж-
кристаллической прочности сплавов при сварке.
Согласно этой гипотезе горячие трещины образуются в темпе-
ратурном интервале хрупкости (ТИХ) свариваемого сплава. При
этом вероятность их образования определяется соотношением ТИХ,
значением производной от деформации по температуре (т. е. скорости
нарастания деформаций по мере снижения температуры) и пластич-
ностью сплава в температурном интервале хрупкости.
Так как при сварке металлов поле напряжений является
взаимно уравновешенным, задача прочности здесь решается в де-
формациях, т. е. путем сопоставления пластичности металла при
различных температурах с деформациями, возникающими в около-
шовной зоне при сварке.
Образование горячих трещин в процессе сварки есть резуль-
тат определенной взаимной зависимости между упругопластическими
деформациями и свойствами металла при определенных температурах.
18
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
Следовательно, для определения пластических свойств металла
в ТИХ в процессе сварки необходимо иметь возможность свари-
вать металл при различных упругопластических деформациях. Спо-
собность металла претерпевать большую или меньшую упругопласти-
ческую деформацию в процессе сварки без разрушения является
показателем его прочности.
Для изменения упругопластической деформации при испытании
данного металла предложена следующая методика исследования.
Ширина испытуемого образца незначительна. При наложении
сварного шва это обусловливает его минимальную внутреннюю
упругопластическую деформацию. Однако образец испытывают не
в свободном состоянии, а в условиях приложения к нему внешних
сил. Внешние силы деформируют образец в процессе сварки с
постоянной скоростью, причем скорость деформации в отдельных
случаях может быть изменена путем изменения скорости перемещения
головок машины, растягивающих образец.
Упругопластическая деформация в наплавленном металле скла-
дывается из части, создаваемой жесткостью образца (остается неиз-
менной, так как применяют образцы постоянного сечения) и части,
создаваемой внешними силами (переменная, так как деформацию
можно производить с различной скоростью).
Следовательно, сваривая разные образцы при различных зна-
чениях деформации внешними силами, невозможно изменить сум-
марное значение упругопластической деформации металла шва.
Первая составляющая внутренней деформации, обусловливаемая
жесткостью образца, зависит от теплофизических свойств испыту-
емого металла, т. е. от температурного коэффициента линейного
расширения и температуропроводности. Значение этих параметров
учитывают в соответствии с их влиянием на внутреннюю дефор-
мацию при сварке.
Вторая составляющая деформации, обусловливаемая перемещени-
ем головок машины, в этой методике отражает влияние различных
технологических факторов, определяющих деформацию при сварке.
Важнейшими из этих факторов являются окружающая темпе-
ратура, источник тепла, погонная энергия, жесткость конструкции,
последовательность сварки и т. п. Таким образом, скорость дефор-
мации в температурном интервале хрупкости является обобщенным
фактором, эквивалентным влиянию различных технологических и кон-
структивных факторов.
Испытания ведут в следующем порядке. Из стали одной марки
изготовляют несколько образцов. Первый образец сваривают при
некотором среднем значении скорости деформации, создаваемой ма-
шиной, после чего его исследуют и устанавливают наличие или
отсутствие трещин. При отсутствии трещин скорость увеличивают;
при наличии трещин следующий образец испытывают при меньшей
скорости. Таким образом, устанавливают граничное значение скоро-
сти, которая является для данной стали критической. Превышение
КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ ПО СВАРИВАЕМОСТИ
19
этой скорости приводит к образованию трещин; при более низких
его значениях трещины не появляются.
Машина ЛТП 1-4 предназначена для определения количествен-
ного показателя склонности металла сварного шва к образованию
горячих трещин. На этой машине можно испытывать стыковые и
тавровые образцы, разрезные и неразрезные с наплавкой вдоль
направления деформации и перпендикулярно к нему.
Сопротивляемость стали образованию холодных трещин при
сварке определяют с помощью испытательных машин и установок.
Машина ЛТП 2-5 предназначена для испытания тонколистовых
плоских, круглых или восьмигранных образцов со стыковым швом,
жестко закрепленных по контуру, постоянной длительно действующей
распределенной нагрузкой. Испытания позволяют определить сопро-
тивляемость различных зон сварного соединения образованию про-
дольных и поперечных холодных трещин.
Машина ЛТП 2-3 предназначена для испытаний тавровых сталь-
ных образцов толщиной 6 — 20 мм с угловым сварным швом по-
стоянной длительно действующей нагрузкой по схеме консольного
изгиба. Испытания позволяют определять сопротивляемость различ-
ных зон сварного соединения Образованию продольных холодных
трещин.
Машина ЛТП 2-3 имеет пять одинаковых секций для одновре-
менного испытания серии образцов при различных нагрузках. Она
изготовлена в МВТУ им. Н. Э. ^Баумана и ЦНИИТМАШе, и в те-
чение ряда лет ее используют для проведения испытаний.
КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ ПО СВАРИВАЕМОСТИ.
КРАТКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ
По свариваемости стали подразделяют на четыре группы: пер-
вая группа — хорошо сваривающиеся стали; вторая — удовлетвори-
тельно сваривающиеся; третья — ограниченно сваривающиеся; четвер-
тая группа — плохо сваривающиеся стали.
Основные признаки, характеризующие свариваемость сталей,—
склонность к образованию трещин и механические свойства свар-
ного соединения.
К первой группе относят стали, сварка которых может быть
выполнена по обычной технологии, т. е. без подогрева до сварки
и в процессе сварки и без последующей термообработки. Однако
применение термообработки для снятия внутренних напряжений не
исключается.
Ко второй группе относят в основном стали, при сварке ко-
торых в нормальных условиях производства трещин не образуется.
В эту группу входят стали, которые для предупреждения обра-
зования трещин необходимо предварительно нагревать, а также под-
вергать предварительной и последующей термообработке.
20
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
К третьей группе относят стали, склонные в обычных условиях
сварки к образованию трещин. При сварке их предварительно под-
вергают термообработке и подогревают. Кроме того, большинство
сталей, входящих в эту группу, подвергают термообработке после
сварки.
К четвертой группе относят стали, наиболее трудно поддающие-
ся сварке и склонные к образованию трещин. Эти стали свари-
ваются ограниченно, поэтому сварку их выполняют с обязатель-
ной предварительной термообработкой, с подогревом в процессе
сварки и последующей термообработкой.
Хорошо сваривающиеся углеродистые, низко- и среднелегирован-
ные стали. Условия сварки нормальные. Литые детали с большим
объемом наплавленного металла рекомендуется сваривать с промежу-
точной термообработкой (отжиг или высокий отпуск по режиму
термообработки для данной стали). Для конструкций, работающих
при статической нагрузке, термообработку после сварки не произво-
дят.
Для ответственных конструкций, работающих при динамических
нагрузках или высокой температуре, термообработка производится
в соответствии с техническими условиями. Детали с большим объемом
наплавленного металла следует подвергать отжигу или высокому
отпуску.
При сварке электродами Э42А, Э50, Э50А, Э55 (ГОСТ 9467 — 75)
сварное соединение обрабатывают нормальным режущим инстру-
ментом.
Свариваемость сталей по маркам приведена в табл. 3.
- Удовлетворительно сваривающиеся углеродистые, низко- и средне-
легированные стали. Термообработка стали до сварки различна в за-
висимости от марки стали и конструкции деталей. Для отливок из
стали ЗОЛ и 35Л обязателен отжиг. Детали машин из проката
или поковок, не имеющие жестких контуров, можно сваривать в тер-
мически обработанном состоянии ^закалка и отпуск).
Сварка на морозе не допускается. Сварку деталей с большим
объемом наплавленного металла, а также сварку усилительных вкла-
дышей рекомендуется производить с промежуточной термообработ-
кой (отжиг или высокий отпуск). При заварке мелких раковин
на деталях и элементах из углеродистой стали, содержащей 0,35 %
углерода, а также в тех случаях, когда невозможен последующий
отпуск, завариваемую деталь подвергают местному нагреву.
Термообработка после сварки различна для разных марок стали.
Для отливок из стали ЗОЛ и 35Л при заварке сквозных трещин
и вварке усилительных вкладышей обязателен отжиг или высокий
отпуск. При заварке мелких дефектов в деталях из углеродистой
стали, содержащей более 0,35 % углерода, для улучшения механи-
ческих свойств и обрабатываемости термическую обработку ведут
по режиму для данной стали. Для деталей из других сталей, сва-
ренных в термически обработанном состоянии, обязателен отпуск
КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ ПО СВАРИВАЕМОСТИ
21
3. Свариваемость сталей
Свариваемость	ГОСТ или нормаль	Марка
Углеродистые, низко- или среднелегированные стали		
Хорошая	380 — 71 *	Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп, Ст2кп, Ст2пс, СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп, БСт1кп, БСт1сп, БСт2кп, БСт2пс, БСт2сп, БСтЗкп, БСтЗпс, БСтЗсп, БСт4кп, БСт4сп
	1050 — 74**	08; 10, 15, 20, 25
	5520- 79	15К, 20К
	4543-71*	15Х,	20Х, 20ХГСА, 12ХН2, 12Х2Н4А, 15НМ
	19281-73*	10ХСНД
	977-75*	15Л, 20Л
У довлетворительная	380-71*	БСт5сп, БСт5Гсп
	1050 - 74**	30, 35
	4543-71*	12Х2Н4А, 20ХНЗА
	977-75*	ЗОЛ, 35Л
	19281 -73	15ХСНД
Ограниченная	380-71*	Стбпс, Стбсп, БСтбпс, БСтбсп
	1050 - 74**	40, 45, 50
	4543-71*	35ХМ, 30ХГС, ЗЗХС, 20Х2Н4А
	5950-73*	5ХНМ
	977-75*	40Л, 45Л, 50Л
Плохая	1050- 74**	60Г, 65Г, 70Г
	4543-71*	50ХН
	14959-79*	50ХГ, 50ХГА, 55С2, 55С2А, 65, 75, 85, 60С2, 60С2А
	5950-73*	9Х, 9X1
	977-75*	55Л
	1435-74*	У7, У8, У8Г, У9, У10, УН, У12, У13, У7А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А
Легированные стали
Хорошая У довлетворительная Ограниченная Плохая	5632-72* Нормаль Ки- ровского завода 5632-72* 19265-73* 5950-73*	0820Н14С2, 20Х23Н18, 08Х18Н10и 12Х18Н9Т 9Х14А, 12Х14А 17Х18Н9Т, 12Х18Н9 Pl8, Р9 . Х12, Х12М, X, 9Х, 9X1, 7X3, 8X3, 9ХС, 4ХС, 8ХФ, ЗХ2В8Ф, 4ХВ2С, 5ХВ2С, ХВГ, 9ХВГ, 6ХВГ, 5ХНВ, ХВ5, ХВ4, 5ХГМ, 6ХВ2С
22
СВАРИВАЕМОСТЬ МЕТАЛЛОВ
с нагревом до температуры на 50—100°C ниже температуры от-
пуска стали. Для стали 20ХГС и других сталей, склонных к от-
пускной хрупкости, температура отпуска после сварки должна быть
вне области температуры отпускной хрупкости.
Сварные соединения, выполненные электродами Э42, Э42А, Э50,
Э50А, Э55, можно обрабатывать обычным режущим инструментом
при условии, если содержание углерода в углеродистой стали не
превышает 0,35 % и объем наплавленного металла не меньше
20 х 20 х 10 мм.
Металл, наплавленный электродами ЦЛ-2, ЦЛ-4, обрабатывают
твердосплавным инструментом.
Ограниченно сваривающиеся углеродистые, низко- и среднелегиро-
ванные стали. Для отливок из стали ЛХН2 и 50Л до сварки обя-
зателен отжиг независимо от их формы. Мелкие дефекты допуска-
ется заваривать в термически обработанных отливках. Для деталей
машин из проката или поковок, не имеющих особо жестких кон-
туров и жестких узлов, допускается заварка в термически обра-
ботанном состоянии (закалка и отпуск).
Тепловой режим сварки следующий. Без предварительного на-
грева можно сваривать в случаях, когда соединения не имеют
жестких контуров, толщина металла не более 15 мм, температура
окружающего воздуха не ниже 5 °C, а сварные соединения имеют
вспомогательный характер. Во всех других случаях обязателен пред-
варительный нагрев до 200 °C.
Термообработка после сварки имеет особенности. При заварке
крупных дефектов на деталях из стали ЛХН2 требуется термообра-
ботка по режиму для данной стали. После заварки мелких дефектов
в термически обработанной отливке обязателен повторный отпуск
по режиму для данной стали. Для деталей из любой другой стали
рассматриваемой группы, сваренных в термически обработанном со-
стоянии, обязателен отпуск для снятия напряжений с нагревом до
температуры на 50—100 °C ниже температуры отпуска стали. Для
стали 30ХГСА и других сталей, склонных к отпускной хрупкости,
температура отпуска после сварки должна быть вне области от-
пускной хрупкости.
При сварке электродами Э42, Э42А, Э50, Э50А, Э55 соединения
обрабатывают без затруднений, если деталь подвергнута отпуску
при температуре не ниже 550 —650 °C.
Плохо сваривающиеся углеродистые, низко- и среднелегироваииые
стали. ' Перед сваркой сталь должна быть отожжена. Независимо
от толщины элементов и типа соединения сталь необходимо пред-
варительно подогревать до температуры не ниже 200 °C. Термооб-
работку после сварки производят по специальной инструкции в за-
висимости от марки стали и ее назначения.
Обработка резанием сварного соединения возможна только после
отжига или высокого отпуска.
КЛАССИФИКАЦИЯ СТАЛЕЙ ПО СВАРИВАЕМОСТИ
23
Хорошо сваривающиеся легированные стали. Термообработку до
и после сварки не производят. При значительном наклепе металл
необходимо закалить до 1050—1100-С. Тепловой режим сварки
нормальный.
Ввиду высокой вязкости . большинства сталей рассматриваемой
группы обработка резанием сварных соединений затруднена.
Удовлетворительно сваривающиеся легированные стали. Рекоменду-
ется до сварки применять отпуск при 650 —710 °C с охлаждением
на воздухе. Тепловой режим сварки нормальный.
При отрицательной температуре сварка не допускается. Пред-
варительный нагрев до 150 —200 °C необходим при сварке элементов
с толщиной стенок более 10 мм.
После сварки для снятия напряжений и снижения твердости
околошовной зоны (особенно при сварке элементов из стали 0Х14А)
рекомендуется заваренные детали подвергать отпуску при 650 —
710 °C с охлаждением на воздухе.
При сварке электродами ЦЛ-2 и ЦЛ-4 термообработку про-
изводят по специальному режиму. Обработка резанием возможна
только после термообрабртки по специальному режиму.
Ограниченно сваривающиеся легированные стали. Термообработка
до сварки для различных сталей различна. Для сталей 18Х14А
и СХНА обязателен отпуск при 650 —710 °C с охлаждением на
воздухе. Для других сталей рекомендуется закалка в воде от
1050-1100 °C.
При сварке деталей из сталей 18Х14А, СХНА, Х25Н13Л обя-
зателен предварительный нагрев до 200 —300 °C. Детали из сталей
9X19НА, 12Х18Н9 и 17Х18Н9 сваривают в нормальных условиях
с минимальным подогревом и минимальной скоростью охлаждения
металла шва и зоны термического влияния.
После сварки для снятия напряжений и понижения твердости
металла сварного соединения детали из стали 18Х14А подвергают
отпуску при .650-710°C. Для стали 9Х19НА, 12Х18Н9, 17Х18Н9
обязательна закалка в воде от 1050—1100°C.
Обработка резанием сварного соединения из стали 18Х14А воз-
можна только после отпуска. Для всех других сталей обрабатыва-
емость сварного соединения на уровне основного металла.
Плохо сваривающиеся легированные стали. До сварки рекомен-
дуется производить отпуск по определенным режимам для раз-
личных сталей. Допускается сварка инструментальной стали в тер-
мически обработанном состоянии, если шов наплавляется не на
режущую часть инструмента.
Для стали 110Г13Л обязательна закалка. При сварке обяза-
телен предварительный нагрев до 200 —300 °C, за исключением сталей
Р18 и Р9, которые следует нагревать до 600 °C. Сварка стали
110Г13Л в состоянии закалки производится без нагрева.
24
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Термообработку после сварки выполняют по специальным ин-
струкциям в зависимости от марки стали и назначения. Для стали
110Г13Л термообработка не требуется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Сварка в машиностроении: Справочник/Под ред. Н. А. Ольшанского.
Т. 1. М.: Машиностроение, 1978. 504 с.
2.	Петров Г. Л., Тумарев А. С. Теория сварочных процессов. М.: Высшая
школа, 1977, с. 470 — 495.
3.	Степанов В, В., Кириллов А. А. Руководящие материалы по сварке
трехфазной дугой. Свердловск: Машгиз, 1954. 96 с.
4.	Шоршоров М. X., Чернышова Т. А., Красовский А. И. Испытания ме-
таллов на свариваемость. М.: Металлургия, 1972, с.-11- 36.
5.	Прохоров Н. Н. Физические процессы в металлах при сварке. Т. 1.
М.: Металлургия, 1968. 698 с.
Глава 2
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРОЧНАЯ ДУГА
Физические и электрические свойства сварочной дуги. Сварочная
дуга представляет собой электрический дуговой разряд в ионизи-
рованной смеси газов, паров металла и компонентов, входящих
в состав электродных покрытий, флюсов и т. д.
Для возникновения электрического разряда воздушный проме-
жуток между электродами должен быть ионизирован. Ионизирован-
ный воздушный промежуток проводит электрический ток. Ионизация
достигается различными путями. Существует тепловая ионизация,
ионизация катодными, анодными, ультрафиолетовыми, рентгеновски-
ми лучами, воздействием радиоактивных веществ, ударами электро-
нов и ионов.
Если ионизированный воздушный промежуток находится в элек-
трическом поле, то подвижные газовые ионы приходят в движе-
ние и создают электрический ток. Однако при всякой ионизации
наступает динамическое равновесие, заключающееся в том, что в каж-
дую единицу времени восстанавливается столько же молекул из
ионов (молизация, рекомбинация), сколько распадается. Таким обра-
зом, как только прекращается действие ионизирующих факторов,
исчезает электропроводность и ток прекращается.
Для возбуждения дугового разряда при сварке для получения
начальной ионизации обычно сводят два электрода до соприкосйо-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРОЧНАЯ ДУГА 25
вения (электрод и деталь), а затем быстро их разводят. При доста-
точно большом токе при соприкосновении электродов в промежутке
между концами электродов выделяется большое количество тепла.
Ток между электродами проходит через мелкие неровности на тор-
цах и разогревает их до расплавления. При быстром разведении
электродов расплавленные мостики растягиваются и сужаются, вслед-
ствие чего плотность тока доходит в них в момент разрыва до
такой величины, что обращает их в пар. При высокой температуре
паров металла ионизация промежутка получается настолько значи-
тельной, что при сравнительно небольшой разности потенциалов
между концами электродов возникает дуговой разряд. Разряд под-
держивается далее как стационарная устойчивая дуга в том случае,
если сохраняются факторы, поддерживающие ионизацию дугового про-
межутка. При нагреве концов электродов имеющиеся всегда в ме-
талле электроны получают такое приращение кинетической энергии,
что становятся в состоянии вылететь за пределы поверхности ка-
тода. Это явление носит название термоэлектронной эмиссии. Вы-
летающие электроны, сталкиваясь с молекулами паров и газов
в дуговом промежутке, расщепляют их на положительные и отри-
цательные ионы и электроны. Если между электродами имеется
достаточно сильное электрическое поле (достаточная разность по-
тенциалов), то полет заряженных частиц ориентируется полем и уста-
навливается стабильная дуга. В момент зажигания дуги промежуток
еще недостаточно нагрет и- для его ионизации необходима увели-
ченная кинетическая энергия, которая может быть получена усилением
электрического поля, т. е. некоторым повышением напряжения между
электродами сравнительно с тем напряжением, которое требуется для
поддержания дуги в установившемся состоянии.
При увеличении силы тока в дуге с возрастанием плотности
тока возрастает и электропроводность газа, т. е. уменьшается со-
противление дугового промежутка, вследствие чего та часть общего
напряжения цепи, которая приходится на дуговой промежуток, пада-
ет. Таким образом, для поддержания большего тока в дуге, тре-
буется меньшее напряжение, чем для поддержания меньшего тока.
Опытным путем установлено, что указанная зависимость существует
при токах в дуге до 50 А, когда зависимость между силой тока
в дуге и напряжением на дуговом промежутке является однознач-
ной при определенных неизменяемых условиях (длина столба дуги,
свойства газовой среды, свойства электродов). Это означает, что при
определенной силе тока в дуге установится совершенно определен-
ное напряжение. С ростом силы тока напряжение на дуге падает.
Однако для больших токов (выше 50А), которые используются
обычно при дуговой сварке, напряжение на дуге постоянной длины
сохраняется практически постоянным. Это явление объясняется тем,
что электропроводность дугового промежутка при росте тока до
50 А возрастает быстрее роста тока, а после 50 А электропровод-
ность возрастает прямо пропорционально росту тока, так как, на-
26
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. I. Распределение падения напряжения в дуге; /д - длина дуги, мм;
/ — сила сварочного тока, А
Рис. 2. Общий вид статической характеристики дуги
чиная примерно с 50 А, площади сечения столба дуги и электрод-
ных пятен изменяются прямо Пропорционально силе тока. Понятно,
что при этом плотность тока и падение напряжения по всей длине
столба дуги сохраняются практически постоянными при любом
значении сварочного тока при условии поддержания постоянной длины
дуги.
При больших плотностях тока в электроде, когда катодное
пятно занимает всю площадь торца электрода, сечение столба
дуги практически остается постоянным, в результате чего растут
плотность тока и градиент потенциала.
Напряжение на дуге складывается из падении напряжений в трех
ее основных областях (рис. 1):
17д = I/, + С/с + 1/а =/(/д),
где С7Д, UK, Uc, Ua — падение напряжений соответственно на дуге,
на катоде, в столбе дуги и на аноде, В; /д — сила тока в дуге, А.
Зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока называют
статической (вольт-амперной) характеристикой дуги.
В общем виде статическая характеристика дуги показана на
рис. 2. При малых значениях силы тока в электроде (область /)
статическая характеристика дуги падающая. При средних значениях
силы тока (при ручной и автоматической дуговой сварке под флю-
сом) напряжение на дуге не зависит от силы тока (область /Z,
жесткая характеристика). В этом случае с достаточной точностью
статическая характеристика может быть выражена уравнением
Ua = a + bla,
где 1а — длина дуги, мм; а, b — постоянные коэффициенты, зависящие
от материала электрода, давления и свойств газовой среды. Из уровне-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРОЧНАЯ ДУГА
27
Рис. 3. Внешняя характеристика источника
питания (1) и статическая характеристика
дуги (2)
и, в
и0
ния следует, что напряжение на
дуге, при всех прочих равных
условиях, будет зависеть от дли-
ны столба дуги.
Возрастающая статическая
характеристика дуги (область
III) получается при большой
силе тока (при автоматической
сварке под флюсом на больших
защитных пазов).
о

плотностях или при сварке в среде
Устойчивость системы источник питания - дуга. Свойства источника
определяются его внешней характеристикой, представляющей зависи-
мость изменения напряжения источника (кривая 1, рис. 3) от свароч-
ного тока, т. е. [7И = /(/д).
Свойства дуги также определяются зависимостью изменения напря-
жения на дуге (кривая 2) от сварочного тока, т. е. ее статической
характеристикой.
Система источник питания - дуга должна находиться в устано-
вившемся состоянии, которое определяется точками А{ и Л 2-
Пересечение внешней характеристики с осью ординат определяет
напряжение холостого хода источника Uq, а с осью абсцисс силу тока
короткого замыкания 1К.
Точка Л2 называется точкой зажигания дуги, а точка Аг — точкой
устойчивого горения. Только в этих двух точках при данной внешней
характеристике источника тока имеются условия, при которых дуга
может гореть. Однако дуга всегда автоматически будет переходить
в нижнюю рабочую точку, в которой только и возможно ее
устойчивое горение. Если по какой-либо причине ток дуги уменьшится,
напряжение источника превысит установившееся напряжение на дуге,
ток дуги увеличится и будет соответствовать точке Лр Наоборот,
при случайном увеличении тока напряжение источника тока будет
меньше напряжения дуги, ток уменьшится и режим горения дуги
восстанавливается.
Если статическая характеристика дуги падающая, то для устойчи-
вого горения дуги внешняя характеристика источника питания в рабо-
чей точке должна быть более крутопадающей, чем статическая ха-
рактеристика дуги.
Особенности сварочной дуги переменного тока. Вследствие того, что
мгновенные значения переменного тока переходят через нуль 100 раз
в 1 с, меняет свое положение катодное пятно, являющееся источником
вылета электронов, ионизация дугового промежутка менее стабильна
и сварочная дуга менее устойчива по сравнению с дугой постоянного
тока при прочих равных условиях.
28
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
сматривают также как чисто
Рнс. 4. Кривые тока /д, напряжения дуги
1/д и источника 17и в цепи с активным
сопротивлением
Если дуга включена в цепь пе-
ременного тока последовательно
с активным сопротивлением, то
кривые напряжения и тока будут
соответствовать показанным на
рис. 4. Мгновенные значения напря-
жения источника Un и сварочного
тока 1д совпадают по фазе, так как
в сварочной цепи имеются только
активные сопротивления (дугу рас-
гивное сопротивление). В каждый
полупериод дуга тухнет и вновь зажигается (восстанавливается) через
некоторый промежуток времени tb когда напряжение источника тока
(кривая иц) поднимается до некоторой величины, называемой напря-
жением зажигания дуги U3.
Зажигание дуги характеризуется началом прохождения в сварочной
цепи тока (кривая 1д). В каждый полупериод имеется перерыв
в прохождении тока при затуханиях дуги. Эти перерывы по времени
равны t2 +13 и называются временем погасания дуги. Как видно
из рис. 4, момент погасания происходит при несколько меньшем
мгновенном значении напряжения источника, чем момент зажигания,
для которого требуются более высокие значения напряжения для
получения ионизации остывшего промежутка. В момент времени ti
(рис. 4) имеем
= Vm sin
где 17и — мгновенное значение напряжения источника тока; U3 — напря-
жение зажигания дуги; w = 2nf — угловая частота.
Преобразовывая уравнение, получим
sin wt 1 =
ит
ИЛИ
соГ! = arcsin ——.
Um
Если примем, что = t2 = то время погасания дуги tr = 2tu
и тогда
U3
arcsin —-

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРОЧНАЯ ДУГА 29
Из уравнения видно, что время погасания дуги зависит от ампли-
тудного значения напряжения источника тока Um, напряжения зажи-
гания дуги U3 и от частоты переменного тока f.
Время восстановления дуги снижается при повышении напряжения
холостого хода и при использовании повышенных частот. Это время
уменьшается также при снижении напряжения зажигания. Из указанных
мер стабилизации дуги наибольшее распространение имеет снижение
напряжения зажигания, что достигается применением электродов
с ионизирующими покрытиями, элементы которых имеют низкие
потенциалы ионизации.
Повышение амплитудных значений синусоиды напряжения ограни-
чивается правилами техники безопасности, по которым допускается
максимальное эффективное значение напряжения источника перемен-
ного тока для питания сварочных постов не свыше 80 В
(ГОСТ 95 —Z77E).
Производство сварочных работ на повышенных частотах осложня-
ется необходимостью применения вместо обычных сварочных транс-
форматоров, включаемых в заводские силовые сети, специальных
генераторов переменного тока, рассчитанных на нестандартные час-
тоты. В некоторых специальных случаях применяют также способ
сварки дугой двойного питания. Общепринятой мерой повышения
стабилизации сварочной дуги переменного тока является включение
в сварочную цепь последовательно с дугой индуктивного сопротивле-
ния. Последовательное включение в сварочную цепь катушек со
стальным сердечником (дросселей) позволяет вести сварочные работы
металлическими электродами на переменном токе при напряжении
сварочного трансформатора порядка 60 — 65 В, при нормальной частоте,
при условии содержания в обмазке электродов достаточного коли-
чества ионизирующих элементов. Наличие катушки (дросселя) с доста-
точной самоиндукцией в сварочной цепи поддерживает напряжение
дуги, так как в этом случае для цепи переменного тока действи-
тельно следующее уравнение:
= 17и + (?£,
(	dln \
ЭДС самоиндукции leL=- —- ).
\	dt J
Как видно из рис. 5, ток отстает по фазе от напряжения.
Пока ток возрастает, производная имеет знак плюс и ЭДС само-
dt
индукции eL отрицательна. Таким образом,
V„ = U„ — L^S-.
д " dt
30
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 5. Кривые тока /д, напря-
жения дуги Ua и источника
UK в цепи с индуктивным
сопротивлением
После максимума кривой гд, т. е. при спаде кривой тока, будем иметь
отрицательную производную — —д, вследствие чего Ua = С7И + L ,
dt	dt
т. е. в некоторую часть каждого полупериода напряжение дуги под-
держивается за счет ЭДС самоиндукции.
Включение в сварочные цепи переменного тока дросселей позволяет
поддерживать стабильность дуги и регулировать силу сварочного тока
изменением величины индуктивного сопротивления.
Напряжение зажигания зависит от целого ряда факторов, в пер-
вую очередь, от силы тока дуги. С увеличением силы сварочного
тока напряжение зажигания дуги снижается.
Для сварки открытой дугой напряжение зажигания 173 и напряжение
горения С7Д дуги имеют следующую зависимость:
t/3 = (1,3 4-2,5) 17д.
При сварке на больших токах под флюсом напряжение зажигания
может быть не намного выше напряжения горения дуги.
Требования к источникам питания сварочной дуги. Устойчивость
горения дуги зависит от соответствия форм внешней характеристики
источника заданной форме статической характеристики дуги. Внешняя
характеристика источника питания, как и характеристика дуги, может
быть падающей, жесткой или возрастающей.
Для ручной дуговой сварки и автоматической сварки под слоем
флюса с автоматическим регулированием напряжения на дуге, когда
статическая характеристика дуги жесткая (рис. 6, кривая /), внешняя
характеристика источника питания должна быть крутопадающей
(кривая 2). Чем больше крутизна падения внешней характеристики
в рабочей части (точка К), тем меньше колебания тока при
изменении длины дуги. При таких характеристиках напряжение хо*
лостого хода источника питания всегда больше напряжения на дуге
(Uq > l/д), что облегчает первоначальное и повторные зажигания дуги,
особенно при сварке на переменном токе. Кроме того, при крутопа-
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СВАРОЧНАЯ ДУГА
31
Рис. 6. Падающие (2 и 3) внешние характеристики источника питания при жесткой
(/) статической характеристике дуги
Рис. 7. Жесткая (2) и возрастающая (3) внешние характеристики источника
питания при возрастающей (1) статической характеристике дуги (точка К — ра-
бочая часть внешней характеристики)
дающей внешней характеристике ограничивается ток короткого замы-
кания, который по отношению к рабочему току находится в пре-
делах
1,25 < ^- < 2.
1а
При автоматической сварке под флюсом с саморегулированием
дуги, когда статическая характеристика дуги также жесткая, внешняя
характеристика источника питания для повышения интенсивности
саморегулирования должна быть пологопадающей (кривая 3).
При сварке в среде защитных газов на постоянном токе при боль-
шой плотности тока в электроде статическая характеристика дуги
возрастающая (рис. 7, кривая 1). В этом случае внешняя характеристика
для еще большей интенсивности саморегулирования может быть
жесткой или возрастающей (кривые 2 и 3).
Источники питания сварочной дуги должны обеспечивать возмож-
ность настройки различных режимов сварки, которая заключается
в установлении оптимальной силы тока при заданном напряжении
дуги. Для этого источник питания должен иметь регулирующее
устройство, которое в определенном диапазоне регулирования дает
несколько внешних характеристик, которые обеспечивают устойчивое
горение дуги при заданных напряжении и токе.
Наиболее распространенным способом настройки режима сварки
является комбинированное регулирование. Оно заключается в том,
что весь диапазон регулирования по току разбивается на ряд ступеней
(грубое регулирование), а в пределах каждой ступени осуществляется
плавное регулирование.
32
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
При изменении ступеней напряжение холостого хода источника пи-
тания может оставаться постоянным или несколько изменяться в зави-
симости от величины устанавливаемого сварочного тока. При этом
необходимо учитывать, что при переходе на малые величины тока
нежелательно снижать напряжение холостого хода источника пи-
тания.
Каждый источник питания рассчитывают на определенную нагрузку,
при которой он работает не перегреваясь выше допустимых норм.
Ток и напряжение источника, при которых он работает в данном
режиме не перегреваясь, называются номинальными.
Номинальная сила сварочного тока различна при различном ре-
жиме работы источника питания дуги. Режим работы характеризуется
отношением длительности сварки к сумме длительности сварки и дли-
тельности холостого хода, выраженном в процентах. Обычно режим
работы источников тока при дуговой сварке обозначают ПН
или ПВ, %
пн = ——100,
^св +
где ?св - время сварки; tn — время пауз.
Понятно, что чем больше ПН, тем тяжелее режим работы и
тем меньше должна быть номинальная сила сварочного тока.
За номинальный режим работы однопостовых сварочных генерато-
ров, трансформаторов и выпрямителей принят режим при ПН = 20, 35
или 60 % и многопостовых источников питания — при ПН = 100 %.
Длительность рабочего цикла tCB + tn в этих случаях принимается
равной 5 мин. Продолжительность нагрузки источников для автома-
тической сварки с номинальным током 630 — 2000 А принят ПВ = 100%,
а установок с максимальным током — ПВ = 50 %. В этих случаях
продолжительность цикла принята равной 10 мин.
Помимо указанных основных требований, общих для всех источ-
ников питания, к сварочным генераторам постоянного тока предъ-
являют специальные требования в отношении динамических свойств,
под которыми понимают способность источника питания быстро вос-
станавливать в цепи дуги соответствие напряжения изменившемуся
току (при разрыве дуги напряжение должно быстро восстанавливаться
до величины напряжения холостого хода, а при коротком замыкании
электродов быстро спадать до нуля).
Время восстановления напряжения от нуля до напряжения горения
дуги у сварочных генераторов не должно превышать 0,03 с,
ГОСТ 304 - 77Е.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Основными источниками питания для сварки на переменном токе
являются сварочные трансформаторы. Сварочные трансформаторы
подразделяют на две группы. К первой группе относят трансформа-
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
33
торы с нормальным магнитным рассеянием и дополнительной
реактивной катушкой — дросселем. Дроссель может иметь с трансфор-
матором как общий (трансформаторы со встроенным дросселем),
так и отдельный (трансформаторы, с отдельным дросселем) магнито-
провод. Ко второй группе относят трансформаторы с повышенным
магнитным рассеянием. По способу регулирования индуктивного
сопротивления трансформаторы второй группы можно разделить на
три основных типа: с магнитными шунтами, с подвижными катушками
и с витковым (ступенчатым) регулированием.
Трансформаторы с повышенным магнитным рассеянием. К трансфор-
маторам с магнитными шунтами относятся трансформаторы типа
СТШ. Трансформаторы типа СТШ, разработанные Институтом
электросварки им. Е. О. Патона, выполнены с развитым (повышенным)
магнитным рассеянием, регулируемым подвижными шунтами q по-
мощью ходового винта.
Трансформаторы этого типа (СТШ-250, 300, 500 и 500-80) изготов-
ляются серийно Каховским заводом электросварочного оборудо-
вания.
Схема трансформатора СТШ-500 показана на рис. 8. Магнито-
провод 1 стержневого типа собран из листовой стали Э42 толщиной
0,5 мм. Катушки вторичной обмотки 4 выполнены из голой алюми-
ниевой шины, намотанной на ребро. Катушки первичной обмотки 2
изготовлены из алюминиевого провода. Катушки первичной и вто-
ричной обмоток, расположенные на разных стержнях, соединены между
собой параллельно. Выводы обмоток и соединительные шины армиро-
Рис. 8. Схема трансформатора СТШ-500
2 п/р. В. В. Степанова
34
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 9. Схема включения обмоток
трансформатора СТШ-500-80: 1 — 1-
= 170 - 800 А; И - 1 = 60 ч- 260
ваны медными накладками.
Между витками катушек про-
ложены асбестовые прокладки.
Силу сварочного тока регули-
руют изменением положения
магнитного шунта 3 в окне
магнитной системы. Указатель
величины силы сварочного тока соединен с одним из шунтов.
Внешняя характеристика трансформатора падающая.
В трансформаторе СТШ-500-80 (рис. 9) напряжение холостого хода
повышено до 80 В. Для расширения пределов регулирования тока
внутри кожуха трансформатора установлены переключатели, с по-
мощью которых катушки первичной и вторичной обмоток можно
соединить последовательно или параллельно. При параллельном сое-
динении обмоток напряжение горения дуги 25 В, при последователь-
ном — 50 В. Трансформатор имеет устройство, обеспечивающее отклю-
чение первичной обмотки от сети через 0,5 — 1 с после прекращения
процесса сварки.
Сварочные трансформаторы с подвижными катушками типа ТС;
ТСК и ТД предназначены для питания электрической дуги при ручной
дуговой сварке, резке и наплавке металлов однофазным переменным
током частотой 50 Гц. Трансформаторы этого типа являются одно-
постовыми, каждый из них может быть использован для питания
одного сварочного поста. Магнитное рассеяние у них регулируют
изменением расстояния между первичной и вторичной обмотками.
Вторичное напряжение трансформаторов несколько зависит от рас-
стояния между катушками: напряжение холостого хода при сдвинутых
катушках больше, при раздвинутых — меньше.
Общий вид трансформаторов ТС-300 и ТС-500 показан на рис. 10.
Обмотки трансформатора выполнены из алюминия. Выводные концы
катушек армированы медными накладками. Сердечник трансформа-
тора стержневого типа. Катушки первичной обмотки неподвижны
и закреплены у нижнего ярма. Катушки вторичной обмотки подвиж-
ные, они перемещаются вверх и вниз вручную с помощью винта,
проходящего через верхнее ярмо. Сила сварочного тока увеличивается
при сближении обмоток и уменьшается при увеличении расстояния
между ними.
При оптимальных значениях тока катушки первичных и вторичных
обмоток, сидящие на разных стержнях, соединены между собой парал-
лельно. При снижении пределов регулирования силы тока они могут
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
35
Рис. 10. Трансформаторы ТС-300 (а) и ТС-500 (б)
быть соединены между собой последовательно, хотя специального
переключателя для этой цели нет.
Трансформаторы типа ТСК отличаются от трансформаторов типа
ТС наличием конденсаторов, включенных параллельно первичным
обмоткам и обеспечивающих повышение коэффициента мощности
(cos ф).
Сварочные трансформаторы типов ТД-500 и ТД-300 являются усо-
вершенствованными конструкциями трансформаторов типа ТС-500
и ТС-300. У трансформаторов ТД-500 и ТД-300 уменьшены масса
и габариты, повышены технологичность конструкции, удобство обслу-
живания и надежность работы. Уменьшение массы и габаритов достиг-
нуто благодаря применению двухдиапазонного плавного регулирова-
ния тока: в диапазоне больших токов обе катушки первичной
и вторичной обмоток включаются попарно параллельно; в диапазоне
малых токов катушки первичной и вторичной обмоток включаются
последовательно. Включение и отключение катушек производится
переключателем, смонтированным внутри трансформатора. Схема сое-
динения (параллельное соединение) катушек первичной и вторичной
обмоток трансформатора ТД-500 приведена на рис. И. Катушки
вторичной обмотки выполнены из голой алюминиевой шины, намо-
2*
36
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
ных работ, должен быть заключен
Рис. И. Принципиальная электри-
ческая схема трансформатора
ТД-500:
I — параллельное соединение об-
моток — большие гоки; II — по-
следовательное соединение обмо-
ток - малые токи; ОП — первич-
ная обмотка; О В — вторичная
обмотка; ПД — переключатель
диапазонов тока; С — защитный
фильтр (от радиопомех)
тайной на ребро, витки изоли-
рованы стеклолентой. Катушки
первичной обмотки намотаны
алюминиевым проводом марки
АПСД со стеклянной изоляцией.
Обмотки пропитаны теплостой-
ким и влагостойким лаками.
Сварочный трансформатор,
предназначенный для строитель-
fl жесткий кожух, обладать воз-
можностью дистанционного регулирования сварочного тока, иметь
небольшую массу и габариты.
Во ВНИИЭСО на базе трансформатора типа ТД-300 разработан
сварочный трансформатор типа ТД-304 с приставкой дистанционного
регулирования сварочного тока, которая размещается на крышке
кожуха трансформатора. Дистанционное регулирование тока осуще-
ствляется по сварочному кабелю без применения дополнительных
проводов, что обеспечивает большое удобство в работе сварщика.
Подключение кабеля и сетевых проводов осуществляется без приме-
нения гаечного ключа. Обмотки трансформатора выполнены из
алюминиевого провода и имеют влагоустойчивую изоляцию. Сер-
дечник трансформатора выполнен из холоднокатаной стали марки
Э320.
Трансформатор ТД-304 может поставляться также и без приставки.
Для уменьшения массы трансформатор выполнен из высококачествен-
ных материалов — магнитопровод из холоднокатаной стали, а обмот-
ки — из алюминиевых проводов с теплостойкой стеклянной изоляцией.
Катушки пропитаны лаком повышенной теплостойкости.
Для сварки в монтажных условиях во ВНИИЭСО разработан
трансформатор типа ТСП-2, рассчитанный на силу тока 300 А. Подобно
трансформаторам типов ТС, ТСК и ТД трансформатор типа ТСП-2
имеет подвижные катушки. Сварочный ток регулируется изменением
индуктивного сопротивления рассеяния обмоток двумя способами:
переключением вторичной обмотки (ступенчатое регулирование) и изме-
нением расстояния между обмотками на каждой ступени (плавное
регулирование).
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
37
Рис. 12. Электрическая схема
трансформатора ТСП-2
Ступени регулирования сварочного
тока: ступень больших токов (140 —
300 А) — замкнуты контакты 2, 3
(рис. 12) и катушки вторичной обмотки
включены параллельно, ступень малых
токов (90—140 А) — контакты 2, 3 ра-
зомкнуты и одна катушка вторичной
обмотки отключена. Переключение ка-
тушек вторичной обмотки трансформатора осуществляется перемыч-
кой на борновой доске. Обмотки трансформатора выполнены из
алюминиевого провода со стеклянной изоляцией и пропитаны тепло-
стойким и влагостойким лаками. Сердечник выполнен из холодно-
катаной стали 3412.
На максимальном токе 300 А трансформатор можно использовать
для кратковременной работы только при ПН = 20 %.
На токах менее 300 А длительность работы (ПН) можно увели-
чить. Основные технические характеристики сварочных трансформа-
торов с повышенным расстоянием приведены в табл. 1.
1. Технические характеристики сварочных трансформаторов с увеличенным
магнитным рассеянием.
Тип	Напря- жение пита- ющей сети, В	Вто- ричное напря- жение, В	Номи- наль- ный режим работы пн, %	Номи- наль- ный сва- роч- ный ток, А	Пределы регули- рования свароч- ного тока, А	кпд, %	Габаритные размеры, мм	Мас- са, кг
СТШ-250	380	61	20	250	80-260	73	420х310х х425	44
СТШ-300	380; 220	63		300	110-405	88	545 х 695 х х 707	158
СТШ-500		60	60	500	145-650	90	670 х 666 х х 753	220
СТШ-500-80	380	80			60-800	92	980х 765х х 766	323
ТС-120 ТС-300	380; 220	68		120 300	50-160 110-385 165-650	80 84	950х340х х 880 760х520 х х970 840 х 575 х х 1060	90 185 250
ТС-500		60	65	500		85		
38
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Тип	Напря- жение пита- ющей сети, В	Вто- ричное напря- жение, В	Номи- наль- ный режим работы ПН, %	Номи- наль- ный сва- роч- ный ток, А	Пределы регули- рования свароч- ного тока. А	кпд, О	Габаритные размеры, мм	Мас- са, кг
тск-зоо	380	63	65	300	110-385	84	760х520х х 970	215
ТСК-500		60		500	165-650	85	840х575х х 1060	280
ТД-500 ТД-300		59; 73			100-560	87	720 х 580 х	210
	380; 220	61; 79	60		60-400	86	х 850 692 х 620 х х710	137
ТД-304 ТСП-2		65 62	50 20	300	120-350 90-300	86 76	692 х 620 х х710 510х370х х 590	150 63
Трансформаторы для автоматической и полуавтоматической сварки
под флюсом. Трансформаторы для сварки под флюсом изготовляются
согласно ГОСТ 7012 — 77 в следующих исполнениях.
1.	По виду внешних характеристик: ж —с жесткими (пологопа-
дающими), п — с падающими, у — универсальные (с жесткими и па-
дающими).
2.	По способу регулирования — с плавно ступенчатым регули-
рованием.
Технические характеристики трансформаторов для автоматической
сварки под флюсом приведены в табл. 2.
Трансформаторы типа ТСД в однокорпусном исполнении выпускают
по схеме трансформатора со встроенным дросселем и встречным
включением реактивной обмотки. Подвижной пакет перемещается
электроприводом с дистанционным управлением.
Регулирование и настройку трансформатора при автоматической
сварке производят по силе сварочного тока или напряжению дуги
в зависимости от типа сварочной головки. При сварке головками
с автоматическим регулированием напряжения дуги регулируют силу
сварочного тока; при сварке головками с постоянной скоростью
подачи электродной проволоки, когда сила сварочного тока под-
держивается саморегулированием, регулируют напряжение на дуге.
Сила тока в этом случае регулируется изменением скорости подачи
электродной проволоки.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
39
2. Технические характеристики трансформаторов для автоматической дуговой
сварки под слоем флюса.
Тип	Напря- жение питаю- щей сети, В	Вторич- ное напря- жение холосто- го хода, В	Номи- наль- ный режим работы пв, °/ /о	Номи- наль- ный сва- роч- ный ток, А	Пределы регулиро- вания свароч- ного тока, А	Г абаритные размеры, мм	Масса, кг
ТСД-500 и ТСД-500-1		80	60	500	200-600	1242х950х х818	445
ТСД-1000-3, ТСД-1000-4	220; 380	71-78	70	1000	400-1200	1215х950х х818	540
ТДФ-1001							720
		68 — 71	100				
ТДФ-1601 ТДФ-2001	380	95-105 74-79		1600 2000	600-1200 800-2200	1200х 1200х х 830	1000 980
Трансформаторы с подмагничиваемым шунтом. Для автоматиче-
ской сварки под флюсом разработана серия трансформаторов, у ко-
торых регулирование силы сварочного тока производится подмагничи-
ванием шунта. К ним относятся трансформаторы типа ТДФ-1001,
ТДФ-1601 и ТДФ-2001. На рис. 13 показана электромагнитная схема
трансформатора ТДФ-1001.
Напряжение, требуемое для сварки, и получение падающей характе-
ристики осуществляется за счет расположения первичной и вторичной
обмоток на некотором расстоянии друг от друга. Вторичная обмотка
состоит из двух частей — основная 2 (большая) находится у нижнего
ярма стержневого магнитопровода, дополнительная 1 (меньшая) вместе
с первичной обмоткой — у верхнего.
У трансформатора ТДФ-2001, наоборот, первичная и меньшая
часть вторичной обмотки находится у нижнего ярма, а большая часть
вторичной обмотки расположена у верхнего ярма. Такое расположение
обмоток и наличие между ними подмагничиваемого шунта увели-
чивает магнитное рассеяние и способствует получению падающих
внешних характеристик.
Магнитный шунт с обмоткой управления (ОУ), состоящей из четы-
рех катушек, размещен в окне сердечника трансформатора и пред-
назначен для регулирования сварочного тока. Катушки ОУ располо-
жены на обоих стержнях шунта и соединяются встречно-последова-
40
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 13. Электромагнитная схема
трансформатора типа ТДФ-1001
тельно. Между основным сердечником и шунтом имеется воздушный
зазор, который благоприятно сказывается на форме кривой сва-
рочного тока.
Трансформаторы типа ТДФ имеют плавноступенчатое регулиро-
вание силы сварочного тока. Для ступенчатого регулирования пере-
ключают катушки вторичной обмотки, а плавное регулирование осу-
ществляется за счет подмагничивания шунта. С увеличением тока
подмагничивания увеличивается и сварочный ток. Обмотка управления
магнитного шунта питается от двухтактного тиристорного выпря-
мителя.
Технические характеристики трансформаторов типа.ТСД и ТДФ
приведены в табл. 2.
Сварочный генератор повышенной частоты. При сварке стали малой
толщины, а также при сварке неплавящимся электродом в среде
защитных газов и в некоторых других случаях устойчивость дуги
понижается. Для повышения устойчивости дуги в подобных случаях
увеличивают напряжение холостого хода трансформаторов. Однако
это увеличение ограничено условиями техники безопасности и в то же
время невыгодно, так как ухудшает экономические показатели транс-
форматоров. В указанных случаях рациональнее применять источники
тока повышенной частоты (время повторного зажигания дуги сокра-
щается, деионизация дуги уменьшается, следовательно, дуга горит
более устойчиво).
В качестве источника питания дуги током повышенной частоты
применяют сварочный преобразователь типа ПС-100-1. Преобразо-
ватель предназначен для ручной дуговой сварки металла толщиной
до 3 мм переменным током 20—115 А при частоте 480 Гц. Пре-
образователь состоит из генератора ГСВ-100 и приводного асинхрон-
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА	41
ного короткозамкнутого двигателя АВ-42/2 на общем валу. Генератор
имеет независимое возбуждение; для получения на дуге падающей
внешней характеристики и для регулирования силы тока в сварочную
цепь последовательно включен специальный дроссель РТ-100. Сердеч-
ник дросселя выполнен с регулируемым воздушным зазором, величина
которого изменяется винтовым механизмом.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Источники питания постоянного тока можно разделить на две
основные группы: сварочные генераторы и сварочные выпрямитель-
ные установки.
Сварочные генераторы постоянного тока подразделяют:
по числу питаемых постов — на однопостовые для питания одной
сварочной дуги и многопостовые для одновременного питания
нескольких сварочных дуг;
по способу установки — на стационарные и передвижные;
по форме внешних характеристик — с падающими, жесткими, воз-
растающими или с пологопадающими внешними характеристиками;
по роду привода — генераторы с электрическим приводом и ге-
нераторы с двигателями внутреннего сгорания;
по способу исполнения — однокорпусные (сварочный генератор
и двигатель на одном валу в одном корпусе) и раздельные
(сварочный генератор и двигатель выполнены на общей раме, а их
валы соединены через специальные муфты).
Генераторы с независимым возбуждением и размагничивающей
последовательной обмоткой. Принципиальная схема генераторов это-
го типа показана на рис. 14, а.
Рис. 14. Принципиальная электрическая схема сварочного генератора:
а — с независимым возбуждением и последовательной размагничивающей об-
моткой; б - типа ГС-500 (с самовозбуждением)
42
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Сварочный генератор имеет две обмотки возбуждения. Обмот-
ка независимого возбуждения создает поток независимого возбуж-
дения Фн. Эта обмотка получает питание от постороннего источ-
ника постоянного тока. Сила тока в цепи независимого возбуждения
регулируется реостатом. Вторая обмотка возбуждения — сериесная
(противокомпаундная), включена последовательно в цепь сварочного
тока, вследствие чего величина магнитного потока Фр зависит от
силы сварочного тока. Как показано стрелками на рис. 14, обмотки
возбуждения, намотанные встречно, создают своими противополож-
ными магнитодвижущими силами встречные потоки. При холостом
ходе, когда сварочная цепь разомкнута, действует только поток
независимого возбуждения, вследствие чего ЭДС генератора Е — сФн,
где с — постоянная генератора.
При сварке, когда сварочный ток проходит через последователь-
ную обмотку, создается поток Фр, который направлен навстречу
потоку Фн. Результирующий поток Фрез и Е будут уменьшаться.
Одновременно будет падать и напряжение на зажимах генератора.
Силу сварочного тока генераторов этого типа регулируют реоста-
том в цепи обмотки независимого возбуждения и секционированием
последовательной обмотки. Технические характеристики современных
сварочных преобразователей с таким генераторами приведены в табл. 3.
Генераторы с намагничивающей параллельной и размагничивающей
последовательной обмотками возбуждения. Сварочные генераторы
этого типа являются генераторами с самовозбуждением.
Обмотки возбуждения НО (рис. 14,6) питаются от основной
щетки и вспомогательной щетки z, расположенной между основными
щетками, примерно под серединой полюсной дуги. Размагничиваю-
щая (последовательная) обмотка ПР включена последовательно в
цепь якоря. Обмотки НО и ПР могут размещаться каждая на всех
полюсах или раздельно. Для облегчения коммутации вспомогательной
щетки z в полюсной дуге основных полюсов сделаны вырезы в зоне
коммутации этой щетки.
Падающая внешняя характеристика получается в основном за
счет размагничивающего действия обмотки ПР. Обмотка НО пита-
ется напряжением, действующим на части обмотки якоря между
щетками а и z. Это напряжение обусловливается половиной резуль-
тирующего потока основного полюса в воздушном пространстве
и половиной поперечного потока реакции якоря. С увеличением тока
нагрузки первый поток уменьшается вследствие влияния размагничи-
вающего действия сериесной обмотки, а второй поток увеличивается
(растут ампер-витки реакции якоря). Окончательно результирующий
поток, проходящий между щетками а и z и создающий ЭДС
на этих щетках, остается практически почти постоянным.
Щетки а и z питают обмотки самовозбуждения генератора.
Одновременно ЭДС и напряжение на главных щетках падают, так
как результирующий поток, пронизывающий проводники якоря, падает
3.	Технические характеристики сварочных преобразователей с генераторами с независимым возбуждением и последовательной
размагничивающей обмоткой
Тип преобра- зователя	Сварочный генератор				Двигатель			Агрегат или преобразователь		Масса, кг
	Тип	Номи- нальное напря- жение, В	Номи- нальная сила тока, А	Пределы регули- рования силы то- ка, А	Тип	Мощ- ность, кВт	Частота вращения, об/мин			
								Габаритные размеры, мм	Исполнение	
ПСО-120	ГСО-120	25	120	80-120	АВ-42-2	4	2900	1055х550х х 730	Однокорпусное на колесах	155
ПСО-800	ГСО-800	45	800	200-800	АВ-82-4	55	1450	1330х650х хбОО	Однокорпусное стационарное	1040
ПСО-500	ГСО-500	50	500	120-600 •	А-71-2	28	2900	1275х 770х х 1080	Однокорпусное на колесах	780
АСО-2000	СГ-1000-11	45	1000 х 2	(300 ч- ч-1200)х2	А101-4	125	1450		Трехмашинное стационарное	400
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
4. Технические характеристики иреобраэователей  агрегатов с генераторами с самовозбуждением и размагничивающей
последовательной обмоткой
Тип преобра- зователя	Сварочный генератор				Двигатель			Агрегат или преобразователь				Масса, кг
	Тип	Номи- нальное напря- жение, В	Номи- нальная сила тока, А	Пределы регули- рования силы тока, А	Тип	Мощ- ность, кВт	Число обо- ротов в ми- нуту	Габаритные размеры, мм			Исполнение	
								дли- на	шири- на	высо- та		
ПСО-ЗОО	ГСО-ЗОО	-	-	-	АВ-62-4	14	1450	1015	590	480	Одно корпусное на колесах	400
АСБ-300-2	ГСО-300	30	300	75-320	ГАЗ-МК	21	1500	2080	895	1730	Двухмашинное на раме	850
АСД-300 САМ-300 САМ-400-	ГСО-ЗОО ГСО-ЗООМ	-	-	-	5П4-4-8,5 ПН-100	14 14, 25	1500 1520	1850	875	1470		980 800 1650
	СГП-3-V	-			ПН-290	42	1500	1977	650	940		
-1 САМ-400- -2	СГП-3-V		400		МАФ-72-4	32	1465	1760	650	920		1300
ПС-500 ПС-500-11	ГС-500 ГС-500-11				А-72/4	28	1450	1400	770	1100	Однокорпусное на колесах	
		40										940
АСД-3-1 АСДП-500	СГП-3- -VIII СГП-3- -VIII		500	120-600	ЯАЗМ- -204г ЯАЗМ- -204г	42 42	1500 1500	2820 5880	1100 1930	2115 2600	Двухмашинное на раме Двухмашинное на прицепе	2500 5000
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ постоянного ТОКА
45
с ростом числа размагничивающих ампер-витков обмотки ПР и по-
перечной реакции якоря.
Силу сварочного тока у таких генераторов можно регулировать
реостатом в цепи возбуждения. Возможно также добавочное регули-
рование переключением витков сериесной обмотки возбуждения, что
часто используют в генераторах с размагничивающими обмотками.
Схема допускает четырех полюсное исполнение генераторов, кото-
рое имеет ряд преимуществ вследствие простоты конструкции и
уменьшения ее массы. За последние годы в промышленность внедрены
сварочные агрегаты со сварочными генераторами, построенными по
этому принципу. Технические характеристики агрегатов приведены
в табл. 4.
Генераторы для сварки в среде защитных газов. Для автомати-
ческой и полуавтоматической сварки в среде защитных газов необ-
ходимы жесткие или возрастающие внешние характеристики источни-
ков питания. Для этой цели специально разработаны преобразо-
ватель ПСГ-500-1 с генератором ГСГ-500-1, а также универсальные
генераторы ГД-502 и ГСУМ-400.
Генераторы . ГД-502 и ГСУМ-400 дают как падающие, так и
жесткие внешние характеристики. Технические характеристики: этих
генераторов приведены в табл. 5.
При включении намагничивающей обмотки независимого воз-
буждения и последовательной обмотки вторичного включения гене-
раторы имеют падающие внешние характеристики. В этом случае
они могут быть использованы для ручной дуговой сварки, резки
и наплавки, а также для автоматической и полуавтоматической
сварки под флюсом. Принципиальная электрическая схема и принцип
действия генераторов при падающей внешней характеристике анало-
гичны таковым генератора ГСО-500. В этом случае, когда последо-
вательная размагничивающая обмотка отключена, генераторы имеют
жесткие внешние характеристики. Тогда они используются для ме-
ханизированной сварки в защитных газах с саморегулированием
5. Технические характеристики генераторов ГД-502 и ГСУМ-400
Параметр	ГД-502	ГСУМ-400
Режим работы ПН, %	60	65
Номинальный сварочный ток, А	500	400
Номинальное рабочее напряжение, В	40	70
Пределы регулирования:		
сварочного тока, А	15-500	100-400
рабочего напряжения, В	15-50	25-70
Напряжение холостого хода, В	90	100
Частота вращения, об/мин	3000	2925
Габаритные размеры, мм	950 х 750 х 500	1660 х 900 х 620
Масса, кг	} 400	850
46
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 15. Принципиальная схема сварочного гене-
ратора ГСГ-500-1 с жесткой внешней характе-
ристикой
дуги при постоянной скорости подач
электродной проволоки. Выходное на-
пряжение регулируется резистором.
Сварочный генератор ГСГ-500-1, вхо-
дящий в преобразователь ПСГ-5ОО-1УЗ,
имеет четыре основных полюса, на ко-
торых расположена обмотка самовозбуж-
дения, питаемая от щеток генератора.
Принципиальная электрическая схема ге-
нератора представлена на рис. 15. Ге-
нератор имеет жесткие внешние характе-
ристики в пределах 60 — 500 А с наклоном
не более ±0,04, обеспечивающие ав-
томатизированную сварку в среде защит-
ных газов. Жесткая внешняя характеристика получается за счет
применения специальной схемы самовозбуждения. Надежное само-
возбуждение при минимальных напряжениях холостого хода обеспе-
чивается тем, что одна пара основных полюсов имеет более на-
сыщенные сердечники, так как в средней их части имеются вырезы.
Величина R2 устанавливается на заводе-изготовителе такой, чтобы
напряжение на зажимах генератора было 16 В при сварочном токе
60 А. Регулирование выходного напряжения производится реоста-
том Rb включенным в цепь катушек возбуждения, расположенных
на ненасыщенных полюсных сердечниках.
Для обеспечения безыскровой коммутации генератор имеет до-
бавочные полюса, катушки которых последовательно включены в цепь
якоря.
Приводной двигатель преобразователя ПСГ-5ОО-1УЗ — встроенный
трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором.
Техническая характеристика преобразователя
Генератор:
номинальный сварочный ток, А	500
предел регулирования сварочного тока, А	60 — 500
рабочее напряжение при номинальном сварочном
токе, В	40
предел регулирования напряжения, В	16 — 40
режим работы ПН, %	60
Двигатель:
тип	AB2-71-2CV2
частота вращения, об/мин	2900
мощность двигателя, кВт	30
масса преобразователя, кг	460
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
47
Сварочные выпрямители. Эти установки собирают из полупровод-
никовых элементов, которые проводят ток только в одном направле-
нии. В обратном направлении полупроводники практически не про-
пускают электрический ток. Основные свойства полупроводникового
элемента характеризуются следующими величинами. Во-первых, допу-
стимой плотностью выпрямленного тока, отнесенной к единице ра-
бочей поверхности полупроводникового элемента. Эта величина за-
висит от условий охлаждения элемента. Интенсивное искусственное
охлаждение позволяет в 2—2,5 раза поднять нагрузку элемента
по сравнению с естественным охлаждением. Во-вторых, падением
напряжения в полупроводниковом элементе, зависящим от величины
выпрямленного тока и свойств полупроводника. В-третьих, величиной
обратного напряжения. Две последние величины характеризуют тех-
нико-экономические свойства полупроводникового элемента, от них
зависит КПД выпрямителя.
Наибольшее применение в сварочных выпрямительных установ-
ках получили селеновые и кремниевые полупроводниковые элементы.
В сварочных выпрямительных установках используют трехфазную мо-
стовую схему выпрямления, дающую меньшую импульсацию вы-
прямленного напряжения, более равномерную загрузку силовой сети
переменного тока и лучшее использование трансформатора, питаю-
щего выпрямитель.
Выпрямительные сварочные установки имеют высокие динами-
ческие свойства вследствие меньшей электромагнитной инерции. Ток
и напряжение при переходных процессах изменяются практически
мгновенно. Отсутствие вращающихся частей делает установки более
простыми и надежными в эксплуатации, чем генераторы постоянного
тока.
В настоящее время в сварочной технике нашли применение
две типовые схемы полупроводниковых выпрямителей: трехфазная
мостовая схема двухполупериодного выпрямления и шестифазная
схема выпрямления с уравнительным реактором.
Сварочные выпрямители с падающими внешними характеристи-
ками. По ГОСТ 13821 — 77 *Е выпрямители предназначены для ручной
дуговой сварки, резки и наплавки, а также для автоматической
сварки под флюсом. Нашей промышленностью выпускаются вы-
прямители ВД-306 на номинальный ток 315 А и ВД-502 на ток
500 А. Технические характеристики выпрямителей с падающими
характеристиками приведены в табл. 6.
Выпрямители ВД-306 и ВД-502 выполнены передвижными, рас-
считаны на перемежающийся режим работы при принудительном
охлаждении. Выпрямитель ВД-306 имеет плавноступенчатое регулиро-
вание сварочного тока. Две ступени регулирования осуществляют-
ся одновременным переключением фаз первичных и вторичных обмо-
ток силового трансформатора со звезды на треугольник с ^помо-
щью переключателя. Пределы изменения тока увеличиваются в 3 раза
при переключении со звезды на треугольник. Плавное регулирование
6. Сварочные выпрямители с падакшр(ми внешними характеристиками
Параметр	ВСС-120-4	ВСС-ЗОО-З	ВКС-120	ВКС-300	ВКС-500	ВД-101	ВД-306	ВД-502
Выпрямленное напряжение хо- лостого хода, В	57-63	58-65	57-62	58-65	65-74	65-68	70	80
Номинальный сварочный ток при ПН = 60 %, А	120	300	120	300	500	125	315	500
Номинальное напряжение при нагрузке, В	25	30	25	30	40	25	32,6	40
Предел регулирования свароч- ного тока, А	15-130	35-330	15-130	30-330	65-550	20-130	45-315	50-500
Потребная мощность, кВт	8,6	13,2	5,0	13,2	20	-	21	42
КПД, %	68	66	58	68	75	64	70	69
Коэффициент мощности	0,58	0,60	0,60	0,58	0,74	0,5	-	-
Габаритные размеры, мм	805 х 630 х х953	875 х 735 х х900				1125 х х 745 х 836	765 х 735 х х 772	805х550х х 1.062
Масса, кг	140	240	175	250	410	168	170	370
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Примечание. Напряжение питающей сети 380 или 220 В.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
49
в пределах каждой ступени производится изменением расстояния
между обмотками. При сближении обмоток индуктивность рассея-
ния и их индуктивное сопротивление уменьшаются, Сварочный ток
возрастает. При увеличении расстояния между обмотками все наобо-
рот. Первичные обмотки подвижные, а вторичные неподвижные и
закреплены у верхнего ярма магнитопровода трансформатора.
Сварочные выпрямители с жесткими внешними характеристика-
ми предназначены для дуговой сварки плавящимся электродом в за-
щитных газах. Отечественная промышленность выпускает выпрямители
с жесткими или естественно пологопадающими характеристиками
типов ВС, ВДГ, ВСЖ и универсальные выпрямители типа ВДУ
Технические характеристики выпрямителей приведены в табл. 7.
Принципиальная схема сварочного выпрямителя типа ВС для
сварки плавящимся электродом в углекислом газе показана на
рис. 16, а.
Выпрямитель типа ВС состоит из силового трехфазного пони-
жающего трансформатора Тр и выпрямительного блока В, собран-
ного из селеновых вентилей по трехфазной мостовой схеме. Вы-
прямитель имеет естественные пологопадающие характеристики
(рис. 16,6).
Регулирование напряжения на выходе выпрямительного блока
производят ступенчатым переключением числа витков в первичной
обмотке каждой фазы трехфазного трансформатора. Для подбора
необходимой скорости нарастания тока короткого замыкания и умень-
шения разбрызгивания металла в сварочную цепь после выпрямитель-
ного блока включен дроссель Др.
Выпрямители ВДГ-302 и ВДГ-601 предназначены для комплек-
тации полуавтоматов унифицированной серии. У выпрямителя ВДГ-302
выпрямительный блок собран из неуправляемых кремниевых вентилей.
Регулирование напряжения в выпрямителе плавноступенчатое. Сту-
Рис. 16. Сварочный выпрямитель типа ВС:
а — принципиальная схема; б — внешняя характеристика
7. Технические характеристики сварочных выпрямителей с жесткими внешними характеристиками
Параметр	ВС-300	ВСЖ-303	ВДГ-302	ВС-600	ВДГ-601	ВДУ-504	ВДУ-1001	ВДУ-1601
Номинальный сварочный ток при ПВ = 60 %, А Пределы регулирования:	300	315	315	600	630	500	1000*	1000*
сварочного тока, А рабочего напряжения, В	30-300	50-315	50-315 16-38	100-700	100-700 18-66	70-500 18-50	300- 1000 24-66	500-1600 26-66
Первичное напряжение, В	380	220 или 380	220 или 380	380	220 или 380	220 или 380	380	380
Напряжение холостого хода, В	20-40	18-50	30-55	20-40	66	80	100	100
Мощность, кВт	17	20	19	35	67	40	105	165
КПД, %	70	-	75	75	82	82	83	84
Габаритные размеры, мм	560 х	710х	1045 х	1000 х	1234 х	1275 х	950 х	950 х
	х720х	х 550 х	х 748 х	х 805 х	х 868 х	х 816 х	х1150 х	х1150х
	х965	х955	х959	х 1510	х 1081	х 940	х 1850	х 1850
Масса, кг	250	280	275	490	525	380	750	950
Номинальный ток при продолжительности включения ПВ = 100%.
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
51
пенчатое регулирование производится изменением коэффициента
трансформации силового трансформатора. Плавное регулирование
в пределах каждой ступени осуществляется дросселем насыщения.
В выпрямителе ВДГ-601 выпрямление переменного напряжения сило-
вой цепи происходит в тиристорном преобразователе. Регулирова-
ние и стабилизация выпрямленного напряжения производятся блоком
фазового управления.
В источнике ВСЖ-303 использован трехфазный трансформатор,
имеющий магнитную систему особой конструкции. Магнитопровод
имеет два ярма с регулируемой магнитной проводимостью. Выход-
ное выпрямленное напряжение регулируется поочередным включением
обмоток управления, расположенных на верхнем и среднем ярмах.
Универсальные сварочные выпрямители типа ВДУ предназначены
для однопостовой механизированной сварки в углекислом газе и под
флюсом, а выпрямители ВДУ-504 и ВДУ-305 используются также
для ручной дуговой сварки штучными электродами.
Принципиальная упрощенная электрическая схема силовой цепи
выпрямителя ВДУ-504 показана на рис. 17. Внешние характеристики
выпрямителя (рис. 18) могут быть крутопадающими или жесткими
(пологопадающими).
Рис. 17. Упрощенная электрическая схема силовой цепи сварочного выпрямителя
ВДУ-504
52
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 18. Внешние характеристики выпрямителя ВДУ-504:
а — падающие; б — жесткие; сплошные линии — первый диапазон; штриховые —
второй диапазон
Плавное регулирование сварочного тока при падающих внешних
характеристиках и напряжения при жестких характеристиках осу-
ществляется на дистанционном пульте управления. Выпрямитель со-
стоит из силового сварочного трансформатора Т1 (рис. 17), имею-
щего две вторичных обмотки T1-I и T1-II, соединенные в две обратные
звезды через уравнительный реактор. Трансформатор трехфазный
стержневого типа. В зависимости от режима сварки первичная обмот-
ка может включаться звездой или треугольником. Соединение пер-
вичных обмоток в треугольник соответствует падающим внешним1
характеристикам и первому диапазону жестких внешних характеристик.
Соединение первичных обмоток в звезду соответствует второму
диапазону регулирования жестких характеристик. Переключение транс-
форматора производится переключателем, расположенном на задней
панели.
Выпрямительный силовой блок состоит из шести тиристоров
VI — Гб, катоды которых соединены вместе и образуют положи-
тельный зажим. Отрицательный зажим — средняя точка уравнитель-
ного реактора £ур. Линейный дроссель L сглаживает пульсации
выпрямленного тока и уменьшает разбрызгивание металла при
сварке. Дроссель имеет два вывода. Первый 1 соответствует боль-
шой индуктивности, падающим внешним характеристикам и первому
диапазону жестких характеристик; второй вывод 2 соответствует
второму диапазону жестких характеристик.
Для получения падающих внешних характеристик в выпрямите-
ле ВДУ-504 используется обратная связь по току. В качестве дат-
чика сварочного тока применяется магнитный усилитель А. Рабочие
обмотки магнитного усилителя включены последовательно с одно-
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА
53
Рис. 19. Принципиальная схема многопостового выпрямителя ВКСМ-1000-1:
Т — трансформатор сварочный; S5 - реле контроля вентиляции; S1 - автомат
воздушный; РА — амперметр; PV — вольтметр; Ш — шунт; М — электродвига-
тель вентилятора; К1 — пускатель магнитный; S2 — пакетный переключатель
трансформатора; S3 — кнопка управления «Пуск»; S4 — кнопка управления
«Стоп»; Н — лампа сигнальная; VI — V12 — выпрямитель кремниевый; FI —F3 —
предохранители; R1-R14 - резисторы; С1 -С6 - конденсаторы; К2 - магнит-
ный пускатель; F4 — F7 - реле тепловое
фазным выпрямительным мостом Ив на вторичное напряжение транс-
форматора Т2. Сигнал обратной связи снимается с резистора
Roc. Для получения жестких внешних характеристик используется
обратная связь по выходному напряжению.
Технические характеристики выпрямителей типа ВДУ см. в табл. 7.
Многопостовые сварочные выпрямители типа ВКСМ, ВДМ, ВДГМ,
ИД ГМ, ВМГ выпускает серийно отечественная промышленность на
номинальные длительные токи 1000 — 5000 А. Число постов определя-
ют по номинальной силе тока одного поста и коэффициенту од-
новременности нагрузки, равному 0,6 —0,7.
Сварочные выпрямители имеют жесткую внешнюю характерис-.
тику. Получение падающей внешней характеристики и регулирование
силы сварочного тока поста осуществляют балластными реостатами
типа РБ-300, поставляемыми комплектно с выпрямителями. Выпря-
8. Технические характеристики многопостовых сварочных выпрямителей
Тип выпрямителя	Напряжение, В		Сварочный ток, А		Режим рабо- ты пн, %
	рабо- чее	холо- стого хода	номи- нальный	одного поста	
ВДМ-1601	60	70	1600	300	65
ВДМ-3001	60	70	3000	300	65
ВДГМ-1001	26	24-28	1000	200	100
ВДГМ-1601	40	37-43	1600	360	100
ВДГМ-1602	-	-	-	120-250	-
ВДГМ-1602-1	30-60	-	1600	200-400	100
ВДГМ-1602-2	-	-	-	400-630	-
ВКСМ-1000	70	70	1000	300	65
ВКСМ-1000-1	60	70	1000	300	100
ВКСМ-1000-1-1	60	-	1000	315	100
ИДГМ-1001	-	96	1000	200	60
ИДГМ-1601	40'	-	1600	300	60
ВМГ-5000	30-60	5000	5000	480	100
А-1538	18-32	19-35	—	300	60
Мощ- ность, кВт	кпд, %	Число по- сто в	Габаритные размеры, мм	Масса, кг
122	90	9	1035х820х 1630	770
230	88	18	2175х835х 1773	1750
78	70	9	1035х820х 1630	520
-	81	9	1035х820х 1630	770
74	-	9	-	750
114	-	5	-	1000
138	-	3	-	1000
76	86	6	-	650
76	88	6	1055x990x800	550
73	90	6	900 х 820 х 1300	460
78	78	18	1025х820х 1630	520
-	81	18	1035х820х 1630	770
317	94	30	1850х 1150 х 1880	3200
35	—	4	742 х 772 х 1618	630
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
55
мители много постовые состоят из следующих основных элементов:
силового трехфазного понижающего трансформатора, выпрямитель-
ного кремниевого блока с вентилятором, пускорегулирующей и за-
щитной аппаратуры.
На рис. 19 показана принципиальная электрическая схема вы-
прямителя ВКСМ-1000-1-1, а технические характеристики всех мно-
гопостовых выпрямителей приведены в табл. 8.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
Трансформаторы для сварки трехфазной дугой. Для питания
трехфазной дуги могут быть использованы обычные стандартные
однофазные сварочные трансформаторы как с отдельным, так и со
встроенным дросселем, а также трансформаторы с увеличенным маг-
нитным рассеянием.
Для этой цели однофазные трансформаторы включают в цепь
по схемам треугольника и звезды, неполной звезды и открытого
треугольника.
Заводом «Электрик» для ручной сварки трехфазной дугой был
разработан специальный трансформатор ТТС-400, состоящий из двух
трансформаторов типа СТН, размещенных в одном корпусе.
Для автоматической сварки трехфазной дугой под флюсом не-
большой партией ранее был выпущен трансформатор ТТСД-1000-3.
Он выполнен из двух однофазных трансформаторов ТСД-1000-3,
собранных в одном корпусе.
Перспективна схема трансформатора TCP-180 для автоматической
сварки под флюсом и в углекислом газе. Схема и конструкция транс-
форматора разработаны совместно УПИ им. С. М. Кирова и за-
водом «Уралэлектротяжмаш» им. В. И. Ленина.
Принципиальная электрическая схема трансформатора показана
на рис. 20.
Рис. 20. Принципиальная
электрическая схема
трансформатора ТСР-180
для сварки трехфазнон
дугой
3^3908
56
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Первичные и вторичные обмотки соединены в звезду, причем
первичные обмотки секционированы на семь ступеней и напряжение
холостого хода можно изменять от 36 до 54 В через каждые 3 В.
Аппараты для повышения устойчивости горения дуги. Осцилляторы.
Питание сварочной дуги токами высокой частоты и высокого на-
пряжения параллельно со сварочным трансформатором повышает
устойчивость горения дуги и облегчает ее зажигание. Получение
тока высокого напряжения и высокой частоты осуществляется с
помощью осциллятора. Мощность осциллятора 100 — 250 Вт. Частота
тока, подводимого к дуге, 150 — 260 кГц и напряжение 2000 — 3000 В
дают возможность зажигать дугу даже без соприкосновения электро-
да с деталью. Ток высокой частоты и высокого напряжения бе-
зопасен для человека. Принципиальная электрическая схема осцилля-
тора параллельного включения показана на рис. 21. Осциллятор
имеет повышающий трансформатор ПТ, колебательный контур, состоя-
щий из конденсатора Ск, катушки индуктивности £к и разрядника Р.
Осциллятор имеет еще одну катушку связи Lc, помещенную на
одном каркасе с катушкой самоиндукции £к. От катушки Lc через
защитные конденсаторы Сб сделаны выводы к выходным клеммам
осциллятора. С первичной стороны осциллятор подключают непо-
средственно в сеть.
Для присоединения осциллятора к дуге необходимо использо-
вать гибкий высокочастотный провод сечением не менее 1,5 мм2.
При эксплуатации осциллятора особое внимание нужно обращать
на исправность защитного конденсатора, предотвращающего пораже-
ние сварщика током высокого напряжения низкой частоты.
Осциллятор применяют при сварке дугой малой мощности, при
аргонодуговой сварке, а также при падении напряжения в силовой
сети.
На рис. 22, а и б приведены схемы последовательного вклю-
чения осциллятора, которые применяются, например, в установках
для дуговой сварки в защитных средах. Такие схемы обеспечивают
более надежную защиту силового выпрямительного блока или гене-
ратора от пробоя высокочастотным напряжением осциллятора.
Связь с осциллятором по схеме на рис. 22, а осуществляется
высокочастотным трансформатором, имеющим ферритный сердечник.
Рис. 21. Принципиальная электрическая схема включения осциллятора параллель-
ного включения
СП ЕЦИ АЛ И ЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
57
Рис. 22. Принципиальная электрическая схема осциллятора последовательного
включения:
а —с высокочастотным трансформатором; б —с катушкой в цепи дуги
Защита источника питания сварочной дуги от действия ТВЧ
осуществляется с помощью конденсатора С. ТВЧ замыкаются по
контуру: вторичная обмотка высокочастотного трансформатора — кон?
денсатор С — дуговой промежуток.
На схеме рис. 22, б катушка LK включена последовательно со
сварочной дугой. Такая схема применяется в установках типа УДГ,
предназначенных для ручнрй дуговой сварки переменным током
алюминиево-вольфрамовым электродом в среде аргона.
Для уменьшения помех радиоприему в цепь первичной обмотки
трансформатора ПТ включены фильтры (конденсаторы Сп), рис. 21
и 22.
Основные технические характеристики осцилляторов приведены
в табл. 9.
Импульсные стабилизаторы дуги применяют для подачи на ду-
говой промежуток синхронизированных импульсов повышенного на-
пряжения в момент повторного возбуждения дуги при переходе
кривой сварочного тока через нуль.
На рис. 23 приведена принципиальная схема включения стаби-
лизатора горения дуги. В схему стабилизатора входят: конденсатор-
ная батарея С,, заряжаемая от сети переменного тока через фер-
рорезонансный стабилизатор СНУ выпрямитель и следящая система
СС, управляющая моментом разряда батареи Cj на дуговой проме-
жуток. При изменении полярности дуги следящая система отпирает
тиратрон Т и батарея Cj разряжается на дуговой промежуток,
58
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 23. Принципиальная электрическая
схема импульсного стабилизатора
обеспечивая восстановление дуги в полупериоды обратной поляр-
ности.
В процессе сварки по контуру сварочной цепи проходит не-
синусоидальный ток, имеющий постоянную составляющую, обуслов-
ленную выпрямляющим действием дуги (изделие — алюминий, элек-
трод — вольфрам) и наличием в сварочном контуре дросселя на-
сыщения. Для устранения постоянной составляющей сварочного тока
служит конденсатор С9.
Источники питания для сварки алюминия. Для сварки на пере-
менном токе алюминия и его сплавов неплавящимися (вольфрамо-
выми) электродами в среде аргона применяются специализирован-
ные установки УДАР-80, УДАР-300-1, УДАР-500-1, УДГ-101, УДГ-301,
УДГ-501, ИПД-500, ИПК-350 и ИПК-120. Более совершенными яв-
ляются установки типа УДГ Принципиальная электрическая схема
сварочной цепи установок УДГ-301 и УДГ-501 показана на рис. 24,
Рис. 24. Принципиальная упрощенная схема сварочной цепи установок УДГ-301
и УДГ-501 для сварки алюминия
9. Технические характеристики осцилляторов
Тип	Напряжение питающей сети, В	Вторичное напряжение холостого хода, В	Потребная мощность, кВт	Колебательный контур			Габаритные размеры, мм	Масса, кг
				Мощность, кВт	_ Индукцион-' ная катушка, Гн	Емкость блока конденсатора, мкФ		
ТУ-2		3700	0,225					20
ТУ-77 ТУ-177 осцн М-2 М-3 ОС-1 ОСПЗ-2М	65; 220	1500 2500	1,00 0,40	0,005	0,097	0,5	390 х 270 х 350	25 20
	200	2300	0,40				390x270x 310	35
	НО; 220	2600	0,14	0,0045	0,005	0,5	300 х 235 х 265	20
	40; 65	2500	0,075	0,0025	'	0,160	1,2	350x240x290	15
	65	2500	0,130	0,0025	0,160	1,0	315x215x260	15
	220	6000	0,045	—	—	-	250 х 170x110	5
10. Технические характеристики источников питания типа УДГ и ИПК
Параметр	УДГ-101	УДГ-301	УДГ-501	ИПК-120	ИПК-350-4	ИПК-ЗООД
Номинальный сварочный ток, А	100	315	500	120	300	300
Номинальный режим работы ПВ, %	60	60	60	65	65	65
Предел регулирования тока, А	2-100	15-315	40-500	10-120	80-350	30-300
Напряжение сети, В	220 или 380	220 или 380	380	380	380	380
Напряжение холостого хода, В	65	75	75	80	70	65
Габаритные размеры, мм	—	900 х 730 х	900х730х	820х620х	600 х 960 х	1020 х 670 х
		х 1620	х 1620	х 1122	х 1650	х 1345
Масса,	—	400	500	410	520	470
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
60
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
где Т — силовой однофазный понижающий трансформатор; ПС-1 —
переключатель диапазона сварочного тока, ПС-2 — переключатель
для шунтирования дросселя Др2 (у УДГ-501 дросселя нет); С1 —
конденсатор для подавления постоянной составляющей тока; Др1 —
сглаживающий дроссель; ОСЦ — осциллятор для первоначального
зажигания дуги; ОУ — обмотка управления; С2 — конденсатор, за-
щищающий от проникновения высокочастотного тока осциллятора
в установку; ИС — импульсный стабилизатор для повышения ус-
тойчивого горения дуги в процессе сварки.
Однофазный понижающий сварочный трансформатор типа ТРГЩ
с подмагничиванием шунта формирует крутопадающие внешние ха-
рактеристики и служит для регулирования сварочного тока. Он
имеет две ступени регулирования: ступень больших токов (с по-
мощью переключателей ПС-1 секции первичных и вторичных об-
моток соединяются параллельно) и ступень малых токов (последова-
тельное соединение секций обмоток). В пределах каждой ступени
производится плавное регулирование сварочного тока путем под-
магничивания магнитного шунта. Обмотка управления ОУ питается
от магнитного усилителя МУ, который предназначен для управления
током подмагничивания шунта. Ток в ОУ шунта регулируется ре-
зистором в цепи обмотки управления магнитного усилителя. Завар-
ка кратера осуществляется путем плавного снижения сварочного
тока в конце процесса сварки. Узел заварки кратера работает в цепи
обмотки управления магнитного усилителя. Время заварки кратера
0 — 30 с. После окончания заварки кратера автоматически выключа-
ется сварочный ток.
Технические характеристики установок для сварки алюминия
приведены в табл. 10.
Источники питания для сварки малоамперной дугой. Для свар-
ки на малых токах, когда статическая (вольт-амперная) характеристика
дуги падающая, внешняя характеристика источника питания должна
быть еще более крутопадающей, а в некоторых случаях вертикаль-
но падающей, или, как говорят, штыковой.
Такие формы внешних характеристик обеспечивают транзисторные
источники питания. Транзисторы включаются последовательно в цепь
дуги и предназначены для плавного регулирования сварочного тока
путем изменения тока базы транзисторных триодов.
В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработаны тран-
зисторные источники питания типа АП-4, АП-5, АП-6, предназна-
ченные для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом различ-
ных металлов и сплавов на постоянном токе в обычном и пуль-
сирующем режимах. Диапазон сварочного тока серий транзисторных
источников (0,5 — 300 А) обеспечивает сварку металлов толщиной от
десятков микрон до нескольких миллиметров. Принцип устройства
транзисторных источников базируется на схеме источника питания
АП-2. Однако помимо резкого расширения диапазона сварочных
токов введен ряд коренных усовершенствований, обеспечивающих
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
61
Рис. 25. Принципиальная структурная схема транзисторных источников питания
типа АП
высокую надежность в эксплуатации и улучшенные технологические
свойства сварочной дуги. Габариты и масса источников сокращены.
Многие узлы источников унифицированы. Напряжение холостого хода
источников 30 — 35 В, КПД 0,5 —0,7 и коэффициент мощности
0,8-0,9.
В указанных пределах регулирования тока источники обеспечи-
вают надежное зажигание дуги, высокое качество стабилизации,
плавное бесступенчатое регулирование тока и времени гашения дуги.
Кроме того, в пульсирующем режиме обеспечивается широкое и
плавное регулирование жесткости режима, времени цикла и крат-
ности тока импульса и паузы с точным визуальным контролем всех
этих параметров. Все приборы регулирования и контроля выведены
на дистанционный пульт управления. Источники укомплектованы ма-
логабаритными горелками для ручной и механизированной сварки,
а также запасными транзисторами и вольфрамовыми электродами
соответствующих диаметров.
Источники питания типа АП состоят из силового трехфазного
трансформатора, выпрямительного блока, блоков транзисторов и
управления 3, генератора импульсов 2 и зажигающего устройства 1
с осциллятором (рис. 25J.
Технические данные источников типа АП приведены в табл. 11.
62
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
11. Технические характеристики аппаратов типа АП
Параметр	АП-2	АП-4	АП-5	АП-6 V
Напряжение питаю- щей сети, В	220 или 380	380	380	220 или 380
Предел регулирова- ния сварочного тока, А	0,5—15	0,5-30	5-100	5-300
Напряжение холо- стого хода, В	40	25-40	25-40	25-40
Средняя мощность, кВт	0,3	1,2	4,0	6,0
КПД, %	60	60	60	60
Коэффициент мощ- ности	0,9	0,85	0,85	0,85
Предел регулирова- ния длительности им- пульса и паузы, с	0,03 — 0,25	0,03-0,6	0,03-0,6	—
Габаритные разме- ры, мм	780 х 400 х х 590	628 х 400 х хЗЮ	955х664х х518	—
Масса, кг	65	55	150	-
Источники питания для сварки и резки сжатой дугой. Для по-
вышения производительности дуговой сварки и резки металлов воз-
никла необходимость повысить температуру дуги. Для этой цели
необходимо жидкостью или газом сжать столб дуги, в котором
возникает плазма. Сжатие дуги осуществляется с помощью плазмо-
тронов, которые могут быть с дугой прямого или косвенного дей-
ствия. В плазмотронах с дугой прямого действия анодом является
изделие, в плазмотронах с дугой косвенного действия — сопло.
В результате искусственного сжатия столба дуги температура
плазмы может достигать ЗОЮ3 °C.
Особенности плазменной дуги определяют требования к источ-
никам питания. Внешняя характеристика источника тока должна
быть крутопадающей или вертикальной.
Этим требованиям удовлетворяют источники для сварки непла-
вящимся электродом типа ВСВУ и ВСВ; для сварки плавящимся
электродом типа ВСП; для плазменной резки типа ВПР; для
плазменного напыления источник ВПН. Технические характеристики
специализированных источников питания для плазменной сварки, рез-
ки и напыления приведены в табл. 12.
Для питания сжатой дуги также могут использоваться стандарт-
ные источники питания: ПСО-500, ВД-502, СТШ-500 с выпрямитель-
ным мостом и др. В зависимости от рабочих параметров дуги
источники соединяют последовательно по два, три и более.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
63
12. Технические характеристики источников питания плазменной дуги
Тип источника	Номиналь- ный свароч- ный ток при ПН = 60 % А	Пределы регули- рования тока, А		Габаритные размеры, мм	Масса, кг
		свароч- ного	дежурной Дуги		
ВСВУ-40	40	2-50	2-15	520 х 700 х 920	160
ВСВУ-80	80	3 — 90	3-30	520 х 700 х 920	180
ВСВУ-160	160	5-180	6-60	520x700x 1195	240
ВСВУ-315	315	8-350	8-120	520 х 700 х 1195	260
ВСВУ-630	630	10-700	10-200	520 х 850 х 1250	480
ВСП-160	160	40-180	—	520x700x 1195	240
ВСП-315	315	50-350	—	520x700x 1195	350
ВСП-1000	1000	150-1100	—	800х1000х1530	1150
ВПР-80*1	80	30-100	—	500 х 700 х 1120	310
ВПР-630*2	630	100 - 700	—	800х1000х1530	680
ВПН-630*з	630	100-700	-	800x 1000x 1530	680
Напряжение холостого хода 180 В.
*2 Напряжение холостого хода 250 В.
*3 Напряжение холостого хода 220 В.
Примечание. Напряжение питающей сети 380 В.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
Параллельная работа источников питания. Параллельное включе*
ние источников питания применяют в тех случаях, когда мощность
одного источника недостаточна для сварки.
При параллельной работе сварочных трансформаторов необхо-
димо соблюдение следующих условий.
Напряжения холостого хода должны быть равны. Это условие
обычно выполняют только для однотипных трансформаторов.
В трансформаторах с увеличенным рассеянием напряжения хо-
лостого хода коэффициент трансформации несколько меняется в за-
висимости от настройки режима и ступени регулирования, как,
например, в трансформаторах типа СТШ, ТС и др. Поэтому регулирую-
64
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Рис. 26. Схема параллельной работы двух сварочных трансформаторов
Рис. 27. Схема параллельной работы двух генераторов с намагничивающей
параллельной и размагничивающей последовательной обмотками возбуждения
щее устройство таких трансформаторов при параллельном включении
должно быть предварительно настроено так, чтобы напряжения хо-
лостого хода трансформаторов были одинаковы.
При параллельном включении первичные обмотки сварочных
трансформаторов СТ подключают обязательно к одинаковым линей-
ным проводам трехфазной питающей сети, с тем чтобы ЭДС во
вторичных обмотках Совпадали (рис. 26). С вторичной стороны
попарно соединяют клеммы, имеющие в каждый данный момент
времени одинаковую полярность (клеммы а — а и b — Ь).
Для определения правильной фазировки клемм при включенных
трансформаторах в сеть и при разомкнутом рубильнике ГР к клем-
мам b — b подключают контрольную лампу или вольтметр. Если
лампа не загорается или стрелка вольтметра стоит на нуле, то
полярность соединенных клемм одинаковая и транформаторы вклю-
чены правильно. После этого замыкают рубильник ГР и тем самым
включают трансформаторы на параллельную работу.
Параллельная работа сварочных генераторов. При соединении
генераторов на параллельную работу необходимо соблюдать следую-
щие основные условия.
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
65
Генераторы должны быть одинаковыми по типу или с одина-
ковыми внешними характеристиками. Во избежание появления урав-
нительного тока генераторы должны иметь одинаковые напряжения
холостого хода и соединяться с одинаковыми зажимами. После
включения генераторов на параллельную работу необходимо по
амперметрам установить одинаковую нагрузку обеих машин; этого
достигают с помощью регулирующих устройств генераторов. При
параллельной работе генераторов смешанного возбуждения, у кото-
рых последовательная обмотка действует согласно с параллельной
обмоткой возбуждения, клеммы на щитках генераторов должны быть
соединены между собой уравнительным проводом. Без уравнительно-
го провода, соединяющего последовательные обмотки генераторов,
возможны колебания в распределении нагрузки между генераторами,
и следовательно, нарушение устойчивости параллельной работы.
При параллельной работе двух генераторов с расщепленными
полюсами и генераторов с намагничивающей параллельной и размаг-
ничивающей последовательной обмотками для устойчивой работы
применяют перекрестное питание их цепей возбуждения. Схема па-
раллельной работы двух генераторов с самовозбуждением типа ГС
показана на рис. 27.
Аналогично включают на параллельную работу и сварочные
выпрямители.
Уход за источниками питания сварочной дуги. Уход за свароч-
ными трансформаторами сводится к очистке сердечника и обмоток
от пыли и грязи, к поддержанию нормального состояния контак-
тов. Перед работой корпуса трансформатора и дросселя должны
быть заземлены, все зажимы затянуты, иначе это приведет к силь-
ному нагреванию и обгоранию контактов. Все защитные кожухи
должны быть всегда надеты и закреплены. Не следует ставить
13. Характерные неисправности сварочных трансформаторов и способы
их устранения
Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Трансформатор сильно нагревается	Трансформатор неправиль- но включен в сеть	Проверить включение пер- вичной обмотки
	Сила сварочного тока выше допустимой	Уменьшить силу сварочного тока, работать электродом меньшего диаметра
	Замыкание между витками обмотки	Отправить трансформатор на ремонт
3 п/р. В. В. Степанова
66
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Продолжение табл. 13
Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Чрезмерный нагрев сердечника и шпилек, стягивающих сердеч- ник	Порча изоляции и замыка- ние между собой стальных листов, из которых набра- ны сердечники трансформа- тора и регулятора, в местах прохождения шпилек	Восстановить исправность изоляции
Зажимы трансфор- матора сильно на- греваются	Слабо затянуты контакт- ные болты	Подтянуть контактные бол- ты
	Провод в месте контакта имеет недостаточное сече- ние	Заменить проводом нор- мального сечения
Сильное гудение трансформатора	Ослабление болтов, стяги- вающих сердечник; ослаб- ление винтов, крепящих кожух	Затянуть болты
	Перекошен сердечник регу- лятора	Затянуть болты равномерно, без перекоса
	Нарушилось крепление сер- дечника и механизма пере- мещения катушек	Устранить перекосы в уст- ройстве перемещения кату- шек. Подтянуть шпильки
	Повреждена изоляция меж- ду обмотками и корпусом (обнаруживается проверкой с помощью мегаомметра)	Исправить изоляцию
Трансформатор не обеспечивает нижний или верхний пределы регулирования	Подвижные вторичные ка- тушки не доходят до упоров (заедание в ходо- . ном винте, попадание по- сторонних предметов меж- ду катушкой и стержнем и т. п.)	Устранить причину заеда- ния
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
67
трансформатор, дроссель и осциллятор вблизи источников нагрева
(печи, горна, паропровода и т. д.), так как перегрев вредно отра-
жается на изоляции обмоток. При работе вне помещения надо
защищать трансформатор и дроссель от осадков, так как при
отсыревшей изоляции обмоток возможен пробой изоляции и замы-
кание между витками. Характерные неисправности в работе трансфор-
маторов и дросселей, их причины и способы устранения приведены
в табл. 13.
Уход за сварочными генераторами. Необходимо систематически
очищать все части сварочного генератора от пыли и грязи, особен-
но коллектор, щетки и контактные кольца. Во время работы гене-
ратора необходимо следить за температурой отдельных частей (об-
моток, подшипников и др.). Чрезмерный нагрев обмотки вызывает
разрушение изоляции. Допустимые температуры нагрева (Т, °C) при-
ведены ниже.
Обмотки асинхронного электродвигателя 95
и машин постоянного тока
Стальные сердечники и другие части,
соприкасающиеся с обмотками (ста-
тор) .	ЮО
Контактные кольца	100
Подшипник скольжения (с кольцевой
смазкой)	80
Подшипники качения (шариковые и роли-
ковые)	95
Подшипники должны быть защищены крышками от попадания
пыли и грязи. Не реже одного раза в три-шесть месяцев необхо-
димо менять смазку и промывать подшипники. Коллектор не дол-
жен искрить. Поверхность его должна быть чистой, гладко отполи-
рованной, не иметь царапин или прожогов. При чистке и полировании
коллекторов необходимо руководствоваться специальными инструкция-
ми. Угольные щетки должны иметь зеркально блестящую поверхность
на всей площади соприкосновения с коллектором и работать бес-
шумно. Не допускается применение поломанных, выкрошившихся
щеток, а также щеток несоответствующих марок. Щетки должны
свободно перемещаться в щеткодержателях и должны быть соот-
ветствующим образом пригнаны к коллектору или к кольцам.
Слишком сильное нажатие на щетки приводит к большому их нагреву
и быстрому износу, слабое нажатие приводит к искрению под щет-
ками.
Характерные неисправности сварочных машин постоянного тока
и способы их устранения приведены в табл. 14.
Уход за сварочными выпрямителями сводится в основном к
тому же, что и уход за сварочными трансформаторами. Особое
внимание необходимо обращать на работу вентилей и следить за
тем, чтобы в них не было пробоя.
Возможные неисправности и их устранение приведены в табл. 15.
3*
68
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
14. Неисправности сварочных машин постоянного тока н способы их устранения
Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Электродвигатель сварочной машины после включения не вращается, гудит или вращается очень мед- ленно	При пуске асинхронных двига Перегорел предохранитель в одной из фаз	телей Сменить предохранитель
	Разрыв в обмотках ста- тора или ротора электро- двигателя	Отключить электродвига- тель, вызвать электрика и проверить целостность ро- тора и статора
Электродвигатель сварочной машины вращается в обрат- ную сторону	Обмотки электродвигателя включены неправильно по отношению к фазам сети	Переключить любые две фазы
Электродвигатель сварочной машины трудно пускается и дает малое число оборотов	Плохой контакт щеток с кольцами	Пригнуть щетки или про- шлифовать их с помощью стеклянной бумаги
Гудит двигатель, не- равномерный нагрев обмотки статора, по- явление дыма из ма- шины	Разрыв в обмотке ротора электродвигателя или в об- мотке пускового реостата	Отправить машину в мастер- скую для устранения разры- ва
	Короткое замыкание между фазами статора внутри ма- шины (замыкание между витками обмотки и заде- вание ротора о статор)	Остановить двигатель, выз- вать электрика, осмотреть и проверить, нет ли замыканий между фазами (при разъеди- ненных обмотках фаз)
Генератор не возбуж- дается (нет напряже- ния)	При работе сварочных генер Загрязнен коллектор	аторов Прочистить коллектор мел- кой стеклянной бумагой и продуть сжатым воздухом
	Разрыв в цепи, возбужде- ния или в реостате обмот- ки возбуждения	Отправить машину на ре- монт
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
69
Продолжение табл. 14
Неисправность	Возможная прич	Способ устранения
При работе сварочных генераторов		
Генератор не возбуж- дается (нет напряже- ния)	Размагнитился генератор (в машинах с самовозбуж- дением)	Под руководством специа- листов намагнитить генера- тор путем присоединения к другой сварочной машине постоянного тока
Перегрев обмотки якоря	Перегрузка машины (ухуд- шение вентиляции машины из-за уменьшения частоты вращения), короткое замы- кание в обмотке якоря или в обмотке возбуждения	Остановить генератор, выз- вать электрика, убедиться в отсутствии нагрузки и при нормальной частоте враще- ния электродвигателя прове- рить якорь на отсутствие короткого замыкания
Генератор сильно на- гревается	Сила сварочного тока выше допустимой	Остановить машину и дать ей остыть
	Короткое замыкание между витками якоря	Отправить машину на ре- монт для устранения по- вреждений
	Замыкание между коллек- торными пластинами	
Перегрев коллектора и щеток	Загрязнен коллектор	Почистить коллектор
	Слишком сильный нажим щеток	Отрегулировать усилие на- жатия пружин при останов- ленном генераторе
Перегрев коллектора и щеток	Слишком твердые щетки	Сменить щетки
	Недостаточное сечение ще- ток; плохой контакт щеток	Установить необходимое число щеток при тщатель- ной пришлифовке их к кол- лектору
Искрение щеток	Перегрузка генератора	Отрегулировать нагрузку
	Загрязнение коллектора	Прочистить коллектор
70
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Продолжение табл. 14
Неисправность	Возможная причина	Способ устранения
Искрение щеток	Неровный	бьющий коллектор	Отправить в мастерскую для проточки
	Выступает слюда на кол- лекторе между пластинами	
	Щетки расположены не по нейтрали	Отрегуливать	установку щеток согласно данным за- вода- изготови тел я
	Слабое усилие нажатия пружин на щетки	Сменить или отрегулиро- вать пружины
	Плохая пришлифовка ще- ток или выкрашивание	Прошлифовать или сменить щетки
Повышение темпера- туры подшипников	Загрязнение смазочных ко- лец и подшипников, пере- кос оси агрегата	Осмотреть подшипники и в случае необходимости про- мыть
	Осевое давление на под- шипник со стороны враща- емого электродвигателя	При обнаружении устранить перекос оси агрегата или давление на подшипник со стороны	вращающегося электродвигателя
Разбрызгивание и утечка масла из под- шипников	Слишком большое количе- ство смазки: недостаточ- ный размер отверстий для стока масла в нижней по- ловине вкладыша и сильное вентилирующее действие вращающихся частей ма- шины	Остановить генератор, выз- вать электрика, слить изли- шек масла из подшипника (проверить уровень масла при неподвижной машине); увеличить, отверстие для стока масла, установить до- полнительные кожаные или войлочные уплотнения со стороны, обращенной к кор- пусу
ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ
71
15. Возможные неисправности выпрямителей и способы их устранения
Неисправность	Причина	Способ устранения
Выпрямительная ус- тановка не дает на- пряжения	Не работает вентилятор или воздух засасывается не со стороны жалюзи	Проверить работу вентилято- ра. Изменить направление вра- щения так, чтобы воздух заса- сывался сверху, для чего необ- ходимо поменять местами лю- бые два провода, питающие двигатель вентилятора
	Неисправно реле венти- лятора	Проверить работу реле
	Вышел из строя один из вентилей выпрямитель- ного блока	Снять ошиновку, соединяю- щую выпрямительный блок. Проверить все вентили с по- мощью тестера. Сопротивле- ние вентиля в прямом и об- ратном направлениях должно резко различаться. Проверить отсутствие замыканий между корпусом вентиля и радиато- ром. Заменить неисправный вентиль.
При пуске с места двигатель вентилято- ра не работает, а гудит	Сгорел один из предохра- нителей в цепи двигателя	Проверить и заменить пре- дохранитель
	Обрыв в цепи одной из фаз двигателя	Проверить целостность цепи. Включить двигатель в соот- ветствии со схемой включе- ния
Сильное нагревание или даже расплавле- ние частей обмотки трансформатора	Витковое замыкание в обмотках	Разобрать установку, ликви- дировать витковое замыка- ние
Повышенное гудение трансформатора, большая сила тока холостого хода	Витковое замыкание в первичной обмотке транс- форматора	Ликвидировать замыкание. Если нужно перемотать об- мотку вновь, армированные медью концы отрезать и при- варить вновь газовой сваркой
Чрезмерный нагрев сердечника и стягива- ющих его шпилек	Нарушение изоляции лис- тов и шпилек	Разобрать сердечник и вос- становить изоляцию листов и шпилек
72
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Александров А. Г., Заруба И. И., Пиньковский И. В. Источники питания
для дуговой и электрошлаковой сварки. Днепропетровск: Проминь, 1976,
с. 88, 43, 112-120, 126.
2.	Аппаратура для механизированной дуговой и электрошлаковой сварки
и наплавки/Под ред. А. И. Чвертко. Киев: Наукова думка, 1978, с. 34, 35.
3.	Браткова О. Н. Источники питания для дуговой сварки. М.: НТО —
Машпром, 1965, с. 41, 44, 48-52, 65.
4.	Прох Л. Ц., Шпаков Б. М., Яворская Н. М. Справочник по сва-
рочному оборудованию. Киев: Техника, 1978, с. 14 — 23.
5.	Рабинович И. Я. Оборудование для дуговой электрической сварки. М.:
Машгиз, 1958, с. 24, 33.
6.	Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т. 4./Под ред.
Ю. Н. Зорина. М.: Машиностроение, 1979, с. 71 — 74.
7.	Эсибян Э. М. Плазменно-дуговая аппаратура. Киев: Техника, 1971,
с. 122-124.
Глава 3
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
При дуговой сварке плавлением применяют неплавящиеся, пла-
вящиеся электроды и некоторые другие вспомогательные материалы
(активные или неактивные флюсы, защитные газы и газовые смеси).
Неплавящиеся электроды изготовляют из электротехнического
угля, синтетического графита или из вольфрама.
Для плавящихся электродов при дуговой сварке плавлением
наиболее распространенным материалом является холоднотянутая ка-
либрованная проволока диаметром 0,3—12 мм, а также горячека-
таная или порошковая проволока., электродные ленты и электродные
пластины.
Стальную сварочную проволоку изготовляют по ГОСТ 2246 — 70*
и специальным техническим условиям. По ГОСТ 2246 — 70* сварочная
проволока разделяется на низкоуглеродистую, легированную и высо-
колегированную. Всего выпускается 77 марок проволоки. Условное
обозначение легирующих элементов в проволоке приведено в табл. 1.
При содержании в проволоке менее 1 % легирующих элементов
ставят только букву этого элемента, если содержание легирующего
элемента превышает 1 %, то после буквы в целых единицах ука-
зывают содержание этого элемента.
Условные обозначения марок проволоки состоят: из индекса
Св — сварочная и следующих за ним цифр, показывающих содержа-
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
73
1. Условные обозначения легирующих элементов
Элемент	Условное обозначение 1		Элемент	Условное обозначение	
	в таблице Менделеева	в марке стали		в таблице Менделеева	в марке стали
Марганец	Мп	Г	Титан	Ti	Т
Кремний	Si	С	Ниобий	Nb	Б
Хром	Сг	X	Ванадий	V	Ф
Никель	Ni	Н	кобальт	Со	К
Молибден	Мо	М	Медь	Си	Д
Вольфрам	W	В	Бор	В	р
Селен	Se	Е	Азот	N	А*
Алюминий	Al	ю 1	Цирконий	Zr	ц
*В обозначениях высоколегированных сталей буква А не ставится.
ние углерода в сотых долях процента и буквенных обозначений
элементов, входящих в состав проволоки. Буква А в конце условных
обозначений марок низкоуглеродистой и легированной проволоки
указывает на повышенную чистоту металла по содержанию серы
и фосфора.
Например, условное обозначение проволоки диаметром 2 мм из
низкоуглеродистой кремнемарганцовой стали, содержащего 1,4— 1,7 Мп
и 0,60-0,85 Si, 2Св-08ГС.
Сварочная проволока для сварки алюминия и его сплавов вы-
пускается следующих диаметров (мм): 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8;
2,0; 2,2; 2-,5; 2,8; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0;
10,0; 12,0. ГОСТ 7871 — 75 предусматривает выпуск 14 марок про-
волоки, химический состав которой приведен в табл. 2.
Для сварки меди и ее сплавов применяют проволоку и прут-
ки из меди и сплавов на медной основе (ГОСТ 16130 — 72) марок
Ml; MCpl; МНЖ5-1; МНЖКТ5- 1 -0,2-0,2, бронзовые - марок
БрКМцЗ-1, БрОЦ4 —3;БрАМц9 —2; БрОФ6,5-0,15; БрАЖМцЮ-
3-1,5; БрХ0,7; БрХНТ; БрНЦр; БрНЦрТ; латунные — марок Л63;
ЛО60-1; ЛК62 —0,5; ЛКБ062 - 0,2 - 0,04 - 0,5.
Для сварки титана используют сварочную проволоку из сплава
ВТ1, ВТ5, ВТ5-1 и др.
При сварке чугуна применяют стрежни, отлитые из серого чу-
гуна, следующих марок в зависимости от назначения: А — для горя-
чей газовой сварки; Б — для газовой сварки с местным нагревом;
НЧ-1 — для низкотемпературной газовой сварки тонкостенных
отливок; НЧ-2 — для низкотемпературной газовой сварки толстостен-
ных отливок. БЧ и ХЧ — для износостойкой наплавки.
74
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
2. Химический состав проволоки сварочной из алюминия и алюминиевых сплавов
Основные компоненты
Сплав	А1	Mg	Мп	Fe	Si	Ti
Св-А97 Св-А85Т Св-А5 Св-АМц Св-АМгЗ Св-АМг4 Св-АМг5 Св-1557 Св-АМгб Св-АМгбЗ Св-АМг61 Св-АК5 Св-АКЮ Св-1201	<99,97 Остальное <99,5	-	-	0,2-0,35 0,3-0,5	-	0,2-0,5
					0,10-0,25 0,2-0,4 0,5-0,8 0,5- 0,25 Cr	-
	Остальное		1,0-1,5 0,3-0,6			
		3,2-3,8 4,0-4,8 4,8-5,8 4,5-5,5				
				-		
			0,5-0,8			0,5-0,15 0,1-0,2 0,07 — 0,15 Cr
					-	
			0,2-0,6			
		5,8-6,8	0,5-0,8			0,1-0,2
		5,5-6,5	0,8-1,1			
			-		4,5-6,0 7,0-10,0 0,05- 0,15V	
						0,1-0,2
		6,0-6,8 Си	0,2-0,4			
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
75
(ГОСТ 7871-75), %
					Примеси,		не более		
	Be	Zr	. Fe	Si	Zn	Cu	Mg	Другие при- меси	Сумма примесей
	-		0,015 0,04	0,015 0,04	0,02 0,1	0,005 0,01 0,015	0,01 r~	0,01 0,05	0,03 0,08 0,5
		-				0,2	0,05		1,35
			0,5						0,85
					0,2				1,15
			0,4	0,4		0,05		0,1	1Л 0,6
	0,002 — 0,005	0,2-0,35	0,3	0,15	-				
		0,15-0,35	0,4 -0,05	0,4 0,05	0,2 0,05	0,1	-		1,2
	0,0001-0,0003	0,002 — 0,12	0,4	0,4	0,2	0,05		0,001 0,1	0,15
	-	-	0,6	-	0,1 (Zn + 4-Sn) 0,2	0,2		0,1	1,0
						0,1	0,10 0,02	0,1 0,001	1»1
	0,0001-0,0008	0,1-0,25	0,15	0,08	0,05				03
76
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Чугунные прутки для сварки и наплавки, химический состав
которых приведён в табл. 3, выпускаются следующих диаметров:
4; 6; 8 — 10; 12—16 мм, длиной 250, 350 и 450 мм.
По виду поверхности низкоуглеродистая и легированная проволо-
ка подразделяется на неомедненную и омедненную. Последняя постав-
ляется по особому требованию заказчика. Кроме того, по особому
требованию заказчика изготовляют проволоку йз стали, выплавленной
электрошлаковым, вакуум-дуговым или вакуум-индукционным ме-
тодом.
Различные виды проволоки имеют условное обозначение: Э —
для изготовления электродов; О — омедненная; Ш — полученная из
стали, выплавленной электрошлаковым переплавом; Вд — полученная
3. Химический состав чугунных прутков (ГОСТ 2671—70), %
Марка прутка		Основные компоненты							
		С		Si		Мп		S, не более	
А Б НЧ-1 НЧ-2 БЧ ХЧ		3,0-3,5		3,0-3,4		0,5-0,8		0,08	
				3,5-4,0 3,0-3,4 3,5-4,0					
								0,05	
		2,5-3,0		1,о-1,5		0,2-0,6			
				1,2-1,5		0,5-0,8			
Марка прутка	Основные компоненты							Примеси, не более	
	Р		Ti		Cr		Ni	Сг	Ni
А Б НЧ-1 НЧ-2 БЧ ХЧ	0,2-0,4		0,03- 0,06		—		0,4-0,6	0,05	. о,з
	0,3-0,5 0,2-0,4 >0,1								
			-		1,2-2,0		-	-	
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
77
из стали, выплавленной вакуум-дуговым переплавом; ВИ — полученная
из стали, выплавленной в вакуум-индукционной печи.
Проволоку поставляют потребителю в мотках (табл. 4); по
согласованию с поставщиком — в мотках прямоугольного сечения
(табл. 5), намотанную на катушки, а также в кассетах.
Поверхность проволоки должна быть чистой (без окалины, ржав-
чины, грязи и масла). ГОСТ 2246 — 70 предусматривает выпуск про-
волоки следующих диаметров, мм: 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4;
1,6; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0.
Химический состав некоторых марок проволоки приведен в
табл. 6.
4. Размеры и масса мотков проволоки (ГОСТ 2246 — 70)
Диаметр проволоки, мм	Внутренний диаметр витков мотка проволоки, мм	Масса мотка проволоки, кг, не менее		
		низкоугле- родистой	легиро- ванной	высоколе- гированной
0,3-0,5	150-300	2	2	1,5
0,8	200-350	5	5	3,0
1,0-1,2	200-400	20	15	10,0
1,4	300-600	25	15	10,0
1,6-2,0	300-600	30	20	15,0
2,5-3,0	400-600			
4,0- 10,0	500-750	40	30	20
12,0	600-800			
5. Размеры мотков прямоугольного сечения, мм
Диаметр проволоки	Наружный диаметр	Внутренний диаметр	Высота мотка
0,8-1,6	175±J°	100±$	50±4
1,6-2,0	250tJ5	175±1	85t^
2,0-3,0	3201?5	220±§	
3,0		260t|®	90±g
1,6-5,0	600±й	400	9О±?о
6. Химический состав стальной сварочной проволоки (ГОСТ 2246 — 70), %
Сталь, марка проволоки	С	Si	. Мп	Сг	Ni
Низкоуглеро- дистая Св-08 Св-08А Св-08 АА	<0,10	<0,03	0,35-0,60	<0,15 <0,12 <0,10	<0,30 <0,25 <0,25
Св-08ГА			777 1 000 322-	<0,10 <0,20 <0,20	<0,25 <0,30 <0,30
Св-ЮГА Св-10Г2	<0,12	<0,06			
Легированная Св-08ГС Св-12ГС Св-08Г2С Св-ЮГН	<0,10 <0,14 0,05-0,11 <0,12 0,06-0,11	0,60-0,85 0,60-0,90 0,70-0,95 0,15-0,35 0,40-0,70	О О О О о ~	<4 —Г ~ с! ^-7 Illi 1 о о о о о Tf ОО 00	о —7 o' —7 o' —7	<0,20	<0,25 <0,30 <0,25 0,90-1,20 <0,30
Св-08 ГСМТ					
Св-15ГСТЮЦА	0,12-0,18	0,45-0,85	0,60-1,00	<0,30	*	<0,40
Св-20ГСТЮА	0,17-0,23	0,60-0,90	0,90-1,20		<0,40
Св-18ХГС Св-ЮНМА	0,15-0,22 0,07-0,12	0,90-1,20 0,12-0,35	0,80-1,10 0,40-0,70	0,80-1,10 <0,20	<0,30 1,00-1,50
Мо	Ti	S	Р	Другие элементы
		не б	олее	
		0,040 0,030 0,020	0,040 0,030 0,020	<0,01 А1
		0,025 0,025 0,030	0,030	-
			0,030	—
0,20- 0,40	0,05 — 0,12			0,2-0,50 AI 0,05-0,15 Zr
-	0,05 — 0,20 0,10 — 0,20	0,025	0,025	<0,04 Се 0,20-0,50 А1 0,30-0,45 Се
			0,030	
0,40 — 0,55			0,020	
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Св-08МХ	0,06-0,10	0,12-0,30	0,35-0,60	0,45-0,65
Св-08ХМ	0,06-0,10	0,12-0,30	0,35-0,60	0,90-1,20
Св-18ХМА	0,15-0,22	0,12-0,35	0,40-0,70	0,80-1,10
Св-08ХНМ	<0,10	0,12-0,35	0,50-0,80	0,70-0,90
Св-08ХМФА	0,06-0,10	0,12-0,30	0,35-0,60	0,90-1,20
Св-ЮХМФТ	0,07-0,12	<0,35	0,40-0,70	1,40-1,80
Св-08ХГ2С	0,05-0,11	0,70-0,95	1,70-2,10	0,70-1,00
Св-08ХГСМА	0,06-0,10	0,45-0,70	1,15-1,45	0,85-1,15
Св-10ХГ2СМА	0,07-0,12	0,60-0,90	1,70-2,10	0,80-1,10
Св-08ХГСМФА	0,06-0,10	0,45 — 0,70	1,20-1,50	0,95-1,25
Св-04Х2МА	<0,06	0,12-0,35	0,40-0,70	1,80-2,20
Св-13Х2МФТ	0,10-0,15	<0,35	0,40-0,70	1,70-2,20
Св-08ХЗГ2СМ	<0,10	0,45-0,75	2,00 — 2,50	2,00-3,00
Св-08ХМНФБА	0,06-0,10	0,12-0,30	0,35 — 0,60	1,10-1,40
Св-08ХН2М	<0,10	0,12-0,30	0,55-0,85	0,70-1,00
Св-10ХН2ГМТ	0,07-0,12	0,12-0,30	0,80-1,10	0,30-0,60
<0,30	0,40- 0,60 0,So- О.70 0,15 — 0,30 0,25 — 0,45 0,50 — 0,70 0,40 — 0,60				0,030 0,030 0,025	-	
0,80-1,20 <0,30				0,030 0,025	0,15-0,30	V
<0,30		0,05 — 0,12	0,030	0,030	0,20-0,35	V
<0,25				0,030	-	
<0,30 <0,30	0,40- 0,60		0,025		—	
<0,30	0,50 — 0,70			0,025	0,20-0,35	V
<0,25 <0,30			0,020 0,030	0,25 0,030			
	0,40- 0,60 0,30-	0,05 — 0,12			0,20-0,35	V
<0,30	0,50		0,030	0,030	-	
0,65-0,90 1,40-1,80	0,80 — 1,00 0,20-	-	0,025	0,025 0,030	0,20-0,35 V 0.10 — 0.23 Nh	
	0,40					
1,80-2,20	0,40 — 0,60	0,05 — 0,12		0,030	—	
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
Сталь, марка проволоки	С	Si	Мп	Сг
Св-08ХН2ГМТА	0,06-0,11	0,12-0,30	0,80-1,10	0,25-0,45
СВ-08ХН2ГМЮ	0,06-0,11	0,25-0,55	1,00-0,40	0,70-1,10
Св-08ХН2Г2СМЮ	0,06-0,11	0,40-0,70	1,50-1,90	0,70-1,00
Св-ОбНЗ	С 0,08	<0,30	0,40-0,70	<0,30
Св-10Х5М	<0,12	0,12-0,35	0,40-0,70	4,00-5,50
Высоколегирован-				
ная				
Св-08Х19Н10Г2Б	0,05-0,10	0,20-0,45	1,80-2,20	18,50-20,50
Св-06Х19Н10МЗТ	<0,08	0,30-0,80		
Св-08Х19Н10МЗБ	<0,10	<0,60		18,00-20,0
Св-04Х19Н11МЗ	<0,06	<0,60	1,00-2,00	
Св-05Х20Ц9ФБС	<0,07	0,90-1,50		19,00-21,00
Св-08Х20Н9С2БТЮ	<0,10	2,00-2,50		19,00-21,00
Св-06Х20Н11МЗТБ	<0,08	0,50-1,00	<0,80	19,00-21,00
Продолжение табл. 6
Ni	Мо	Ti	S	Р	Другие элементы
			не б	•олее	
2,10-2,50	0,25 — 0,45	0,05 — 0,12	0,020	0,025	-
2,00-2,50 2,00-2,50	0,40 — 0,65 0,45 — 0,65 0,40— 0,60		0,030 0,030		0,06-0,18 AI
3,00-3,50 <0,30		-	0,025 0,025	0,030	-
9,50-10,50	-	-	0,020	0,030	0,90-1,30 Nb
9,00-11,0		0,50 — 0,80			-
9,00-11,0 10,0-12,0	2,00- 3,00	-	0,018	0,025	0,90-1,3 Nb
8,00-10,00	-	-	0,020	0,030	1,0-1,40 Nb ,0,9-1,30 V
8,00-10,00	-			0,035	0,60-1,00 Nb 0,30-0,70 Al 0,60-0,90 Nb
10,00-12,00	2,50 — 3,00	0,60 1,00	0,018	0,030	
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
СВ-10Х20Н15 Св-07Х25Н12Г2Т	<0,12 <0,09	<0,80 0,30-1,00	1,0-2,00 1,50-2,50	19,00-22,00
Св-06Х25Н12ТЮ	<0,08	0,60-1,00	<0,80	24,00-26,50
Св-07Х25Н13	<0,09	0,50-1,00	1,00-2,00	23-26 •
Св-О8Х25Н13БТЮ	<0,10	0,60-1,00	<0,55	24,00-26,00
Св-13Х25Н18	<0,15	<0,50	1,00-2,00	24,00-26,00
Св-08Х20Н9Г7Т	<0,10	0,50-1,00	5,00-8,00	18,50-22,00
Св-08Х21Н10Г6	<0,10 #	0,20-0,70	5,00-7,00	20,00-22,00
Св-30Х25Н16Г7	0,25-0,33	<0,30	6,00-8,00	24,50-27,00
СВ-10Х16Н25АМ6	0,08-0,12	<о;бо	1,00-2,00	15,00-17,00
Св-09Х16Н25М6АФ	0,07-0,11	<0,40	1,00-2,00	15,00-17,00
Св-01 Х23Н28МЗДЗТ	<0,03	<0,55	<0,55	22,00-25,00
Св-ЗОХ15Н35ВЗБЗТ	0,27-0,33	<0,60	0,50-1,00	14,00-16,00
СВ-08Н50	<0,10	<0,50	<0,50	<0,30
Св-06Х15Н60М15	<0,08	<0,50	1,00-2,00	14,00-16,00
Св-12Х11НМФ	0,08-0,15	0,25-0,55	0,35 — 0,65	10,50-12,00
Св-ЮХИНВМФ	0,08-0,13	0,30-0,60		
Св-12Х13	0,09-0,14	0,30-0,70	0,30-0,70	12,00-14,00
Св-20Х13	0,16-0,24	<0,60	<0,60	
14,00-16,00 11,00-13,00 11,50-13,50 12,00-14,00		0,60 1,00 0,60- 1,00	0,018 0,020 0,020 0,018	0,025 0,035 0,030 0,025	0,40-0,80 А1
12,00-14,00 17,00-20,00		0,50 — 0,90	0,020 0,015	0,030 0,025	0,70-1,10 Nb 0,40-0,90 Al
8,00-10,00		0,60- 0,90		0,035	—
9,00-11,00 15,00-17,00 24,00-27,00	5,50 — 7,00	-	0,018	0,035 0,030 0,025	0,10-0,20 N
24,00-27,00 26,00-29,00 34,00-36,00	5,50- 7,00 2,50 — 3,00			0,018	0,70-1,00 V
		0,50- 0,90 0,20 — 0,70	0,015	0,030 0,025	0,10-0,20 N 2,50-3,50 Си 2,50-3,50 W 2,80-3,50 Nb
48,00-53,00 Основа	14,00 — 16,00 0,60- 0,90 1,00- 1,30		0,020 0,015	0,030 0,015	4,0 Fe (не более) 0,25-0,50 V 0,25-0,50 V 1,00-1,40 W
0,60-0,90 0,80-1,10		—			
					
<0,60			0,025	0,030	-
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
Сталь, марка проволоки	С	Si	Мп	Сг
Св-06Х14	<0,08	0,30-0,70	0,30-0,70	13,00-15,00
Св-08Х14ГНТ	<0,10	0,25-0,65	0,90-1,30	12,50-14,50
Св-10Х17Т	<0,12	<0,80	<0,70	16,00-18,00
Св-13Х25Т	<0,15	<1,00	<0,80	23,00-27,00
Св-01Х19Н9 Св-04Х19Н9	<0,03 <0,06	0,50-1,00	1,00-2,00	18,00-20,00
Св-0816Н8М2	0,05-0,10	<0,60	1,50 — 2,00	15,00-17,00
Св-08Х18Н8Г2Б		0,30-0,70	1,80-2,30	17,50-19,50
Св-07Х18Н9ТЮ	<0,09	<0,08	<2,00	17,00-19,00
Св-06Х19Н9Т	<0,08	0,40-1,00		
Св-04Х19Н9С2	<0,06	2,00-2,75		18,00-20,00
Св-08Х19Н9Ф2С2 Св-05Х19Н9ФЗС2	<0,10 <0,07	1,30-1,80	1,00-2,00	
Св-07Х19Н10Б	0,05-0,09	<0,70	1,50-2,00	18,50-20,50
Продолжение табл. 6
Ni	Мо	Ti	S	Р	Другие элементы
			не более		
<0,60 0,40-0,90 <0,60 <0,60	-	0,60- 1,00 0,20 — 0,50 0,20 — 0,50	0,025	0,035	1,20-1,50 Nb
8,00—10,00					
			0,015	0,025	
			0,018		
7,50-9,00 8,00-9,00	1,50 — 2,00	1,00- 1,40 0,50- 1,00			
					0,60 - 0,95 Al
8,00-10,00	-		0,015	0,030	
		-			
					1,80-2,40 V 2,20 - 2,70 V 1,20-1,50 Nb
			0,018	0,025	
			0,025 0,018	0,030 0,025	
9,00-10,50					
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
83
Классификация и основные ГОСТы на электроды. Электроды
классифицируются по следующим признакам: по материалу, из ко-
торого они изготовлены; по назначению для сварки определенных
сталей; по толщине покрытия, нанесенного на стержень; по видам
покрытия; характеру шлака, образующегося при расплавлении по-
крытия; техническим свойствам металла шва; по допустимым про-
странственным положениям сварки или наплавки; по роду и поляр-
ности применяемого при сварке или наплавке тока.
Применение электродов должно обеспечивать следующие не-
обходимые технологические условия: легкое зажигание и устойчи-
вое горение дуги, равномерное расплавление покрытия, равномер-
ное покрытие шва шлаком, легкое удаление шлака после сварки,
отсутствие непроваров, пор, трещин в металле шва.
Размеры электродов приведены в табл. 7.
Стальные электроды изготовляют в соответствии с ГОСТ
9466 — 75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75. В ГОСТ 9466-75
электроды подразделяются на группы в зависимости от свариваемых
материалов: углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных
сталей — У (условное обозначение); легированных конструкционных
сталей — Л; легированных теплоустойчивых сталей — Т; высоколеги-
рованных сталей с особыми свойствами — В; для наплавки поверх-
ностных слоев с особыми свойствами — Н.	>
По толщине покрытия в зависимости от отношения диаметра
D
электрода к диаметру стержня — электроды изготовляются: с тонким
с особо
_____________D____________
D	d
покрытием (—	1,20) — М.; со средним покрытием (1,20
d	D
< 1,45) - С; с толстым покрытием (1,45 < —	1,80) - Д,’
D	d
толстым покрытием (— > 1,80) — Г.
d
Общее назначение электродных покрытий — обеспечение
ности горения сварочной дуги и получение металла шва с заранее
заданными свойствами (прочность, пластичность, ударная вязкость,
стойкость против коррозии и др.). Стабильность горения сварочной
стабиль-
дуги достигается снижением потенциала ионизации воздушного про-
межутка между электродом и свариваемой деталью. Покрытия вы-
полняют следующие функции:
газовая защита зоны сварки и расплавленного металла созда-
ется при сгорании газообразующих веществ и предохраняет расплав-
ленный металл от воздействия кислорода и азота. Газообразующие
вещества вводят в покрытие в виде органических соединений: дре-
весной муки, декстрина, целлюлозы, крахмала, хлопчатобумажной
ткани, пищевой муки и т. д.;
раскисление металла сварочной ванны элементами, обладающими
большим сродством с кислородом, чем железо и связывающими
кислород, находящийся в шлаке. К ним относятся марганец, титан,
молибден, хром, кремний, алюминий, графит. Эти элементы, нахо-
84
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
7.	Исполнительные размеры электродов, мм
Номинальный диаметр электрода, опреде- ляемый диаметром стержня	Номинальная длина электрода со стержнем из сварочной проволоки		Длина зачищен- ного от покрытия конца (предель- ное отклонение ±5)
	низкоуглероди- стой или легиро- ванной	высоколегиро- ванной	
1,6 2,0 2,5 3,0 4,0	200; 250 250 (300) 250; 300 (350) 300; 350 (450) 350; 450	150; 200; (250) 200; 250 (300) 250 (300) 300 (350) 350 (450)	20 25
5,0 6,0 8,0	450	350; 450	
10,0 12,0			30
Примечания. 1. По согласованию изготовителя и потребителя допу-
скается изготовление электродов и других размеров.
2.	Размеры, указанные в скобках, применять не рекомендуется.
3.	По согласованию изготовителя и потребителя допускается изготовление
электродов с плоской зачисткой контактных торцов без конуса на покрытии.
4.	Допускается округлая форма зачистки покрытия у контактного торца
электрода.
дясь в расплавленном металле сварного шва, легче вступают в
химические соединения с кислородом и, будучи сами нерастворимыми
в стали или имея ограниченную растворимость, в виде окислов
всплывают на поверхность сварочной ванны. Большинство раскисли-
телей вводят в покрытие не в чистом виде, а в виде ферро-
сплавов;
шлаковая защита служит для защиты расплавленного металла от
воздействия кислорода и азота воздуха путем образования шлаковых
оболочек на поверхности капель электродного металла, переходя-
щих через дуговой промежуток, и для образования шлакового по-
крова на поверхности расплавленного металла шва. Шлаковое пок-
рытие уменьшает скорость охлаждения и затвердения металла шва,
способствуя выходу из него газовых и неметаллических включений.
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
85
Шлакообразующими компонентами покрытий являются: титановый
концентрат, марганцевая руда, каолин, мрамор, мел, кварцевый пе-
сок, доломит, полевой шпат и др.
легирование металла шва для придания специальных свойств
наплавленному металлу (в основном для повышения механических
свойств, износостойкости, жаростойкости, сопротивления коррозии).
Наиболее часто применяются такие легирующие компоненты, как
хром, никель, молибден, вольфрам, марганец, титан и др. Легиро-
вание металла шва иногда производится специальной проволокой,
содержащей нужные элементы. Чаще металл шва легируют введе-
нием элементов в покрытие электрода. Легирующие компоненты —
ферросплавы, иногда чистые металлы.
Для повышения производительности, т. е. для увеличения коли-
чества наплавляемого металла в единицу времени в электродные
покрытия иногда вводят железный порошок. Введенный в пок-
рытие железный порошок улучшает технологические свойства электро-
дов (облегчает повторное зажигание дуги, уменьшает скорость ох-
лаждения наплавленного металла, что благоприятно сказывается при
сварке в условиях низких температур).
Для закрепления покрытия на стержне электрода используют
связующие компоненты: жидкое стекло, декстрин, желатин, плас-
тмассы и др. Жидкое стекло имеет также и стабилизирующие
свойства.
При наличии в составе покрытия более 20 % железного порошка
к обозначению вида покрытия следует добавлять букву Ж.
По видам покрытия электроды подразделяются:
А — с кислым покрытием, содержащим окислы железа, марганца,
кремния, иногда титана. Металл шва отличается повышенной окислен-
ностыо, плотностью и позволяет Выполнять сварку на постоянном
(прямой и обратной полярности) и переменном токе;
Б — с основным покрытием, имеющим в качестве основы фто-
ристый кальций (плавиковый шпат) и карбонат кальция (мрамор, мел).
Сварку электродами с основным покрытием осуществляют на постоян-
ном токе при обратной полярности. Вследствие малой склонности
металла шва к образованию кристаллизационных и холодных трещин
электроды с этим покрытием используют для сварки больших
сечений;
Ц — с целлюлозным покрытием, основные компоненты которых —
целлюлоза, мука и другие органические составы, создающие газовую
защиту дуги и образующие при плавлении тонкий шлак. Электроды
с целлюлозным покрытием применяют, как правило, для сварки
стали малой толщины;
Р — с рутиловым покрытием, основной компонент которых — рутил
(TiO2). Для шлаковой и газовой защиты в покрытия этого типа вводят
соответствующие минеральные и органические компоненты, а для
повышения производительности иногда добавляют железный цорошок.
86
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
При сварке на постоянном и переменном токе разбрызгивание металла
незначительно. Устойчивость горения дуги высокая, формирование
швов во всех пространственных положениях хорошее.
П — прочие виды покрытий.
При покрытии смешанного вида используют соответствующее
двойное условное обозначение.
Состав главнейших компонентов электродных покрытий приведен
в табл. 8 и 9.
ГОСТ 9467 — 75 классифицирует электроды для сварки углеро-
дистых, легированных конструкционных и легированных жаропрочных
сталей в зависимости от механических свойств металла шва и свар-
ного соединения, выполненного этими электродами, на несколько
типов. Каждому типу может соответствовать одна или несколько
марок электродов. Марка электродов характеризуется определенным
составом покрытия,, маркой электродного стержня, технологическими
свойствами, свойствами металла шва.
Общие требования к электродам, правила приемки, методы испы-
таний швов и сварных соединений, условия маркировки и упаковки,
документация на электроды регламентированы ГОСТ 9466 — 75.
Условное обозначение электродов для сварки конструкционных
сталей состоит из обозначения марки электрода, его типа, диа-
метра стержня, типа покрытия и номера ГОСТа. Например, ус-
Э46А - УОНИИ-13/45 - 3.0 - УД2
ловное обозначение электрода ------------------:--------------
Е 432(5)- Б10
ГОСТ 9466 — 75. По ГОСТ 9467 — 75 это расшифровывается: Э46А,—
тип электрода по ГОСТ 9467 — 75 (Э - электрод для дуговой сварки;
46 — минимальный гарантируемый предел прочности металла шва
в кгс/мм2 [460,0 МПа]; А — гарантируется получение повышенных
пластических свойств металла шва); УОНИИ-13/45 — марка электрода,
3,0 — диаметр; У — электроды для сварки углеродистых и низколеги-
рованных сталей; Д2 — с толстым покрытием второй группы; 432(5) —
установленная по ГОСТ 9467 — 75 группой индексов, указывающих
характеристики наплавленного металла и металла шва; 43 — временное
сопротивление разрыву — не менее 460 МПа; 2 — относительное удли-
нение не менее 22 %; 5 — имеет ударную вязкость не менее
34,3 Дж/см2 при температуре минус 40 °C; Б — основное покрытие;
1 — для сварки во всех пространственных положениях; 0 — на постоян-
ном токе обратной полярности.
Электроды для сварки конструкционных и низколегированных сталей.
Для сталей обычной прочности предназначены электроды Э38, Э42, Э46,
Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60; для конструкционных сталей
повышенной прочности - электроды Э70, Э85, Э100, Э125, Э150.
Механические свойства швов и сварных соединений при применении
электродов для сварки конструкционных сталей должны соответство-
вать нормам, приведенным в табл. 10. Характеристика электродов
дана в табл. 11.
8. Состав основных компонентов электродных покрытий, %
Компонент	ГОСТ	SiO2	А12О3	Fe2O3	СаСО3
Слюда мусковит	14327-	44-50	32 —40(А12О3 +		
молотая элект-	69*		+ Fe2O3)		
родная			—	<5,0	
Концентрат мар-	4418-75	<10,0	<3,0	—	—
ганцевый для по- крытых				♦	
электродов Каолин (I сорт)	21286 — 75*	43-48	34-43	-	-
Полевой шпат	4422-73	<70	—	<1	—
электродный (ПШК) Песок кварцевый Мрамор для сва- рочных материа-	4417-75	>97	-	-	-
лов					
М-97П	4416-	<0,7	<0,5		>97,0
М-97К	73**		(Al2O3+Fe2O3)		
М-97Б					
М-92Н					
М-92К		<2,0	Не нормируется		>92,0
М-92Б					
Йел.	4415-75				>96,0
Концентрат пла- виково-шпатовый для сварочных материалов	4421-73	<5,0		л	<5,0
СаО	Na2O + + К2О	Другие элементы	Р	S
-	-	<2,OMgO		
-	-	>45,0Мп	<0,2	<0,1
-	-	о,з	<0,01	-
<1,5 (СаО + + MgO)	>12	-	<0,1Р2О5	<o,iso3
				
—	—	До 3% V	<0,015	Следы
-	-	<l,OMgO	<0,015	<0,015
-	-	<3,0	<0,015	<0,04
			<0,004	<0,06
		>75	<0,20	<0,30
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
9. Состав ферросплавов, %
Ферросплав	ГОСТ	Марка	С	Si	Р	S	Мп
Ферромарганец: низкоуглеро- дистый	4755-80	ФМн0,5	<0,5	<2,0	<0,3	<0,03	>85,0
среднеугле- родистый		ФМн1,0А ФМн1,0	<1,0 <1,0	<1,5 <2,0	<0,1 <0,3	<0,03 <0,03	>85,0 >85,0
высокоугле- родистый		ФМн78А ФМн75	<7,0 <7,0	<2,0 <1,0	<0,05 <0,45	<0,03 <0,03	>78,0 >75,0
Ферросилиций	1415-78	ФС90 ФС75Л ФС75	<0,1	>89 74-80 74-80	<0,03 <0,03 <0,05	<0,02 <0,02 <0,03	<0,2 <0,3 <0,4
Феррохром угле- родистый	4757-79	ФХ650 ФХ800	<6,5 <8,0	<1,5 <2,0	<0,04 <0,04	<0,06 <0,06	-
Ферротитан	4761 - 80	ФТи^5	<0,10	—	<0,04	<0,03	-
		ФТиЗОА	<0,15	-	<0,04	<0,04	—
		ФТиЗО	<0,20	-	<0,07	<0,07	-
Ферромолибден	4759-79	ФМ1	<0,05	<0,8	<0,05	<0,10	-
Мо	Си	Сг	Ti	Al	Другие элементы
-	-	-	-	-	-
—	—	—	—	—	—
—	—	—	—	—	—
—	—	—	—	—	—
—	—	—	—	—	—
		<0,2		<3,0	—
—	—	<0,3	<0,2	<1,3	<1,0 Са
-	—	<0,4	-	<2,5	—
	—	>65,0	—	—	—
—	—	>65,0	-	-	-
<0,05	<0,05	-	28,0-35,0		<0,1 Zr; <0,2 W <0,01 Sn
<0,4	<2,0	—	28,0-35,0		<0,2 Zr; <0,4 W <0,04 Sn
<1,0	<3,5	—	25,0-35,0		<0,7 Zr; <1,0 W <0,08 Sn
>58,0	<0,5	-	-	-	<0,6 W; <0,03 As
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
		ФМ2	<0,10	<1,5	<0,10
		ФМЗ	<0,20	<2,0	<0,20
Феррониобий	16773-71	ФНО	<0,10	<1,5	<0,10
		ФН1 ФН2	<0,10 <0,25	<1,5 <2,0	<0,15 <0,15
Ферровольфрам	17293-71	В1	<0,3	<0,5	<0,04
		В2	<0,5	<0,8	<0,06
		ВЗ	<0,7	<1,2	<0,10
<0,15	-	>55,0	<1,5	- ‘	-	-	<0,02 Sb; <0,015 Sn
							<1,0 W; <0,05 As; <0,05 Sb; <0,050 Sn
<0,20	—	>55,0	<2,5	-<	—	—	<l,0W; <0,10 As <0,10 Sb <0,100 Sn
<0,03 <0,05	-	-	-	-	<1,5 <1,0	<3,0 <3,0	55,0-70,0 (Nb + Ta)
	—	—	—				
<0,05	—	—	—	—	<3,0	<6,0	50,0-70,0 (Nb + Ta)
<0,08	<0,4	<1,5	<0,15	—	—	—	>72 W; <0,08 Sn <0,04 As; <0,03 Sb <0,03 Bi <0,03 Pb
<0,10	<0,5	<2,0	<0,20	—	—	—	>71 W; <0,06 As <0,10 Sn
<0,15	<0,6	<6,0	<0,30				>65 W <0,08 As <0,20 Sn
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
10. Электроды металлические для дуговой сварки конструкционных сталей (ГОСТ 9467 — 75)
Тип элект- рода	Механические свойства при нормальной температуре					Предельное содержание в наплавленном металле, %						Основное назначение
	металла шва или наплавленного металла			сварного соеди- нения, выполнен- но го электрода- ми диаметром менее 3 мм		S			Р			
						Группа электродов по ГОСТ 9466-75						
	Временное сопротив- ление разрыву, МПа	Относи- тельное удлине- ние, %	Удар- ная вяз- кость, Дж/см2	Временное сопротив- ление разрыву, МПа	Угол заги- ба,	1	2	3	1	2	3	
	не менее											
Э3*8 Э42 Э46 Э50	380 420 460 500	14 18 18 16	30 80 80 70	380 420 460 500	60 150 150 120	0,045	0,040	0,035	0,050	0,045	0,040	Сварка углеродистых и низколегиро- ванных конструкционных сталей с вре- менным сопротивлением разрыву до 500 МПа
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Э42А Э46А Э50А	420 460 500	22 22 20	150 140 130	420 460 500	180 180 150	0,035	0,030	0,025	0,035		0,030	Сварка углеродистых и низколегиро- ванных конструкционных сталей с по- вышенными требованиями по пластич- ности и ударной вязкости
Э55 Э60	550 600	20 18	120 100	550 600	150 120							Сварка углеродистых и низколегиро- ванных конструкционных сталей с вре- менным сопротивлением разрыву 500-600 МПа
Э70	700	14	60	-	-						0,035	Сварка легированных конструкцион- ных сталей повышенной и высокой
Э85	850	12	50	—	—							прочности с временным сопротивле- нием разрыву свыше 600 МПа
Э100	1000	10	50	—	—							
Э125	1250	8	40	-	-							
Э150	1500	6	40	-	-							
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
Примечание. Для
обработки соответственно
электродов типа Э70, Э85, Э100, Э125, Э150 механические свойства указаны после термической
паспорту на электрод.
11. Характеристика электродов для сварки конструкционных сталей (ГОСТ 9467—75)
Тип элект- рода	Марка электрода	Пре- дел теку- чести, МПа	Временное сопротив- ление разрыву, МПа	Отно- ситель- ное удли- нение, /о	Отно- ситель- ное суже- ние, %	Ударная вязкость, Дж/см2, при температуре, °C		Угол загиба, а, ...°	Коэф- фици- ент на- плав- ки, г/(А-ч)	Род тока	Простран- ственное положение
						+ 20	— 40				
342	ВСП-1	385	470	25	68	130		160	10,0	Постоянный и переменный	Любое
Э42	ОММ-5	370	480	22	55	100	50	160	7,2	Постоянный	То же
Э42	СМ-5	320	460	25	60	120	80	180	7,2	Постоянный и переменный	»
342	ЦМ-7	360	480	22	55	100	40	160	10,6	То же	»
342	АНО-1	380	460	28	60	130	80	180	15,0	»	Нижнее
342	ОМА-2	—	460	19	—	—	—	150	10,0	»	Любое
342	ВСЦ-2	370	470	28	60	90	—	180	10,5	Постоянный любой полярности	То же
Э42А	УбНИ-13/45	360	460	26	65	220	180	180	8,5	Постоянный обратной поляр-	Любое
										ности	
	СМ-11	360	480	28	60	220	160	-	9,5		То же
	УП-1/45	350	480	28	65,9	200	120*	180	10,0	Постоянный обратной поляр-	
	УП-2/45	380	460	26	70	240	—	180	10,0	ности и переменный	
	ОЗС-2	380	460	24	55	180	—	180	8,5		
	АНО-3	380	480	25	65	15	10	180	8,5	Постоянный и переменный	Любое
	МР-3	380	480	25	65	15	10	180	7,8	Переменный и постоянный об- ратной полярности	То же
346	ОЗС-4	390	480	23	55	12	8	180	8,5	Постоянный и переменный	
	ОЗС-6	390	480	24	55	12	8	180	10,5	То же	
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Тип элект- рода	Марка электрода	Пре- дел теку- чести, МПа	Временное сопротив- ление разрыву, МПа	Отно- ситель- ное удли- нение, °/ /о	Отно- ситель- ное суже- ние, °/ /о	Ударная вязкость, Дж/см2, при температуре, °C	
						4-20	-40
Э46	РБУ-4	385	490	26	56	14	8
	ЗРС-2	385	480	23,5	60	13	6
	РБУ-5	380	475	21	56	14	8
	ОЗС-З	400	490	25	60	12	7
	ЗРС-1	380	480	24	68	12	7
Э46А	Э-138/45Н	350	470	22	-	15	>3
	всц-з	410	510 ,	21	57	-	-
	всн-з	-	500	16	-	10	3 при — 70°С
Э50	УОНИ-13/55	420	520	24	62	20	—
	ДСК-50	—	520	28,6	-	20	14
	УП-1/55	400	540	25	62,5	24	—
	УП-2/55	400	540	25	62	24	—
	К-5А	—	520	24	-	15	—
Продолжение табл. 11
Угол загиба а, ...°	Коэф- фици- ент на- плав- ки, г/(А-ч)	Род тока	Простран- ственное положение
160	‘7,8	Постоянный обратной поляр- ности и переменный	Любое
150	10,5	Постоянный и переменный	То же
150	1 9,0	То же	»
180	15,0	Постоянный обратной поляр- ности и переменный	»
150	14,0	Постоянный и переменный	Нижнее
180	8,5	Постоянный обратной поляр- ности	Любое
105	13-9,5	Постоянный прямой и обрат- ной полярности	То же
100	9,0	Постоянный обратной поляр- ности	
165	9,0	То же	
180	10,0	Постоянный обратной поляр- ности и переменный	
165	10,0	То же	
165	10,0	»	
165	9,0	»	
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
Тип элект- рода	Марка электрода	Пре- дел теку- чести, МПа	Временное сопротив- ление разрыву, МПа	Отно- ситель- ное удли- нение, %	Отно- ситель- ное суже- ние, /о	Ударная вязкость, Дж/см2, при температуре, °C	
						+ 20	—40
Э50А	Э-138/50Н АН-Х7	410 370	510 525	24 24	-	15,5 15	>3 >3
Э55	УОНИ-13/55У	480	570	22	60	16	-
Э60	У ОНИ-13/65	470	620	21	65	18	
Э70	ЛКЗ-70	600	800	16,5	53,5	9	5
Э85	УОНИ-13/85У	795	900	15	—	9	-
Э100	ЦЛ-19	1010	1060	13	48	7,5	-
Э125	НИАТ-ЗМ	-	900	6	-	-	-
Э150	НИ АТ-31	-	1600	10	-	5	-
Продолжение табл. 11
Угол загиба а, °	Коэф- фици- ент на- плав- ки, г/(А-ч)	Род тока	Простран- ственное положение
165	9,0	Постоянный обратной поляр-	Любое
165	9,8	ности То же	То же
160 180	9,5 9,8	»	Нижнее верти- кальное Любое
—	9,5	»	Нижнее
—	10	Постоянный обратной поляр-	Любое
—	9	ности и переменный Постоянный обратной поляр-	
—	10	ности Постоянный обратной поляр-	
40	10	ности и переменный с осцил- лятором Постоянный обратной поляр-	
		ности	
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ 95
Электроды для сварки легированных теплоустойчивых сталей.
Эти стали сваривают электродами девяти типов по ГОСТ 9467 — 75,
которые классифицируют по механическим свойствам и химическому
составу наплавленного металла. Буквы, стоящие после буквы Э,
показывают гарантированное содержание легирующих элементов
в наплавленном металле. Характеристики электродов для сварки
теплоустойчивых сталей приведены в табл. 12 и 13.
Электроды для сварки высоколегированных сталей с особыми
свойствами. Для сварки коррозионно-стойких, жаропрочных и жаро-
стойких высоколегированных сталей мартенситного, мартенситно-фер-
ритного, ферритного, аустенитно-ферритного и аустенитного классов
существует 49 типов электродов. Химический состав наплавленного
металла и механические свойства металла шва и наплавленного
металла приведены в табл. 14 и 15.
Электроды для наплавки поверхностных слоев. ГОСТ 10051 — 75
устанавливает 44 типа покрытых металлических электродов для этой
цели. Химический состав электродного стержня оказывает значительное
влияние на химический состав наплавленного металла и его механи-
ческие свойства. Диаметр электродного стержня определяет техноло-
гическую применимость электрода и диапазоны допустимых значений
силы сварочного тока, а следовательно, и температуру нагрева
свариваемого изделия, размеры и жидкотекучесть сварочной ванны.
Состав и свойства наплавленного металла электродами этой группы
приведены в табл. 16, а характеристика электродов — в табл. 17.
Расчет расхода электродов. Основными величинами, характери-
зующими процесс сварки и наплавки, являются коэффициенты расплав-
ления otp, наплавки о„ и потерь <р. От их величин в значительной
степени зависит производительность сварки.
Коэффициент расплавления [г/(А-ч)]
GD
«р=^.
где Gp — масса расплавленного электродного металла, г; I — сила
сварочного тока, A; t — время, ч.
Коэффициент наплавки [г/(Ач)]
где GH — масса наплавленного металла, г.
Коэффициент наплавки обычно меньше коэффициента расплавления
на 3—5 г/(Ач), так как часть расплавленного электродного металла
теряется на окисление, испарение и разбрызгивание.
Коэффициент наплавки осн характеризует производительность про-
цесса сварки и наплавки. Чем больше величина а„, тем больше
производительность сварки. Производительность сварки (г/ч)
Псв = осн7.
96
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Коэффициент потерь (%)
<р = gp—н 100.
<Хр
Расход покрытых электродов бэл определяют по расходу проволоки
Gnp или наплавленному металлу GH.
Сэл = Спр(1 + ^1) = Спр(1 + о,9К);
где
GH = pFHb
Следовательно,
бэл = (1 + К|)	= (1 + 0.9К)-^-,
1 - ф	1 - ф
где К — коэффициент массы покрытия; - отношение массы покры-
тия к массе всего электродного стержня; о, — коэффициент исполь-
зования стержня; ф — коэффициент потерь; А. — отношение длины
стержня электрода к длине расплавляемой его части; р — плотность
наплавленного металла, г/см3; при сварке толстопокрытыми электро-
дами принимают р = 7,8 г/см3; L—длина шва, мм; FH — площадь
наплавки, мм2.
Коэффициенты К и К i определяют по формулам
&___ G3
mLo
ttlL3
где G3 — масса электрода, г; L3 — длина электрода, см; Lo — длина
покрытой части электрода, см; т — масса 1 см электродной про-
волоки данного диаметра, г/см.
Коэффициент потерь ф для разных электродов различен (потери
6-25%); его обычно принимают 1,1-1,25.
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
97
12. Электроды металлические для дуговой сварки теплоустойчивых сталей
(ГОСТ 9467 - 75)
Химический состав наплавленного металла, %
Тип	С	Si	Мп	Сг	Ni
Э-09М	0,06-0,12	0,15-0,35	0,4-0,9		
Э-09МХ	0,06-0,12	0,15-0,35	0,4-0,9	0,35-0,65	—
Э-09Х1М	0,06-0,12	0,15-0,40	0,5-0,9	0,80-1,20	—
Э-05Х2М	0,03-0,08	0,15-0,45	0,5-1,0	1,70-2,20	—
Э-09Х2М1	0,06-0,12	0,15-0,45	0,5-1,0	1,90 — 2,50	—
Э-09Х1МФ	0,06-0,12	0,15-0,40	0,5-0,9	0,80-1,25	—
Э-10Х1М1НФБ	0,07-0,12	0,15-0,40	0,6-0,9	1,00-1,40	0,6-0,9
Э-10ХЗМ1БФ	0,07-0,12	0,15-0,45	0,5-0,9	2,40-3,0	—
Э-10Х5МФ	0,07-0,13	0,15-0,45	0,5-0,9	4,00-5,50	—
Химический состав наплавленного металла, %						Вре- меннбе сопро- тивле-	Отно-	
				S	Р		си- те л ь- ное удли- нение, о/	Удар- ная
Тип	Мо	V	Nb	не более		ние разры- ву»		вяз- кость, Цж/см2
						МПа		
						не менее		
Э-09М	0,35-0,65		—	0,030	0,030	450	18	100
Э-09МХ	0,35-0,65	—	—	0,025	0,035	460	18	90
Э-09Х1М	0,40-0,70	—	—	0,025	0,035	480	18	90
Э-05Х2М	0,40-0,70	—	—	0,020	0,030	480	18	90
Э-09Х2М1	0,80-1,10	—	—	0,025	0,035	500	16	80
Э-09Х1МФ	0,40-0,70	0,10-0,30	—	0,025	0,030	500	16	80
Э-10Х1М1НФБ	0,70-1,00	0,15-0,35	0,07 —	0,025	0,030	500	15	70
			0,20					
Э-10ХЗМ1БФ	0,70-1,00	0,25-0,50	0,35 —	0,025	0,030		14	60
			0,60			550		
Э-10Х5МФ	0,35-0,65	0,10-0,35	—	0,025	0,035	550	14	60
Примечание. Механические свойства и химический состав приведены
для металла шва или наплавленного металла при 20° С, после термической
обработки соответственно паспорту на электроды.
4 п/р. В. В. Степанова
13. Технологическая характеристика электродов для сварки теплоустойчивых сталей (ГОСТ 9467 — 75)
Тип	Марка	Показатели технологических свойств						Технология процесса сварки	Основное назначение
		Коэф- фици- ент на- плав- ки, г/(Ач)	Диа- метр элект- рода, мм	Допускае- мая сила тока в нижнем положе- нии’ А	Расход электро- дов на 1 кг на- плавлен- ного ме- талла, кг	Род тока, поляр- ность	Простран- ственное положение		
Э-09МХ	ЦЛ-14	10,5	4 5	180 240	1,6	Постоян- ный, об- ратной полярно- сти и пе- ременной	Любое	Сварка производится с предварительным подо- гревом изделия до 250— 300° С для стали 20МХ-Л и до 200° С для стали 12МХ. После сварки вы- сокий отпуск при 710° С	Для сварки трубо- проводов и дета- лей турбин из ста- лей 12МХ, 15МХ, 20МХ-Л, работа- ющих при темпе- ратуре до 550 JC. Толщина свари- ваемых деталей до 20 — 30 мм
Э-09МХ	ГЛ-14	8	3 4 5	120 180 220	1,5	Постоян- ный, об- ратной полярно- сти	То же	Сварка производится с предварительным и со- путствующим подогре- вом до 200° С короткой дугой. После сварки вы- сокий отпуск при 710° С. Отсыревшие электроды прокалить при 350° С в течение 1 ч	Для сварки ста- лей 30ХМ, 34ХМ, 20ХЗМВФ, тол- щиной до 100 мм с повышенным требованием к прочности
Э-09ХМ	ЦЛ-30	10,4	4 5	160 210	1,6	То же	Нижнее и верти-	Сварка производится с предварительным и со-	То же
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Э-09Х1МФ	ЦЛ-20	10,3	4 5	160 210	
Э-10ХЗМ1БФ	ЦЛ-26М	10,5	3	130	
			4	140	
			5	210	
		кальное	путствующим подогре- вом стали 34ХМ до 350° С, 20ХЗМВФ — до 450° С. Необходима	
1,6		Любое	прокалка электродов пе- ред сваркой при 350 °C в течение 1 ч Сварка производится с предварительным и со- путствующим подогре- вом. Обязательна зачи- стка кромок перед свар- кой. Сварка произво- дится короткой дугой с последующим высо- ким отпуском при 700 — 740° С в течение 3 ч. Перед сваркой электро- ды прокалить при 330 — 350° С в течение 45 мин.	Для сварки ответ- ственных конст- рукций из сталей 20ХМФ, 20ХМФ-Л, 12X1 НФ, работа- ющих при 500 — 700° С
1,6	Постоян- ный, об- ратной поляр- ности	» Любое	Перед сваркой рекомен- дуется полная термиче- ская обработка. Сварка производится с предва- рительным и сопутству- ющим подогревом до 350 — 400° С. После свар- ки следует высокий от- пуск при 740 —760° С в течение 5 ч. Сварка про- изводится короткой ду- гой. Перед сваркой	Для сварки кон- струкций из жа- ропрочных ста- лей перлитного класса типа 15ХМФКР и 12Х2МФБ, ра- ботающих при 600° С. Возможно применение для сварки тонко- стенных изделий
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
Продолжение табл. 13
Тип	Марка	Показатели технологических свойств						Технология процесса сварки	Основное назначение
		Коэф- фици- ент на- плав- ки, г/(А-ч)	Диа- метр элект- рода, мм	Допускае- мая сила тока в нижнем положе- нии, А	Расход электро- энергии на 1 кг наплав- ленного металла, кг	Род тока, поляр- ность	Простран- ственное положение		
Э-10Х5МФ	ЦЛ-17-63	10,5	3	120	1,6	Постоян-	Любое	электроды прокалить при 330 — 350 °C в тече- ние 1 ч. Возможна сварка корот-	из всех теплоус- тойчивых перлит- ных сталей. Для сварки ответ-
			4 5	160 210		ный, об- ратной полярно- сти		кой дугой по зазорам. Следует производить предварительный и со- путствующий подогрев изделий до 300 - 400° С. После сварки произве- сти высокий отпуск при 760° С в течение 3 ч. Далее следует медлен- ное охлаждение до 500° С, а затем на воз- духе. Перед сваркой электроды прокалить при 300 —350° С в тече- ние 45 мин.	ственных конст- рукций из сталей Х5М, 15Х5МФА, работающих в ус- ловиях до 450 °C.
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
101
14. Марки и типы электродов для сварки высоколегированных сталей
Марка	Тип	Марка	Тип
УОНИИ-/ЮХ13	Э-12Х13	ЭА-400/10Т,	Э-07Х19Н11МЗГ2Ф
ЦЛ-41	Э-0613Н	ЦТ-7	
УОНИИ-/ЮХ17	Э-10Х17Т	М22	Э-08Х14Н12ГЗСТ
КТИ-9	Э-12Х11НМФ	ЗИО-8, ЦЛ-25	Э-10Х25Н13Г2
КТИ-10	Э-12Х11НВМФ	ЦЛ-9	Э-10Х25Н13Г2Б
		ОЗЛ-5,	Э-12Х24Н14С2
ЦЛ-32	Э14Х11НВМФ	ЦТ-17	
УОНИИ-13/ЭП-56	Э-10Х16Н4Б	АНВ-24	Э-03Х15Н9АГ4
		ЭА-478/3,	Э-10Х20Н9Г6С
08Х25Н5ТМФ/48	Э-08Х24Н6ТАФМ	СЛ-16	
ОЗЛ-14	Э-04Х20Н9	ОЗЛ-9, ОЗЛ-9А	Э-28Х24Н16Г6
ОЗЛ-8, ОЗЛ-14-1	Э-07Х20Н9	АНВ-20	Э-02Х19Н15Г4АМЗВ2
ЦЛ-33	Э-06Х22Н9	АНВ-17	Э-02Х19Н18Г5АМЗ
		ЭА-395/9,	Э-11Х15Н252М6АГ2
ЦТ-26	Э-08Х16Н8М2	ЦТ-10	
ЦТ-26-1	Э-08Х17Н8М2	НИАТ-5 ЭА-981/15	Э-09Х15Н25М6Г2Ф
ЦЛ-4, НИАТ-1,	Э-06Х19Н1Г2М2	КТИ-7	Э-27Х15Н35ВЗГ2Б2Т
ЭНТУ-ЗМ		ЭА-855/51	Э-04Х16Н35Г6М7Б
		АНЖР-2	Э-06Х25Н40М7Г2
ОЗЛ-20	Э-02Х20Н14Г2М2	ЦТ-36	Э-08Н60Г7М7Т
АНВ-13	Э-02Х19Н9Б	АНЖР-1	Э-08Х25Н60М10Г2
ЦТ-15, ЗИО-З	Э-08Х19Н10Г2Б	ОЗЛ-21	Э-02Х20Н60М15ВЗ
ЦЛ-11, ЦТ-15-1,	Э-0820Н9Г2Б	ИМЕТ-10	Э-04Х10Н60М24
ОЗЛ-7		ЦТ-28	Э-08Х14Н65М15В4Г2
ОЗЛ-З, ОЗЛ-29	Э-10Х17Н13С4	ОЗЛ-25	Э-10Х20Н70Г2М2В
ЭА-898/21Б	Э-08Х19Н10Г2МБ		
ЭА-400/13; ЭА-902/14	Э-09Х19Н10Г2М2Б	ОЗЛ-25Б	Э-10Х20Н70Г2М2Б2В
ЭА-60£/11, СЛ-28, ГЛ-2	Э-08Х19Н9Ф2С2		
ЭА-606/10	Э-08Х19Н9Ф2Г2СМ		
ЦТ-1	Э-09Х16Н8ГЗМЗФ		
ОЗЛ-22	Э-02Х21Н10Г2		
КТИ-5	Э-09Х19Н11ГЗМ2Ф		
102
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
15. Электроды металлические для дуговой сварки высоколегированных
Тип	Содержание, %					
	С	Si	Мп	Сг	Ni	
Э-12Х13	0,08-	0,30-	0,50-	11,00-	<0,60	
	0,16	1,00	1,50	14,00		
Э-06Х13Н	<0,08	<0,40	0,20 —	11,50 —	1,00-1,50	
			0,60	14,50		
Э-10Х17Т	<0,14	<1,00	<1,20	15,00 —	<0,60	
				18,00		
Э-12Х11НМФ	0,09-		0,50-			
	0,15	0,30-	1,Ю		0,60-	
Э-12Х11НВМФ	0,09- 0,15 0,11-	0,70	0,50- 1,Ю 0,30-	10,00- 12,00	0,90	
Э-14Х11НВМФ		<0,50			0,80 —	
	0,16 0,05-		0,80 <0,80		1,10	
Э-10Х16Н4Б		<0,70		14,00 —	3,00-	
	0,13			17,00	4,50	
Э-08Х24Н6ТАФМ	<0,10	<0,70	<1,20	22,00 —	5,00 —	
				26,00	6,50	
Э-04Х20Н9	<0,06	0,30-	1,00-	18,00 —	7,50 —	
		1,20	2,00	22,50	10,00	
Э-07Х20Н9	<0,09			18,00- 21,50 18,00-	7,50 — 10,00 9,00 —	
						
Э-02Х21Н10Г2	<0,03	<1,10	1,00-			
			2,50	24,00	11,50	
Э-06Х22Н9	<0,08	0,20 —	1,20 —	20,50 —	7,50 —	
		0,70	2,00	23,50	9,60	
Э-08Х16Н8М2	0,05 —	<0,60	1,00 —	14,60-	7,20 —	
	0,12		2,00	17,50	9,00	
Э-08Х17Н8М2	0,05 —	<1,00	0,80 —	15,50 —	7,20 —	
	0,12		2,00	19,50	10,00	
Э-06Х19Н11Г2М2	<0,08	<0,80	1,20 —	16,50-	9,00 —	
			2,50	20,00	12,00	
Э-02Х20Н14Г2М2	<0,03	<1,00	1,00 —	17,50 —	13,00 —	
			2,50	22,50	15,50	
Э-02Х19Н9Б	<0,04	<0,60	0,80 —	17,00 —	8,00 —	
			2,00	20,00	10,50	
Э-08Х19Н10Г2Б	0,05 —	<1,30	1,00 —	18;оо—	8,50 —	
	0,12		2,50	20,50	10,50	
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
103
сталей с особыми свойствами
					S	Р	Временное сопротив-	Относи- тельное	Удар- ная
				Другие элементы			ление разрыву,	удлине- ние, %	вяз- кость,
	Мо	Nb	V		не более		МПа		Дж/см2
							не менее		
							600	16	
	—		—	—		0,035	650	14	50
				0,05 — 0,20 Ti 0,80 — 1,30 W		0,040			—
	0,60- 0,90	—	0,20 — 0,40		0,030		700	15	50
							750	14	
	0,90 — 1,25			0,90 — 1,40 W		0,035		12	40
		0,02 — 0,12	—				1000	8	40
	0,05- 0,10		0,05- 0,15	0,02 — 0,08 Ti	0,020		700	15	50
									
				<0,20 N					
					0,018				100
						0,030	550	30	
	—					0,025			
							650	20	
	1,40 — 2,00 1,40 — 2,50					0,030	550	30	100
	1,20 — 3,00 1,80- 3,20				0,020		500	25	90
		0,35 — 0,70 0,70 — 1,30 >8С				0,025			100
	—						550	30	120
						0,030		24	80
104
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Содержание, %
Тип	С	Si	Мп	Сг	Ni
Э-08Х20Н9Г2Б	0,05-	<1,30	1,00-	18,00 —	8,00 —
	0,12		2,50	22,00	10,50
Э-10Х17Н13С4	<0,14	3,50-	0,80 —	15,50 —	11,00-
		5,50	2,00	20,00	15,00
Э-08Х19Н10Г2МБ	0,05-	0,25-	1,60-	17,50 —	8,50 —
	0,12	0,70	2,50	20,50	10,50
Э-09Х19Н10Г2М2Б	<0,12	<1,20	1,00 —	17,00 —	8,50 —
			2,50	20,00	12,00
Э-08Х19Н9Ф2С2	<0,10	1,00-	1,00-	17,50 —	7,50 —
		2,00	2,00	20,50	10,00
Э-08Х19Н9Ф2Г2СМ	<0,10	0,70 —	1,00-		7,50-
		1,50	2,50		10,00
Э-09Х16Н81ГЗМЗФ	0,05 —	<1,30	2,00-	15,00-	7,00 —
	0,13		3,20	17,50	9,00
Э-09Х19Н11ГЗМ2Ф	0,06-	<0,50	2,80 —	17,50 —	9,50 —
	0,12		4,00	20,00	12,00
Э-07Х19Н11МЗГ2Ф	<0,09	<0,60	1,50 —	17,00 —	9,50 —
			3,00	20,00	12,00
Э-08Х24Н12ГЗСТ	0,05-	0,70-	2,20 —	22,00 —	10,50 —
	о,и	1,30	3,80	26,00	13,00
Э-10Х25Н13Г2	<0,12	<1,00	1,00-	22,50 —	11,50-
			2,50	27,00	14,00
Э-12Х24Н14С2	<0,14	1,20 — 2,20 0,40 —	1,00 — 2,00 1,20 —	22,00— 25,00 21,50-	13,00- 15,00 11,50 —
Э-10Х25Н13Г2Б					
	<0,12	1,20	2,50	26,50	14,00
Э-10Х28Н12Г2		<1,00	1,50 —	25,00 —	11,00 —
			3,00	'30,00	14,00
Э-03Х15Н9АГ4	<0,05	<0,40	3,00-	14,50 —	8,50-
			5,50	16,50	10,00
Э-10Х20Н9Г6С	<0,13	0,50 —	4,80 —	18,50 —	8,50 —
		1,20	7,00	21,50	11,00
Э-28Х24Н16Г6	0,22 —	<0,50	5,00 —	22,50—	14,50 —
	0,35		7,50	26,00	17,00
Э-02Х19Н15Г4АМЗВ2	<0,04	<0,30	3,00-	17,50 —	1 ^SO-
			5,50	20,50	ie,50
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
105
Продолжение табл. 15
					S	Р	Временное сопротив-	Относи- тельное	Удар- ная
				Другие элементы			ление разрыву, МПа	удлине- ние, %	вяз- кость,
	Мо	Nb	V						Дж/см2
							не менее		
	-	0,70 — 1,30; >8С						22	80
	—				0,030	0,040		15	40
	0,40- 1,00 1,80 — 3,00	0,70 — 1,30; >8С 0,70 — 1,30; >8С			0,025 0,020	0,035 0,030	600	24 22	70
			1,50- 2,30 2,00 — 2,60 0,40 — 0,65 0,35 — 0,60 0,35 — 0,75		0,030	0,035		25	80
	0,20 — 0,60 2,40 — 3,20 1,80 — 2,70 2,00 —				0,020	0,030	650 580	22 28 22	60 50 80
	3,50								
				<0,30 Ti	0,025	0,35	550	25	90
								-	
									
		0,70- 1,30; > 8С				0,030	600	24	60
					0,020			25	70
							650	15	50
				0,12 — 0,20 N		0,025 , 0,040	600 550	30 25	120 90
	2,00 — 3,20					0,035	600	25	100
									
				1,50 — 2,30 W	0,015	0,025	650		120
106
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Тип	Содержание, %					
	С	Si	Мп	Сг	Ni	
Э-02Х19Н18Г5АМЗ Э-11Х15Н25М6АГ2 Э-09Х15Н25М6Г2Ф Э-27Х15Н35ВЗГ2Б2Т Э-04Х16Н35Г6М7Б Э-06Х25Н10М7Г2 Э-08Н60Г7М7Т Э-08Х25Н60М10Г2 Э-02Х20Н60М15ВЗ Э-04Х10Н60М24 Э-08Х14Н65М15В4Г2 Э-10Х20Н70Г2М2В Э-10Х20Н70Г2М2Б2В		<0,50	4,00 — 7,00 1,00- 2,30 1,50 — 3,00 1,50- 2,50 5,00- 6,50 1,50- 2,50 6,50 — 8,00 1,50 — 2,50	17,00 — 20,50 13,50- 17,00 13,50 — 17,00 13,50 — 16,00 14,00 — 17,00 , 23,00 — 26,00 23,00 — 26,00 17,00- 22,00 8,50- 13,00 12,50 — 15,50	16,50 — 19,00 23,00 — 27,00 23,GO- 27,00 33,00- 36,50 34,00 — 36,00 38,00 — 41,00 62,00	
	0,08 — 0,14 0,06- 0,12 0,22 — 0,32 <0,06 <0,08	<0,70				
		<0,60 <0,50 <0,30 <0,35 <0,80 <0,40 <0,50 <0,80 <1,00				
	<0,10					
					Основа	
	0,04 <0,06 <0,10					
			<1,00			
			1,50 — 2,50			
	<0,14		1,20 — 2,50	18,00 — 22,00		
Примечания. 1. Показатели механических свойств металла шва и
Э-12Х11НВМФ, Э-10Х16Н4Б, Э-08Х24Н6ТАФМ приведены после термической
условиями на электроды конкретных марок, а для электродов остальных типов —
2. Для электродов типа Э-08Х24Н6ТАФМ и Э-11Х15Н25М6АГ2 определение
3. Допускается увеличение содержания углерода на 0,01 % для электродов
родов типа Э-10Х25Н13Г2.
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
107
Продолжение табл. 15
					S	P	Времен- ное со- против- ление разрыву, МПа	Относи- тельное удлине- ние, %	Удар- ная вяз- кость, Дж/см2
	Мо	Nb	V	Другие элементы					
					не более				
							не менее		
	2,50 — 4,20 4,50 — 7,00		0,90 — 1,60	0,15 — 0,25 N 0,15 — 0,25 N <0,20 N 2,40 — 3,50 W 0,05 — 0,25 Ti <0,05 Ti 0,02 — 0,12 Ti <0,05 Ti 2,50 — 4,20 W <3,00 Fe 3,50 — 4,50 W	0,025	0,030	600	30	120
								20 25 30 20 24 15 15 20 25	100
					0,020				
						0,020 0,030 0,020	650		
	6,00- 7,50 6,20- 8,50 5,80 — 7,50 8,50 — 11,00 13,50- 16,50 21,00- 26,00 13,5- 16,00	1,70- 2,50 0,80 — 1,20 .			0,018 0,020 0,015 0,020 0,015 0,020 0,025 0,018 0,015 0,015		600 600 450 650 700 600 550 650		50 80 120 100 120 70 100
						0,025			
		-							
						0,020			
						0,025			
						0,020			
	1,20 — 2,70			0,10- 0,30 W					
		1.50 — 3,00							
наплавленного металла для электродов типа Э-12Х13, Э-10Х17Т, Э-12Х11НМФ,
обработки по режимам, регламентированным паспортами или техническими
в состоянии после сварки (без термической обработки).
содержания азота в наплавленном металле не является обязательным.
типа Э-07Х19Н11МЗГ2Ф; Э-11Х15Н25М6АГ2 и марганца на 0,2 % для элект-
108
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
16. Электроды металлические для дуговой наплавки поверхностных
Содержание, %
Тип	С	Si
Э-10Г2	0,08 — 0,12	
э-пгз	0,08 — 0,13	
Э-12Г4	0,09 — 0,14	<0,15
Э-15Г5	0,12- ‘ 0,18 0,12 —	
Э-16Г2ХМ		0,8 —
	0,20	1,30
Э-30Г2ХМ	0,22 — 0,38	<0,15
Э-35Г6	0,25 — 0,45	<0,60
Э-37Х9С2	0,25 —	1,40-
	0,50	2,80
Э-7ОХЗСМТ	0,50 —	0,80-
	0,90	1,20
Э-80Х4С	0,70 —	1,00-
	0,90	1,50
Э-95Х7Г5С	0,80 —	1,20 —
	1,10	1,80
Э-65Х11НЗ	0,50- 0,80	—
Э-24Х12	0,18- 0,30 0,15 — 0,25	<0,30
Э-20Х13		<0,70
Э-35Х12Г2С2	0,25 —	1,50 —
	0,45	2,50
Э-35Х12ВЗСФ	—	1,00- 1,60
Э-100Х12М	0,85- 1,15	<0,50
Э-120Х12Г2СФ	1,00-	1,00-
	1,40	1,70
Э-300Х28Н4С4	.2,50-	2,80 —
	3,40	4,20
Мп	Сг	Ni	Мо
2,0-3,3 2,8-4,0 3,6-4,5 4,1-5,2 1,2-2,0 1,5-2,0 5,5-6,5	-	-	—
	0,9-1,3 0,5-1,0 8,0 — 11,0 2,3-3,2 3,5-4,2 6,0-8,0 10,0- 12,0 10,5 — 13,0 12,0 — 14,0		0,7-0,9 0,3-0,7
			-
0,4-1,0			
			0,3-0,7
0,5-1,0 4,0-5,0 <0,70 0,4-1,0 <0,8 1,6-2,4			
			-
		2,5-3,5 <0,6	
	10,5 — 13,5	3,0-5,0	
<0,5			
	11,0- 13,0 10,5 — 13,5 25,0 — 31,0		0,4-0,6
1,6-2,4 <1,0			
			
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
109
слоев с особыми свойствами (ГОСТ 10051 — 75)
									Твердость	
	W	V	Ti	Прочие элементы	s 1		р			
					не более				без терми- ческой обра- ботки	после терми- ческой обра- ботки
					Группа электродов по ГОСТ 9466-75					
					1 и 2	3	1 и2	3		
	-	-	-	-	0,030	0,020	0,040	0,035	20-28 28-35 35-40 40-44 35-39 31-41 50-57 52-58 56-62 25-32 25-33 40-48	-
							0,035	0,030		
							0,040	0,035		
							0,035	0,030		
			<0,30							52-60
			-							-
							0,040			
							0,035			
									48-54	33-48 54-62 50-58 53-68 54-62
	2,5-3,5	0,5-1,0 1,0-1,5								
	—									
										
но
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Тип	Содержание, %						
	С	Si	Мп	Сг	Ni	Мо	
Э-320Х23С2ГТР Э-320Х25С2ГР Э-350Х26Г2Р2СТ Э-225Х10Г10С Э-08Х17Н8С6Г Э-09Х16Н9С5Г2М2ФТ Э-О9Х31Н8АМ2 Э-13Х16Н8М5С5Г4Б Э-15Х15Н10С5МЗГ Э-15Х28Н10СЗГТ Э-15Х28Н10СЗМ2ГТ Э-200Х29Н6Г2 Э-ЗОВ8ХЗ Э-80В18Х4Ф Э-90В10Х5Ф2 Э-30Х5В2Г2СМ Э-65Х25ПЗНЗ Э-105В6Х5МЗФЗ Э-90Х4М4ВФ	2,90 — 3,50	2,00— 2,50	1,0-1,5	22,0- 24,0 22,0- 27,0 23,0 — 29,0 8,0- 12,0 15,0 — 18,4 15,0— 16,8 зол- 33,0 14,0- 19,0 вл- ил 25,0 — 30,0	7,0-9,0 8,4-9,2 7,0-9,0 бЛ- Ю.б	-	
	3,10 — 3,90 2,00 — 2,50 0,05 — 0,12	0,60- 1,20 0,50 — 1,50 4,80 — 6,40 4,50 — 5,30 <0,50 зло- бно 4,8- 5,80 2,80 — 3,80 2,50- 3,50 0,30- 0,60 <0,30 <0,50 <0,40 1,00- 1,50 <0,80 <0,40 <0,80	1,5-2,5 вл- ил 1,0-2,0 1,6-2,4 0,5 3,0-5,0				
	0,06- 0,12 0,08 — 0,16					1,8-2,3 1,8-2,4 3,5-7,0 2,3-4,5 1,0-2,5 0,4-0,6 2,5-4,0 2,4-4,6	
	0,10— 0,20		1,0-2,0		9,0 — 11,0		
	1,60- 2,40 0,20 — 0,40 0,70— 0,90 0,80— 1,00 0,20- 0,40 0,50 — 0,80 0,90 — 1,20 0,60- 1,20		1,5-3,0 <0,4 <0,8 <0,4 1,3-1,8 11,0- 14,0 <0,5 <0,70	26,0 — 32,0 2,0-3,5 3,8-4,5 4,0-5,0 4,5-5,5 2,2- 28,5 4,0-5,5 2,8-4,3	5,0 —8,0 2,0-3,5		
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
111
Продолжение табл. 16
									Твердость HRC	
	W	V	Ti	Прочие элементы	s 1		р			
					не более				без терми- ческой обра- ботки	после терми- ческой обра- ботки
					Группа электродов по ГОСТ 9466-75					
					1 и2	3	1 и2	3		
	-	-	0,5-1,5 0,2-0,4	0,5-1,5 В 0,5-1,5 В 1,8-2,5 В	0,035	0,025	0,040	0,035	55-62 57 — 63 58-63 40-50	-
					0,025	0,020	0,030	0,030	-	28-37 29-34 40-48 38-50 35-40 40-45 40-50 57-62
		0,5-0,9	0,1-0,3		0,030 0,025		0,035			
		1-1,4 2,0-2,6	0,1-0,6 0,1-0,3	0,3-0,4 N 0,5-1,2 Nb						
				1	0,030				35-45	
	7,0-9,0 17,0-19,5 8,5-10,5 1,5-2,5		-		0,035	0,025	0,040	0,035	40-50	
		2,0-3,0 0,6-1,3			0,030	0,020	0,035	0,030 0,035 0,035	50-60 23 — 35	-
					0,035	0,025	0,040			
	5,0-6,5 0,9-1,7								-	60-64 58-63
					0,030	0,020	0,035	0,030		
112
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Содержание, %
Тип	С	Si	Мп	Сг	Ni	Мо	
Э-10М9Н8К8Х2СФ Э-10К15В7М5ХЗСФ Э-1ОК18В1ДМ1ОХЗСФ Э-110Х14В13Ф2 Э-175Б8Х6СТ Э-190К62Х29Б5С2	0,08 — 0,12	1,20 — 1,80	0,6-1,2	2,0-2,6 2,0-4,2 1,8-3,2 12,0 — 16,0 5,0-6,0 25,0— 32,0	6,5-9,5	7,0-11,0 3,8-6,2 7,8-11,2	
					-		
		0,80- 1,60	0,3-0,7				
	0,90 — 1,30 1,60- 1,90 1,60- 2,20	0,30- 0,60 0,70 — 1,50 1,50 — 2,60	0,5-0,8 0,6-1,2				
						-	
						-	
Примечание. Вид и режимы термической обработки наплавленного
условиях на электроды конкретных марок.
17. Наиболее распространенные типы и марки электродов и основные
области их ярнменения
Тип	Марка	Область применения
Э-10Г2 э-пгз Э-12Г4 Э-15Г5 Э-ЗОГ2ХМ	ОЗН-250У ОЗН-ЗООУ ОЗН-350У ОЗН-400У НР-70	Наплавка деталей, работаю- щих в условиях интенсивных ударных нагрузок (оси, валы, автосцепки, железнодорож- ные крестовины, рельсы и др-)
Э-16Г2ХМ Э-35Г6 Э-ЗОВ8ХЗ Э-35Х12ВЗСФ Э-90Х4М4ВФ	ОЗШ-1 ЦН-4 ЦШ-1 Ш-16 ОЗН-З	Наплавка штампов для го- рячей штамповки
ЭЛЕКТРОДЫ ДЛЯ СВАРКИ И НАПЛАВКИ
ИЗ
Продолжение табл. 16
									Твердость HRC	
	W	V	Ti	Прочие элементы	S | Р					
					не более Группа электродов по ГОСТ 9466-75				без терми- ческой обра- ботки	после терми- ческой обра- ботки
					1 и2	3	1 и2	3		
	5,0-8,0 8,8-12,2 11,0-15,0 4,0-5,0	0,3-0,7 0,5-1,1 0,4-0,8 1,4-2,0		6,5-9,5 Со 12,7-16,3 Со 15,7-19,3 Со 7,а-8,0 Nb 59,0-65,0 Со	0,030	0,020	0,035	0,030	—	55-60 52-58 62-66
					0,035 0,030 0,035	0,025 0,020 0,025	0,040 0,035 0,040	0,035 0,030 0,035	50-55 52-57 40-50	-
		-	<0,4							
металла должны соответствовать указанным в паспортах или технических
Продолжение табл. 17
Тип	Марка	Область применения
Э-37Х9С2 Э-70ХЗСМТ Э-24Х12 Э-20Х13 Э-35Х12Г2С2 Э-100Х12М Э-120Х12Г2СФ Э-10М9Н8К8Х2СФ	ОЗШ-З ЭН-60М ЦН-5 48Ж-1 нж-з ЭН-Х12М Ш-1 ОЗШ-4	Наплавка штампов для хо- лодной штамповки
Э-80В18Х4Ф Э-90В10Х5Ф2 Э-105В6Х5МЗФЗ Э-08К15В7М5ХЗСФ Э-10К18В11М10ХЗФ	ЦИ-1М ЦИ-2У И-1 ОЗИ-4 ОЗИ-5	Наплавка металлорежуще- го инструмента, а также штампов для горячей штам- повки в тяжелых условиях (осадка, вытяжка, прошивки)
114
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Продолжение табл. 17
Тип-	Марка	Область применения
Э-300Х28Н4С4 Э-225Х10Г10С Э-110Х14В13Ф2 Э-175Б8Х6СТ	ЦС-1 ЦН-11 ВСН-6 ЦН-16	Наплавка деталей, работаю- щих в условиях интенсив- ного абразивного износа с ударными нагрузками
Э-08Х17Н8С6Г Э-09Х16Н9С5Г2М2ФТ Э-09Х31Н8АМ2 Э-13Х16Н8М5С5Г4Б Э-15Х15Н10С5МЗГ Э-15Х28Н10СЗГТ Э-15Х28Н10СЗМ2ГТ Э-200Х29Н6Г2 Э-190К62Х29В5С2	ЦН-6М, ЦН-6Л ВПИ-1 УОНИ-13/Н1-БК ЦН-12М, ЦН-12Л ЦН-18 ЦН-19 ЦН-20 ЦН-3 ЦН-2	Наплавка уплотнительных поверхностей арматуры для котлов, трубопроводов, неф- теаппаратуры
Э-65Х11НЗ Э-65Х25ПЗНЗ	ОМГ-Н ЦНИИН-4	Наплавка изношенных де- талей из высокомарганцо- вистых сталей типов ПО Г13 и 110Г13Л
Э-95Х7Г5С Э-30Х5В2Г2СМ	12АН/ЛИВТ/ ТКЗ-Н	Наплавка деталей, работаю- щих в условиях интенсив- ных ударных нагрузок с аб- разивным износом
Э-80Х4С Э-320Х23С2ГТР Э-320Х25С2ГР Э-350Х26Г2Р2СТ	13КН/ЛИВТ Т-620 Т-590 Х-5	Наплавка деталей, работа- ющих преимущественно в условиях абразивного изно- са
ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Техника выполнения шва и режим сварки. Зажигание сварочной дуги.
Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необхо-
димую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода,
типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.
Зажигание (возбуждение) производится двумя способами (рис. 1).
При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту
начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию
отводят вверх на расстояние 2 — 5 мм. Второй способ напоминает
ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
115
процесс зажигания спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее
осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом
к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений,
скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном
направлении.
Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от
условий сварки и от навыка сварщика.
Рис. 1. Схемы зажигания сва-
рочной дуги:
а — прикосновением электро-
да в точке; б — чирканьем
концом электрода о по-
верхность металла
Положение и перемещение электрода при сварке. Положение элект-
рода зависит от положения шва в пространстве. Различают следу-
ющие положения швов (рис. 2): нижнее /, вертикальное и гори-
зонтальное на вертикальной плоскости 2, потолочное 3. Сварку
вертикальных швов можно выполнять сверху вниз и снизу вверх. Схема
сварки вертикальных швов показана на рис. 3.
При сварке в нижнем положении электрод имеет наклон от верти-
кали в сторону направления сварки (рис. 4, а). Перемещение электрода
Рис. 2. Расположение сварного шва в пространстве:
/ — нижнее; 2 — вертикальное или горизонтальное; 3 - потолочное
116
РУЧНАЯДУГОВАЯ СВАРКА
Рис. 3. Схемы сварки вертикальных швов:
а — сверху вниз; б — снизу вверх
при сварке может осуществляться способами «к себе» (рис. 4,6) и
«от себя» (рис. 4, в).
При отсутствии поперечных колебательных движений конца элект-
рода ширина валика равна (0,8 —1,5) d электрода. Такие швы (или
валики) называют узкими, или ниточными. Их применяют при сварке
тонкого металла и при наложении первого слоя в многослойном
шве.
Получение средних швов (или валиков), ширина которых обычно
не более (2 — 4)^ электрода, возможно за счет колебательных движений
конца электрода. Основные варианты колебательных движений конца
электрода показаны на рис. 5. Движения, не способствующие усилен-
ному прогреву свариваемых кромок, показаны на рис. 5, а —б; способ-
ствующие усиленному прогреву обеих свариваемых кромок — на
рис. 5,в —ж; способствующие усиленному прогреву одной кромки —
на рис. 5,з—и; способствующие прогреву корня шва — на рис. 5, к.
ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
117
Рис. 5. Основные виды траекторий поперечных движений рабочего конца электрода
Порядок выполнения швов (рис. 6). В зависимости от длины разли-
чают короткие (250-300 мм), средние (350—1000 мм) и длинные
(более 1000 мм) швы. Порядок выполнения длинных швов показан
на рис. 6, в. Шов выполняют короткими отрезками 1—4.
В зависимости от размеров сечения швы выполняют однопроход-
ными или однослойными, многопроходными или многослойными
(рис. 7). Однопроходная сварка производительна и экономична, но
металл шва недостаточно пластичен вследствие грубой столбчатой
структуры металла шва и увеличенной зоны перегрева. В случае
многослойной сварки каждый нижележащий валик проходит терми-
ческую обработку при наложении последующего валика, что позволяет
получить измельченную структуру металла шва и соответственно
повышенные механические свойства шва и сварочного соединения.
Расположение слоев (1 —5) при многослойной сварке бывает трех
видов наложения (рис. 8); последовательное каждого слоя по всей
длине шва, «каскадным» способом и способом «горки». Оба послед-
них способа применяют при сварке металла значительной толщины
(более 20 — 25 мм). При выполнении многослойных швов особое
внимание следует уделять качественному выполнению первого слоя
в корне шва. Провар корня шва определяет прочность всего
многослойного шва.
118
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
[(((Ш(Щ«Ц((((((((((((«(«ЦШ(ЦЦ«(И(ЦЦ««(Щ((<!
ZZZ « 2	"™~3
Более fOOO
Рис. 6. Выполнение шва в зависимости от его длины:
а — на проход; б — от середины к краям; в — обратно-ступенчатым способом
Рис. 7. Схемы сварного шва:
а - однопроходны"; б — многослойны"; в — многопроходный
V слой
IV слой
Ш слой
II слой
I слой
3)
Рис. 8. Схемы многослойной сварки:
а — последовательное наложение; б — «каскадны"» метод; в — метод «горки»
ТЕХНОЛОГИЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
119
Подбор силы тока и диаметра электрода. Силу сварочного тока
выбирают в зависимости от марки и диаметра электрода, при этом
учитывают положение шва в пространстве, вид соединения, толщину
и химический состав свариваемого металла, а также температуру
окружающей среды. При учете всех указанных факторов необходимо
стремиться работать на максимально возможной силе тока.
Для подбора силы сварочного тока используют зависимости
/св = Ч; /CB = (2o + 6<y^
где к — коэффициент, значение которого 40 — 60; наибольшее его зна-
чение при сварке в нижнем положении, наименьшее — при сварке
в потолочном и вертикальном положениях; d3 — диаметр электродного
стержня, мм.
Если толщина металла менее l,5dj при сварке в нижнем положе-
нии, то /св уменьшают на 10—15% по сравнению с расчетным. Если
толщина металла более 3d3i то /св увеличивают на 10—15% по
сравнению с расчетным. При сварке на вертикальной плоскости /св
уменьшают на 10—15%, в потолочном положении —на 15—20% по
сравнению с нормально выбранной силой тока для сварки в нижнем
положении. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 18 и 19.
При выполнении сварки качественными электродами силу тока
следует устанавливать в соответствии с данными, указанными в
паспортах или сертификатах на эти электроды.
Диаметр электрода вы-
бирают в зависимости от
толщины свариваемого ме-				19. Ориентировочные режимы сварки сталей типа ЗОХГС			
талла, XJAT1 ГЖ<Т	типа сварного соеди-						
nvnnn,	иилмлкиппл	ши»а	о пространстве, размеров де- тали, состава свариваемого 18. Зависимость силы свароч- ного тока от диаметра элект- рода				Толщина металла, мм	Число слоев или проходов в шве	Диаметр электрода, мм	Сила тока при сварке встык, А
				0,5 1,0 2,0		1,5-2,0 2,0-2,5	10 — 20 20-50
Диа- метр элект-	Сила свароч- ного	Диа- метр элект-	Сила свароч- ного		1	2,5 — 3,0	40-100
				3,0 4,0		3-4	80- 120 90-120
рода, мм	тока, А	рода, мм	тока, А	6,0-8,0 10,0 20,0	1-2 3	4-5	120-160 140-180
1,5	25-40	6	280-360		5-6	4-5-6	140-220
2 3 4 5	60-70 100-140 160-200 220-280	7 8 10	370-450 450-560 750-850	Примечание. Силу тока для сварки тавровых соединений увеличивают на 10 — 15% по сравнению со сваркой встык.			
120
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
металла. При сварке встык металла толщиной до 4 мм применяют
электроды диаметром, равным толщине свариваемого металла. При
сварке металла большой толщины применяют электроды диаметром
4—8 мм при условии обеспечения провара основного металла. В мно-
гослойных стыковых швах первый слой выполняют электродом диамет-
ром 3 — 4 мм, последующие слои выполняют электродами большего
диаметра.
Сварку в вертикальном положении производят с применением
электродов диаметром не более 5 мм. Потолочные швы выполняют
электродами диаметром до 4 мм.
СВАРКА СТАЛЕЙ
Сварка низкоуглеродистых сталей. Низкоуглеродистые стали,
содержащие до 0,25 % углерода, хорошо свариваются. Сварные
соединения при этом легко обрабатываются режущим инструментом.
Сварку следует вести на максимально допустимых режимах. Под-
готовку кромок под сварку производят согласно ГОСТ 5264 — 69.
Сварка углеродистых сталей. К углеродистым сталям относятся
среднеуглеродистые стали с содержанием углерода 0,3 —0,5% и
высокоуглеродистые с содержанием углерода 0,5 —1,0%.
При сварке среднеуглеродистых сталей возможно образование
трещин как в основном, так и в наплавленном металле. Для
получения качественных соединений перед сваркой необходим подогрев
изделия до 200 —350 °C. После сварки изделие вновь помещают
в печь, нагревают его до 675 —700 °C, медленно охлаждают вместе
с печью до 100—150°C. Дальнейшее охлаждение изделия можно
производить на воздухе. При сварке среднеуглеродистых сталей
применяют электроды марок УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, К5А, УП-1/45,
ОЗС-2, УП-2/45, ВСП-1, МР-1, ОСЗ-4 и др. Сварку электродами
УОНИ-13, ОЗС-2, ВСП-3 можно выполнять только на постоянном
токе обратной полярности. Применение электродов ВСП-1, МГ-1,
ОЗС-4, К-5 А дает возможность использовать любой род тока.
Высокоуглеродистые стали используют при изготовлении режу-
щего, бурильного и другого инструмента. Технология сварки этих
сталей обязательно предусматривает предварительный подогрев до
350—400 °C, иногда сопутствующий подогрев и последующую тер-
мическую обработку. Сварку производят узкими валиками неболь-
шими участками. Обязательно заплавляют кратеры или выводят их
на технологическую пластинку. Сварку при температуре окружающей
среды ниже 4- 5 °C и на сквозняках производить нельзя.
Сварка легированных сталей. При сварке легированных сталей
необходимо тщательно очищать кромки от окалины, пыли, грязи,
шлака, а также удалить влагу с поверхности металла путем подо-
грева кромок до ПО —120 °C газовой горелкой. Для уменьшения
опасности закалки основного металла применяют многопроходную
сварку швами одинакового сечения, а также метод отжигающего
СВАРКА СТАЛЕЙ
121
валика, причем валик не должен касаться основного металла. Для
предупреждения появления трещин необходим предварительный по-
догрев изделия перед сваркой до 100 —350 °C.
Низколегированные стали. К этим сталям относят наиболее
распространенные стали типа 15ХСНД (НЛ-2) по ГОСТ 19281—73
и др. Стали типа 15ХСНД при сварке склонны образовывать
закалочные структуры.
Для предупреждения перегрева и образования закалочных структур
рекомендуется многослойная сварка с большим интервалом времени
между наложением слоем. Электродуговую сварку металла толщиной
2 мм и более производят электродами УОНИ-13/55, УОНИ-13/65
на постоянном токе обратной полярности.
Для изделий толщиной более 15 мм после сварки необходима
термическая обработка — высокотемпературный отпуск (550 —650 °C).
Хромокремнемарганцовистые стали 20ХГСА, 25ХГСА, ЗОХГСА и
35ХГСА относятся к низколегированным конструкционным сталям
повышенной прочности. При сварке они образуют закалочные струк-
туры. В зависимости от толщины металла применяют однослойную
и многослойную сварку с малыми интервалами времени между
наложением слоев. Для сварки применяют электроды со стержнями
Св-18ХГС, Св-18ХМА или низкоуглеродистую проволоку Св-08А.
Марки покрытий электродов: НИАТ-ЗМ, ЦЛ-18-63, ЦЛ-30-63, ЦЛ-14,
УОНИ-13/85. Ориентировочные режимы сварки приведены в табл. 19.
Изделия, сваренные из стали 25ХГСА, нагревают до темпера-
туры 650 — 880 СС с выдержкой в течение 1 ч на каждые 25 мм
толщины и охлаждают на воздухе или в горячей воде.
Среднелегированные стали. Стали 12М, 12ХМ, 15ХМ, 20ХМ
предназначены для изготовления деталей, работающих в условиях
высоких температур (400 —600 °C) и при давлении газа или пара
до 30,0 МПа (трубчатые элементы паровых котлов, элементы
нефтеперегонной и химической аппаратуры и т. п.). Эти стали
имеют склонность к образованию трещин в зоне термического влия-
ния. Поэтому требуется предварительный подогрев до температуры
200 —300 °C и последующая термическая обработка (отпуск). Отпуск
проводят по режиму: нагрев изделия до 710°C, выдержка при этой
температуре не менее 5 мин на каждый миллиметр толщины
металла с последующим медленным охлаждением. Иногда эти стали
отжигаются при температуре 670 —800 °C.
Для сварки сталей 12МХ, 15ХМ и 20МХЛ применяют электроды
ЦУ-2МХ, ЦЛ-38, ЗИО-20, УОНИ-13ХМ. Сварку производят на
постоянном токе обратной полярности.
Высоколегированные стали. К этим сталям относятся стали типа
Х18Н9, Х18Н9Т, применяемые в химическом и пищевом машино-
строении. Эти стали имеют высокие прочность, вязкость и пластич-
ность. При сварке необходимо учитывать, что эти стали имеют
пониженную электропроводность и теплопроводность, что ведет к
значительным короблениям, а также к межкристаллитной коррозии.
122
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Поэтому строгое соблюдение режимов сварки особенно важно.
Для сварки применяют электроды ЗИО-З, ОЗЛ-8, ЦЛ-11, ЦТ-1 и др.
Сварку ведут на постоянном токе обратной полярности, применяя
медные подкладки или ускоренное охлаждение швов водой или
сжатым воздухом.
К окалиностойким сталям относятся стали типа Х25Н12 и
Х25Н20, применяющиеся при изготовлении трубопроводов, деталей
турбин, котлов высокого давления, химической аппаратуры и др.
Они имеют повышенное сопротивление коррозии и выдерживают
длительные нагрузки при высоких температурах. Эти стали имеют
склонность к образованию горячих трещин. Для сварки сталей
этого типа применяют электроды ЦЛ-25, ОЗЛ-4, ОЗЛ-9А, ГС-1,
ОЗЛ-5 и ЦТ-17. Сварку производят на постоянном токе обратной
полярности. Для снятия напряжений после сварки стали подвергают
термической обработке (отпуск при 650 °C).
Хромистые стали Х6СМ, 4Х9С2, 15Х5М, Х5МФ, 12X13 с со-
держанием хрома 4 — 14% относятся к мартенситному классу. Эти
стали применяют для изготовления конструкций повышенной проч-
ности в агрессивной среде (аппаратура нефтеперерабатывающей
промышленности). Стали 15X28, 1Х17Ю5 с содержанием хрома
18 — 30% относят к ферритному классу. Эти стали хорошо сопро-
тивляются окислению при высоких температурах.
Склонность хромистых сталей к закаливанию на воздухе с
образованием мартенситной структуры и рост зерен в зоне тер-
мического влияния составляют основные трудности при сварке этих
сталей. Сварку хромистых сталей необходимо выполнять с предва-
рительным подогревом до 200 — 400 °C.
После сварки изделие охлаждают на спокойном воздухе до
150 —200 °C, а затем подвергают высокому отпуску: нагрев в печи
до 720 —750 °C с выдержкой в течение 5 мин на 1 мм толщины
металла, но не менее 1 ч, с последующим медленным охлаждением
на спокойном воздухе. Стали с содержанием 7 — 10% Сг выдержи-
вают в печи в течение 10 мин на 1 мм толщины металла.
Рекомендуемые электроды: ЦЛ-17-63, СЛ-16, УОНИ-13/85 и др.
Сварку производят На постоянном токе обратной полярности.
Высокомарганцовистые стали типа НОГ 13Л, содержащие 11 — 16%
Мп, относятся к сталям аустенитного класса. Стали обладают высо-
кой износостойкостью, их применяют для изготовления железнодо-
рожных крестовин, зубьев экскаватора, ковшей землечерпалок и
других деталей. Для сварки применяют электроды трех типов:
никеле марганцовистые, содержащие 4—4,5% Ni, 11 — 13% Мп, 0,6 —
1,0% С. На стержни наносят покрытия основного типа: корро-
зионно-стойкие ; низкоуглеродистые; покрытия, содержащие до 60 — 65 %
феррохрома. Сварку производят на постоянном токе обратной по-
лярности. Сталь сваривают в закаленном состоянии.
Закалку проверяют с помощью магнита (закаленная сталь не-
магнитна).
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА СВАРЩИКА
123
Инструментальные стали Р18, Р9 и их заменители ХВГ, 9ХВГ,
9ХС применяют для изготовления режущего инструмента. Режущий
инструмент с помощью электродуговой сварки можно изготовить
двумя способами: приваркой пластин быстрорежущей стали к дер-
жавкам из поделочной стали и наплавкой быстрорежущей стали или
ее заменителей на заготовку из углеродистой стали.
Наплавка целесообразна в случае использования для изготовления
электродов отходов быстрорежущей стали (поломанных сверл, резцов,
зенкеров, разверток и др.), иногда изготовляют специальные элек-
троды из быстрорежущей стали, катаной проволоки или из кованых
стержней. Наплавляют в земляных формах, где формуется одно-
временно несколько заготовок. Наплавку ведут в один прием, не
прерывая по мере оплавления. Перед обрывом дугу выводят на
металл заготовки. После наплавки инструмент отжигают, затем
обрабатывают механическим путем и, наконец, подвергают зйкалке
и трехкратному отпуску, после чего твердость наплавленного металла
достигает HRC 61—64.
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА СВАРЩИКА
Рабочие кабины. Для защиты рабочих от излучения дуги в
постоянных местах сварки устанавливают для каждого сварщика
отдельную кабину размером 2 х 2,5 м и 2x2 м. Стенки кабины
могут быть сделаны из тонкого железа, фанеры, брезента. Фанера
и брезент должны быть пропитаны огнестойким составом, например
раствором алюмокалиевых квасцов. Каркас кабины изготовляют из
стали (из трубы или уголка). Пол в кабине должен быть из
огнестойкого материала (кирпич, бетон, цемент). Стены окрашивают
в светло-серый цвет красками, хорошо поглощающими ультрафио-
летовые лучи (цинковые или титановые белила, желтый крон).
Освещенность кабины должна быть не менее 80—100 лк. Кабину
оборудуют местной вентиляцией с воздухообменом 40 м 3/ч на
каждого рабочего.
Вентиляционный отсос располагают так, чтобы газы, выделяю-
щиеся при сварке, проходили мимо сварщика.
Сварку деталей производят на рабочем столе высотой 0,5 —0,7 м.
Крышку стола изготовляют из чугуна толщиной 20 — 25 мм. В ряде
случаев на столе устанавливают различные приспособления для
сборки и сварки изделий. Если выполняются однотипные работы,
то стол заменяется манипулятором, на котором изделие собирается
и сваривается в удобном для сварщика положении. Сварочный пост
оснащен генератором, выпрямителем или сварочным трансформатором.
Щитки и маски применяют для защиты глаз и лица электро-
сварщика от прямого излучения электрической дуги, брызг рас-
плавленного металла и искр. Их изготовляют по ГОСТ 12.4.035 —
78 из токонепроводящего, нетоксичного и невоспл вменяющегося
124
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
материала. Стандарт не распространяется на специализированные
щитки и маски, предназначенные для работы в труднодоступных
местах, в помещениях с повышенной загазованностью и при других
особых условиях работы.
Внутренняя сторона корпусов щитков и масок должна иметь
матовую гладкую поверхность черного цвета. Щиток имеет ручку
овального сечения длиной не менее 120 мм, а маска снабжена
устройством, удерживающим ее на наголовнике не менее чем в
двух фиксированных положениях: опущенном (рабочем) и откинутом
назад. Щитки и маски должны иметь массу не более 0,6 кг.
Они комплектуются светофильтрами.
Светофильтр выбирается в зависимости от мощности дуги
(сварочного тока).
По ГОСТ 12.4.080-79 выпускают стеклянные светофильтры сле-
дующих марок:
Светофильтры	Э-1	Э-2	Э-3	Э-4
Сварочный ток, А	30 — 75 75 — 200	200 — 400 >400
Для вспомогательных рабочих при электросварке используются
светофильтры В-1; В-2; В-3.
По заказу потребителя щитки и маски комплектуются по-
кровным стеклом по ГОСТ 111—78 для защиты светофильтра от
брызг металла и защитным стеклом из оргстекла, которое нужно
2 — 3 раза в месяц заменять новым. Рамка щитков и масок,
предназначенная для установки стекол, должна иметь размеры в свету
40 х 90 мм. Нельзя пользоваться случайными цветными стеклами,
так как они не могут надежно защищать глаза от невидимых
лучей сварочной дуги, вызывающих хроническое заболевание глаз.
Электрододержатели применяют для закрепления электрода и под-
вода к нему тока при ручной дуговой сварке по ГОСТ 14651 —78Е.
Основные параметры электрододержателей должны соответствовать
указанным в табл. 20.
Электрододержатели допускают захват электрода не менее чем в
двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 115° к оси
электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя необ-
ходимо надежно изолировать от случайного соприкосновения со
свариваемым изделием или руками сварщика. Сопротивление изо-
ляции не менее 5 МОм. Изоляция рукоятки должна выдерживать
без пробоя в течение 1 мин испытательное напряжение 1500 В при
частоте 50 Гц. Превышение температуры наружной поверхности
рукоятки при номинальном режиме работы не более 55 С. По-
перечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью свар-
щика, должно вписываться в круг диаметром не более 40 мм.
Схемы некоторых конструкций электрододержателей показаны на
рис. 9.
20. Техническая характеристика электрододержателей
Параметр	ЭП-2	эп-з	ЭД-125	ЭД-315	ЭД-500	ЭР-1	ЭР-2	ЭВ-2	ЭВ-3	ЭВ-4	ЭДС-125	ЭДС-315
Сварочный ток, А	250	500	125	315	500	300	500	500	315	125	125	315
Диаметр электродов, мм	До 5	6 — 8	1,6-3	2-6	4-10	До 6	6-8	6-8	4-6	До 4	До 4	3-6
Сечение подсоединя- емого сварочного кабеля, мм2	50	70	25	50	70	50	70	70	50	35	25	50
Габаритные размеры (длина х ширина х х высота), мм	250 х х 40 х х80	325 х х 37 х х95	249 х х 32 х х 74	266 х х 36 х х 84	293 х х 40 х х92	220 х х 48 х х 80	260 х х 50 х х 85	270	235	230	195	225
Диаметр, мм	-	-	-	-	-	-	-	50	47	45	42	48
Масса, кг	0,43	0,8	0,32	0,48	0,62	0,52	0,72	0,5	0,37	0,27	0,22	0,34
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТЫ МЕСТА СВАРЩИКА
126
РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА
Рис. 9. Типы электродо держателей:
о —вилочный; б — щипцовый; в — завода «Электрик» им. Н. М. Шверника,
г. Ленинград; г - с пружинящим кольцом
21. Площадь сечения сварочного
провода в зависимости от
силы тока
Сила то- ка, А	Площадь сечения провода, мм2	
	одинар- ного	двойного
125	25		
315	50	2х 16
500	70	2x25
Дополнительный инструмент сварщика. Для присоединения провода
к изделию применяют винтовые зажимы типа струбцин, конец
провода в которые впаивают твердым припоем.
Зажимы должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым
изделием.
Для зачистки швов и удаления шлака применяют проволочные
щетки — ручные и с электроприводом.
Для клеймения швов, вырубки дефектных мест, удаления брызг
и шлака служат клейма, зубила и молотки.
Для хранения электродов при сварке на монтаже применяют
брезентовые сумки длиной 300 мм, подвешиваемые к поясу свар-
щика. В цеховых условиях для этой цели используют стаканы,
изготовленные из отрезка трубы диаметром 50 — 75 мм, длиной
300 мм, с приваренным донышком — подставкой.
Сварочные провода служат для
подвода тока от сварочной машины
или источника питания к электро-
додержателю и свариваемому из-
делию. Электрододержатели снаб-
жаются гибким изолированным
проводом ПРГДО или ПРГД,
сплетенным из большого числа
медных, отожженных и пролужен-
ных проволочек диаметром 0,18 —
0,2 мм. Рекомендуемые сечения
сварочного провода приведены в
табл. 21. Применять провод дли-
ной более 30 м не рекоменду-
ется, так как это вызывает зна-
чительное падение напряжения в
сварочной цепи.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ 127
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Технология и оборудование сварки плавлением/Под ред. А. И. Акулова,
Г А. Бельчука и В. П. Демянцевича М.: Машиностроение, 1977, с. 7 — 30,
83-114, 204-222, 230-250, 258-271, 279-291.
2. Технология и оборудование сварки плавлением/Под ред. Г. Д. Ни-
кифорова. М.: Машиностроение, 1978, с. 43 — 49, 95 — 99, 122—137.
Глава 4
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
Схема процесса. При этом способе сварки электрическая дуга
горит под зернистым сыпучим материалом, называемым сварочным
флюсом. Под действием тепла сварочной дуги расплавляются элек-
тродная проволока и основной металл, а также часть флюса. В зоне
сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и
газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой
расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую по-
лость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки
от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет метал-
лургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления
сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавлен-
ным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку.
После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая
корка легко отделяется от металла шва.. Неизрасходованная часть
флюса специальным пневматическим устройством собирается во
флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.
Достоинства способа. Как известно, производительность сварки
(количество расплавляемого металла в единицу времени) прямо
пропорциональна величине сварочного тока. При сварке под флюсом
вылет электрода значительно меньше, чем при ручной дуговой
сварке. Поэтому можно, не опасаясь перегрева электрода и от-
деления защитного покрытия, в несколько раз увеличить силу
сварочного тока. Производительность сварки под флюсом в 5 — 20
раз выше, чем при ручной дуговой сварке. Плавление электрод-
ного и основного металла происходит под флюсом, надежно изоли-
рующим их от окружающей среды. Флюс способствует получению
чистого и плотного металла шва, без пор и шлаковых включений,
128
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
с высокими механическими свойствами. Введение во флюс элементов-
стабилизаторов и высокая плотность тока в электродах позволяют
получить устойчивое горение дуги и на переменном токе. Работа
на высоких плотностях тока в электроде позволяет производить
сварку металла зачительной толщины без разделки кромок. Практи-
чески отсутствуют потери на угар и разбрызгивание электродного
металла. Процесс сварки почти полностью механизирован. Простота
процесса позволяет использовать для обслуживания сварочных аппа-
ратов сварщиков-операторов без длительной их подготовки. Механи-
зированная сварка под флюсом по сравнению с ручной дуговой
сваркой значительно улучшает условия труда сварщика-оператора,
повышает общий уровень и культуру производства.
Технико-экономические показатели способа. Максимальная скорость
сварки однофазной дугой под флюсом при удовлетворительном
формировании шва — 70 м/ч. Применение многодуговых аппаратов
позволяет увеличить скорость сварки до 300 м/ч. Диапазон при-
меняемых значений сварочного тока в зависимости от диаметра
электрода приведен в табл. 1. Производительность механизированной
сварки под флюсом 6 — 21 кг/ч. Коэффициент наплавки 14 —
18 г/(А ч). Потери на угар и разбрызгивание составляют 1 — 3?^.
Зависимость коэффициентов наплавки и производительности свар-
ки от силы тока и диаметра электродной проволоки показаны на
рис. 1.
Расход флюса составляет 1,1 — 1,4 расхода электродной проволоки.
Рис. 1. Зависимость коэффициента наплавки (а) и производительности сварки
под флюсом (б) от силы сварочного тока и диаметра электрода; ^ — диаметр
электрода
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
129
1. Диапазон силы сварочного тока
при сварке под флюсом
Диаметр электро- да, мм	Сила тока, А	Плотность тока, А/мм2
2	200-600	65-200
3	300-700	45-90
4	400-800	35-60
5	600- 1000	30-50
6	700-1200	25-45
Области рационального при-
менения. Тенденции развития. Ме-
ханизированная сварка под флюсом
является одним из основных спо-
собов сварки плавлением. Если в
первые годы освоения сварку под
флюсом применяли только при
изготовлении сварных конструкций
из низкоуглеродистых сталей, то
сейчас успешно сваривают низко-
легированные, легированные и вы-
соколегированные стали различных
классов, сплавы на никелевой ос-
нове. В последние годы освоена
сварка под флюсом титана и его сплавов. Под флюсом сваривают
медь и ее сплавы. По флюсу, а в последние годы и под флюсом
сваривают алюминий и его сплавы. Изделия, полученные сваркой
под флюсом, надежно работают при высоких температурах и в
условиях глубокого холода, в агрессивных средах, в вакууме и в
условиях высоких давлений.
Наиболее выгодно использовать механизированную сварку под
флюсом при производстве однотипных сварных конструкций, имеющих
протяженные швы и удобных для удержания флюса. Экономически
целесообразнее сваривать под флюсом металл толщиной от 1,5 —
2,0 до 60 мм. Нецелесообразно сваривать конструкции с короткими
швами.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ
СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
Основные понятия, действующие ГОСТы на оборудованке. Для вы-
полнения механизированной дуговой сварки под флюсом необходим
комплекс оборудования: источник питания, сварочный аппарат, ме-
ханическое оборудование и приспособления, обеспечивающие необ-
ходимую точность сборки изделия и получение качественного свар-
ного соединения. Этот комплекс технологически связанного между
собой оборудования называют сварочной установкой.
Сварочным аппаратом называют комплекс механизмов и электри-
ческих приборов, необходимых для механизации и автоматизации
приемов и операций при выполнении сварного соединения. Процесс
выполнения сварного соединения можно расчленить на следующие
приемы и операции: возбуждение сварочной дуги и поддержание
устойчивого горения дуги на заданных режимах (токе и напряжении),
подача электрода в зону сварки, направление электрода по оси
шва, перемещение дуги по заданному направлению вдоль сваривае-
мых кромок с заданной скоростью, подача флюса в зону сварки,
сбор неиспользованного флюса, прекращение процесса сварки и
5 п/р. В. В. Степанова
130
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
заварка кратера. Устройство, осуществляющее возбуждение дуги, по-
дачу электродной проволоки, поддержание режима и прекращение
процесса сварки, называют сварочной головкой. Если сварочная го-
ловка с системой механизмов корректировок, бункером для флюса,
кассетой для проволоки смонтированы на самоходной тележке, то
это устройство называют самоходным сварочным аппаратом. Само-
ходные сварочные аппараты перемещаются по специально установлен-
ным направляющим и предназначены для сварки одного или группы
однотипных изделий. Самоходные сварочные аппараты являются
частью стационарных сварочных установок. Переносной сварочный
аппарат, перемещающийся в процессе выполнения сварного соединения
вдоль кромок или непосредственно по поверхности изделия, или
по переносному пути, уложенному на изделии, называют сварочным
трактором.
Сварочную головку с системой механизмов корректировок, бун-
кером для флюса и с кассетой для проволоки, закрепленной
неподвижно над свариваемым изделием, называют подвесным свароч-
ным аппаратом. При использовании подвесных сварочных аппаратов
в установках перемещается само изделие с помощью механического
оборудования (манипуляторов, вращателей, роликовых стендов), а дуга
остается неподвижной. Подвесные сварочные аппараты устанавливают
и на тележки (глагольные, велосипедные), когда, например, необходимо
выполнить длинные прямолинейные швы или переместить сварочный
аппарат с одной позиции на другую и т. д.
Устройство, в котором механизирована только подача электрод-
ной проволоки, а перемещение дуги вдоль свариваемых кромок
выполняет сварщик вручную, называют шланговым аппаратом (шлан-
говым полуавтоматом).
В настоящее время -наша промышленность выпускает большой
парк оборудования для механизированной сварки под флюсом.
Самоходные аппараты общего назначения выпускают в соответствии
с ГОСТ 8213 — 75 *Е «Автоматы для дуговой сварки плавящимся
электродом, самоходные».
В соответствии с этим ГОСТом аппараты выпускают на следую-
щую силу тока: 315, 500, 630, 1000 и 1600 А для сварки постоян-
ным, переменным, а также постоянным и переменным током.
По способу регулирования скорости подачи электродной проволоки
аппараты могут быть с плавным, плавноступенчатым и со ступен-
чатым регулированием, по способу подачи электродной проволоки —
с независимой от напряжения на дуге (с постоянной скоростью по-
дачи) и с зависимой от напряжения иа дуге подачей (с авто-
матическими регуляторами напряжений на дуге). Аппараты выпус-
кают частотой 50 Гц на номинальное напряжение питающей сети
200 или 380 В — для аппаратов на номинальные токи 315, 500 и
630 А; 380 В — для аппаратов на номинальные токи 1000 и 1600 А,
ОБОРУДОВАНИЕДЛЯСВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
131
ГОСТ 8213 — 75 *Е предъявляет требования к электрической схеме
аппарата, которая должна обеспечивать: настроечные (вверх и вниз)
и рабочие перемещения электродной проволоки; настроечные и ра-
бочие перемещения аппарата вперед и назад; начало и прекращение
процесса сварки с помощью кнопок или выключателей; остановку
аппарата и растяжку дуги при окончании сварки; контроль с
помощью стрелочных индикаторов сварочного тока, напряжения на
дуге, скорости сварки (для аппаратов с плавным и плавноступен-
чатым ее регулированием).
ГОСТ 8213 —75 *Е допускает суммарное сечение сварочных про-
водов с медными жилами при их естественном охлаждении не
менее 50, 70, 95, 200 и 300 мм2 для аппаратов на номинальные
токи 315, 500, 630, 1000 и 1600 А соответственно.
Гарантийный срок устанавливается один год с момента ввода
аппарата в эксплуатацию при условии соблюдения правил его
эксплуатации и хранения.
Шланговые аппараты выпускают по ГОСТ 18138 —79Е «Полуавто-
маты шланговые для дуговой сварки плавящимся электродом».
Основные элементы н узлы сварочных аппаратов. Механизм пода-
чи электродной проволоки состоит из привода и системы подающих
роликов. Привод обеспечивает вращение подающего ролика с задан-
ной скоростью и с необходимым крутящим моментом, а также
настройку заданной скорости подачи электродной проволоки. В ка-
честве приводов механизмов подачи используют асинхронный дви-
гатель и редуктор со сменными шестернями или коробкой
скоростей. Разработаны механизмы подачи с двигателями по-
стоянного тока. Аппараты с механизмами подачи со сменными
шестернями широко применяют в серийном или массовом произ-
водстве, где режим сварки перестраивается относительно редко.
Механизмы подачи со сменными шестернями просты по устройству,
надежны (в работе. В индивидуальном производстве, где часто
приходится изменять режим сварки, используют аппараты, имеющие
механизмы подачи с коробками скоростей, с вариаторами.
Конструкция системы подающих роликов должна обеспечивать
стабильную подачу из кассеты в зону сварки проволоки из различ-
ных материалов и разных диаметров без ее значительной дефор-
мации. Используют цилиндрические ролики с насечкой, с гладкой
канавкой, с канавкой и насечкой, обрезиненные ролики, шестерен-
чатые ролики с канавкой и др.
Токоподводящие мундштуки служат для направления электрода
в зону сварки и подвода к нему тока. Мундштуки бывают ро-
ликовыми, колодочными, трубчатыми и Сапожковыми. Сапожковые
мундштуки обычно устанавливают на аппаратах, предназначенных
для работы с проволокой малых диаметров (до 2 мм). Роликовые,
колодочные и трубчатые мундштуки применяют при сварке про-
волокой диаметром 3 — 6 мм.
5*
132
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
Правильные механизмы предназначены для правкй электродной
проволоки. Проволоку пропускают через систему свободно вращаю-
щихся роликов, расположенных таким образом, чтобы обратным из-
гибом проволоки компенсировать ее кривизну. В большинстве сов-
ременных сварочных аппаратов установлены механизмы для правки
проволоки только в одной плоскости. Разработаны конструкции
для правки в двух и более плоскостях.
Кассеты для проволоки. Наибольшее распространение при сварке
проволокой 3 — 5 мм получили кассеты закрытого типа. На шлан-
говых аппаратах (проволока диаметром до 2 мм) устанавливают
как правило кассеты открытого типа. На некоторых сварочных
аппаратах устанавливают крестовины для проволоки или конические
катушки.
Механизмы перемещения служат для перемещения сварочной дуги
с заданной скоростью, для возвращения сварочного аппарата в ис-
ходное положение вручную или с маршевой скоростью. В качестве
механизма перемещения чаще всего используют трех- или четырех-
колесную тележку, перемещающуюся по специальным направляющим
или по изделию. Скорость перемещения можно настраивать сменными
шестернями, сменными ходовыми колесами или изменением числа
оборотов двигателя постоянного тока.
-Флюсоаппараты служат для подачи флюса в зону сварки и сбора не-
использованного флюса после сварки. На сварочных тракторах, на
держателях шланговых аппаратов устанавливают бункер для подачи
флюса в зону сварки. На подвесных самоходных сварочных аппаратах
смонтированы флюсоаппараты, которые служат и для подачи, и для
сбора флюса. Эти флюсоаппараты бывают трех систем: всасываю-
щие, нагнетательные и всасывающе-нагнетательные. Флюсоаппараты
подключают к сети сжатого воздуха давлением 0,5 —0,6 МПа.
Механизмы корректировки служат для установки до сварки и
корректировки во время сварки положения сварочной дуги относи-
тельно свариваемых кромок. В зависимости от конструкции аппа-
рата эти корректировки можно выполнять вручную или автома-
тически.
В комплект сварочных аппаратов входит шкаф управления.
Здесь установлены источники питания двигателей, используемых
в аппарате, элементы управления работой и настройкой сварочного
аппарата: силовой контактор, промежуточные реле, предохранитель-
ные устройства и др. Для управления аппаратом и контроля
режима сварки устанавливают пульт управления. Для подвода сва-
рочного тока используют сварочные провода соответствующего сечения.
Настройка аппаратов на заданный режим. Наша промышленность
выпускает два типа аппаратов: с постоянной скоростью подачи
электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге, и
аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге
и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИПОД ФЛЮСОМ	133
В сварочных головках с постоянной скоростью подачи при
изменении длины дугового промежутка восстановление режима про-
исходит за счет временного изменения скорости плавления электрода
вследствие саморегулирования дуги. При увеличении дугового про-
межутка (увеличение напряжения на дуге) уменьшается сила сварочного
тока, что приводит к уменьшению скорости плавления электрода.
Уменьшение длины дуги вызывает увеличение сварочного тока и
скорости плавления.
В сварочных головках с автоматическим регулятором напряжения
на дуге нарушение длины дугового промежутка вызывает такое
изменение скорости подачи электродной проволоки (воздействуя на
электродвигатель постоянного тока), при котором восстанавливается
заданное напряжение на дуге.
Аппараты этих двух типов отличаются и настройкой на заданный
режим основных параметров: сварочного тока и напряжения на
дуге. На аппаратах с постоянной скоростью подачи заданное зна-
чение сварочного тока настраивают подбором соответствующего
значения скорости подачи электродной проволоки. Напряжение на
дуге настраивают изменением крутизны внешней характеристики
источника питания (рис. 2, а).
Необходимую скорость подачи электродной проволоки устанавли-
вают или сменными зубчатыми шестернями (ступенчатое регулиро-
вание), или изменением числа оборотов двигателя постоянного
I)!
in
In
Гц,
Рис. 2. Изменения внешней
характеристики источника
питания для настройки
параметров режима свар-
ки:
а — на аппаратах с по- у g
стоянной скоростью по-
дачи; б —с автоматиче-
ским регулятором напря-
жения на дуге	/д
6)
134
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
тока (плавное регулирование). Для расширения пределов регулирования
скорости подачи в последнее время часто используют плавно-
ступенчатое регулирование (двигатель постоянного тока и редуктор
со сменными шестернями).
На аппаратах с автоматическим регулятором напряжение на
дуге задается и автоматически поддерживается постоянным во время
сварки.
Заданное значение сварочного тока настраивают изменением
крутизны внешней характеристики источника питания (рис. 2, б).
Настройка других параметров режима сварки (скорости сварки,
вылета электрода, высоты слоя флюса и др.) аналогична для
аппаратов обоих типов и определяется конструктивными особен-
ностями конкретного аппарата. Например, вылет электрода на сва-
рочном тракторе АДС-1000 (аппарат с автоматическим регулятором
напряжения на дуге) устанавливается специальным механизмом для
перемещения мундштука; на универсальном сварочном аппарате
АБС (с постоянной скоростью подачи электрода) — механизмом подъе-
ма и опускания штанги, на которой установлен механизм подачи
с правильным механизмом и мундштуком. Скорость сварки настраи-
вается или установлением на механизме перемещения соответствую-
щих сменных зубчатых шестерен (у аппаратов АБС, ТС-17М. и др.),
или изменением числа оборотов двигателя постоянного тока (АДС-1000
.и др.).
Характеристики современных сварочных аппаратов приведены
табл. 2 — 5.
2. Техническая характеристика шланговых аппаратов для сварки под флюсом
Параметр	ПШ-5-1	ПШ-54	ПДШМ-500	ПДШР-500	А-1197Ф
Диаметр электрода, мм	1,6-2,0	1,6-2,0	1,6-2,5	1,6-2,5	1,6-2,0
Номинальный свароч- ный ток, А	600	500	500	500	500
Предел регулирования тока, А	100-600	100 — 550	100-600	100-600	—
Скорость подачи прово- локи, м/ч	80-600	80-600	100-420	100-420	120-720
Регулирование скорости подачи	Ступе}	1чатое	Плавносту- пенчатое	Плавное	Плавно- ступенча- тое
Длина шланга, мм	3,5	3,5	4,0	4,0	3,0
Габаритные размеры ме-	440 х	405 х	400 х 345 х	400 х 345 х	550 х
ханизма подачи (дли- на х ширина х высота), мм	х 300 х х 340	х 330 х х 340	х 343	х 343	х 360 х х 200
Масса механизма пода- чи, кг	20	23	13	13	23
3. Технические характеристики аппаратов тракторного типа для сварки под флюсом
Параметр	ТС-17М-1	ТС-35	АДФ-501	АДФ-1003	АДС-1000-4	АДФ-1001; АДФ-1004	АДФ-1601; АДФ-1602
Диаметр электрода, мм	1,6-5,0	1,6-5,0	1,6-2,0	2,0-5,0	2,0-5,0	2,0-5,0	3,0-6,0
Номинальный свароч- ный ток, А	1000	1000	500	1000	1000	1000	1600
Номинальный режим ра- боты ПР, %	100	60	60	60	100	60	100
Скорость подачи про- волоки, м/ч	52-400	56-435	30 — 720	18-360	60-360	18-360	18-360
Регулирование скорости подачи	Ступенчатое				Плавное		
Система подачи прово- локи	Независимая от		напряжения дуги		Зависимая от напряжения дуги		
Скорость сварки, м/ч	16-126	16-126	12-120	12-120	12-120	12-120	12-120
Емкость бункера для флюса, дм3	6,5	6,0	6,0	6,0	12,0	6,0	6,0
Габаритные размеры (длина х ширина х х высота), мм	715х345х х 540	850 х 530 х х490	940х 365х х670	810х310х х510	1010х370х х665	1050х 365х х655	1050 х 365 х х 655
Масса трактора,	45	45	55	40	65	60	60
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
136
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
4. Технические характеристики самоходных и подвесных сварочных аппаратов
для сварки под флюсом
Параметр	АБС	А-384МК	А-1416	А-1419	А-1401	А-1410
Диаметр электрода, мм	2,0-6,0	3,0-5,0	2,0-5,0	2,0-5,0	2,0-5,0	2,6-5,0
Номинальный свароч- ный ток, А	1500	1000	1000	2000	1000	2000
Скорость подачи про- волоки, м/ч	28-220	24-228	47-508	47-508	13-530	13-530
Скорость сварки, м/ч Регулирование скоростей	14-110	Ступен*	12-120 1атое	24-240	12-120 Пла	24-240 вное
Вертикальный ход, мм	200	200	250	250	250	250
Поперечная корректи- ровка, мм	±75	±75	±75	±75	—	±75
Емкость бункера, дм3	35	35	55	55	55	55
Габаритные размеры	760 х	610х	1660х	1660 х	1660 х	1660х
(длина х высота х	х1750х	х 1846 х	X 1160х	х 1160х	х1160х	X 1160 X
х ширина), мм	х710	х 700	х 870	х 870	х 870	х870
Масса аппарата, кг	160	135	320	320	325	325
5. Технические характеристики двухдуговых сварочных аппаратов
Параметр	ДТС-38*1	А-639	А-1412	А-1422
Диаметр электрода, мм	2,0-5,0	1,6-5,0	2,0-5,0	2,0-5,0
Номинальный сва- рочный ток, А	1000 x2	1000 x2	1600x2	1600x2
Скорость подачи про- волоки, м/ч	58-580	28- 220	13-530	47-508
Регулирование ско- рости подачи	Ступенчатое		Плавное	Ступенчатое
Скорость сварки, м/ч	16-160	14-110	24-240	24-240
Вертикальный ход, мм	±25	200	250	250
Поперечная корре- ктировка, мм	±60	±100	±75	±75
Емкость бункера, дм3	15	55	—	—
Г абаритные размеры	900 х 400 х	1450х630х	1405х890х	1405х890х
(длина х ширина х х высота), мм	х930	х2100	х 1920	х 1920
Масса аппарата, кг	90	322	325	390
1 Аппарат тракторного типа.
СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
137
СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Электродная проволока. Правильный выбор марки электродной
проволоки для сварки — один из главных элементов разработки
технологии механизированной сварки под флюсом. Химический
состав электродной проволоки определяет состав металла шва и,
следовательно, его механические свойства.
При механизированной сварке под флюсом используют проволо-
ку, выпускаемую промышленностью по ГОСТам и ТУ. Для сварки
сталей предназначена проволока по ГОСТ 2246 — 70* «Проволока
стальная сварочная». В соответствии с этим ГОСТом выпускают
низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную проволоку
диаметром 0,3; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,4; 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0;
5,0; 6,0; 8,0; 10,0; 12,0 мм. Химический состав проволоки при-
веден в табл. 8, гл. 3. Проволока поставляется в бухтах массой до
80 кг. На каждой бухте крепят металлическую бирку с указанием
завода-изготовителя, условного обозначения проволоки, номера партии
и клейма технического контроля. По соглашению сторон проволоку
могут поставлять намотанной на катушки или кассеты. Транспорти-
ровать и хранить проволоку следует в условиях, исключающих
ее ржавление, загрязнение и механическое повреждение.
Если же поверхность проволоки загрязнена или покрыта ржав-
чиной, то перед употреблением ее необходимо очистить. Проволоку
очищают при намотке ее на кассеты в специальных станках,
используя наждачные круги. Для удаления масел используют керосин,
уайт-спирит, бензин и др. На некоторых заводах для устранения
влаги применяют термическую обработку: прокалку при температуре
100 —150 °C. ЦНИИТМАШ рекомендует обрабатывать проволоку
в 20 %-ном растворе серной кислоты с последующей прокалкой
при температуре 250 °C 2 — 2,5 ч. Необходимость в обработке
электродной проволоки перед сваркой отпадает, если использовать
омедненную проволоку.
Для механизированной сварки под флюсом и по флюсу алю-
миния и его сплавов используют сварочную проволоку, выпускаемую
по ГОСТ 7871 —75 «Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых
сплавов». ГОСТ 16130 — 72 «Проволока и прутки из меди и спла-
вов на медной основе сварочные» предъявляет требования к про-
волоке для сварки меди и ее сплавов. Подготовка этих проволок
к сварке во многом определяет качество сварного соединения.
Как правило, подготовка этих проволок к сварке такая же, как и
основного металла. Наилучшие результаты обеспечивает химическая
обработка или электролитическое полирование.
Сварочные флюсы. Сварочный флюс — один из важнейших элемен-
тов, определяющих качество металла шва и условия протекания
процесса сварки. От состава флюса зависят составы жидкого шлака
и газовой атмосферы. Взаимодействие шлака с металлом обусловли-
138 МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
вает определенный химический состав металла шва. От состава ме-
талла шва зависят его структура, стойкость против образования
трещин. Состав газовой атмосферы обусловливает устойчивость
горения дуги, стойкость против появления пор и количество выделяе-
мых при сварке вредных газов.
Функции флюсов. Флюсы выполняют следующие функции: физи-
ческую изоляцию сварочной ванны от атмосферы, стабилизацию
дугового разряда, химическое взаимодействие с жидким металлом,
легирование металла шва, формирование поверхности шва.
Лучшая изолирующая способность — у флюсов с плотным строе-
нием частиц мелкой грануляции. Однако при плотной укладке
частиц флюса ухудшается формирование поверхности шва. Достаточно
эффективная защита сварочной ванны от атмосферного воздействия
обеспечивается при определенной толщине слоя флюса.
Необходимая высота слоя флюса сварки низкоуглеродистых
и низколегированных сталей на различных режимах следующая:
Сварочный ток, А	200	400	600	800	1000	1200
Высота слоя флюса, мм	25 — 35	25-35	35 — 40	35 — 40	45 — 60	45 — 60
В состав флюса вводят элементы-стабилизаторы, повышающие
стабильность горения дуги. Введение этих элементов позволяет
применять переменный ток для сварки, более широко варьировать
режимы сварки.
Химический состав металла шва формируется за счет основного
и электродного металлов. Однако состав флюса может привести
к заметным изменениям химического состава металла шва. Эти
изменения возможны, как правило, только в пределах долей про-
цента. Для легирования металла шва применяют керамические флюсы.
Формирующая способность флюсов определяется вязкостью шла-
ка, характером ее зависимости от температуры, межфазным натя-
жением на границе металл — шлак и т. п. Формирующая способность
в значительной степени зависит от мощности дуги. При сварке
мощной дугой (ток свыше 1000 А) хорошее формирование обеспе-
чивают «длинные» флюсы, вязкость которых при повышении темпе-
ратуры монотонно уменьшается. При сварке кольцевых швов малого
диаметра для предотвращения стекания шлака следует использовать
«короткие» флюсы, вязкость которых резко уменьшается с повышением
температуры. Существенное влияние на формирование шва оказывает
газопроницаемость флюса, которая определяется размерами частиц
и насыпной массой флюса. Рекомендуемые размеры частиц стекло-
видного флюса в зависимости от мощности дуги, обеспечивающие
удовлетворительное формирование шва, приведены ниже.
Сварочный ток, А
Грануляция частиц, мм
200 - 600
0,25 -1,6
600-1200
0,4-2,5
СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
139
Классификация флюсов. По назначению флюсы подразделяются:
для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей; для свар-
ки легированных и высоколегированных сталей; для сварки цвет-
ных металлов и сплавов. В зависимости от химического со-
става флюсы классифицируют по содержанию кремния и марганца.
Низкокремнистые флюсы содержат менее 35 % SiO2. При содержании
более 1 % МпО флюс называют марганцевым. Высококремнистые
флюсы содержат более 35 % SiO2; в составе безмарганцевых флю-
сов менее 1 % МпО. Особую группу при классификации флюсов
по химическому составу занимают бескислородные флюсы. По сте-
пени легирования различают флюсы пассивные (практически не леги-
рующие металл шва), слаболегирующие (плавленые) и легирующие
(керамические). По способу изготовления флюсы подразделяются на
плавленые, керамические и механические смеси. По строению частиц
плавленые флюсы разделяют на стекловидные (прозрачные зерна)
и пемзовидные (зерна пенистого материала белого или светлых от-
тенков желтого, зеленого, коричневого и других цветов). Пемзо-
видные флюсы имеют меньшую насыпную массу (0,7 —1,0 кг/дм3),
чем стекловидные (1,1 —1,8 кг/дм3). Наибольшее применение нашли
плавленые флюсы, выпускаемые в соответствии с ГОСТ 9087 — 69*.
Общие требования к флюсу. Флюсы для механизированной
сварки должны обеспечивать устойчивое протекание процесса сварки,
отсутствие кристаллизационных трещин и пор в металле шва,
требуемые механические свойства металла шва и сварного соеди-
нения в целом, хорошее формирование шва, легкую отделимость
шлаковой корки, минимальное выделение токсичных газов при сварке,
а также иметь низкую стоимость и возможность массового про-
мышленного изготовления.
Флюсы для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей
(табл. 6). Для предупреждения пор и получения заданных механи-
ческих свойств при сварке этих сталей металл шва раскисляют
и легируют кремнием и марганцем. Это достигается применением
следующих сочетаний флюсов и сварочной проволоки: плавленый
высококремнистый марганцевый флюс (35 — 40% МпО; 40 — 45% SiO2)
и низкоуглеродистая проволока Св-0,8; плавленый высококремнистый
флюс (40% SiO2, менее 15% МпО) и низкоуглеродистая сварочная
проволока, легированная марганцем до 2 % (Св-10Г2); керамический
флюс и низкоуглеродистая сварочная проволока.
Наиболее широко применяют флюсы АН-348-А, ОСЦ-45, АН-60.
Флюсы АН-348-АМ, ОСЦ-45М, ФЦ-9 применяют при работе шланго-
выми аппаратами. Эти флюсы имеют меньшее содержание фто-
ристых соединений и выделяют меньше вредных газов. Флюс АН-60
предназначен для сварки мощной дугой на большой скорости.
Для сварки стали большой толщины мощными дугами исполь-
зуют флюсы ФЦ-4 и ФЦ-5.
Флюсы для сварки легированных и высоколегированных сталей.
Флюсы для сварки этих групп сталей должны обеспечивать ми-
6. Состав (масс, доли, %) сварочных флюсов, используемых для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей
Компоненты	АН-348-А	АН-348-АМ	ОСЦ-45	ОСЦ-45М	АН-60	ФЦ-9	ФЦ-4	ЛПИ-609	АН-51
SiOj	41,0-44,0	41,0-44,0	38,0-44,0	38,0-44,0	42,5-46,5	38,0-41,0	45,0	33,0-40,0	31,0-33,0
МпО	34,0-38,0	34,0-38,0	38,0-44,0	38,0-44,0	36,0-41,0	38,0-41,0	33,0	35,0-40,0	5,0-6,5
CaF2	4,0-5,5	3,5-4,5	6,0-9,0	6,0-9,0	5,0-8,0	2,0-3,0	-	>2,5	7,0-8,5
СаО	>6,5	>6,5	>6,5	>6,5	3,0-11,0	>6,5	5,0	4,5-6,0	12,0-15,0
MgO	5,0-7,5	5,0-7,5	>2,5	>2,5	0,5-3,0	>2,5	>2,0	>2,0	14,0-17,0
А12О3	>4,5	>4,5	>5,®	>5,0	>5,0	10,0-13,0	3,5	9,0-12,0	21,0-23,0
тю2	-	-	-	-	-	-	3,0	1,5-6,0	1,5-2,5
Na2O, К2О	-	-	-	-	-	-	5,5	-	-
Fe2O3, не более	2,0	2,0	2,0	2,0	1,5	2,0	2,0	1,5	—
S, не более	0,15	0,15	0,15	0,15	0,15	0,10	0,10	0,15	0,15
Р, не более	0,12	0,12	0,15	0,10	0,15	0,10	0,10	0,15	0,05
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
Примечание. Состав флюсов АН-348-А, АН-348-АМ, ОСЦ-45, ОСЦ-45М, АН-60, ФЦ-9 приведен в соответствии
с ГОСТ 9087-81.
СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
141
нимальное окисление легирующих элементов, вводимых в шов из
электродного и основного металлов. Для выполнения этого требо-
вания применяют флюсы с низким содержанием окислов железа,
марганца, кремния и титана. Химический состав низкокремнистых,
бескремнистых и фторидных флюсов для сварки легированных
и высоколегированных сталей приведен в табл. 7 и 8.
Сварку высоколегированных сталей под низкокремнистыми, бес-
кремнистыми и фторидными флюсами выполняют на постоянном
токе обратной полярности. Сварка на переменном токе практи-
чески невыполнима из-за малой устойчивости дуги и неудовлетвори-
тельного формирования шва.
Керамические флюсы для сварки сталей. Отсутствие операции
плавления при изготовлении керамических флюсов позволяет вводить
в их состав минералы, руды, ферросплавы, металлы и другие
компоненты независимо от их взаиморастворимости. С помощью
керамических флюсов можно легировать металл шва различными
элементами. Однако степень легирования в большой степени зависит
от режима сварки.
Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей при-
меняют флюсы К-11, КВС-19 в сочетании со сварочной проволокой
Св-08 и Св-08А. В сочетании с керамическими флюсами для
сварки легированных сталей (КС-ЗОХГСНА, КС-Ш, ФЦК и др.)
используют низкоуглеродистую, легированную или высоколегирован-
ную проволоку. В первом случае легирование металла шва обеспе-
чивает основной металл и керамический флюс. Во втором случае
через керамический флюс в металл шва вводят легирующие элементы,
отсутствующие в сварочной проволоке и основном металле.
Химический состав некоторых керамических флюсов приведен
в табл. 9.
Флюсы для сварки цветных металлов и сплавов. Флюсы для
сварки алюминия и его сплавов должны быть легкоплавкими, хими-
чески нейтральными к жидкому металлу шва, иметь малую плот-
ность. Для сварки алюминия и его сплавов используют флюсы на
основе фторидов и хлоридов щелочных металлов. Однако эти
флюсы имеют высокую электропроводность и позволяют выполнять
сварку по флюсу. Химический состав флюсов для сварки алюминия
приведен в табл. 10 и 11.
Для сварки меди и ее сплавов применяют флюсы, исполь-
зуемые для сварки сталей: АН-348-А, АН-20, АН-26 и др. Высоко-
кремнистые флюсы (АН-348-А и др.) рекомендуют применять только
при сварке меди толщиной до 8 мм. Для сварки больших толщин
применяют флюсы АН-26С или АН-20С. Для повышения стойкости
против пористости при сварке меди большой толщины ИЭС им.
Е. О. Патона рекомендует механическую смесь флюсов АН-26П
(80%) и АН-60 (20%).
Подготовка флюса для сварки. Во избежание появления пор
в швах влажность сварочных флюсов не должна превышать уста-
7. Состав сварочных флюсов (масс, доли, %), применяемых для сварки легированных и высоколегированных сталей
Компоненты	АН-20С, АН-20СМ, АН-20П	АН-22	АН-26СП АН-26С АЙ-26П	48-ОФ-Ю	АН-28	АН-17	АН-30	АН-70	48-ОФ-6
SiO2	19,0-24,0	18,0-21,5	29,0-33,0	9,0-12,0	5,0-10,0	17,0-21,0	>5,0	>8,0	>4,0
МпО	>0,5	7,0-9,0	2,5-4,0	-	> 1,0	4,0-6,0	-	-	-
СаО	3,0-9,0	12,0-15,0	4,0-8,0	>8,0	35,0-44,0	14,5-18,5	16,0-20,5	25,0-35,0	16,0-23,0
MgO	9,0-13,0	11,5-15,0	15,0-18,0	11,0-14,0	>2,0	9,0-12,0	13,0-16,0	-	>3,0
А12О3	27,0-32,0	19,0-23,0	19,0-23,0	28,0-34,0	36,0-45,0	21,0-25,0	39,0-44,0	35,0-45,0	20,0-27,0
К2О, Na2O	2,0-3,0	1,0-2,0	-	-	1,0-2,0	-	-	-	-
CaF2	25,0-33,0	20,0 - 24,0	20,0-24,0	35,0-45,0	5,0-15,0	19,0-23,0	19,0-23,0	15,0-25,0	45,0-60,0
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
Примечания. 1. Состав флюсов АН-20, АН-22 и АН-26 приведен в соответствии с ГОСТ 9087 — 81.
2. В состав флюса АН-17 входит 7,5-9,5 % FeO.
СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
143
8.	Состав (масс, доли, %) фторидных флюсов для сварки высоколегированных
сталей
Флюс	CaF2	NaF	A12O3	CaO	MgO	SiO2
АНФ-1	92,0-96,0		—	4,0-6,0	—	>1,5
АНФ-5	75,0-80,0	17,0-25,0	—	—	—	>2,0
АНФ-7	65,0-75,0	—	—	18,0-30,0	—	>2,0
АНФ-8	45,0-55,0	—	25,0-35,0	12,0-18,0	—	>2,0
АНФ-17	48,0-55,0	—	22,0-26,0	3,0-5,0	—	—
АНФ-16	50,0-55,0	5,0-7,0	23,0-32,0	>5,0	5,0-9,0	>5,0
АНФ-22	86,0-92.0	—	—	2,0-3,0	—	—
АНФ-23	61,0-64,0	—	21,0-25,0	10,0-13,0	—	>2,0
Примечание. В состав флюса АНФ-17 входит 4,0 —8,0% К2О и 9,0 —
13,0% МпО; флюса АНФ-22 - 8,0-12,0 % В2О3.
9. Состав керамических флюсов (масс, доли, %) для сварки сталей
Компоненты	К-2	КВС-19	кс-ш	КС-С	ФЦК	К-11
Марганцевая руда	—	54,0	—	—	—	60,0
Титановый концентрат	55,0	—	—	—	—	—
Полевой шпат	13,0	—	—	—	—	—
Кварцевый песок	—	30,0	5,0	—	—	20,0
Плавиковый шпат	10,0	7,0	6,0	20,0	—	10,0
Хлористый калий	—	—	—	—	77,0	—
Мрамор	—	—	42,4	35,8	5,0	—
Двуокись титана	—	—	6,0	5,0	10,0	—
Ферросилиций	8,0	7,0	—	4,7	—	10,0
Ферромарганец	14,0	—	—	0,5	—	—
Ферротитан	—	2,0	14,0	6,0	—	—
Феррохром	—	—	24,0	23,0	—	—‘
Ферроалюминий	—	—	1,5	—	—	—
Никель металлический	—	—	—	2,0	—	—
Графит	—	—	1,1	3,0	—	—
Силикат натрия (раствор плот- ностью 1,25, % по отношению к шихте)	13,0	30,0	17,0	15,0		25,0
новленных норм. Влажность флюса АН-60 не должна превышать
0,05%; для остальных марок плавленых флюсов, выпускаемых по
ГОСТ 9087 — 81 не более 0,10%. Флюсы повышенной влажности
просушивают в печах при 100 — 110°С (стекловидные флюсы) и 290 —
144
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
10. Состав (масс, доли, %) флюсов
для сварки алюминия и его
сплавов по флюсу (полуоткрытой
дугой)
Компоненты	МАТИ-1а	МАТИ-10	АН-1А
Криолит	3,0	2,0	30,0
Хлористый натрий	—	—	20,0
Хлористы ~ калий	47,0	30,0	50,0
Хлористый барий	—	68,0	—
ХлористьГ литий	8,0	—	—
Фтористый натрий	42,0	—	—
11. Состав (масс, доли, %) плавленых
флюсов для сварки алюминия закры-
той дугой*1
Компоненты	ЖА-70П	ЖА-72П
Криолит	28,0-44,0	36,0-46,0
Хлористый калий	46,0	34,0-40,0
Хлористы ~ натрий	15,0-19,0	14,0-17,0
Кварцевый песок	3,0-5,0	До 1,0
Фтористый кальций	—	4,0-6,0
*1 Разработчик — Ждановский ме-
таллургический институт.
310 СС (пемзовидные флюсы). Фторидные флюсы прокаливают при
500-900 СС.
При повторном использовании флюсов размеры их частиц умень-
шаются. Поэтому следует периодически просеивать флюс через сито
и использовать его для работ на меньших сварочных токах.
ТЕХНОЛОГИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
Подготовка основного металла и сборка. Для получения заго-
товок заданных размеров, формы разделки кромок под сварку
используют механическую обработку: токарную, строгание, фрезеро-
вание, обрезку на гильотинных ножницах. Широко применяют в нас-
тоящее время кислородную и плазменную резку. Эти способы
обеспечивают высокую производительность и достаточную в боль-
шинстве случаев точность подготовки кромок.
Форму разделки кромок для механизированной сварки под
флюсом выбирают в зависимости от толщины свариваемых изделий
и в соответствии с ГОСТ 8713 — 79 «Швы сварных соединений.
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Основные
типы и конструктивные элементы», ГОСТ 11533 — 75 «Автомати-
ческая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Соединения свар-
ные под острыми и тупыми углами», ГОСТ 16098 — 70 «Швы
сварных соединений из двухслойной коррозионно-стойкой стали».
Основной* металл очищают от ржавчины, масла, влаги, рыхлого
слоя окалины и других загрязнений. Допускается зачистка не всей
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
145
поверхности свариваемых деталей, а только части поверхности
кромок шириной 30 — 40 мм. Особенно тщательно зачищают торцы
свариваемых кромок. Зачистку выполняют механическими способами
(пескоструйным, дробеструйным, металлическими щетками, абразив-
ными кругами и др.) или химическими способами. Для удаления
масел и влаги применяют газопламенную обработку.
Сборка имеет своей целью установку свариваемых деталей в
заданных плоскостях, с заданными зазорами между ними. Взаимо-
расположение деталей не должно нарушаться в процессе сварки.
Наилучший вариант сборки — в специальных сборочно-сварочных
приспособлениях. Сборку выполняют и на прихватках длиной 20 —
120 мм с расстоянием между ними 500 — 800 мм. Сечение шва
прихватки должно быть не более */з сечения шва (но не более
25 — 30 мм2). При сварке жестких узлов прихватки заменяют сплош-
ным швом малого сечения.
Сборку выполняют ручной дуговой сваркой, используя электро-
ды соответствующего типа, или шланговыми аппаратами. Места
прихваток тщательно очищают от шлаковой корки, брызг.
Прихватки и сборочный шов при механизированной сварке под
флюсом переплавляют без их предварительной вырубки.
Выводные планки используют для начала процесса сварки и вы-
вода кратера за пределы свариваемого изделия. Выводные планки
выполняют из материала той же марки и такой же толщины, что и
свариваемые детали, они должны иметь такую же разделку, как и
кромки свариваемых деталей. Выводные планки приваривают к сва-
риваемым деталям стыковым швом, непровары в этом шве не допус-
каются. Нарушение правил установки выводных планок приводит
к появлению трещин в металле шва свариваемого изделия. Длина
выводных планок 100 — 200 мм, ширина 60 —100 мм.
Влияние основных параметров режима сварки на геометрию свар-
ного соединения. Геометрические размеры сварного шва в большей
степени определяют его свойства. Геометрию сварного шва ха-
рактеризуют глубиной проплавления основного металла h, шириной
шва Ь, высотой усиления а, площадью наплавки Гн и площадью про-
плавления Гпр (рис. 3). Отношение ср = b/h называют коэффициентом
формы шва, а ф = bja — коэффициентом усиления. Коэффициенты
формы шва и усиления определяют работоспособность сварного
соединения в целом, стойкость металла шва против образования
трещин. Установлено, что значение этих коэффициентов должно быть
в пределах: ср = 0,8 -г 4,0; ф = 7 4- 12.
Соотношение наплавленного (электродного) и расплавленного ос-
новного металла в металле шва характеризует коэффициент, назы-
ваемыи долей участия основного металла в металле шва	.
Fн + F „р
При применении сварочной проволоки химического состава, от-
личающегося от основного металла, химический состав металла шва
146
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
Рис. 3. Геометрические размеры:
а — стыковых швов; б — угловых
(следовательно, его структура и механические свойства) определяется
долей участия основного металла в металле шва.
Геометрия сварного шва зависит от параметров режима сварки:
силы сварочного тока, напряжения на дуге, скорости сварки, диа-
метра электрода, рода тока, флюса, угла наклона электрода.
Сила сварочного тока. С увеличением силы сварочного тока
повышается давление дуги. При этом расплавленный металл вытес-
няется в хвостовую часть сварочной ванны. Уменьшение жидкой
прослойки под дугой улучшает теплообмен между пятном дуги и
основным металлом. Глубина проплавления увеличивается, ширина
шва практически остается постоянной (рис. 4, а). Повышение сварочно-
го тока связано с увеличением количества расплавляемого металла.
Поэтому, при постоянных других параметрах режима сварки увели-
чивается высота усиления шва (см. рис. 4, а). Коэффициенты формы
шва и усиления при повышении сварочного тока уменьшаются.
В результате заметно ухудшаются условия дегазации металла в сва-
рочной ванне, повышается склонность металла шва к появлению
горячих трещин. Образуется резкий переход от основного металла
к наплавленному, что снижает работоспособность сварного соединения,
особенно при ударных и знакопеременных нагрузках; ухудшается
поверхность шва, шлаковая корка плохо отделяется. Поэтому при
переходе на большие значения сварочного тока следует увеличивать и
напряжение на дуге.
Напряжение на дуге (рис. 4,6). С повышением напряжения на
дуге (при постоянных других параметрах) увеличиваются ее длина
и подвижность. Это обусловливает увеличение ширины шва и умень-
шение высоты его усиления (количество наплавляемого электрод-
ного металла остается практически постоянным). Увеличение под-
вижности пятна дуги, расположенного на изделии, обусловливает
повышение площади пятна нагрева и, следовательно, увеличение
тепла, идущего на теплоотвод. Это приводит к уменьшению тепла,
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
147
идущего на плавление основного металла и, следовательно, глубины
проплавления.
Скорость сварки (рис. 4, в). С увеличением скорости сварки умень-
шается ее погонная энергия, поэтому уменьшается ширина шва.
Количество наплавляемого металла с увеличением скорости сварки
на единицу длины шва уменьшается. Это приводит к уменьшению вы-
соты усиления шва. Однако с увеличением скорости столб дуги на-
чинает отклоняться в противоположную направлению сварки сторону.
Отклоняясь, столб дуги вытесняет часть жидкого металла в хвосто-
вую часть ванны. Уменьшение толщины жидкой прослойки под дугой
и обусловливает увеличение глубины проплавления при повышении
скорости сварки до 30 — 35 м/ч. При дальнейшем повышении ско-
рости в связи с уменьшением погонной энергии и отсутствием
жидкой прослойки под дугой глубина проплавления уменьшается.
Диаметр электрода, С увеличением диаметра электрода (при по-
стоянных других параметрах) усиливается блуждание активного пятна
по торцу электрода и, следовательно, активного пятна, расположен-
ного на изделии. Ввод тепла дуги через большую поверхность
увеличивает ширину шва и теплоотвод, что приводит к уменьшению
глубины проплавления (табл. 12).
Угол наклона электрода. При наклоне электрода «углом назад»
(рис. 5, а) соответственно отклоняется и столб дуги. Давлением дуги
часть металла оттесняется в хвостовую часть ванны, и глубина
148
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
12. Влияние диаметра электрода и сварочного тока на глубину проплавления
Диаметр электро- да, мм	Сварочный ток, А	Г в 1 Г лубина проплавле- ния, мм	Диаметр электро- да, мм	Сварочный ток, А	Глубина проплавле- ния, мм
	200	3,0		425	4,0
	300	4,0		500	5,0
2	400	6,0	4	675	8,0
	500	8,0		800	10,0
	600	10,0		900	11,5
	350	4,0		600	6,0
	400	4,5	5	725	8,0
3	500	6,0		825	10,0
	625	8,0		900	11,0
	750	10,0			
Примечание. Флюс АН-348, проволока Св-08А.
проплавления увеличивается. При наклоне электрода «углом вперед»
(рис. 5,6) часть столба располагается над поверхностью основного
металла и прогревает свариваемые кромки. Давлением столба дуги
жидкий металл вытесняется в переднюю часть ванны. Толщина жид-
кой прослойки под дугой увеличивается, уменьшаются глубина про-
плавления и высота усиления, а ширина шва несколько возрастает.
Сварка «углом назад» и «углом вперед» является одним из тех-
Рнс. 5. Схемы процессов сварки под флюсом:
а — «углом назад»; б — «углом вперед»
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
149
нологических приемов, позволяющих получать заданную форму свар-
ного шва.
Род тока, полярность. При сварке постоянным током в катод-
ном пятне выделяется больше тепла, чем в анодном. Поэтому при
прямой полярности тока (катод на электроде, анод на изделии)
меньше расплавляется основного металла, чем при обратной поляр-
ности. Это обусловливает уменьшение ширины шва и глубины
проплавления при сварке постоянным током прямой полярности по
сравнению со сваркой на обратной полярности. Зона проплавления
при сварке на переменном токе при тех же параметрах занимает
промежуточное значение: меньшее, чем при обратной полярности
и большее, чем при прямой полярности.
Свойства флюсов. Изменения геометрии сварного шва и внеш-
него его вида зависят от стабилизирующих свойств, вязкости и
насыпной массы флюса.
С повышением стабилизирующих свойств флюса увеличивается
длина дуги и ее подвижность. Поэтому глубина проплавления
уменьшается, а ширина шва растет.
Флюсы с меньшей насыпной массой обеспечивают получение
сварных швов с меньшей глубиной проплавления и с большей
шириной шва, так как чем меньше масса, тем меньше давление ее
на газовую полость. Это обусловливает увеличение объема газовой
полости и повышение подвижности дуги и, следовательно, увеличе-
ние ширины шва и уменьшение глубины проплавления.
Форма разделки, величина зазора. Экспериментально установлено,
что форма разделки, величина зазора определяют прежде всего
долю участия основного металла в металле шва. Чем больше
зазор или разделка кромок, тем меньше доля участия основного
металла в шве. Увеличение параметров разделки приводит к умень-
шению высоты усиления и увеличению глубины проплавления. При
постоянных параметрах режима сварки стыковых соединений (рис. 6)
остаются постоянными ширина шва bt площадь наплавленного ме-
талла FH и толщина шва Н = h 4- а =	4- а{ = h2 4- а2.
Расчет основных параметров режима механизированной сварки под
флюсом из условия получения заданных геометрических размеров
шва. Выбор основных параметров режима сварки может быть вы-
полнен по таблицам справочных данных, на основании экспериментов
и расчетом. Выбор параметров и результаты расчета требуют обя-
зательной экспериментальной проверки и корректировки.
Существуют несколько методик расчета: методика ИЭС им.
Е. О. Патона, методика М. И. Разикова и др. Ниже приведена
методика В. П. Демянцевича.
Расчет основных параметров режима сварки рекомендуется про-
изводить в следующей последовательности.
1.	На миллиметровой бумаге в натуральную величину или в оп-
ределенном масштабе вычерчивают сварное соединение, которое тре-
буется сварить. На чертеж наносят контуры сечения шва, свариваемых
150
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
Ри£. 6. Геометрические размеры
швов при сварке стыковых соеди-
нений (параметры режима сварки
постоянные):
а — без разделки кромок без за-
зора; б — без разделки с гаранти-
рованным зазором; в - с И-об-
разной разделкой кромок
нор-
свар-
кромок в соответствии с действующими ГОСТами, заводскими
малями или ТУ. При этом учитывают, что механизированную
ку под флюсом рекомендуют применять при толщине свариваемых
листов до 60 мм, максимальное сечение однопроходного шва обычно
не более 100 мм2; максимальная толщина металла, свариваемого за
один проход при односторонней сварке 14 мм при сборке без зазора,
28 мм - при разделке кромок или при сборке с гарантированным за-
зором 4— 12 мм; максимальная толщина металла, свариваемого за один
проход при двусторонней сварке 20 мм при сборке без зазора,
50 мм — при разделке кромок или при сборке с гарантированным
зазором 4—12 мм.
По чертежу определяют геометрические параметры шва: шири-
ну Ь, глубину проплавления h, высоту усиления а, площаДь на-
плавки Гн, площадь проплавления Гпр, толщину шва Н (рис. 6).
2.	Рассчитывают основные параметры сварки.
Определяют силу сварочного тока (А):
1СВ = (80 - 100) hb
где hi — расчетная глубина проплавления, мм.
При однопроходной односторонней сварке принимают hi = 5, при
двусторонней сварке hi = 0,6 4- 0,7 8 (сборка без зазора, без разделки
кромок), где 8 — толщина свариваемых деталей. При сварке соеди-
нений, собранных с гарантированным зазором 4—12 мм, с разделкой
кромок
hi = Н------.
0,735
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
151
При сварке угловых швов расчет ведется как для сварки стыкового
соединения с углом раскрытия кромок 90°
Диаметр электродной проволоки; мм
4. = 1,13
где j — допустимая плотность тока, А/мм2.
Допустимая плотность тока для различных диаметров электрода
зависит от диаметра электрода:
d3, мм	2	3	4	5	6
у, А/мм2	65-200	45-90	35-60	30-50	25-45
Скорость сварки (м/ч)
^СВ =
где коэффициент А выбирают в зависимости от диаметра электрода:
4 мм	2	3	4	5	6
Л-10-3, А-м/ч	8— 12	12-	16	16-20	20-25	25-30
Напряжение на дуге (В)
1/д = 20 +
50-10'3
|/Г се
+1.
3.	Проверяют выбранные основные параметры режима сварки.
Для этого рассчитывают величину погонной энергии сварки (Дж/см)
(7п “ ^св^дПи/усв>
где г|и = 0,8 4-0,85 — эффективный КПД нагрева изделия дугой;
1>св — скорость сварки, см/с.
Коэффициент формы провара
Ф = fc'(19 — 0,01/св)
*СВ
При плотности тока j 120 А/мм2 к' — 0,92 (сварка на постоянном
токе обратной полярности), к' = 1,12 (на прямой полярности). При
j < 120 А/мм2 к' = 0,367/° 1925 (при сварке на обратной полярности);
при сварке на прямой полярности к' = 2,82//°’1929. При сварке пере-
менным током во всех диапазонах плотностей тока к' = 1.
Определяют глубину проплавления h2 (см) и ширину шва Ь2 (см)
при рассчитанных выше основных параметрах режима:
/12 = 0,0076
Ь2 = Ф^2-
Полученные значения глубины проплавления и ширины шва срав-
нивают с исходными данными. Погрешность не должна превышать
± 5 %. В противном случае необходимо ввести корректировку выбран-
ных значений основных параметров с учетом их влияния на геомет-
рию шва и вновь выполнить проверку в соответствии с п. 3.
152
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
4.	Рассчитывают по уточненным после проверки данным значение
погонной энергии сварки и мгновенную скорость охлаждения ме-
талла в околошовной зоне при температуре наименьшей устойчивости
аустенита по известным формулам Н. Н. Рыкалина. Для случая
однопроходной сварки стыковых соединений без разделки кромок
мгновенная скорость охлаждения металла, °С/с
, ,	(Т- То)3
где X — теплопроводность, Вт/(см °С); су — объемная теплоемкость,
Дж/(см3 • °C); То - начальная температура изделия, °C; Т - температура
наименьшей устойчивости аустенита, °C. Для большинства низкоугле-
родистых и низколегированных сталей можно принять X — 0,42 Вт/
/(см • °C), су = 5,25 Дж/(см3 • °C), Т = 550 + 600 °C.
Полученное значение мгновенной скорости охлаждения сравнивают
с оптимальным интервалом скоростей охлаждения (табл. 13). Если зна-
13. Оптимальный интервал скоростей охлаждения металла в околошовной зоне
(по М. X. Шоршорову)
Сталь	Оптималь- ный интер- вал скоро- стей охлаж- дения, °С/с	По каким свойствам выбран* *1	Сталь	Оптимальный интервал скоростей охлаждения, °С/с	По каким свойствам выбран*1
СтЗкп	1,2-12,0	дн, МДж/м 2, не менее 0,2 при - 50 °C	35ХГСА*2	1,5-7,0 <8,0	0,5 при +20°С ф, %, не менее
Б СтЗ	1,4-15,0	0,5 при - 50 °C	25Г2Л	<8,0	20 при + 20°С
35	0,12-7,0	0,2 при + 20 °C	30Г2Л	<6,0	20 »	»
40	2,4-5,0	0,6 »	» 1	12МХ	2-100	40 »	»
45 09 Г2	2,0-4,0 1,0-15,0	0,35 »	» 0,3 при —60 °C	30ХМА	0,1-10	30 »	» (5>12%)
16ГС	1,0—12,0	0,2 »	»	I 35ХМ	1,0-5,0	25 »	»
17ГС	10,0-30,0	0,4 »	»	25ХГСА	0,07-1,3	20 »	»
10Г2СД	1,0-15,0	0,2 »	»	30ХГСА*2	1,6-6,0	22 »	»
14ХГС	0,8-2,6	0,5 »	»	40ХГСА*2	<0,5	20 »	»
14ХГ2	1,2-5,5	0,2 при — 50 °C	45XHMTA*2	<0,5	20 »	»
10ХСНД	0,8-15,0	1,2 при + 20 °C	12Х2Н4МД	Не ограничен	35 »	»
15ХСНД	1,8-9,0	0,7 »	» (ф>100°)	15Х5М Х5ВА	0,8-8,0 0,8-15,0	25 »	» 25 »	»
40Х 23Г 20ХГС	4,0-14,0 2,5-70,0 1,9-12,0	0,5 при +20 °C 0,5 »	» 0,5 »	» (Ф>75‘)	0,8X13	Не ограничен	18-20»	»
ф — относительное сужение, 8 — пластичность, ф — угол загиба.
*2 При предварительном подогреве до 100 —200 °C.
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
153
чения мгновенной скорости охлаждения не выходят за пределы
оптимального интервала скоростей охлаждения, то выбранный режим
сварки обеспечит получение заданных свойств металла в около-
шовной зоне (ударная вязкость, твердость и др.). В противном случае
следует изменить режим или технологию сварки. Например, вместо
однопроходной применить многопроходную сварку или рассчитать
начальную температуру То из условий получения заданной скорости
охлаждения, обеспечивающей заданные свойства околошовной зоны.
Приведенную методику расчета основных параметров режима
сварки следует применять для случая сварки низкоуглеродистых и
низколегированных сталей. Для случаев расчета режимов сварки
высоколегированных сталей изменяется значение коэффициентов, схема
расчета остается такой же.
Многократная экспериментальная проверка приведённой выше ме-
тодики показала, что наилучшие результаты получают при расчете
режимов сварки металла толщиной не менее 8—10 мм.
Техника выполнения механизированной сварки под флюсом. Стыковые
соединения в зависимости от толщины свариваемого металла и при-
меняемой техники сварки выполняют односторонними и двусторон-
ними швами, с разделкой и без разделки кромок, без зазора н
с гарантированным зазором. Швы как при односторонней, так и при
двусторонней сварке могут быть однопроходными и многопроход-
ными. Наибольшую производительность получают при односторонней
однопроходной сварке. Однако при сварке металла большой толщины
для уменьшения перегрева металла в околошовной зоне при сварке
некоторых сталей целесообразнее применять многопроходные швы.
Разделка увеличивает себестоимость работ при подготовке кро-
мок, повышает расход электродного металла. С этой точки'зрения
целесообразнее применять сборку с гарантированным зазором 4—12 мм
без разделки кромок. Но при сварке стыковых соединений с раз-
делкой кромок улучшаются формирование, макроструктура металла
шва и, следовательно, его рабочие характеристики.
Сварку многопроходных швов выполняют на одних и тех же ре-
жимах, вне зависимости от толщины свариваемых деталей. Толщина
металла определяет число проходов. После каждого прохода поверх-
ность шва тщательно очищают от шлаковой корки, так как остатки
шлака не переплавляются последующими проходами и остаются
в металле шва в виде шлаковых включений.
Для предотвращения протекания расплавленного металла и об-
разования прожогов, для защиты зоны сварки с обратной стороны
и формирования обратной стороны валика стыковые швы уплотняют.
Для этого используют флюсовые подушки, медные или графитовые
подкладки, флюсомедные подкладки, асбестовые шнуры, огнеупорные
стержни, сборку сплошным швом малого сечения.
Сварку на флюсовой подушке применяют довольно часто. Флю-
совую подушку устанавливают с нижней стороны свариваемых де-
талей. Флюс к изделию поджимают гибким шлангом, соединенным
154
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
с магистралью сжатого воздуха, винтовыми, рычажными прижимами
и др. На флюсовой подушке сваривают стыковые односторонние
швы без разделки, с разделкой, с зазором. Флюсовую подушку
используют для уплотнения стыков и при выполнении первого шва
при двусторонней или многопроходной сварке.
Равномерность формы и сечения шва по длине стыка в зна-
чительной степени зависит от равномерности зазора при сборке де-
талей, от равномерности поджатия флюса по длине стыка. При
слабом поджатии флюса шов получается ослабленным, с большим
усилением с обратной стороны. Чрезмерное поджатие флюса обуслов-
ливает получение шва с большим усилением, вогнутым с обратной
стороны. При чрезмерном поджатии флюса и большом зазоре
между свариваемыми деталями можно получить швы со сквозными
отверстиями или каналами.
Режим односторонней сварки стыковых соединений на флюсо-
вой подушке приведены в табл. 14 и 15.
Применение медных (или графитовых) подкладок требует тща-
тельной сборки деталей под сварку и плотного поджатия под-
кладки к свариваемым деталям. Плохое поджатие кромок (с за-
14. Ориентировочные режимы односторонней сварки стыковых швов металла
толщиной 2—8 мм на стендах с флюсовой подушкой
Тол- щина лис- тов, мм	Ширина зазора, мм	Диа- метр элект- рода, мм	Сва- рочный ток, А	Напря- жение ДУГИ, В	Ско- рость свар- ки, м/ч	Грануля- ция флю- са в по- душке	Давление воздуха в шланге, МПа
2	0-1,0	1,6	120	24-28	43,5	Мелкая	0,0784
3	0-1,5	1,6 2 3	275-300 275-300 400-425	28-30 28-30 25-28	34 44 70		
4	0-1,5	2 4	375-400 525-550	28-30 28-30	40 50		0,098-0,147 0,098
5	0-2,5	2 4	425-450 575-625	32-34 28-30	35 46		0,098 - 0,147 0.098
6	0-3,0	2 4	475 600-650	32-34 28-32	30 40,5		0,098-0,147
						Нормаль- ная	
7 8	0-3,0 0-3,5	4	650-700 725-775	30-34 30-36	37 34		
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
155
15. Ориентировочные режимы*1 односторонней сварки стыковых швов на флюсовой
подушке с обязательным зазором
Толщина листов, мм	Ширина зазора в стыке, мм	Свароч- ный ток, А	Напряжение дуги, В		Скорость сварки, м/ч
			при перемен- ном токе	при постоянном токе обратной полярности	
10	3-4	700-750	34-36	32-34	30
12	4-5	750-800	36-40	34-36	27
14	4-5	850-900	36-40	34-36	25
16	5-6	900-950	38-42	36-38	20
18	5-6	950-1000	40-44	36-40	17
20	5-6	950-1000	40-44	36-40	15
*’ Диаметр электрода 5 мм.
зором более 1 мм) приводит к получению ослабленного шва с
неудовлетворительным формированием с обратной стороны. При
больших зазорах между подкладкой и деталью могут быть прожоги.
Использование медных подкладок требует повышения сварочного
тока по сравнению со сваркой на флюсовых подушках, так как
значительная часть тепла дуги расходуется на теплоотвод в под-
кладку.
Использование флюсо-медных подкладок позволяет устранить
недостатки и флюсовых подушек и медных подкладок. Формирова-
ние шва практически не зависит от равномерности давления в
шланге; требования к сборке такие же, как и при использовании
флюсовой подушки. Не нужно значительно повышать режимы свар-
ки, как при сварке на медной подкладке.
Флюс к изделию в этом случае поджимается гибким шлан-
гом со Сжатым воздухом через медную подкладку сечением
(8-г 10) х (80-г 100) мм. Толщина слоя флюса на медной подкладке
3 — 5 мм и определяется требуемой высотой усиления с обратной
стороны шва.
Сварку с предварительной ручной подваркой корня шва при-
меняют в тех случаях, когда невозможно кантование изделия. В
этом случае подварочный шов должен иметь глубину проплавления
не менее толщины свариваемого металла. Его выполняют электро-
дами соответствующего типа. Место сварки тщательно очищают
от шлаковой корки и брызг. Механизированную сварку выполняют
на весу и режим сварки выбирают таким, чтобы обеспечить глу-
бину проплавления не менее 2/3 толщины свариваемого металла.
Ориентировочные режимы сварки стыковых швов по ручной подвар-
ке приведены в табл. 16.
156
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
16. Ориентировочный режим*1 сварки стыковых швов без разделки кромок по
ручной подварке
Толшина металла, мм	Зазор, мм	Свароч- ный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч	Скорость подачи электродной проволоки, м/Ч
6	0-1,5	600		54,0	54,6
8		650	34-36	46,0	60,7
10	0-2,0	750	35-38	40,0	75,5
12 14	’ 0-2,5	800 900	36-38 36-40	34,0 28,0	83,2 95,2
16	0-3,0	950	38-40	26,0	103,0
*• Диаметр электрода 5 мм.
Чтобы предупредить протекание расплавленного металла в зазор
и образование прожогов при двусторонней сварке первого шва,
используют флюсовую подушку. Техника сварки при этом не отли-
чается от сварки односторонних швов. На некоторых заводах при
двусторонней сварке первого шва для уплотнения стыка используют
асбестовые прокладки из шнура или ленты, закладываемые в зазор.
Режимы сварки выбирают такими, чтобы глубина проплавления
первого шва была не более V2 толщины свариваемого металла
и чтобы жидкий металл не соприкасался с асбестом (во избежа-
ние образования пор). Глубина проплавления второго шва должна
составлять 60 — 80% толщины свариваемого металла.
Режимы двусторонней сварки приведены в табл. 17 и 18.
Сварка тонколистового металла толщиной 1 — 3 мм требует
жесткого соблюдения режима сварки. Уменьшение сварочного тока
приводит к непроварам, увеличение — к прожогам; уменьшение на-
пряжения на дуге вызывает нарушение процесса сварки, увеличение —
прожоги. В основном сварку тонколистового металла выполняют
на медных и флюсо-медных подкладках. Ориентировочные режимы
сварки приведены в табл. 19.
Угловые, тавровые и нахлесточные соединения. Эти типы соеди-
нений сваривают угловыми швами. Сварку выполняют или верти-
кальным электродом при расположении свариваемых деталей «в ло-
дочку», или наклоненным поперек шва электродом при положении
соединения не «в лодочку».
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
157
17. Ориентировочные режимы двусторонней сварки стыкового шва без разделки
кромок на флюсовой подушке
Тол- щина метал- ла, мм	Шов	Зазор, мм	Диаметр элект- родной проволо- ки, мм	Сва- роч- ный ток, А	Напря- жение на Дуге, В	Ско- рость свар- ки, м/ч	Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
6	Основной Подварочный	0—1,5		600 500	34-36	47,0 50,0	55,0 43,5
8	Основной Подварочный			650 550		46,0 50,0	61,2 49,3
10	Основной Подварочный	0-2	5	720 650	36-38	43,0	69,7 60,8
14	Основной Подварочный	0-2,5		850 750	38-40	34,0	87,7 73,5
20	Основной Подварочный	3		950 900		24,0	111,0 102,5
24	Основной Подварочный	4,0		1050		18,0 19,0	72,8 72,9
30	Основной Подварочный	4,5	6	1150	40-42	15,0 16,0	82,4
40	Основной Подварочный	6,5		1200		8,5 9,5	87,0
60	Основной Подварочный	9,0		1300	42-44	6,0 7,0	98,8
Сварка «в лодочку» может быть выполнена при симметричном
или несимметричном расположении свариваемых деталей. Наилучшее
формирование шва обеспечивается при сварке «в симметричную
лодочку». При положении «в лодочку» можно сваривать угловые
швы любого сечения. Однако если зазоры более 1 — 1,5 мм, то
при сварке «в лодочку» необходимо применять флюсовые подушки,
флюсомедные подкладки или ручную под варку с обратной стороны
для предотвращения протекания расплавленного металла в зазор и
образования прожога.
158
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
18. Ориентировочные режимы двусторонней сварки стыкового шва с V-образной
разделкой кромок на флюсовой подушке
Тол- щина метал- ла, мм	Шов	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Свароч- ный ток, А	Напряже- ние на дуге, В	Скорость сварки, м/ч	Скорость подачи электрод- ной про- волоки, м/ч
14	Основной Подварочный		850 750	36-38	36,5 53,5	87,7 73,5
16	Основной ПодварочньГ	5	900 750		32,0 48,0	95,2 73,5
20	Основной ПодварочньГ		1000 850	38-40 36-38	27,0 39,0	111,1 87,7
24	Основной Подварочный		1100 1000	38-40 38-40	19,5 33,0	78,0 70,0
30	Основной Подварочный	6	1250 1050	40-44 38-40	14,5 27,0	92,4 73,3
Угловые швы выполняют наклоненным электродом в тех слу-
чаях, когда изделие невозможно установить для сварки «в лодочку».
При этом способе сварки углового шва необходимо следить, чтобы
электрод (дуга) перемещался точно относительно свариваемых кромок.
При смещении дуги могут быть подрезы на вертикальной стенке
и наплывы на горизонтальном листе.
В зависимости от толщины металла угловые, тавровые и на-
хлесточные соединения сваривают однопроходными или многопро-
ходными швами. Максимальное сечение однопроходного углового
шва при сварке «в лодочку» 80 — 100 мм2. Швы с большим сече-
нием выполняют в несколько проходов.
Для снижения вероятности образования подрезов, наплывов и
непроваров режим сварки должен быть таким, чтобы коэффициент
формы шва был не более двух. Ориентировочные режимы сварки
угловых швов угловых, тавровых и нахлесточных соединений при-
ведены в табл. 20 и 21.
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
159
19. Ориентировочные режимы сварки стыковых швов тонколистовой стали
Тол- щина лис- та, мм	Тип шва	Сварка произво- дится	Диаметр электро- да, мм	Допусти- мый зазор, в стыке, мм	Свароч- ный ток, А	Напря- жение на Дуге, В	Ско- рость сварки, м/ч
1,0	Односто- ронний	На медной подкладке	1,0	0-0,2	85-90		50
		На весу	1,2	0-0,2	115	26	
1,5		На медной подкладке	1,6	0-0,3	170		50-60
2	Односто- ронний	На весу		0,2-0,3	130	28	50
		На флюсо- вой подушке, на магнит- ном стенде	1,6	0-1,0	120	24-28	43,5
							
		На флюсо- медной под- кладке		0,5-0,6	130	28	50
	Двусто- ронний (основ- ной, под- варочный)	На весу	1,6	0,2-0,3	120	28	60 50
3	Односто- ронний	На флюсо- вой подушке На магнит- ном стенде На флюсо- медной под- кладке	1,6 2,0 3,0	0-1,5 0-1,2 0-1,5	275-300 190 400-425	28 — 30 30 25-28	34 60 70
	Двусто- ронний (основ- ной, под- варочный)	На весу.	2,0	0-0,8	160	30	78
160
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
20. Ориентировочные режимы сварки угловых швов «в лодочку»
Катет шва, мм	Диаметр электрода, мм	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч
6	2	450-475	34-36	40
	2	475-525	34-36	28
8	3	550-600	34-36	30
	4	575-625	33-35	30
	5	675-725	32-34	32
10	2	475-525	34-36	20
	3	600-650	33-35	23
	4	650-700	33-35	23
	5	725-775	32-34	25
12	2	475-525	34-36	14
	3	600 — 650	35-37	15
	4	725-775	36-38	20
	5	775-825	36-38	18
Примечание. Проволокой диаметром 2 мм сваривают под мелким
флюсом.
21. Ориентировочные режимы сварки угловых швов не «в лодочку»
Катет шва, мм	Диаметр электрода, мм	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч	Род тока
3	2	200-220	25-28	60	Постоянный
4	2	280-300	28-30	55	
	3	350	28-30	55	
	2	375-400	28 — 30	55	
5	3	450	28-32	55	Переменны ~
	4	450	30-32	60	
	2	375-400	30-32	28	
7	3	500	30-35	48	
	4	675	32-35	50	
Примечание. Наклон электрода под углом 30° к вертикали.
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ
161
Сварка углеродистых конструкционных сталей. В зависимости
от содержания углерода углеродистые конструкционные стали под-
разделяют на низкоуглеродистые (до 0,22 %С), среднеуглеродистые
(до 0,45 %С) и высокоуглеродистые (более 0,45 %С).
Низкоуглеродистые стали хорошо свариваются всеми способами
сварки. При сварке этих сталей под флюсом выбирают такое
сочетание флюса и проволоки (см. выше), чтобы наряду с раскисле-
нием обеспечить и легирование металла шва марганцем и кремнием
для компенсации выгорания углерода. Наиболее часто применяют
флюс АН-348А с проволоками Св-08А или Св-08ГА. Оптимальный
интервал скоростей охлаждения низкоуглеродистых сталей обеспечи-
вается в большом диапазоне погонной энергии сварки.
Сварку средне- и высокоуглеродистых сталей выполняют также
под флюсами АН-348А, ОСЦ-45 в сочетании с проволоками Св-08ГА,
Св-10Г2. Сварку ведут на минимальных погонных энергиях, на
постоянном токе обратной полярности. Для обеспечения требуемого
оптимального интервала скоростей охлаждения и предупреждения
появления трещин в большинстве случаев необходим предваритель-
ный подогрев изделия перед сваркой. Для уменьшения вероятности
образования трещин применяют и облицовку кромок. Для этого
свариваемые кромки наплавляют низкоуглеродистой проволокой, за-
тем выполняют сборку и сварку изделия; применяют и двухдуговую
сварку в раздельные ванны. Во всех случаях сварку выполняют
на режимах, обеспечивающих минимальную долю участия основного
металла в металле шва.
Сварка под флюсом легированных сталей. Низколегированные
стали (с содержанием легирующих элементов не более 2,5 %) хо-
рошо свариваются. Для сварки их используют флюсы АН-348А,
ОСЦ-45, АН-60 и другие в сочетании с проволоками Св-08А, Св-08ГА,
Св-10Г2 и др. При необходимости получения заданных повышен-
ных механических свойств эти стали сваривают проволокой, леги-
рованной хромом, молибденом, никелем (Св-10НМ, Св-08ХГС и др.).
Оптимальный интервал скоростей охлаждения обеспечивается довольно
широким диапазоном погонной энергии сварки. Однако некоторые
стали требуют предварительного и сопутствующего подогрева до
150—250 °C. После сварки низколегированных сталей рекомендуется
отпуск при 550 —650 °C.
Для сварки легированных сталей (с содержанием легирующих
элементов более 2,5 %) применяют низкокремнистые флюсы АН-10
и АН-22. На практике некоторые из этих сталей (20ХГС, 25ХГС,
30ХГС и др.) сваривают под флюсами АН-348А и ОСЦ-45. Оп-
тимальный интервал скорости охлаждения околошовной зоны не-
которых сталей обеспечивается и без предварительного подогрева.
Для сварки легированных сталей используют легированную прово-
локу (например, для сварки стали 25ХГС применяют проволоку
Св-10Г2, Св-12Г2Х, Св-ЮХМ; для сварки стали 30ХГС — проволоку
Св-18ХМА, Св-13Х2МТФ и др.).
6 п/р. В. В. Степанова
162
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
В большинстве случаев после сварки легированных сталей вы-
полняют термическую обработку в зависимости от требований,
предъявляемых к сварному соединению (отпуск, нормализация, за-
калка и отпуск). Если технологией изготовления сварного изделия
предусмотрена последующая термическая обработка, то расчет режима
сварки выполняют только по допустимым скоростям охлаждения.
Как правило, сварку легированных сталей выполняют на постоян-
ном токе обратной полярности.
Сварка под флюсом высоколегированных сталей. При сварке
под флюсом высоколегированных сталей необходимо выполнять сле-
дующие правила: применять постоянный ток обратной полярности,
высоколегированную сварочную проволоку, работать с минимальным
вылетом электрода, выбирать режимы сварки с минимальными зна-
чениями сварочного тока и напряжения на дуге, избегать повтор-
ного нагрева основного металла; при многопроходной сварке после
каждого прохода охлаждать сварное соединение до начальной тем-
пературы.
Сварочный ток на 10 — 30% меньше, чем при сварке низкоугле-
родистой стали такой же толщины. Высоколегированные сварочные
проволоки содержат элементы, имеющие большое сродство к кис-
лороду. Поэтому их сварку следует выполнять с минимальным
напряжением на дуге. Наиболее широко используют проволоку
диаметром 2 — 3 мм. Вылет электрода для получения хорошего
формирования шва уменьшают в 1,5 — 2 раза по сравнению с выле-
22. Ориентировочные режимы сварки под флюсом высоколегированных сталей
Толщина металла, мм	Максималь- ный зазор, мм	Диаметр электрода, мм	Сварочный ток, А	Напряжение на дуге, В	Скорость сварки, м/ч
5-8		3-4	380-550	28-30	35-40
10	1,5	4-5	540-600	30-34	35-40
12			620 — 660	32-36	30-36
14	2,0		640-680	34-38	30-34
16		5	700-760	36-38	25-30
18	2,5		720-780	36-38	25-30
20	3,0		720-800	38-40	24-26
ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ПОД ФЛЮСОМ 163
том электрода из низкоуглеродистой проволоки. Ориентировочные
режимы сварки под флюсом высоколегированных сталей приведены
в табл. 22.
Для сварки под флюсом высоколегированных сталей используют
практически все марки высоколегированной сварочной проволоки,
предусмотренные ГОСТ 2246 — 70*. Используют проволоку, выпускае-
мую и в соответствии с ведомственными ТУ Необходимую мар-
ку проволоки выбирают в зависимости от требований, предъявляе-
мых к металлу шва исходя из условий его работы (табл. 23).
Высоколегированные коррозионно-стойкие стали сваривают в боль-
шинстве случаев под низкокремнистыми флюсами АН-26, 48-ОФ-Ю,
23. Сварочная проволока, используемая для сварки под флюсом некоторых
высоколегированных сталей
Марка стали, условия работы и требования к металлу шва	Сварочная проволока по ГОСТ 2246 — 70*
Коррозионно-стойкие стали О8Х18Н1О, 12Х18Н9, 12Х18Н10Т и др. Металл шва должен быть стойким к межкристаллитной коррозии	Св-01 Х19Н9 Св-04Х19Н9 Св-06Х19Н9Т Св-07Х18Н9ТЮ Св-04Х19Н9С2 Св-05Х19Н9ФЗС2
08Х18Н10Т, 08Х18Н12Т, 08Х18Н12Б и др. Изделие работоспособно при температурах выше 350 °C, металл шва должен быть стойким к межкристал- литной коррозии	Св-07Х19НЮБ Св-05Х20Н9ФБС
08Х18Н12Б, 10X17H13M3T и др. Металл шва должен быть стойким к межкристаллитной кор- розии Жаропрочные стали 12Х18Н9, 12Х18Н9Т, 08Х18Н12Т и др. с аустенит- но-ферритными швами	Св-08Х19Н10МЗБ Св-06Х20Н11МЗТБ Св-08Х25Н13БТЮ Св-04Х19Н9 Св-08Х18Н8Г2Б
Х15Н35ВЧТ Жаростойкие стали 20Х23Н18, 08Х20Н14С2 и др., работающие при 900-1100 °C	Св-06Х19Н10МЗТ Св-07Х25Н12Г2Т Св-06Х25Н12ТЮ Св-08Х25Н13БТЮ
6*
164
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ СВАРКА ПОД ФЛЮСОМ
АНФ-14. Перед сваркой флюсы, применяемые для сварки этих
сталей, подлежат обязательному контролю на углерод. Содержание
его во флюсе не должно превышать 0,2 %. Для сварки жаро-
прочных сталей и сплавов используют фторидные без окислитель-
ные флюсы АНФ-1П, АНФ-5, АНФ-8, АНФ-23, АНФ-24, 48-ОФ-6;
(табл. 7 и 8).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Акулов А. И., Бельчук Г. А., Демянцевич В. П. Технология и обору*
дование сварки плавлением. М.: Машиностроение, 1977, с. 432.
2.	Алексеев Ю. Е., Кушнарев Л. Н. Оборудование для дуговой сварки
под флюсом. Л.: Энергия, 1977, с. 128.
3.	Бельфор М. Г., Патон Б. Е. Оборудование для дуговой и шлаковой
сварки и наплавки. М.: Высшая школа, 1974, с. 256.
4.	Технология механизированной дуговой и электрошлаковой сварки.
Н. И. Каховский, Ю. Н. Готальский, Б. Е. Патон и др. 3-е изд. М.: Высшая
школа, 1977, с. 358.
5.	Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением./Под
ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974, с. 768.
Глава 5
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭШС
Схема электрошлакового процесса сварки (ЭШС) показана на
рис. 1. Оплавление основного металла 1 и расплавление электрод-
ного металла 2 осуществляются за счет выделения тепла при
прохождении электрического тока через расплавленный, обладающий
электрической проводимостью флюс, который удерживается в колодце,
образованном кромками свариваемых деталей 1 и специальными
формирующими водоохлаждаемыми устройствами 3 типа ползунов
или пластин.
За счет разницы в плотности электродный металл опускается
на дно расплава, образуя металлическую ванну 5, так как его плот-
ность значительно больше плотности любого входящего в состав
флюса компонента, а расплавленный флюс находится в верхней
части расплава, образуя шлаковую ванну 4. Электродный металл
каплями, проходящими через слой шлака, опускается в металли-
ческую ванну. Капли электродного металла, проходя через жидкий
СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭШС
165
Рис. 1. Схема электрошлакового процесса
шлак, взаимодействуют с ним,
улучшая при этом свой химиче-
ский состав. Шлаковая ванна, по-
стоянно находясь в верхней части
расплава, исключает воздействие
окружающего воздуха на жидкий
металл.
Для получения качественного
сплавления температура шлаковой
ванны должна превышать темпе-
ратуру плавления основного и
электродного металлов.
Вертикальное положение шва 6
и постоянное наличие в верхней его части жидкой металлической
ванны при ЭШС значительно облегчает удаление газов и неметал-
лических включений из металла шва. Именно эти особенности
электрошлакового процесса послужили основой для разработки про-
грессивного способа получения особо чистых металлов и сплавов —
электрошлакового переплава.
Создано и используется несколько разновидностей этого способа:
сварка (наплавка) электродной проволокой, плавящимся мундшту-
ком, электродом большого сечения, контактно-шлаковая сварка.
ЭШС можно выполнять любые соединения (стыковые, угловые,
тавровые и др.) и все типы швов (прямолинейные, кольцевые,
переменного профиля и пространственной формы). На основе ре-
зультатов изучения взаимного перемещения свариваемых элементов
разработаны методы точной компенсации деформаций. Качество
сварного соединения при ЭШС даже при хорошо освоенной тех-
нологии во многом зависит от техники сварки и применяемой
аппаратуры. Созданная в настоящее время аппаратура для ЭШС
проста в эксплуатации и надежна в работе. Наибольшего разви-
тия получили три способа ЭШС, отличающиеся техникой исполне-
ния [1 -3]: сварка проволочными электродами (рис. 2); сварка пла-
вящимся мундштуком и сварка электродами большого сечения
(рис. 3).
Первый способ включает в себя следующие основные приемы
сварки: одной электродной проволокой без колебаний (рис. 2, а);
одной, двумя или тремя электродными проволоками с колебания-
ми (рис. 2,6); проволочным электродом без введения мундштука
в зазор (рис. 2,в); с увеличенным вылетом электрода (рис. 2,г);
подплавляющимся мундштуком (рис. 2, д); с присадкой крошки
(рис. 2, е). Первые два приема получили в настоящее время на-
ибольшее распространение в промышленности. Они позволяют сва-
ривать металл толщиной 20 — 500 мм. Сварку выполняют при при-
менении проволоки диаметром 3 мм. При сварке изделий с тол-
166
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Ряс. 2. Схемы выполнения ЭШС проволочными электродами
Рис. 3. Способы ЭШС плавящимся мундштуком и электродами большого сечения
СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭШС
167
щиной свариваемых деталей до 120 мм для повышения производи-
тельности труда используют проволоку диаметром 5 мм.
Сварку подплавляющимся мундштуком чаще всего производят
при выполнении протяженных швов, когда время сварки превышает
12—15 ч при отсутствии специальной дублирующей аппаратуры.
Второй способ - ЭШС плавящимся мундштуком — обычно приме-
няется для соединения металла большой толщины (до 2 — 3 м) при
выполнении прямолинейных (рис. 3, а) и криволинейных (рис. 3,6)
швов. Разновидностью этого способа является сварка трубчатым
плавящимся мундштуком (рис. 3, в), позволяющим осуществлять
сварку металла малой толщины (20 — 60 мм). Для ЭШС леги-
рованных сталей применяют мундштуки коробчатого типа и мундшту-
ки с металлическим наполнителем.
Третий способ ЭШС — электродами большого сечения — включа-
ет в себя следующие приемы сварки: одной, двумя или тремя
пластинами сплошного сечения, подключенными к общему или к
разным источникам сварочного тока (рис. 3,г); одной, двумя или
тремя пластинами, имеющими продольные разрезы (рис. 3,6); кон-
тактно-шлаковую (рис. 3,е); пластинчатыми электродами с бифи-
лярной схемой подключения электродов к источнику питания
(рис. 3,ж).
Рис. 4. Типы стыковых сварных соединений (размеры указаны в мм):
а-с прямоугольной разделкой одинаковых по толщине кромок; б — с прямо-
угольной разделкой кромок, имеющих перепад по толщине до 40 мм; в — с пря-
моугольной разделкой кромок, одна из которых сострогана до толщины
меньшей кромки; г — с прямоугольной разделкой различных по толщине кромок,
одна из которых дополнена выравнивающей планкой; д — с фасонной разделкой
и притуплением с одной стороны; е — с замковым соединением; ж —с Х-об-
разной разделкой и притуплением по середине; з — с прямоугольной разделкой
кромок, собранных из тонких листов в пакет
168
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Наиболее распространенными и простыми с точки зрения тех-
ники сварки являются стыковые соединения. На рис. 4 приведены
типы стыковых сварных соединений. При стыковом соединении
между двумя прямыми кромками (рис. 4, а — г,з) образуется зазор
величиной b (ГОСТ 15164 — 78). Однако в некоторых случаях до-
пускается и фасонная разделка кромок (рис. 4, д — ж).
Выполняемые ЭШС прямолинейные швы встречаются на практи-
ке во всех типах сварных соединений. Как правило, такие швы
свариваются в вертикальном положении. Однако допускается их
наклон до 15 — 20°
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
Факторы, определяющие пригодность заготовок для сварки,
весьма разнообразны. С точки зрения техники сварки наиболее
важными из них являются характер и чистота обработки торцо-
вых поверхностей свариваемых кромок (при ЭШС кромки, как
правило, разделываются под прямым углом), состояние боковых
поверхностей кромок, по которым будут перемещаться или на
которые будут установлены формирующие устройства, взаимное
расположение примыкающих участков после сборки.
Способ обработки торцовой поверхности кромок зависит от
толщины свариваемого металла, его химического состава, точности,
и ответственности сварной конструкции. Для изготовления заготовок
под сварку толщиной до 200 мм применяют газокислородную
резку. При этом высота неровностей свариваемых поверхностей не
должна превышать 2 — 3 мм, а максимальное отклонение от прямо-
угольности реза 4 мм. При толщине большего размера и при из-
готовлении заготовок из среднелегированных и легированных сталей
применяется механическая обработка. В литых и кованых заготовках
поверхность под ползуны подвергается механической обработке на
ширину до 100 мм от торца кромки.
При изготовлении особо ответственных деталей в сварно-литом
и сварно-кованом вариантах (гидравлические цилиндры, барабаны
подъемных устройств, клещевины и другие детали металлургиче-
ского оборудования) необходимо производить контроль качества
кромок заготовок и сварного соединения. Заготовки и сварное
соединение толщиной до 400 мм контролируются на бетатроне,
заготовки и сварное соединение большей толщины контролируются
ультразвуковыми приборами соответственно их техническим возмож-
ностям. Объем и вид контроля регламентируются техническими
требованиями и технологией на конкретное изделие.
Заготовки при необходимости должны иметь припуски для после-
дующей механической обработки, с учетом возможной усадки и короб-
ления сварного соединения и изделия после термической обработки.
Зазор под ЭШС образуют двумя раздвинутыми на определенное
расстояние прямыми кромками свариваемого металла. Различают
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
169
расчетные и сборочные зазоры. Ориентировочные значения этих ве-
личин (мм) в зависимости от толщины свариваемого металла (мм)
можно представить следующим размерным рядом:
Толщина сва- риваемого ме-	16-30	30-80	80-500	500-1000	1000-2000
талла Расчетный	18	22	26	30	30
зазор Сборочный	19-20	24-25	28-32	36-40	40-42
зазор
Практика применения ЭШС показала, что для надежной компен-
сации деформаций соединяемых частей и сохранения в процессе сварки
Рис. 5. Сборка соединяемых
частей под сварку (размеры
указаны в мм):
1 — свариваемые детали; 2 —
входной карман; 3 — выход-
ные планки
заданной величины сборочного зазора сборку деталей осуществляют
с клиновидным зазором, расширяющимся кверху (рис. 5). В зави-
симости от марки стали, способа ЭШС, ее режима и условий
закрепления деталей при сборке угол между деталями у = (b3 — bH/h)
может составлять 1 — 2°.
Для фиксации соединяемых частей при сборке используют скобы
или планки, привариваемые, вдоль стыка через 500 — 800 мм. Закрепле-
ние заготовок планками применяют при использовании в качестве
формирующего устройства ползуна. По мере заварки шва и прибли-
жения аппарата планки автоматически удаляются. Снизу, в начале
стыка, устанавливается так называемый входной карман для про-
ведения электрошлакового процесса, а вверху — планки для вывода
усадочной раковины. После окончания сварки входной карман и вы-
ходные планки срезаются. При однотипных изделиях и их серийном
выпуске, сборку и сварку производят в специальных кондукторах
без применения сборочных скоб, входных и выходных планок, с ис-
пользованием кокилей.
170
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Сварка прямолинейных швов проволочными электродами. При этом
способе ЭШС основными параметрами, определяющими весь ход
процесса сварки й ее результат, являются следующие элементы ре-
жима: напряжение сварки ис, скорость подачи электродной проволоки
гэ; сила сварочного тока /; скорость сварки vc; глубина шлаковой
ванны /1ш; сухой вылет электрода /с; скорость поперечных колебаний
электрода гк ; число электродов и; длительность остановки электродов
у ползунов f; величина зазора между кромками Ьс.
По опытным данным некоторые указанные параметры не зависят
от толщины свариваемых заготовок и соответствуют числовым зна-
чениям: /1ш = 40 ч-50 мм, 1С = 60 ч- 80 мм; vK = 40 м/ч; t = 4 ч- 5 с.
Напряжение и скорость сварки, скорость подачи электродов и их
число, а также величину зазора определяют для каждого конкретного
случая отдельно.
Так, металл толщиной до 50 мм обычно сваривают одним
неподвижным электродом. В этом случае могут использоваться сле-
дующие сварочные аппараты: малогабаритные одноэлектродные, при-
меняемые в основном на монтаже (А-681, А-820, А-612, А-501);
стационарные, двух- и трехэлектродные, используемые в условиях
цеха (А-790, А-1170, А-372р, А-535). При сварке металла большей тол-
щины вплоть до 150 мм при применении одного электрода не-
обходимы колебательные (возвратно-поступательные) движения.
При сварке металла толщиной 100 - 300 мм применяют два
электрода, при сварке металла толщиной 150 — 450 мм — три электрода.
При сварке двумя или тремя электродами для получения провара,
равномерного по толщине шва, расстояние между сварочными про-
волоками необходимо выбирать из соотношения
d = (s + Ai - 2Д2)/и,
где s — толщина свариваемого металла, мм; Ai =,18 мм. Величина
Аг зависит от глубины канавки (усиления) в ползунах. При глубине
канавки 2,5 мм Д2 = 4 — 5 мм, а при глубине канавки 8—10 мм Д2 = 0.
Обычно глубина канавки составляет 2,5 мм.
По выбранному числу электродов и заданной скорости сварки
(рис. 6) определяют необходимую скорость подачи электродной про-
волоки (м/ч):
V3 = »СГН/У
где vc — скорость сварки, м/ч; FH = sb, см2; b — сварочный зазор;
£ Гэ — суммарная площадь электродных проволок, см2 (для проволоки
диаметром 3 мм £F3 = 0,071n).
Сварочный ток (А) на одном электроде при заданной скорости
подачи проволоки
/ 2,2гэ + 90.
По расчетному значению величины сварочного тока выбирают
источник питания. Для этих целей широко используются трансфор-
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
171
Рис. 6. Зависимость скорости сварки (?) и напряжения (2) от толщины соединяемого
металла
маторы ТШС-1000/3, ТШС-3000/1 и ТШС-3000/3. При сварке металла
толщиной до 30 мм чаще применяют источники постоянного тока
ПСМ-1000, ПСГ-500, ВКСМ-1000, ВС-600.
Скорость подачи электродной проволоки выбирают в диапазоне
150-250 м/ч при сварке на обычном вылете электрода.
Напряжение сварки выбирают в диапазоне 32 — 52 В в зависимости
от толщины свариваемого металла, марки стали и химического
состава флюса.
Повышением напряжения увеличивают глубину проплавления кро-
мок. Глубина шлаковой ванны должна находиться в пределах
1. Режимы ЭШС углеродистых, низколегированных и термоупрочненных сталей
для прямолинейных стыков
Сталь	Скорость подачи проволо- ки, м/ч	Сварочная проволока’	Флюсы	Подогрев, °C
20, М16С, СтЗ, 22К, 25Л, 09Г2 25ГС, 25ГСЛ, 10ХСНД, 10ХГСНД	250	Св-10Г2 Св-08ХГ2СМ	АН-8М, АН-8 АН-22, ФЦ-1	Нет Нет
35, 35Л, Ст5, 20Х2МА	225	Св-08ХГ2СМ Св-08ХЗГ2СМ	АН-8М, АН-8 АН-22	200 350
14Х2ГМР 14ХМНДФР	<200	Св-10ХГН2МЮ	АН-8, АН-8М, АН-22	Нет
172
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 7. Диаграмма режимов ЭШС:
Лэ — вылет электрода; Лш в - глубина шлаковой
ванны; Лмв—глубина металлической ванны; d3 —
диаметр электрода; Д2 “ минимальное расстояние
между электродом и ползуном; d— расстояние
между электродами; 6р—ширина зазора; £пр —
ширина провода; /св — сила сварочного тока;
t/CB— напряжение; vn n— скорость подачи электрод-
ной проволоки
30 - 60 мм и тщательно поддерживаться постоянной во время сварки.
Зависимость ширины провара от режимов сварки показана на рис. 7.
Технологические параметры ЭШС
проволочным электродом углеродис-
тых, низкоуглеродистых и термоупроч-
ненных сталей приведены в табл. 1.
Термические параметры изделий в
сварном варианте приведены в табл. 2.
Оптимальные параметры скорости
подачи проволоки и напряжения при
сварке, обеспечивающие качественное
сварное соединение, указаны на рис. 8.
Рис. 8. Зависимость скорости подачи прово-
локи от напряжения, при котором обеспеч!-
вается оптимальное проплавление кромок, при
5
следующих значениях —:
1 — 50 мм; 2 - 100 мм; 3-150 мм
1. Термические параметры для изделий с прямолинейными стыками и стыками переменного сечения, сваренных ЭШС (углеродистых
и низколегированных сталей)
Группа и эквивалент- ный углерод	Стали	Толщина заготовки, мм	Температура подогрева (начала сварки), °C	Температура печи в момент посадки в нее изделия после сварки, °C	Ограничения по посадке изделия в печь на термическую обработку после ЭШС	
					по времени между окончанием первого стыка и началом термической обработки, ч	по температуре первого стыка к моменту начала термической обработки, °C
I Сэ < 0,6	М16С, ВСт1, ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, Ст1— Ст4 22К, 09Г2С, 09Г2, 25Л, 25ГС, 20ГСЛ	<450 450-1000	Без подогре- ва	Не ограничена	Не ограничена	Не ограничена
				<300	<3	>100
•I- О = ои оо И о •Ь	Ст5, ВСт5, ЗОЛ, 35Л 30, 35, 10ХСНД, 15ХГН, 20ХГС	<250 250-1000		Не ограничена	Не ограничена	Не ограничена
			150-200	<300	<3	>100
III Сэ = 0,81ч-1,0	40, 25ХГС, 20ХМЛ	<1000	200-250	>350	<2,5	>150
IV Сэ> 1,2	20Х2МА	<450	250-300	>450	<1,5	>250
Примечание. Химический состав сталей принят по ГОСТам и марочнику сталей, выплавляемых на Уралмашзаводе.
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
174
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Сварка кольцевых швов. Техника ЭШС кольцевых швов значительно
сложнее, чем прямолинейных. При сварке цилиндрических изделий
приходится сочетать вращение изделия с подъемом аппарата (при
начале сварки и при замыкании кольцевого шва).
Форма линии замыкания кольцевого шва зависит от чисПа электро-
дов и толщины свариваемого металла. При сварке металла толщиной
до 150 мм одним электродом схема начала и замыкания шва может
быть выбрана по табл. 3 и как показано на рис. 9.
3. Рекомендуемые параметры начала и замыкания шва при кольцевой сварке
металла толщиной до 150 мм
Число электродов	Толщина металла, мм	а, ...°	₽,...°	Мундштук	Схема замыкания
1	20-70 70-150	0-20 20	0-20 20	Нижний или средний Средний	См. рис. 9
2	100-250	20	25	Нижний и средний	См. рйс. 9 Вывод нижнего электрода
	100-250	25	25	Средний и верхний	См. рис. 10
3	150-450	25	25	Все	См. рис. 9 Вывод нижнего и среднего электро- дов
Рис. 9. Построение линии замыкания (а) и форма шаблона (6) при сварке одним
электродом (цифрами показана последовательность построения; размеры указаны
в мм)
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
175
Рис. 10. Построение линии замыкания (а) и форма шаблона (б) при сварке без
вывода электродов (размеры указаны в мм)
При сварке двумя или тремя электродами по мере сужения
сварочного пространства часть электродов выводят. Кривая замыка-
ния строится так же, как и для одного электрода, форма кармана -
по линии замыкания. Ширина дна кармана для одного электрода со-
ставляет 30 мм, для двух 100 мм, для трех 160 мм. При замыкании
шва без вывода электродов с применением стальной или медной
водоохлаждаемой насадки линия замыкания, формы шаблона и кармана
могут быть построены как показано на рис. 10. В тех случаях,
когда линия замыкания не помещается под мундштуком (при тол-
щине металла более 350 мм), ее изменяют по форме нижнего
мундштука или применяют составной карман (рис. 11). Сборка ци-
линдрических заготовок под сварку может осуществляться либо на
специальном стенде (вне установки), либо на сварочной установке.
При разметке и приварке кармана необходимо следить за его
правильным положением по отношению к сварочному аппарату с уче-
том расположения изделия на установке. Ниже кармана на 35 — 40 мм
к торцу прихватывается подкарманник из металла толщиной 1,5 — 2 мм.
Карман изготовляют из металла толщиной 30 — 40 мм. После уста-
новки кармана и подкарманника к торцу прихватываются (при
горизонтальной сборке) или укладываются на него (при вертикаль-
ной сборке) дистанционные прокладки, фиксирующие требуемую ве-
личину сборочного зазора (рис. 12).
Для учета угловых деформаций при электрошлаковой сварке
кольцевых швов и их компенсации наибольшая величина сборочного
зазора устанавливается в точке II (рис. 12). Ориентировочные зна-
чения сборочного зазора для цилиндрических заготовок с внутрен-
ним диаметром 850-1200 мм в точках I — III в зависимости от
176
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 11. Форма составного кармана при сварке металла толщиной более 350 мм
(размеры указаны в мм):
1 — упоры; 2 — надставная часть кармана; а — положение упора до постанов-
ки надставной части кармана; б — положение упора после постановки над-
ставной части кармана
толщины свариваемого металла (для углеродистых и низколегиро-
ванных сталей) приведены в табл. 4.
Фиксацию собранных частей обычно производят шестью или
восемью планками, приваренными равномерно по всей окружности
кольцевого стыка.
В зависимости от конструкции и внутреннего диаметра изделия
выбирается один из способов формирования изнутри поверхности
Рис. 12. Схема расположения кармана
и дистанционных прокладок при сбор-
ке цилиндрических заготовок
4. Ориентировочные значения сбороч-
ного зазора в зависимости oi
толщины свариваемого металла
(для углеродистых и низколегиро-
ванных сталей)
Толщина металла, мм	Зазор, мм, в точках (см. рис. 12)		
	I	II	III
20-50	25	29	27
50-100	28	32	30
100-150	30	34	32
150-200	32	35	34
200-250	33	37	35
250-300	34	38	36
300-450	36	41	38
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
177
Рис. 13. Подвеска ползуна для формирования внутренней поверхности кольцевого
шва:
/ —трех лучевая звезда; 2 — кронштейн для крепления ползуна; 3 — ползун;
4 - тяга; 5 — ручка корректора положения ползуна; 6 — боек для обстукивания
ползуна
шва: внутренним ползуном (рис. 13); приваривающимся стальным
кольцом; замковым соединением; медным кольцом с водяным ох-
лаждением.
Наибольшее распространение получил способ формирования обрат-
ного валика медным ползуном с водяным охлаждением. Иногда,
если нет устройств для крепления внутреннего ползуна, применяются
медные накладки.
При формировании внутренней поверхности шва ползуном при-
меняют специальные подвески.
Одним из показателей, характеризующих высокую степень тех-
ники выполнения ЭШС, является непрерывность сварочного процесса
и соблюдения режима сварки. Это особенно важно при сварке
уникальных, крупногабаритных и дорогостоящих цилиндрических из-
делий, когда из-за повышенных требований к качеству сварного
соединения остановки недопустимы. Процесс сварки обычно длится
20 — 30 ч, поэтому элементы сварочной аппаратуры и, прежде всего,
мундштуки выходят из строя.
Для повышения надежности электрошлакового процесса разрабо-
тана специальная сборочно-сварочная установка (дубль-аппарат). В
дубль-аппарат входят две одинаковые сварочные головки (рис. 14),
позволяющие в случае необходимости заменить всю сварочную
178
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 14. Сборочно-сварочная установка для выполнения кольцевых швов, снаб-
женная сдвоенным аппаратом
часть без образования дефекта в шве. Каждая головка установлена
на отдельной поворотной раме с пружинным уравновешиванием.
Замена головки длится 3-4 с, тогда как допустимая длительность
перерыва, при которой дефект в шве не образуется, 6 — 8 с. Вы-
веденная из работы головка после ремонта становится резервной
и может снова занять рабочее положение.
Поворотные рамы обеих головок устанавливаются на рабочей пло-
щадке (здесь же находится сварщик-оператор), перемещающейся по
вертикальной колонне 2, смонтированной на тележке 1, где обычно
размещены не только катушки с электродной проволокой, но также
сварочные трансформаторы и аппаратные шкафы.
Как правило, электропитание установки дублируется, т. е. должны
быть две подстанции, два сварочных трансформатора, два аппарат-
ных шкафа, два пульта управления.
Сварка плавящимся мундштуком. Применение плавящегося мунд-
штука значительно расширило область применения ЭШС. Основное
отличие этого способа от ЭШС неплавящимися мундштуками, вво-
димыми в разделку сбоку стыка, заключается в том, что направ-
ление электродных проволок в зону сварки и подвод к ним тока
осуществляется с помощью мундштука, который устанавливается в
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
179
зазоре неподвижно и, расплавляясь при соприкосновении со шла-
ковой ванной, вместе с электродным металлом переходит в шов.
ЭШС плавящимся мундштуком позволяет выполнять любые типы
сварных соединений и все основные встречающиеся виды швов. Этим
способом можно сваривать металл практически неограниченной тол-
щины.
Для осуществления ЭШС плавящимся мундштуком применяют
малогабаритные однофазные аппараты типа А-645 (толщина свари-
ваемого металла до 700 мм), А-1304 (толщина — 400 мм). При сварке
больших толщин одновременно используются несколько аппаратов
(число аппаратов кратно числу фаз питающего трансформатора).
Кроме портативных аппаратов для сварки плавящимся мундштуком
существуют многоэлектродные стационарные аппараты типа А-741
и А-1374. Эти аппараты рассчитаны на подачу 18 электродных про-
волок, причем в аппарате А-1374 предусмотрено дублирование всех
18 электродов (всего 36 проволок).
Сварочные аппараты стационарного типа, как правило, монтируют-
ся на портальных установках. Ими можно сваривать металл толщи-
ной до 2200 мм. Питание подается через сварочные трансформа-
торы типов ТШС-ЗООО/З, ТШС-1000/3, ТЩС-10/1 и ТРМК-3000/1.
При сварке однофазными аппаратами (А-645, А-1304) больших тол-
щин металла применяют трехфазные трансформаторы в однофазном
режиме или параллельно работают несколько трансформаторов.
При ЭШС плавящимся мундштуком направление сварочной про-
волоки и подвод электрического тока осуществляется мундштуком,
представляющим собой набор пластин или стержней, которые снаб-
жены каналами для подачи электродной проволоки. В частном
случае плавящийся мундштук может представлять собой толстостен-
ную трубку.
Наиболее широкое распространение получил мундштук с каналами
для подачи электродной проволоки в виде спиралей (рис. 15, а).
Спираль из сварочной проволоки диаметром 3 — 5 мм плотно нави-
вается на токарном станке. Диаметр внутреннего канала спирали
4,5-5 мм. Приваривается спираль к пластине газоэлектрической
сваркой или ручной электродуговой сваркой с одной стороны
электродами диаметром 2 — 3 мм прихватами длиной 20 — 30 мм, а
с другой — сплошным швом. Для предупреждения случайных затеканий
металла и шлака во время сварки мундштука внутрь спирали
вставляется проволока диаметром 3 — 4 мм.
При сварке прямолинейных швов одинаковой толщины можно ис-
пользовать штампованные мундштуки (рис. 15,6). В случае различной
длины или толщины мундштуки можно набирать из секций как по
длине, так и по ширине стыка.
На некоторых заводах применяются мундштуки, конструкция ко-
торых показана на рис. 15, в. Направляющие каналы имеют вид
трубок, которые соединяются с пластиной скобами, изогнутыми из
180
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 15. Конструкции плавящихся мундштуков

стальной полосы толщиной 1 мм, точечной сваркой. Мундштуки такой
конструкции применяют, как правило, для прямолинейных швов. При
сварке швов переменного сечения в том случае, когда толщина
свариваемого металла в нижней части стыка значительно меньше,
чем в верхней, применяют конструкции мундштуков, приведенные
на рис. 15,г и д.
При необходимости дополнения части конструкции наплавляемым
металлом или сварки стыков, имеющих неплоскую осевую поверхность
шва, применяют мундштуки пространственной формы (рис. 15,е).
Иногда для сварки весьма ответственных конструкций в мундштуке
рядом с основным каналом делают запасной для дублирующей
проволоки (рис. 15, ж). Во время сварки по основным каналам по-
дают электроды, а в запасные каналы проволока введена, но не
подается. В случае непредвиденной остановки основного подающего
механизма или даже одной из подаваемых проволок включается
запасной канал.
При сварке одним аппаратом типа А-645 или А-1304 мунд-
штук, как правило, представляет собой монолитную, цельную кон-
струкцию (рис. 15, з). При применении двух и более аппаратов
мундштуки разделены воздушным зазором 15 — 20 мм вследствие
уменьшения ширины пластины мундштука, находящегося на границе
раздела.
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
181
25-26
Рис. 16. Конструкция плавящегося мундштука, состоящего из отдельных пластин
(размеры указаны в мм):
d - расстояние между электродами
При сварке длинных и особенно криволинейных швов в зазоры
между мундштуками иногда ставят изоляторы, которые укрепляют
на торце пластины уменьшенной ширины. Кроме мундштуков сплош-
ного сечения применяют мундштуки, состоящие из набора отдель-
ных пластин (даже при сварке на одной фазе), имеющих, как пра-
вило, по одному каналу для подачи электродной проволоки (рис. 16).
Такие мундштуки обычно используют при сварке прямолинейных
швов большой протяженности на стационарных многоэлектродных ап-
паратах типа А-741 и А-1374.
При определении необходимого числа электродных проволок и
выборе толщины плавящегося мундштука исходят из ряда факторов,
основные из которых следующие:
равномерность провара свариваемого металла по толщине. Чем
больше электродов и меньше расстояние между ними, тем более
равномерным получится провар кромок;
тип аппарата, максимальное число электродов, которые может по-
давать автомат одновременно, мощность источников питания;
удобство и надежность выполнения сварки. С этой точки зрения
наиболее выгодно иметь минимальное число электродов и возможно
более тонкий мундштук.
Число электродов может быть найдено из соотношения п = (s —
-40)/(</ +i), причем п округляют до единицы. Оптимальные значе-
ния 6М, а также максимальные допустимые значения dM следующие, мм:
^м
^тах
4-6
50-110
120
8-10
90-120
130
12-14
120-150
160
18-20
150-180
200
получила
Наиболее широкое распространение в промышленности
в настоящее время сварка при толщине пластины мундштука 5
и 10 мм.
182
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 17. Зависимость скорости сварки (7) и напряжения сварки (2 и 3) от
толщины металла (2 — толщина мундштука 5 мм; 3 — толщина мундштука 10 мм)
После выбора требуемого числа электродов и толщины мундштука
необходимо найти суммарный сварочный ток или ток, приходящийся
на одну фазу. По этой величине определяют степень загрузки источ-
ника питания и подбирают трансформатор.
Сварочный ток
I - (2,2гэ + 90)и + 120ис8мЬм,
где v3 и vc — соответственно скорости подачи электрода и свар-
ки, м/ч; 8М и Ьм - толщина и ширина мундштука, см.
Рекомендуемые значения скорости сварки в зависимости от тол-
щины свариваемого металла приведены на рис. 17. Скорость подачи
электрода
V3 ~ Vc(Fh ~ FM)Ds,
где FM = 8МЬМ — сечение мундштука, см2. Полученное значение ско-
рости подачи электрода не должно превосходить критического зна-
чения, которое при толщине металла более 100-150 мм находится
в пределах 100—150 м/ч.
Наиболее выгодно при сварке плавящимся мундштуком обе сто-
роны стыка закрывать медными во до охлаждаемы ми накладками. При
использовании сплошных накладок с обеих сторон стыка контроль
глубины шлаковой ванны ведется по объему засыпаемого флюса.
Требуемый объем флюса (см3)
Уф = 2АШ$6,
где 1гш — глубина шлаковой ванны, см; b — величина сварочного за-
зора, см; s — толщина свариваемого металла, см. При расчете глубину
шлаковой ванны принимают равной 4 см, во время сварки она не
должна превышать 5 см.
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
183
Перед началом сварки на слой стружки или порошка засыпают
20 — 30 % общего объема флюса, проверяют напряжение холостого
хода трансформатора, расход воды в системе формирующих устройств
и наличие необходимого инструмента (плоскогубцы, молотки, гаечные
ключи и т. д.). Сварку начинают всеми электродами при скорости их
подачи 150—170 м/ч. Напряжение должно быть не больше предусмот-
ренного технологией. После возбуждения стабильного дугового про-
цесса скорость подачи проволоки снижается до 90 — 100 м/ч; в зазор до-
сыпается флюс.
Для надежного пуска всех электродных проволок в последнее вре-
мя применяют сифонную заливку жидкого флюса перед сваркой.
ЭШС плавящимся мундштуком с успехом применяют при сое-
динении цилиндрических деталей сплошного сечения. При сварке
большого числа изделий одинакового диаметра вместо стальных пла-
нок, дополняющих круглое сечение до прямоугольного, используют
медный кокиль с водоохлаждением. Особенностью сварки сечений
в медном кокиле с водоохлаждением является то, что интенсивное
охлаждение требует большего числа электродов (расстояние между
проволоками должно быть не более 70 мм) и большей толщины
мундштука (8-10 мм).
Сварка электродами большого сечения. Применение электродов боль-
шого сечения позволяет значительно упростить как технику ЭШС
и наплавки, так и аппаратуру для их осуществления, по сравнению
с ЭШС электродной проволокой. Из других преимуществ этого спо-
соба можно назвать возможность получения наплавленного металла,
однородного по химическому составу с основным, простоту изготов-
ления электродов (пластины, стержни, трубы и т. п.). Недостатками
этого способа является то, что длина шва ограничена длиной электро-
да, и возможность выполнения только прямолинейных швов. Наиболее
целесообразно и экономично применение этого способа для сварки
швов длиной до 1,5 м при толщине свариваемого металла 30 —
1000 мм.
Способ ЭШС электродами большого сечения включает в себя
сварку пластинчатым электродом, контактно-шлаковую, сварку (наплав-
ку) ленточным электродом, сварку по бифилярной схеме. Наиболее
широко способ ЭШС пластинчатым электродом применяют при из-
готовлении изделий из меди, алюминия, титана, коррозионно-стой-
ких и жаропрочных сталей.
Сварку электродами большого сечения осуществляют на аппара-
тах типов А-550, А-578 (для наплавки кернов клещевых кранов),
А-535 (исполнение II), А-372р, А-828. Питание осуществляется обычно
через трансформаторы ТШС-1000/3, ТШС-ЗООО/З, ТРМК-3000/1, ТШП-
1000/1.
На рис. 18 приведены формы наиболее часто применяемых
электродов больших сечений. При сварке металла толщиной до 200 мм
применяют один пластинчатый электрод, при большей толщине — два
184
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Г//////////М
00006000®
QQQ 0QBQQQ
Рис. 18. Электроды большого сечения:
а — схема использования; б — поперечные сечения; в - формы концов

или три. Три электрода всегда предпочтительнее для равномерной
загрузки трехфазной сети сварочного трансформатора.
Для увеличения равномерного провара, что особенно важно при
сварке меди, алюминия, титана и их сплавов, пластинчатый элект-
род (даже на одной фазе) режут в продольном направлении на
отдельные полосы. Это связано с тем, что при плавлении сплош-
ной широкой пластины перенос металла происходит крупными кап-
лями, которые попадают в металлическую ванну, преимущественно
в центральной части, что способствует образованию неравномерного
проплавления кромок. Надрезы же в пластинах приводят к рассредо-
точенному стеканию капель по всей пластине. Сплошную пластину
можно заменить электродом из ряда стержней круглого или прямо-
угольного сечения (рис. 18).
Толщина пластины электрода определяется сварочным зазором.
Обычно расстояние между электродами и свариваемой кромкой
стремятся выдерживать по возможности меньшим, что позволяет
сократить длину электрода. Практика показала, что оптимальным
является расстояние пластины от кромки 8—10 мм.
При двух и трех электродах ширину пластины надо уменьшить
на величину зазора между ними (12-16 мм).
Длина электрода зависит от размеров свариваемого стыка:
H=hb/6n + hb
где h — длина свариваемого стыка с учетом входного кармана и
выходных планок, мм; b — величина сварочного зазора, мм; 8П —
толщина пластинчатого электрода, мм; h\ — величина зазора, учи-
тывающая конструкцию зажима электрода, в среднем равная 500 —
600 мм.
В табл. 5 даны размеры электродов и их число для некоторых
толщин свариваемого металла. Длина электродов рассчитана на ус-
ловия сварки стыка высотой 1000 мм.
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
185
5. Размеры электродов и их число
для свариваемого металла
различной толщины
Тол-
щина
метал-
ла,
мм
Число
элект-
родов,
шт.
Размеры
электродов
(пластин), мм
тол-
щина
ширина
30
100
200
8-10
30
100
42-43
200
92-94
82-86
400
500
800
10-12
122-125
153-155
256-258
Рис. 19. Схема,сварки ленточным электро-
дом:
1 — лента-электрод; 2 — подающий ме-
ханизм; 3 — направляющая кассета
(мундштук); 4 — медное формирующее
устройство (охладитель); 5 — сваривае-
мые заготовки; 6 — шлаковая ванна;
7 — металлическая ванна; 8 — сварной
шов; 9 — изоляционные прокладки
Примечание. В пласти-
нах шириной более 100* мм ре-
комендуется делать продольные
разрезы. Длина электрода
3600 мм.
Силу сварочного тока (ориентировочно) в зависимости от тол-
щины пластинчатого электрода и других параметров режима сварки
при выборе источника питания требуемой мощности определяют по
выражению I = 1,2(гс + О,2гп)5пЬп, где гп - скорость подачи пластины,
см/ч; vc — скорость сварки, см/ч; 6П и Ьп — толщина и ширина
пластинчатого электрода, см.
Оптимальная скорость Подачи электродов большого сечения 1,2-
3,5 м/ч, скорость сварки в первом приближении может быть выбрана
по графику, приведенному на рис. 17.
За последнее время для шлаковой сварки применяется также лен-
точный электрод. В зазор между свариваемыми кромками и фор-
мирующими устройсгвами устанавливают изолированную от кромок
направляющую обойму (рис. 19), по которой в шлаковую ванну
направляется металлическая лента. Преимущество сварки ленточным
электродом по сравнению со сваркой пластиной заключается в воз-
можности-сваривать швы большей протяженности, так как лента по-
186
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 20. Схема ЭШС пластинчатыми
электродами заготовок переменного
сечения:
1 — пластинчатые электроды под-
вижные, имеющие прямоугольную
форму; 2 — пластинчатые электроды
неподвижные, имеющие форму заго-
товки; 3 — свариваемая заготовка;
4 — шлаковая ванна; 5 — металличе-
ская ванна; б - металл шва; 7 — сва-
рочный трансформатор
дается из рулона. По сравнению с плавящимся мундштуком этот
способ обеспечивает более равномерное проплавление свариваемых
кромок.
Техника разведения процесса сварки такая же, как и при пластин-
чатом электроде. Толщина электродной ленты 1,0-1,2 мм. Оптималь-
ная скорость ее подачи 15 — 30 м/ч. Напряжение сварки и глубина
шлаковой ванны должны быть такими же, как и при сварке электро-
дом большого сечения. Сварку или наплавку ленточным электродом
осуществляют специализированным аппаратом А-828.
Для соединения толстого металла, прошедшего электрошлаковый
переплав, применяют способ сварки электродами большого сечения,
подключенными к источнику питания по бифилярной схеме (рис. 20).
Этот способ позволяет сваривать заготовки прямоугольного, квадрат-
ного и круглого сечений. Схема предусматривает использование че-
тырех электродов большого сечения того же химического состава,
что и соединяемые заготовки. Два крайних электрода расположены
неподвижно в зазоре, а два внутренних подаются одновременно в
шлаковую ванну. Подключение токоведущих сварочных кабелей от
однофазного сварочного трансформатора к электродам показано на
рис. 20. Такая схема позволяет снизить до минимума индуктивное
сопротивление силового электрического контура.
Длина внешних электродов близка к высоте свариваемых загото-
вок, а внутренних — больше длины заготовки в 2 — 3 раза. При
сварке этим способом сборочный зазор составляет 60 — 80 мм. Не-
подвижные электроды устанавливаются между кромками с минималь-
ным зазором 7 — 10 мм на сторону. Подвижные электроды в 1,5—2 ра-
за тоньше неподвижных. Зазор между ними 30 — 40 мм.
Формирование боковой поверхности шва осуществляется медными
накладками с водоохлаждением. Процесс начинают с заливки жид-
кого шлака в сварочный зазор, что способствует быстрому уста-
новлению процесса и более точному установлению глубины шла-
ковой ванны.
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
187
Специальные приемы сварки. Ниже наряду с уже известными
и опробованными в промышленности способами описаны малоиз-
вестные, но, по нашему мнению, перспективные поиемы выполнения
электрошлаковой сварки.
Сварка проволокой диаметром 5 мм. Для ЭШС, как правило, при-
меняют проволоку диаметром 3 мм, хотя возможно применение про-
волоки и другого диаметра (например, 1—2 или 5 — 6 мм). Обычно
проволоку подают в зону сварки через мундштуки, вводимые в за-
зор между свариваемыми кромками. Проволоку большего диаметра
можно подавать специальным мундштуком (см. рис. 21).
Рис. 21. Схема мундштука для сварки электродной проволокой диаметром 5 мм:
/, 2, 8 - гибочные ролики; 3, б — корректоры; 4, 7 — направляющие ролики;
5 — токопроводящая колодка
Основные преимущества сварки проволокой диаметром 5 мм сле-
дующие: простота техники сварки и высокая надежность электрошла-
кового процесса, повышение скорости сварки в 1,3—1,5 раза вслед-
ствие уменьшения зазора до 18 — 20 мм и увеличения предваритель-
ного подогрева проволоки сварочным током; уменьшение стоимо-
сти сварки (проволока диаметром 5 мм дешевле проволоки диа-
метром 3 мм). Проволокой диаметром 5 мм можно сваривать как
прямолинейные, так и кольцевые швы. Техника осуществления сварки
подобна сварке одной проволокой диаметром 3 мм. Для облегчения
возбуждения процесса слой стружки или металлического порошка
должен составлять не менее 20-25 мм. Ползуны при разведении
процесса должны быть тщательно закрыты полосками из картона
или прессшпана.
Ориентировочные режимы сварки для некоторых низколегирован-
ных сталей типов 16ГС, 22К, 09Г2С приведены в табл. 6.
188
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
6. Ориентировочные режимы сварки сталей типа 16ГС, 22К, 09Г2С
Толщина металла, мм	Сборочный зазор, мм	Напряжение, В	Скорость, м/ч	
			подачи сварочной проволоки	сварки
40-60	18-20	44-48	150-250	3,0-3,5
100-120	20-22	50-55	130-200	1,5-2,0
Примечания. 1. Глубина шлаковой ванны 45 — 50 мм. 2. Скорость попе-
речных колебаний сварочной проволоки 75 — 90 м/ч. 3. Время выдержки пол-
зуна 6-7 с.
Сварку ведут на переменном или постоянном токе обратной по-
лярности. Аппарат следует поднимать либо непрерывно со скоростью
заполнения разделки, либо дискретно, но на небольшую величину
(3 — 4 мм) для строгого соблюдения сухого вылета электрода. Элект-
род должен входить в шлаковую ванну под углом 90 ± 5°.
Проволоку диаметром 5 мм можно использовать с помощью спе-
циальных роликовых мундштуков на стандартных аппаратах А-372р,
А-535.
В ИЭС им. Е. О. Патона разработан универсальный аппарат
А-1170 для ЭШС проволокой диаметром 3 и 5 мм.
Сварка подплавляющимся мундштуком. Как уже указывалось, на-
иболее уязвимым элементом аппаратуры, особенно при сварке швов
большой протяженности, является мундштук. Его работоспособность
и срок службы можно увеличить, используя так называемые под-
плавляющиеся мундштуки. Конструкция этих мундштуков позволяет
осуществлять оплавление конца мундштука в шлаковой ванне.
Мундштук изготовлен из материала, переход которого в металл
шва допускается. Длительность непрерывной работы мундштука
при такой конструкции зависит от длины оплавляемой части и
может быть значительно больше, чем у обычных мундштуков. На
рис. 2, д показан один из возможных вариантов подплавляюще-
гося мундштука.
Положение конца мундштука относительно зеркала шлаковой
ванны определяется высотой шлаковой перемычки (обычно 7 — 8 мм),
образующейся под действием сил поверхностного натяжения при
оплавлении конца мундштука. После обрыва перемычки плавление
мундштука прекращается и его положение относительно ванны ос-
тается неизменным.
Начало сварки кольцевого шва показано на схеме рис. 22.
В этом случае при наведении шлаковой ванны и заварке кармана
вплоть до выхода на погонную часть, сварка ведется плавящимся
мундштуком сначала без колебаний; после выхода из кармана — с
ТЕХНОЛОГИЯ СБОРКИ И СВАРКИ
189
Рис. 22. Схема ЭШС подплавляющимся
мундштуком кольцевого стыка:
/ — свариваемая кромка заготовки; 2 —
медные охлаждаемые ползуны, удержи-
вающие в зазоре между свариваемыми
кромками расплавленный металл и шлак
в процессе сварки; 3 — карман (стальная
пластина толщиной 20 мм) для шлаковой
ванны; 4 - спираль для подачи прово-
локи; 5 — пластина мундштука; 6 — изо-
ляционные прокладки для удержания
мундштука в центре стыка; 7 — металл
шва (условно); 8 — линия реза (условно)
металла шва после удаления кармана
перед окончанием сварки; 9 — подкар-
манник (стальная пластина толщиной
2 мм) для удержания флюса в зазоре;
10 — прослойка флюса, предотвращаю-
щая вытекание расплавленного металла
и шлака из кармана
колебаниями. Недостатком этой схемы является то, что все три
мундштука подключаются к одной фазе трансформатора.
При использовании подплавляющегося мундштука режимы сварки
выбираются так же, как для обычного способа, т. е. только с
учетом числа электродных проволок и скорости их подачи.
Для кольцевых швов подплавляющийся мундштук рекомендуется
применять при сварке штучных изделий большого диаметра, когда
невыгодно приобретать сложную аппаратуру.
Сварка на повышенном вылете электрода. Так называемый сухой
вылет электрода при сварке проволокой диаметром 3 мм, как
правило, составляет 70 — 80 мм. Увеличение сухого вылета сверх
указанной величины без применения специальных мундштуков значи-
тельно снижает точность направления проволоки.
Для осуществления сварки на большом вылете 200 — 220 мм
применяют специальный мундштук, у которого ниже токоподвода
крепится неэлектропроводная керамическая направляющая трубка. В
связи с тем, что проволока выходит из керамической трубки
мундштука, нагретой выше 1000 СС и у нее утрачены упругие
свойства, отпала необходимость в корректирующих устройствах.
Конструкция мундштука значительно упростилась и стала подобной
конструкции подплавляющегося мундштука. Оптимальная длина ке-
рамической направляющей трубки 150—160 мм. При сварке конец
трубки должен находиться на расстоянии 40 — 50 мм от поверхности
шлаковой ванны.
190
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 23* ЭШС на повышенном сухом вылете электрода
Техника сварки на повышенном вылете электро-
да практически ничем не отличается от обычной.
Необходимо только, чтобы напряжение сварки в
связи с уменьшением сварочного тока на 20 — 30 %
и увеличением скорости сварки было выше обычно-
го на 4—5 В. Устойчивость электрошлакового
процесса при сварке на большом вылете значи-
тельно выше, чем при обычном. Вместо спе-
циальных мундштуков можно использовать стан-
дартные (рис. 23), к токопроводной вилке ко-
торых припаивают стальной чехол с фарфоровой
трубкой внутри (внутренний диаметр 4 мм, на-
ружный 8 мм). Внизу чехол имеет небольшой
кольцевой выступ для предотвращения выпадения
трубки. Толщина стенки чехла 1,0—1,5 мм.
Сварка с дозированной подачей мощности в зону
сварки. Для существенного уменьшения теплое л ожения (уменьшения пе-
регрева капель и жидкой металлической ванны) разработан новый спо-
соб ЭШС с дозированной подачей мощности в зону сварки. Сущность
его состоит в том, что в процессе сварки при непрерывной по-
даче электрода периодически отключают источник электропитания.
Практически такую схему можно осуществить на обычной аппара-
туре. Достаточно только ввести в цепь питания источника тока
прерыватель, отключающий его от электродов по заданной про-
грамме, а подачу электродов осуществлять с постоянной скоростью
в шлаковую ванну. Искусственное изменение теплового баланса с
помощью дозированной подачи электрической мощности позволяет
значительно уменьшить величину провара кромок, дает возможность
регулировать ее, получить благоприятные условия кристаллизации
металла шва и, как следствие, повысить скорость сварки. Дози-
рованную подачу мощности можно применять при ЭШС проволоч-
ными электродами, плавящимся мундштуком и электродами боль-
шого сечения.
Характеристиками режима сварки с дозированной подачей мощ-
ности являются величина паузы импульса, а также производные
от них — доля отбираемой мощности и продолжительность вклю-
чения.
Сумма импульса и паузы составляет цикл сварки. Исследо-
ваниями установлены следующие наиболее оптимальные соотно-
шения величины импульса и паузы: для ЭШС электродными про-
волоками импульс составляет 0,8 —1,2 с, пауза 0,2—0,3 с; для сварки
плавящимся мундштуком импульс 0,8 —1,5 с, пауза 0,3—0,6 с.
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
191
При сварке с дозированной подачей мощности напряжение свар-
ки необходимо увеличить на 3 — 5 В по сравнению с обычной
сваркой. Глубина шлаковой ванны должна быть 50 — 60 мм. Для
устранения непровара по кромке при ЭШС с колебаниями электро-
да необходимо применять ползуны с усилением 5—8 мм, а электрод
подводить возможно ближе к ползуну. Применение дозированной
подачи мощности в зону сварки позволяет увеличить скорость
сварки более чем в 1,5 — 2 раза. Для осуществления ЭШС с до-
зированной подачей мощности используют однофазные и трехфаз-
ные тиристорные прерыватели типа А-1378 и А-1444.
Исследования структуры и механических свойств металла шва и
околошовной зоны показали, что для некоторых марок сталей
вполне возможно получение требуемых свойств сварного соединения
без высокотемпературной обработки (вполне достаточно одного от-
пуска).
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОШЛАКОВОЙ
СВАРКИ
Установки для ЭШС подразделяют на универсальные и спе-
циальные. По типу выполняемых швов различают установки для
ЭШС прямолинейных швов, кольцевых швов и швов сложной кон-
фигурации.
В зависимости от степени механизации и автоматизации сва-
рочные установки делятся на три класса. К первому классу от-
носятся установки, у которых все сборочно-сварочные операции
выполняются механизмами установки. Переналадка установки с од-
ного вида изделия на другой также механизирована. Цеховые кра-
ны используют только для установки и снятия изделий. Ко второму
классу относятся установки, у которых сборка изделий под сварку
и переналадка установки осуществляются цеховым краном. К третьему
классу принадлежат установки, у которых не только сборка изделий
под сварку и переналадка установки, но и размещение свароч-
ного аппарата на изделии или около него для выполнения шва
производятся цеховым краном.
При выборе типа установки следует учитывать, что в связи
с высокой производительностью собственно процесса сварки, при
большой массе свариваемых деталей и малосерийном характере про-
изводства основная часть времени (примерно 90 %) в общем цикле
производства сварной детали при ЭШС приходится на вспомога-
тельные и подготовительные сборочно-настроечные операции. Для
значительного сокращения вспомогательного времени сварки приме-
няют установки второго и первого классов. При эксплуатации
установок этих классов вспомогательное время может быть сокра-
щено до 10 — 30%. Однако такие установки весьма дороги.
В настоящее время наибольшее распространение получили уста-
новки второго класса. Средняя их загрузка составляет 30 — 40%. На
192
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
рис. 24 представлена схема типовой установки второго класса для
ЭШС прямолинейных швов плоских изделий в виде «карт» с тол-
щиной свариваемого металла до 500 мм, разработанная в ИЭС им.
Е. О. Патона. Установка оснащена аппаратом А-535 (У). Собранное
на отдельном участке изделие крепится на стенде 2 механическими
захватами. Стенд снабжен корректирующими устройствами 4, позво-
ляющими установить свариваемый стык в вертикальном положении.
Колонна аппарата А-535 закреплена вверху и внизу в специальном
устройстве 3, позволяющем отводить аппарат и фиксировать колонну
аппарата параллельно стыку.'Удержание сварочной ванны в зазоре меж-
ду кромками и формирование шва осуществляются передним и задним
ползунами. В некоторых случаях обратная сторона шва может фор-
мироваться с помощью накладки.
Для обслуживания аппарата в процессе сварки предусмотрена
площадка 5, которая может вертикально перемещаться по направляю-
щим независимо от аппарата А-535. Для обслуживания обратного
ползуна предусмотрена стойка 6 с балконом. При установке изделия
для сварки стойку краном или вручную отводят в сторону. Ап-
парат обслуживается двумя сварщиками-операторами.
Техническая характеристика аппарата А-535
Габаритные размеры свариваемых изделий, мм:
длина	500-5000
толщина стенки	40 — 500
Скорость сварки, м/ч	0,4-3
Скорость подъема площадки сварщика, м/мин	3
Габаритные размеры установки, мм:
длина	7600
ширина	5900
высота	8400
Масса установки, кг	20000
Установка комплектуется сварочным аппаратом А-535 и источ-
ником питания ТШС-1000/3.
При изготовлении сварных конструкций из отдельных отливок
и поковок, особенно при толщине свариваемого металла свыше
500 мм, используется типовая универсальная установка, разработан-
ная ИЭС им. Е. О. Патона и Ижорским заводом им. Жданова (рис. 25).
Установка оснащена аппаратом 1 для ЭШС плавящимся мундштуком.
Она представляет собой стенд-плиту, имеющую сменные подставки-
опоры 2. Над стендом расположен портал 3, на котором установ-
лены многоэлектродный (36 электродных проволок) блочный аппа-
рат А-1374, пульты и шкафы управления, два трансформатора
ТШС-ЗООО/З и катушки 4 с электродной проволокой. Сварочная ап-
паратура размещена на специальном балконе 5, который может
перемещаться по двум вертикальным винтам вверх и вниз в за-
7600
*700
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
Рис. 25. Схема топовой универсальной установки для ЭШС плавящимся мундштуком (размеры указаны в мм)
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС 195
висимости от высоты свариваемого изделия. Балкон имеет площадку 6
для обслуживающего персонала.
Установка позволяет сваривать металл толщиной до 2500 мм.
В аппарате А-1374 предусмотрено дублирование всех проволок (18
рабочих и 18 дублирующих электродных проволок). В зависимости
от сложности свариваемой конструкции установка обслуживается
тремя или четырьмя операторами.
Техническая характеристика установки А-1374
Габаритные размеры свариваемых изделий, мм:
высота	4500
толщина стенки	2500
Число подающих механизмов (блоков),	шт.	$
Число электродных проволок, шт.:
основных	18
дублирующих	18
Скорость сварки,	м/ч	0,3—0,6
Габаритные размеры установки, мм:
длина	4300
ширина	8000
высота	9000
Масса установки,	кг	30000
На рис. 14 показана типовая универсальная установка второго
класса для ЭШС кольцевых швов, разработанная в ИЭС им.
Е. О. Патона.
В зависимости от толщины свариваемого металла и диаметра
изготовляемых цилиндрических изделий (т. е. от длительности сварки)
установка может быть оснащена либо аппаратом А-535, либо дубль-
аппаратом, который располагается на соответствующей тележке.
Установка комплектуется источником питания ТШС-1000/3.
Принудительное формирование наружной стороны осуществляет-
ся ползуном. Для формирования внутренней стороны шва имеют-
ся различные устройства (подвижные, остающиеся и др.). Тележка
со сварочным аппаратом может перемещаться по рельсовому пути
вдоль всего стенда. Обслуживают установку два-три сварщика-
оператора.
Техническая характеристика установки
Габаритные размеры свариваемых изделий, мм:
диаметр	800-5200
длина	15000
толщина стенки	450
Скорость сварки, м/ч	0,4-3,5
Маршевая скорость, м/мин Габаритные размеры установки, мм:	2,8
длина	17000
ширина	5500
высота	4500
Масса установки, кг	32000
7*
196
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Существуют установки для ЭШС кольцевых швов изделий мас-
сой до 250 т и максимальным диаметром 5300 мм. Конструкция
такой установки разработана ИЭС им. Е. О. Патона и Уральским
заводом тяжелого машиностроения им. Серго Орджоникидзе.
При сварке изделий, длина которых меньше длины установки
(а таких изделий, как правило, большинство), для рационального
использования площади установки в противоположной стороне от
стационарного вращателя устанавливают съемный вращатель и уста-
новку оснащают второй тележкой со сварочным аппаратом. Ро-
ликоопоры являются общими для обоих аппаратов. Такая компо-
новка обеспечивает повышение производительности установки в 1,5 —
2 раза. Установка комплектуется двумя сварочными аппаратами
типа А-1247 и двумя источниками питания ТШС-1000/3.
Для повышения эффективности и экономичности установок их
делают Иногда универсальными на два вида сварки: дуговую и
электрошлаковую.
Техническая характеристика установки
Размеры свариваемых изделий, мм:	
диаметр	800-5300
длина	< 30000
толщина стенки	450
Грузоподъемность, т:	
люнета	2,07
тележки	2,07
Скорость движения тележки, м/мин	2
Скорость перемещения опорного ролика, м/мин	0,84
Наибольший крутящий момент на планшайбе, Н * м	0,185
Частота вращения планшайбы, об/ч	0,02-12,5
Максимальный опрокидывающий момент от изделия, закреп- ленного в планшайбе, Н-м	0,345
Наибольшая вертикальная нагрузка на планшайбе, Н	0,69
Скорость движения площадки, м/мин	6
Скорость движения колонны, м/мин Скорость вертикального перемещения по колонне, м/мин:	0,36
сварочная	0,55-0,39
маршевая	U
Габаритные размеры установки, мм	1700 х х 10000 х
	х 5000
Масса установки, кг	64000-80000
В связи с возрастающей потребностью увеличения толщины
свариваемого металла все установки для ЭШС оснащаются, как
правило, газовыми или индукционными устройствами для подогрева.
Аппараты рельсового типа. Такие аппараты имеют ряд преиму-
ществ, так как дают возможность отказаться от специальных
устройств для выхода аппарата в конце шва, позволяют приме-
нять установки, в которых рельс, а следовательно, и аппарат, кре-
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
197
пятся к несущей конструкции независимо от изделия (см. рис. 24),
что особенно важно при сварке кольцевых швов (см. рис. 14),
а также создать наибольшее количество комбинаций узлов при
сварке различных швов и изделий. В зависимости от толщины
металла применяются одно-, двух- и трехэлектродные аппараты.
Длина рельсовой колонны выбирается в зависимости от наиболь-
шей длины свариваемых швов. К сварочным аппаратам рельсового
типа относится трехэлектродный универсальный аппарат А-535
(рис. 26), который предназначен для ЭШС прямолинейных и коль-
цевых швов металла толщиной до 450 мм.
Возможно несколько исполнений аппарата А-535. Наиболее часто
встречаются исполнения аппарата А-535 для сварки стыковых соеди-
нений металла толщиной до 450 мм с двусторонним формирова-
нием шва ползунами.
Техническая характеристика
аппарата А-535, изготовленного на Каховском заводе
электросварочного оборудования
Диаметр электродной проволоки, мм
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
Скорость сварки, м/ч
Скорость колебаний электрода, м/ч
Диапазон регулирования сварочного тока, А
Габаритные размеры аппарата (без колонны), мм
Масса аппарата, кг
3
65-480
0,15-9,0
20-60
300-1000
1600 х 820 х 1070
390
Для сварки других типов соединений необходимо заменить от-
дельные узлы или детали. Автомат А-535Т предназначен для сварки
стыковых соединений металла толщиной 250 — 450 мм. Для форми-
рования обратной стороны шва предусмотрена независимая под-
веска заднего ползуна, состоящая из колонны и тележки, передви-
гающейся по колонне с помощью ручной лебедки. Аппарат А-535К
предназначен для сварки кольцевых швов. Рельс монтируется не-
зависимо от изделия. Аппарат А-535У применяется для сварки уг-
ловых и тавровых соединений и отличается тем, что сварочная
головка у него повернута на некоторый угол по отношению к
вертикальной оси и снабжена специальными удлинителями. Это
позволяет выполнять сварку мундштуками, изогнутыми в плане.
Специальная подвеска обеспечивает прижим ползуна к обеим стен-
кам таврового или углового соединения. В случае сварки таврово-
го соединения с полкой, величина которой затрудняет доступ к
пульту управления 3 (рис. 26), последний может быть снят с
кронштейна и установлен отдельно от автомата.
Разработан рельсовый унифицированный аппарат А-1170 (рис. 27)
для сварки проволочными электродами диаметром 3 — 5 мм.
198
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 26. Схема аппарата А-535 для ЭШС прямолинейных стыков:
/ — формирующее устройство передней стороны шва (передний ползун); 2-
подвеска переднего ползуна; 3 — пульт управления; 4 - формирующее устрой-
ство обратной стороны шва (обратный ползун); 5 — подвеска обратного
ползуна; 6 — мундштуки; 7 — механизм подачи электродных проволок; 8 — ме-
ханизм поперечных колебаний мундштуков; 9 — ходовая тележка; 10 — бункер
ддя флюса; 11 - колонна с рейкой; 72 — катушка с электродной проволокой
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
199
Техническая характеристика аппарата А-1170
Диаметр электродной проволоки, мм
Число электродов
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
Скорость колебаний электрода, м/ч
Скорость сварки, м/ч
Диапазон регулирования тока, А
Габаритные размеры аппарата, мм
Масса аппарата, кг
3,0 —.5,0
2
65-480
20-60
0,15-9,0
300-1000
860 х 820 х 1070
300
Одноэлектродный аппарат А-820К (рис. 28) предназначен для
сварки преимущественно в монтажных условиях прямолинейных
стыковых швов металла толщиной 16 — 50 мм. При этом могут
применяться электродные проволоки диаметром 2 — 3 мм. Особен-
ностью автомата А-820К является то, что механизм подачи про-
волоки 1 расположен отдельно от механизма 2 вертикального пе-
ремещения и подает проволоку через гибкий направляющий шланг 3.
200
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
S8S
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
201
Техническая характеристика аппарата А-820К, изготовленного
Опытным заводом НИИ электросварки им. Е. О. Патона
Диаметр электродной проволоки, мм
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
Скорость сварки, м/ч
Диапазон регулирования сварочного тока, А
Габаритные размеры аппарата, мм
Масса аппарата, кг
'2 — 3
58-580
4-15
200-700
350 х 250 х 650
20
Аппараты безрельсового типа. Из безрельсовых аппаратов на-
ибольшее распространение получили аппараты с механическим при-
жимом и магнитошагающие типа А-612 и А-501М. Аппарат А-612
(рис. 29) предназначен для сварки продольных стыковых швов
металла толщиной 20—100 мм. Сварка производится при верти-
кальном положении с двусторонним удержанием сварочной ванны.
Рис. 29. Схема безрельсового аппарата А-612
202
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Техническая характеристика аппарата А-612, изготовленного
Опытным заводом НИИ электросварки им. Е. О. Патона
Диаметр электродной проволоки, мм
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
Скорость колебаний электрода, цикл/мин
Диапазон регулирования сварочного тока, А
Скорость сварки, м/ч
Габаритные размеры, мм
Масса аппарата, кг
3,0
130-440
60
300-1000
0,4-4,0
530 х 225 х 930
70
Магнитошагающий автомат А-501М предназначен для сварки
угловых, тавровых и стыковых соединений металла толщиной до
100 мм. Сварка производится одним или двумя электродами. Авто-
мат состоит из шагающего магнитного ходового механизма с токо-
подводящими мундштуками и формирующего устройства, а также
из отдельно установленного механизма, проталкивающего проволоку
через гибкий направляющий шланг.
Аппараты для сварки плавящимся мундштуком. Аппарат А-645
(рис. 30) предназначен для сварки изделий прямого или сложного
профиля (в частности, с поверхностями переменной кривизны), из-
делий с труднодоступными швами, с неровной поверхностью (литье),
для производства ремонтных работ и т. п. Он представляет собой
многороликовый механизм подачи электродов 7, снабженный спе-
циальной струбциной 2 для закрепления его на свариваемом изде-
лии (съемной планке 4). Кроме того, в аппарат входят токо-
подвод 3, пульт управления 5 и катушка для проволоки.
Техническая характеристика аппарата А-645, изготовленного
'Каховским заводом электросварочного оборудования
Диаметр электродной проволоки, мм
Число проволок, шт
Скорость подачи электродной проволоки, м/ч
Диапазон регулирования сварочного тока, А
Скорость сварки, м/ч
Габаритные размеры, мм
Масса аппарата, кг
3,0
6
62-154
600-3000
0,15-1,0
370 х 360 х 400
35
В последнее время разработан новый аппарат А-1304 для сварки
плавящимся мундштуком (рис. 31). Он содержит более совершен-
ный, чем в аппарате А-645, механизм подачи 7, улучшенные си-
стемы 3 и 6 подвода тока к мундштуку и колонну 2 для крепления
на ней основных узлов аппарата. Крепление с помощью струбцины 4
аппарата к изделию обеспечивает пять степеней свободы мундштука.
Аппарат А-1304, как и аппарат А-645, допускает три варианта
подачи электродной проволоки: непосредственно в каналы плавяще-
гося мундштука; через полужесткие шланги; через гибкие шланги.
Управление аппаратом осуществляется с помощью переносного
пульта 5.
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
203
204
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
500
Рис. 31. Схема аппарата А-1304 для ЭШС плавя-
щимся мундштуком
Техническая характеристика аппарата А-1304, изготовленного
Каховским заводом электросварочного оборудования
Диаметр электродной проволоки, мм:
для сварки сталей
для сварки алюминия
Число электродных проволок
Скорость подачи электродных
для сварки сталей
для сварки алюминия
Скорость сварки, м/ч:
для сварки сталей
для сварки алюминия
Габаритные размеры, мм
Масса аппарата, кг
3,0-4,0
5,0-6,0
1-4
проволок, м/ч:
14-138
30-306
0,15-1,0
1,0-10,0
500 х 340 х 600
45
Аппараты для сварки пластинами и стержнями. На рис. 32
показана схема аппарата А-55ОУ, состоящего из механизма подачи
(опускания) пластинчатого электрода 7, зажима электрода 2 с токо-
подводом и станины 3, внутри которой смонтирована пускорегу-
лировочная аппаратура. Подача электрода по мере его плавления
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
205
Рис. 32. Схема аппарата А-550У для ЭШС электро-
дом большого сечения (пластиной)
осуществляется винтовым приводом 4, снабженным двигателем 5
постоянного тока с регулируемым числом оборотов. Электрическая
схема позволяет автоматически поддерживать заданный режим сварки.
Технические характеристики различных исполнений аппарата
А-55ОУ приведены в табл. 7.
На рис. 33 показана схема легкого переносного аппарата
А-1517 для сварки пластинчатым электродом преимущественно из-
делий из легких сплавов, изготовленного в ИЭС им. Е. О. Патона
Техническая характеристика аппарата А-1517
Максимальное сечение электрода, мм:
ширина	200
толщина	20
длина	2000
206
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
Рис. 33. Схема аппарата А-1517 для ЭШС пластинчатым электродом:
1 — приводная тележка вертикального перемещения электрода; 2 — переносная
колонна аппарата; 3 — механизм поперечной корректировки электрода; 4 —
токоподводящее устройство; 5 — пульт управления; 6 — узел крепления колонны
к изделию
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
207
7. Технические характеристики аппаратов типа А-550У
Исполнение аппарата А-550У	Длина направляющей колонны, мм	Наибольшая длина оплавляе- мой части электрода, мм	Скорость подачи, м/ч	Наибольший сварочный ток, А
А-550-1	1500	1200		
А-550У-2	2100	1800	0,8-10	3000
А-55ОУ-3	2700	2400		
А-550У-4	1500	1200		
А-550У-5	2100	1800	2,5-30	10000
А-550У-6	2700	2400		
Примечание. Наибольшая ширина электрода для всех исполнений ап-
парата А-55ОУ составляет 200 мм.
Корректировка электрода, мм:
продольная	±	50
поперечная	±	50
Габаритные размеры аппарата (длина х ширина), мм 2465 х 500
Масса аппарата, кг	50
Специфические особенности сварки высокотеплопроводных ма-
териалов, выражающиеся в необходимости получения весьма большой
тепловой мощности, привели к созданию на Опытном заводе НИИ
электросварки им. Е. О. Патона аппарата А-1417, который представляет
собой совокупность аппаратов А-1304 и А-550. Здесь при сварке в шла-
ковую ванну подаются не только проволочные электроды, но и
сам плавящийся мундштук.
Техническая характеристика аппарата А-1317
Диаметр электродной проволоки, мм
Число электродных проволок, шт
Скорость подачи электродных проволок, м/ч
Скорость подачи плавящегося мундштука, м/ч
Диапазон регулирования сварочного тока, А
Корректировка плавящегося мундштука, мм:
продольная
поперечная
Габаритные размеры, мм
Масса аппарата, кг
5,0-6,0
1-4
30-306
2,5-30,0
1000-10000
±500
±100
1800 х 575 х 1580-3780
420-500
Для успешного и наиболее эффективного применения ЭШС
при организации участка, оборудованного соответствующими уста-
новками, следует придерживаться следующих общих правил.
1.	Участок должен располагаться в непосредственной близости
от термических печей или устройств для местной термической
208
ЭЛЕКТРОШЛАКОВАЯ СВАРКА
обработки. Желательно, чтобы этот комплекс находился в соседних
пролетах одного и того же цеха.
2.	Установки на участке должны располагаться в торце про-
лета либо около цеховых колонн. Это требование обусловлено не-
обходимостью исключить переноску грузов цеховыми кранами над
установкой во время ее работы.
3.	На участке должны быть посты ручной дуговой сварки,
резки, станок для намотки и очистки проволоки, распределитель-
ное устройство водоснабжения и слив отработанной воды, устрой-
ства (при необходимости) для газового и индукционного подогрева.
Мундштуки для ЭШС проволочными электродами. Мундштуки
служат для направления электродной проволоки в зону сварки,
подвода к ней сварочного тока, а также корректировки положения
электрода в процессе сварки. Создано большое число разнообраз-
ных конструкций мундштуков для металла различной толщины и
разных условий сварки. Обычно наиболее универсальные мундштуки
поставляются совместно со сварочным аппаратом.
Комплект мундштуков, показанный на рис. 34, предназначен
для ЭШС проволокой диаметром 2,5 —3,0 мм прямолинейных швов
изделий из углеродистых и легированных сталей с толщиной металла
Рис. 34. Комплект мундштуков для сварки тремя проволоками (размеры указаны
в мм)
АППАРАТУРА И УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭШС
209
Рис. 35. Конструкция мундштука к сварочному аппарату А-612 (размеры
указаны в мм):
7 — направляющая трубка; 2 — токоподводящая шина; 3 — изоляционный бан-
даж; 4 — поперечный корректор; 5 — продольный корректор; 6 — клемма токо-
подвода; 7 — сменная стальная спираль
Рис. 36. Комплект из двух мундштуков для сварки на увеличенном вылете
проволоки (размеры указаны в мм):
1,2- направляющая трубка и токоведущая шина; 3 - клемма; 4 - обойма для
крепления керамической вставки; 5 — керамическая вставка (трубка)
210 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
в месте сварки до 300 мм. Они поставляются со сварочным
аппаратом А-535.
На рис. 35 показан мундштук к аппарату А-612.
При ЭШС проволокой диаметром 5 мм применяют специаль-
ный роликовый мундштук (рис. 21). Им можно производить сварку
прямолинейных и кольцевых швов металла толщиной до 120 мм.
При сварке мундштук находится вне разделки кромок изделия. Это
позволяет значительно сузить сборочный зазор и повысить скорость
сварки. Длительность непрерывной работы мундштука — более 100 ч.
Для ЭШС с увеличенным вылетом электродной проволоки раз-
работана конструкция мундштука с керамической неэлёктропроводной
вставкой 5 (рис. 36) для обеспечения заданного направления электрод-
ной проволоки при ее повышенном нагреве. Применение ЭШС с
увеличенным (до 200 мм) вылетом электродной проволоки позволя-
ет повысить производительность процесса в 1,6 —2,0 раза.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Бельфор М. Г., Сущук-Слюсаренко И. И. Основное оборудование и
технологическая оснастка для электрошлаковой сварки. Киев: Наукова думка,
1977, с. 4 - 95.
2.	Сущук-Слюсаренко И. И., Лычко И. И. Техника выполнения электро-
шлаковой сварки. Киев: Наукова думка, 1974, с. 5 — 91.
3.	Сущук-Слюсаренко И. И. Электрошлаковая сварка и наплавка. М.:
ВИНИТИ, 1977, с. 5 - 60.
4.	Электрошлаковая сварка/Под ред. Б. Е. Патона. Киев —М.: Машгиэ,
1959. 410 с.
Глава 6
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ
ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
При сварке в среде защитных газов электрическая дуга и рас-
плавленный металл сварочной ванны защищены от атмосферного
воздуха оболочкой из защитного газа. Классификация способов
дуговой сварки в защитных газах приведена на рис. 1.
Дуговая сварка в защитных газах может быть выполнена пла-
вящимся и непдавящимся (вольфрамовым) электродами.
По характеру воздействия дуги на свариваемый металл сварку
в защитных газах выполняют дугой косвенного действия (незави-
симой), двумя неплавящимися электродами, дугой прямого действия,
плавящимся и неплавящимся электродами, а также трехфазной
Рис. 1. Классификация способов электрической дуговой
сварки в защитных газах
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
212 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
1. Состав защитных газов
Газ	Сорт	Содержание основных			
		Аг, не менее	Не, не менее	О3, не более	n2, не более
Аргон	Высший Первый	99,992 99,987	—	0,0007 0,002	0,006 0,01
	Особой		99,995	—	0,0005
Гелий	чистоты Высокой	—	99,985	0,002	0,005
	чистоты Технологи- ческий		99,8	0,005	0,12
Кислород	Техниче- ский № 1 № 2 № 3	-	-	99,7 99,55 99,2	—
	Особой			0,001	99,996
Азот	чистоты Высший Техниче- ский № 1 № 2 № 3	—	—	0,005 0,5 1,0 3,0	99,994 99,5 99,0 97,0
Углекислый газ*1	Сварочный Пищевой Техниче-	—	—	—	—
	ский				
*1 Содержание в техническом углекислом газе СО < 0,05 %.
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
213
компонентов, об. %				Содержание водяных паров, %, не более	Температура насыщения, К, не более	ТУ или ГОСТ
	Н2. не более	со2, не более	углеводоро- ды, не более			
	-	0,0005 0,001	-	0,01 0,03	215 223	ГОСТ 10157-79
	0,001 0,0025 0,06	0,0002 0,001 0,005	0,001 0,003 0,005	0,001 об. % 0,002 0,004	-	ТУ 51 -689-75
	-	Не нормиру- ется	-	0,07	230	ГОСТ 5583-78
	-		-	0,005	210	ГОСТ 9293-74
				0,07	230	
				—	-	
	-	99,5 98,8 98,5	-	0,184	225	ГОСТ 8050-76
				Не норми- руется		
214 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Рис. 2. Схема газоэлектрического способа дуговой сварки:
а — дугой косвенного действия; б — дугой прямого действия неплавящимся
электродом; в — дугой прямого действия плавящимся электродом; 1 — электри-
ческая дуга; 2 — защитный газ; 3 — электрод; 4 — газовое сопло; 5 — подаю-
щие ролики
дугой (рис. 2). Сварку дугой косвенного действия ввиду малой
производительности применяют для сварки металла малой толщины.
Сварка плавящимся электродом дугой прямого действия огра-
ничена минимальной толщиной металла 0,8—1,0 мм. Сварку непла-
вящимся электродом дугой прямого действия рекомендуют для
сварки металла толщиной до 3 мм.
В качестве защитной среды при сварке используют аргон,
гелий, кислород, азот, двуокись . углерода и их смеси, а также
струю воздуха и др.
Составы основных защитных газов приведены в табл. 1.
Поставка газов потребителю осуществляется в баллонах под
давлением до 15 МПа и частично в жидком состоянии в спе-
циальных сосудах.
Для защиты сварочной ванны при сварке в инертных газах
в основном применяют аргон и реже гелий, вследствие его высо-
кой стоимости.
Аргон обеспечивает хорошее формирование швов при сварке
сталей неплавящимся электродом и при сварке плавящимся электро-
дом алюминия и его сплавов. Гелий в сравнении с аргоном обес-
печивает лучшую устойчивость горения дуги и большую глубину
проплавления основного металла.
Сварка в смеси аргона (65 %) с гелием (35 %) обеспечивает
глубокое проплавление основного металла, хорошее формирование
металла шва, снижает разбрызгивание. Общая стоимость защитного
газа значительно ниже по сравнению со сваркой в чистом гелии.
Сварка плавящимся электродом в инертных газах не находит
широкого применения вследствие повышенного порообразования в
металле шва. Причины образования пор при сварке в инертных
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
215
газах и их смесях следующие; повышенное содержание примесей
в инертных газах; недостаточная защита расплавленного металла;
повышенное содержание активных газов в основном металле и
проволоке; недостаточное содержание элементов — раскислителей в
сварочной проволоке; наличие влаги на поверхности свариваемых
деталей и т. д.
В качестве активных газов при сварке используют углекислый
газ и его смеси с кислородом.
Кислород снижает содержание углерода в металле шва до
более низкого уровня. Избыток кислорода в защитном газе при-
водит к образованию пор в металле шва, а также даже при
достаточном содержании элементов-раскислителей увеличивает содер-
жание кислорода в металле шва, снижая его механические свойства.
Азот по отношению к цветным металлам является инертным
газом. При сварке низкоуглеродистых и высокоуглеродистых ста-
лей применение азота в качестве защитного газа приводит к на-
личию пор в сварном металле шва.
Рекомендации по выбору защитной среды при сварке приведе-
ны в табл. 2.
2. Защитные газы для сварки различных металлов [1]
Свариваемые металлы	Толщина металла, мм	Защитный газ при сварке	
		неплавящимся электродом	Плавящимся электродом
Низкоуглеродистые, ле- гированные конструкци- онные стали		Аг 4- СО2	СО2; (75 —90%)Аг4- 4-(10—25%) СО2
Теплоустойчивые пер- литные стали Высоколегированные коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаро- прочные стали	3	Аг Аг; Не Аг 4- СО2	СО2; (75-80%)Аг4- 4-(20 —25 %) СО2 СО2; (75 —90 %) Аг 4- 4-(10 —25 %) СО2
Жаропрочные хромони- келевые сплавы	Не огра- ничена	Аг; Не	Аг; Не
Алюминий и его спла- вы	6	Аг	35 % Аг + 65 % Не
Титан и его сплавы	Не огра-	Аг	Аг
Медь и ее сплавы Магниевые сплавы Цирконий, молибден, тантал и другие актив- ные металлы	ничена	Аг; Не Аг 4- СО2 Аг; Не Аг	Аг; Не (70-80%) Аг 4-(20 — -30%) со2 Аг Аг
216 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
3. Химический состав проволок сплошного сечения, применяемых для сварки
Марка проволоки	Содержание, %				
	С	Мп	Si	Сг	Ni
Св-08ГС	<0,10	1,40-1,70	0,60-0,85	0,20	<0,25
Св-08 Г2С	0,5-0,11	1,80-2,10	0,70-0,95	0,20	<0,25
Св-08ХГС	0,15-0,22	0,80-1,10	0,90-1,20	0,80-1,10	<0,30
Св-08ХГ2С	0,05-0,11	1,70-2,10	0,70-0,95	0,70-1,00	<0,25
Св-08ХГСМА	0,06-0,10	1,15-1,45	0,45 — 0,70	0,85-1,15	<0,30
Св-ЮХГСМА	0,07-0,12	1,70-2,10	0,60-0,90	0,80-1,10	<0,30
Св-08ХГСМФА	0,06-0,10	1,20-1,50	0,45 — 0,70	0,95-1,25	<0,30
СВ-08ХЗГ2СМ	<0,10	2,0-2,50	0,45-0,75	2,00-3,00	0,30
Св-08Х14ГНТ	<0,10	0,90-1,30	0,25-0,65	12,50-14,50	0,40-0,90
Св-08Х1.8Н2ГТ	<0,10	0,90-1,30	0,25-0,65	17,00-19,00	2,00-2,50
(ЭП157) Св-15Х12НМВФБ	0,13-0,18	0,90-1,30	0,30-0,60	11,00-12,50	0,60-0,90
Св-15Х12ГНМВФ	0,12 — 0,17	0,90-1,30	<0,60	11,00-12,50	0,60-0,90
(ЭП390) Св-01Х19Н9	<0,03	1,00-2,00	0,50-1,00	18,00-20,00	8,00-10,00
Св-08Х18Н8Г2Б	0,05-0,10	1,80-2,30	0,30-0,70	17,50-19,50	8,00-9,00
Св-08Х20Н 15ФБЮ	0,04-0,10	1,00-2,00	<0,80	19,00-21,00	14,00—16,00
(ЭП444) Св-06Х19Н9Т	<0,08	1,00-2,00	0,40-1,00	18,00-20,00	8,00-10,00
Св-07Х19Н10Б	0,05-0,09	1,50-2,00	<0,70	18,50-20,50	9,00-10,50
Св-08Х19Н10Г2Б	0,05-0,10	1,80-2,20	0,20-0,45	18,50-20,50	9,50-10,50
Св-05Х20Н9ФБС	<0,07	1,00-2,00	0,90-1,50	19,00-21,00	8,00-10,00
Св-08Х20Н9СБТЮ	<0,10	1,00-2,00	1,00-1,50	19,00-21,00	8,00-10,00
Св-06Х20Н11МЗТБ	<0,08	Не более	0,50-1,00	19,00-21,00	10,00-12,00
Св-07Х25Н12Г2Т	<0,09	0,80 1,50-2,50	0,30-1,00	24,00-26,50	11,00-13,00
Св-08Х20Н9Г7Т	<0,10	5,00-8,00	0,50-1,00	18,50-22,00	8,00-10,00
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
217
сталей в углекислом газе
Мо	Ti	Nb	S, не более	Р, не более	другие элементы	ГОСТ или ТУ
—	—	—	0,025	0,030	—	ГОСТ 2246-70*
-	-	-	0,025	0,030	-	То же
	-	-	0,025	0,030	-	
-	—	-	0,025	0,030	-	
0,40-0,60	-	-	0,025	0,025	-	
0,40 — 0,60	-	-	0,025	0,025	-	
0,50 — 0,70	—	-	0,025	0,025	0,20-0,35	
0,30-0,50	-	—	0,030	0,030	-	
-	0,60-1,00	-	0,025	0,035	-	
-	0,80—1,30	—	0,030	0,030	-	ЧМТУ/ЦНИИЧМ
						277-60
0,70-1,10	-	0,15-0,35	0,030	0,030	0,20 — 0,40	ЧМТУ/ЦНИИЧМ 442-61
0,80-1,20	-	—	0,030	0,030	0,25-0,45	ЧМТУ/ЦНИИЧМ 671-62
-	-	—	0,015	0,025	0,80-1,20	ГОСТ 2246-70*
-	-	1,20—1,50	0,018	0,023	0,50-0,90	То же
-	-	0,90-1,50	0,025	0,040	0,40-0,80	ЧМТУ/ЦНИИЧМ 849 - 63
-	0,50-1,00	-	0,015	0,030	-	ГОСТ 2246-70*
-	-	1,20-1,50	0,018	0,025	-	То же
-	-	0,90—1,30	0,020	0,030	-	
-	-	1,00-1,40	0,020	0,030	0,90-1,30	
-	0,60-1,00	0,60-1,00	0,020	0,035	0,30-0,70	
2,50-3,00	0,60-1,00	0,60-0,90	0,18	0,030	-	
-	0,60-1,00	I —	0,020	0,035	—	
—	0,60-0,90	—	0,018	0,035	—	
218 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
При сварке в инертных газах электродную проволоку приме-
няют, как правило, того же химического состава, что и свари-
ваемое изделие.
При сварке в углекислом газе используют проволоки с по-
вышенным содержанием раскислителей и легирующих элементов.
Рекомендуемые химические составы проволок для сварки в углекис-
лом газе приведены в табл. 3.
Азотно-дуговая сварка. Сварка выполняется неплавящимся электро-
дом с защитой зоны сварки азотом. Азот является инертным
газом для сварки меди и ее сплавов. При сварке применяют
азот повышенной чистоты по ГОСТ 9293 — 74*.
Сварка производится на постоянном токе прямой полярности.
В качестве присадочного металла используется проволока из меди Ml.
Электродуговая сварка в среде аргона. Сварка в инертных га-
зах может выполняться плавящимся и неплавящимся электродами.
Сварка неплавящимся электродом производится как с присадочной
проволокой, так и без нее. Сварку по отбортовке и встык металла
малой толщины выполняют без присадочной проволоки.
Аргонодуговую сварку применяют при изготовлении конструк-
ций из жаропрочных и коррозионно-стойких сталей, цветных метал-
лов и сплавов.
Аргонодуговую сварку неплавящимся электродом производят на
постоянном токе прямой полярности и переменном токе.
Для сварки неплавящимся электродом применяют вольфрамо-
вые электроды диаметром 0,8 — 8 мм по ТУ ВМ2 —529 —57 и лан-
танированные вольфрамовые электроды по ВТУ ВЛ № 24—5 — 62.
Диаметр электрода рекомендуется выбирать в зависимости от за-
щитного газа и силы тока (табл. 4).
4. Диаметры вольфрамовых электродов и оптимальные значения силы тока для
ручной и механизированной сварки
Ток	Защитный газ	Сила тока (А) при диаметре электрода, мм					
		1	2	3	4	5	6
Переменный	Аргон	10-75	40-90	90 — 150	150 — 220	220— 300	300- 400
	Гелий	10-40	30-60	60- 120	100- 180	150— 200	200 — 350
Постоянный	Аргон	20-65	65 — 200	200 — 300	300- 400	350— 400	300- 480
	Гелий	10-50	50 — 150	150- 200	200 — 300	300- 350	300- 400
Постоянный, обрат- ной полярности	Аргон	До 10	10-30	20-40	40-80	60- 100	80 — 130
	Гелий	До 10	10-20	15-30	20-60	30-75	40- 100
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
219
5. Технические характеристики горелок для сварки неплавящимся электродом
Марка горелки	Сила тока, А	Диаметр электрода, мм	Охлаждение горелки	Масса горелки,кг
А-408	50	2-4	Без охлаждения	0,3
ГРА-1	100	1; 1,2; 1,5; 2	То же	—
ГРА-2	600	6; 8; 10	Водяное	—
ГРА-3	450	1,5; 2; 2,5; 3; 4; 6	То же	—
А-461	50-200	17,9	Без охлаждения	0,45
ЭЗР-1-54	200	1,5-5,5	То же	0,635
ЭЗР-2-54	300	5,5-8,5	» »	0,84
ЭЗР-З-58	200	2-4	» »	—
АР-9	350	3-6	Водяное	—
РГС-1	120	0,8-2	Без охлаждения	—
АР-10	120	1; з	Водяное	0,35
(малая)				
АР-10	200	2-4	То же	0,40
(средняя)				
АР-10	.400	3-8		0,50
(большая)				
АР-7Б	450	До 7		0,50
АР-9	350	3-6		0,45
При аргонодуговой сварке неплавящимся электродом высоколе-
гированных сталей в качестве присадочного металла применяют
электродные проволоки того же химического состава, что и основ-
ной металл. Сварка производится на постоянном токе прямой
полярности.
Сварку алюминиевых и магниевых сплавов выполняют на пере-
менном токе в целях разрушения окисной пленки.
Сварку титана и его сплавов, циркония, молибдена, тантала
и других активных металлов рекомендуется выполнять на постоян-
ном токе прямой полярности.
Принцип сварки с защитой гелия аналогичен принципу арго-
нодуговой сварки.
Техника ручной аргонодуговой сварки имеет свои особенности
и выполняется без колебательных движений горелки в связи с
возможностью нарушения защиты зоны сварки. Угол между осью
горелки и плоскостью изделия составляет 75 — 80°. Угол между
присадочным материалом и изделием соответственно 15 — 20° Ре-
жим при сварке неплавящимся электродом выбирают в зависи-
мости от толщины и химического состава свариваемого изделия.
Для сварки неплавящимся электродом применяют специальные го-
релки, технические характеристики которых приведены в табл. 5.
Для ручной сварки алюминиевых сплавов применяются уста-
новки УДАР-300, УДАР-500, УДГ-300, УДГ-500 и др.
220 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Сварка в углекислом газе. Сущность способа сварки в угле-
кислом газе заключается в том, что электрическая дуга и рас-
плавленный металл защищены от влияния кислорода и азота зоной
защитного газа. Сварка в углекислом газе может выполняться
плавящимся и неплавящимся электродами. Особенность сварки плавя-
щимся электродом заключается в применении электродных проволок
с повышенным содержанием элементов раскислителей (марганца,
кремния и др.), компенсирующих их выгорание в зоне сварки [4].
Для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей в
среде углекислого газа применяют кремнемарганцовистые проволоки
(см. табл. 3). Наибольшее распространение получила проволока
марки Св-08Г2С. Полуавтоматическую сварку в углекислом газе
осуществляют проволокой диаметром 0,7 —2,0 мм, а автомати-
ческую — проволокой диаметром 1,0 —3,0 мм.
Для сварки при прямой полярности тока разработаны про-
волоки с эмиссионными покрытиями, резко повышающими стабиль-
ность горения дуги. Проволока должна быть чистой, блестящей
и иметь поверхность, обеспечивающую хороший электрический кон-
такт. Ржавая проволока засоряет направляющую спираль шланга
полуавтомата, резко ухудшает электрический контакт ее с то-
косъемником (контактным наконечником), что все вместе взятое
ведет к большому разбрызгиванию электродного металла и вы-
зывает появление дефектов в шве.
Упаковка при транспортировании и хранении должна исключать
опасность коррозии и загрязнения. Транспортирование рекомендуют
осуществлять в закрытых контейнерах, а хранение в помещении с
температурой не ниже + 5 °C при влажности воздуха не выше 70 %.
Перед сваркой проволоку обезжиривают или очищают с помощью
специальных абразивных устройств или металлической щеткой.
На Волгоградском («Красный Октябрь») и Ижевском (им. 50-ле-
тия СССР) металлургических заводах налажен серийный выпуск омед-
ненной проволоки, не требующей последующей очистки.
Техника сварки. Направленное движение сварочной горелки от-
носительно сварного соединения, угол наклона горелки и расстояние
от сопла до свариваемого изделия — все это объединяет понятие
«техника сварки» [7].
Характер движения горелки относительно сварного соединения
находится в прямой зависимости от вида соединения, числа слоев
и положения шва в пространстве.
Назначение движения горелки не только формировать шов за-
данных размеров, формы и сплавления электродного металла с ос-
новным, но и оказывать влияние на улучшение структуры металла
шва. Особенно это должно учитываться при сварке высоколегиро-
ванных сталей и сплавов, склонных к закалке.
Схема движения и размеры колебаний горелки при полуавто-
матической сварке стыковых швов показаны на рис. 3, а угловых —
на рис. 4.
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
221
Рис. 3. Траектория движения и размеры колебаний (мм) горелки при сварке встык
в углекислом газе при наклоне горелки относительно вертикальной оси на 5 —15°:
а — траектория движения горелки при наложении первого (/), второго (II) и
верхнего (III) слоёв; б — ориентировочные размеры (мм) колебаний горелки при
наложении первого (I), второго (II) и верхнего (III) слоев
Техника сварки угловых швов «в лодочку» аналогична технике
сварки, стыковых соединений с V-образной разделкой кромок. От-
личие заключается в том, что сварку «в лодочку» ведут на больших
плотностях тока.
Рис. 4. Положение (а) и траектория (б) горелки при полуавтоматической
дуговой сварке в углекислом газе
222 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Сварку стыкуемых деталей толщиной 1 — 2 мм выполняют без
колебательных движений горелки. При толщине стыкуемых деталей
3-8 мм (без подготовки кромок) целесообразно выполнять го-
релкой возвратно-поступательные движения. В этом случае при
движении горелки по ходу сварки достигается проплавление сты-
куемых кромок, а при возвратном движении формируется шов.
При сварке в среде углекислого газа стыковых соединений
толщиной до 2 мм и угловых швов катетом до 5 мм наилучшие
результаты получают при сварке сверху вниз. При этом размеры
расплавленного металла сварочной ванны незначительны, а давление
дуги и газа достаточны для удержания расплавленного металла
в объеме сварочной ванны. При выполнении стыковых соединений
толщиной более 2 мм и угловых швов катетом более 5 мм сварка
сверху вниз не дает преимуществ, так как скорость сварки будет
определяться объемом расплавленного металла, удерживаемым в
соответствующем положении. Сварка данных толщин производится
снизу вверх. Перед зажиганием дуги необходимо, чтобы сварочная
горелка опиралась на вылет электродной проволоки, равный не
более 15 ее диаметров. При увеличенном вылете зажигание дуги
затруднительно, так как проволока начинает плавиться по всей
длине вылета, а не в точке контакта со свариваемой деталью.
Кроме того, ухудшается газовая защита. Поэтому зажигание дуги
необходимо производить не в начале сварного шва, а отступая
от него на некоторое расстояние по направлению сварки. После
зажигания дуги и ее стабилизации рекомендуется быстро переместить
горелку в начало шва и продолжать сварку с соответствующей
скоростью. В момент окончания сварки необходимо укоротить
вылет электродной проволоки до минимальной величины, выключить
подачу проволоки, после чего отвести горелку из зоны сварки.
Режимы сварки в углекислом газе. Для сварки низкоуглеродис-
тых сталей режим сварки подбирают, исходя из получения нор-
мального (оптимального) формирования сварного шва, т. е. получе-
ния шва с заданными размерами. При этом параметры режима
сварки должны обеспечить устойчивость процесса, необходимое про-
плавление свариваемого металла и оптимальную скорость сварки.
Диаметр электродной проволоки выбирается в зависимости от
конструктивных и технологических данных сварного соединения
(толщины свариваемого металла, размера сварного шва, положения
в пространстве и др.). В некоторых конкретных случаях, особенно
при сварке тонколистового металла, целесообразно применять про-
волоку меньшего диаметра, так как при сварке на одном и том
же токе в последнем случае устойчивость горения дуги увеличи-
вается, разбрызгивание расплавленного металла уменьшается. Со-
ответствие диаметра электродной проволоки размерам шва позво-
ляет подобрать оптимальный режим сварки, при котором обеспе-
чиваются стабильность горения дуги и наименьшее разбрызгивание
расплавленного металла.
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ 223
6. Режимы полуавтоматической сварки в углекислом газе низкоуглеродистой стали
Катет шва, мм	Диаметр проволо- ки, мм	Режим сварки			Вылет элект- рода, мм	Произво- дитель- ность, г/с
		Сила тока, А	Напряже- ние на дуге, В	Расход газа м3/с- 10" 4		
2,0	0,8	100	20-22	1,33-1,67	8-10	0,43
	1,0	ПО	19-20		10-12	0,41
	1,0	150	21-22		10-12	0,82
3,0	1,2	180	22-23	1,67-2,0	12-15	1,09
	1,4	200	21-22		14-16	0,98
4,0	1,2	200	22-23	2,0-2,33	12-15	0,99
	1,4	270	24-25		15-18	1,09
5,0-6,0	1,4	320	27-28		18-20	1,36
	1,6	280	27-29	2,33-2,67		1,44
Сварные швы на практике чаще всего имеют катеты 2 — 6 мм,
сварку которых целесообразно производить в сочетании с диаметра-
ми электродной проволоки. Зависимость катета шва и диаметра
электродной проволоки, приведенная в табл. 6, определена из оп-
тимальных режимов сварки, обеспечивающих хорошее формирование
шва и высокую производительность сварки относительно соответ-
ствующего катета шва.
Напряжение дуги является основным параметром режима сварки,
определяющим длину дуги и качество металла шва. Изменения
напряжения и длины дуги влияют на величину разбрызгивания,
наличие нор и надрезов, внешний вид и на качество шва. Ре-
комендуемая зависимость между напряжением, диаметром электрод-
ной проволоки и пространственным расположением шва указаны
в табл. 7.
При сварке на больших плотностях тока возможна сварка
заглублением дуги в расплавленный металл, когда практически
дуга существует только в начальной стадии процесса сварки.
Сварка на повышенных форсированных режимах нашла практи-
ческое применение для проволок диаметром 1,2 —2,0 мм. Опти-
мальные диапазоны форсированных режимов сварки приведены в
табл. 8.
Режимы полуавтоматической сварки в углекислом газе сталей
типа 18—10 и 18 — 12 приведены в табл. 9.
При дуговой сварке в углекислом газе мартенситных и мартен-
си тно-ферритных сталей применяют предварительный подогрев и по-
224 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
7. Взаимосвязь диаметра электродной проволоки с напряжением дуги и располо-
жением шва в пространстве
Диаметр электродной проволоки, мм	Напряжение на дуге, В, при расположении шва в пространстве	
	нижнем	вертикальном, горизонтальном, потолочном
0,8	17-22	17-20
1,0	19-24	18-22
1,2	20-27	19-24
1,4	20-31	20-24
1,6	21-34	—
2,0	23-37	—
Пр имечание. Для нижнего расположения длина дуги не более 4 мм;
для вертикального, горизонтального и потолочного расположений — не более
2 мм.
8. Форсированные режимы сварки ннзкоуглеродистых сталей
Диаметр электродной проволоки, мм	Толщина металла, мм	Сила сва- рочного тока, А	Напряжение дуги, В	Вылет электрода, мм	Расход СО2 м3/с-10" 4
1,2 1,4	6-14	350-450	38-48 34-48	14-20	3,3-4,2 3,3-5,1 3,3-5,8
1,6 2,0	6-16	400-600 450-650	34-39 34-56	20-25	
Примечание. Сварочная проволока марок. Св-08Г2С, Св-10ГСМТ
ГОСТ 2246 — 70*
следующую термическую обработку. Температура подогрева регла-
ментируется жесткостью контура изделия и содержанием углерода
в свариваемой стали и обычно находится в пределах 200 — 400 °C.
После сварки изделие подвергается отпуску при 700—900 °C.
При сварке аустенитных и ферритно-аустенитных швов наблю-
дается склонность к образованию горячих трещин. Для предупрежде-
ния горячих трещин в сталях, где отношение содержания хрома
к никелю близко к единице, первые слои необходимо сваривать
проволокой с повышенным содержанием ферритной фазы.
Термическая обработка изделий, выполненных из разнородных
аустенитных сталей, определяется типом изделия, условиями его
эксплуатации' и маркой стали. Если по условиям эксплуатации изде-
лия достаточно устранения сварочных остаточных напряжений, то
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
225
9. Режимы полуавтоматической и автоматической сварки в СО2 коррозионно*
стойкой стали
Диаметр проволо- ки, мм	Толщина свариваемого металла, мм	Режим сварки				
		Сила сварочно- го тока, А	Напряже- ние на дуге, В	Скорость сварки, м/с Ю-3	Вылет электро- да, мм	Расход газа, м3/с •ю-4
0,5	1,0	30-40	17,0		5,0	1,0
0,8	1,5	40-80	17-18	8,3-11,1	6,0	
0,8-1,2 1,0-1,2	2,0 2,5	100-140 110-150	18-20	6,9-11,1	6-9 7-9	1,0-1,3
1,2 1,6 2,0	3,0	140-160 150-170	19-20,5 23-27	5,5-9,7	9-10 15,0 15-20	1,3-1,5 1,5-2,3 2,3-2,8
		180-190	25-28	6,9-8,3		
его отпуск производится при температуре 800—900 °C. При работе
изделия в высокотемпературном режиме оптимальным видом тер-
мической обработки является аустенизация при 1100—1200 °C.
Сварка порошковой проволокой в углекислом газе. Сварка по-
рошковой проволокой представляет собой разновидность способа
дуговой сварки с применением специальной проволоки с порошко-
вым наполнителем, состоящей из металлической оболочки (трубча-
той или специальной формы сечения) и сердечника.
Существуют различные способы сварки порошковой проволокой.
Широкое применение получили два из них — открытой дугой и с
дополнительной защитой газом, в большинстве случаев углекислым.
Газозащитные проволоки имеют преимущества перед проволока-
ми сплошного сечения марки Св-08 Г2С, процесс сварки которых
в СО2 характеризуется повышенным разбрызгиванием электродного
металла и недостаточной пластичностью металла шва. К газоза-
щитным порошковым проволокам предъявляются следующие тре-
бования : обеспечение высокой производительности процесса, хорошего
формирования швов, высоких механических свойств металла шва,
малых потерь металла на разбрызгивание и др. (табл. 10).
Сварка порошковой проволокой [5] в углекислом газе исполь-
зуется взамен сварки проволокой сплошного сечения диаметром
1,6 —2,0 мм ответственных сварных конструкций.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ
Сварка плавящимся электродом выполняется полуавтоматами
и автоматами. ..Технические характеристики сварочных полуавтома-
тов приведены в табл. 11, а автоматов в табл. 12.
8 п/р. В. В. Степанова
10. Характеристика порошковых ироводок
Марка
Технические
условия
Условное
обозначение
Диаметр, мм
Заменяемые
сварочные
материалы
(тип, марка)
Само защитные проволоки общего назначения
Свариваемые стали
ПП-АН1 ПП-1ДСК	ТУ 14 — 4 — 48 — 71 ТУ 36 УССР 241-78 ТУ 14-4-982-79 ТУ 60-74 ИЭС ТУ 96-74 ИЭС ТУ 20 - 64 ИЭС ТУ 268 - 79 ИЭС ТУ 36 УССР 639-77 ТУ 36-1830-74 ТУ 36-72 ТУ 36-1905-76 ТУ 36-1904-76	ПС-50-НО ПС-46-НО	2,8 2,4 2,8; 3,0 2,0; 2,3 2,0; 2,4 1,6; 1,8 3,0 2;-4 2,4; 2,6 1,4; 1,6 2,4 2,4	Э46; Э50	СтЗ, Ст4, 10, 15, 20, 09Г2 СтЗ, Ст4, 09Г2
ПП-АНЗ ПП-АН7 ПП-АН11 ПП-АН2М		ПС-50-Н4 ПС-50-В4 ПС-50-В4 ПС-5О-В2		Э50	СтЗ, 09 Г2, 10ХСНД, 15ХСНД, 10Г2С, 14Г2
					СтЗ, Ст5, 09Г2, 09Г2С, 14Г2 СтЗ, 09Г2, 09Г2С, 14Г2, 25ГС
ПП-АН23 ПП2ДСК СП-2		ПС-50-Н2 ПС-50-Н2 ПС-50-Н2		Э50; Э50А	
					Ст3.09Г2,09Г2С, 10Г2С1
СП-1 ППВ-4 ППВ-5		ПС-50-Т2 ПС-50-В2 ПС-50-В1		Э50А Э50, Э50А Э50	
					СтЗ, СтЗГ, 09Г2 СтЗ, СтЗГ, 09Г2С, 14Г2
Порошковые проволоки для сварки в СО2
ПП-АН8 ПП-АН10 АА-АН21	ТУ 14 — 4—1059 — 80 ТУ 14-4-604-75 ТУ 180-78 ИЭС	ПГ-50-Н1 ПГ-50-Н2 ПГ-50-В2	2,2; 2,5; 3,0 2,2 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2	Э46А, Э50А, Св-О8Г2С	СтЗ, СтЗГ, 09Г2, 10Г2С1, 10ХСНД
226 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Продолжение табл. 10
00 • Марка	Технические условия	Условное обозначение	Диаметр, мм	Заменяемые сварочные материалы (тип, марка)	Свариваемые стали
ПП-АН13	ТУ 100 — 74 ИЭС	ПГ-50-Н1	2,2; 2,5	Э46А, Э50А,	СтЗ, СтЗГ, 09Г2, 10Г2С1, 10ХСНД
ПП-АН4	ТУ 14-4-49-71	ПГ-50-Н4	2,0; 2,2; 2,5	Св-08 Г2С	
ПП-АН9	ТУ 14-4-198-72	ПГ-50-Н4	2,2; 2,5	—		СтЗ, СтЗГ, 09Г2, 09Г2С,
ПП-АН18	ТУ 98 - 74 ИЭС	ПГ-50-Н4	2,2; 2,5	Э50А	10ХСНД, 15ХСНД,
ПП-АН22	ТУ 184-78 ИЭС	ПГ-5О-НЗ	1,8; 2,2; 2,5		10Г2С1, 14Г2
ПП-АН20	ТУ 207-78 ИЭС	ПГ-60-Н5	2,2; 2,4; 2,5	Э60	16Г2АФ, 18Г2АФ,
					10ХСНД, 15ХСНД
ПП-АН-54	ТУ 140-77 ИЭС	ПГ-70-Н4	2,2; 2,5; 3,0	АПН-2	14Х2ГМР, 14Х2ГНМ,
					12ГН2МФАЮ, 14ХГНМ
Порошковые проволоки специализированного назначения
ПП-АН5	ТУ 46-66 ИЭС	ПГ-50-В^	3,0	Э50А	ВСтЗ, 09Г2
ПП-АНЗС	ТУ 14-4-982-79	ПГ-55-Вх2	3,2; 3,5	Э50А, Св-08Г2С	09Г2С, 09Г2
ПП-АН-19	ТУ 202 - 78-ИЭС	ПС-55-Т2Д	2,3; 3,0; 3,5	Э50А, Э55,	0972, 09Г2С, 10АСНД,
				Св-08Г2С	10Г2СД, 15ХСНД, 17ГС
ПП-АН19Н	ТУ 221-79 ИЭС	ПС-50-В/Д	3,0	Э50А, Св-08Г2С	ВСтЗ, 09Г2, 10ХСНД
ПП-АН49С	ТУ 203-78 ИЭС	ПС-55-ВуЗ	3,0	Э50А, Э60,	09Г2С, 10ХСНД,
				Св-08Г2С	15ХСНД, 17ГС, 16Г2АФ
ПП-АН15	ТУ 168-77 ИЭС	ПС-50- Вт2	3,0	Св-08Г2С	ВСтЗ, 09Г2, 10ХСНД
ПП-АН24	ТУ 223-79 ИЭС	ПС-60-Т4Д	2,3	Э60, Св-08Г2С	17Г1СФ, 17ГС, 17ГС1
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
Продолжение табл. 10
Марка	Технические условия	Условное обозначение	Диаметр, мм	Заменяемые сварочные материалы (тип, марка)	Свариваемые стали
ПП-2ВДСК	ТУ 36 УССР 709-77	ПС-50-8^2	2,4	Э50, Э50А, Св-08Г2С	СтЗ, 18Г, 09Г2, 10Г2С1, 09Г2С, 10ХСНД
ПП-АН6	ТУ 47-66 ИЭС	ПС-50НД	2,5; 2,8	Э50	10, 15, 20, 09Г2
ППС-АН1	ТУ ИЭС	ПС-42-ТД	1,6	Э46	ВСтЗ, 09Г2, 10ХГС,
					14ХГС
		Порошковые проволоки для сварки легированных сталей					
ПП-АНВ1	ТУ	217-79 ИЭС	ПС-60Л-НД	2,6;	3,0	ЦЛ-11	04Х18Н10, 08Х18Н10, 12Х18Н9,	08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т
ПП-АНВ2	ТУ	12-44-770-76	ПС-50Л-НД	2,6;	3,0	НИАТ-5	12Х18Н10Т + ВСтЗ
ПП-АНА1	ТУ	194-78 ИЭС	ПГ-60Л-НД	2,5		ЭЛ-395/9	Среднелегированные вы- сокопрочные стали
Порошковые проволоки для сварки чугуна
ПП-АН42	ТУ 14-2-258-72	ПС-204-НД	3,0	ОМЧ-1	Ферритно-перлитные
ПП-АН45	ТУ 80-71 ИЭС	ПС-404-НД	3,0	ЭВЧ-1	серые ВЧ 45-5 ВЧ 50-2, серые
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
11. Технические характеристики полуавтоматов для дуговой сварки в защитных газах плавящимся электродом
|2, 3, 6, 7]
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65% А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с 10“Г	Длина держа- теля, м	Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1, кг	Источник питания, марка	Разработчик
								завод-изготовитель
А-537Р А-537У	500 520	1,6 -2,0 1,6-2,0	22-166 22-166	3,5 3,5	330 х 230 х 325	25	ПСГ-500 ВС-600	ИЭС им. Е. О. Патона
					350х 172x315 330 х 280 х 325	22 25		Завод электросвароч- ного оборудования, Каховка То же
					440 х 350 х 450 350 х 118x245 385 х 85 х 245 350 х 118x245 385 х 260 х 180 320x 170x240 360 х 190x350	33 6 5?5 6,3 8J		ИЭС им. Е. О. Патона
А-547Р А-547У	200 300	0,8-1,2 0,8-1,2	27,7-70 27,7-70	1,5 1,5			ВС-200 ВС-300	Опытный завод НИИ электросварки им. Е. О. Патона То же ИЭС им. Е. О. Патона
А-765	450	1,6-2,0	16,1-16,1	3,5		23 16,5	ВС-600	Завод электросварочных машин и аппаратов «Иск- ра» Ново-Уткинск ИЭС им. Е. О. Патона
А-825М	250	1,0-1,2	33-172	2,5	305 х 175 х 245	11	ВСЖ-303	Опытный завод порци- онных автоматов им. Ф.Э. Дзержинского, Киев МЭС им. Е. О. Патона
					680 х 720 х 965	265		
А-920М	450	1,6-2,0	16,5-161	3,5	960 х 660 х 420 Нет данных	10,5 25?5	ПСГ-500	Опытный завод НИИ электросварки им. 	Е. О Патона
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ______________229
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65%, А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с	Длина держа- теля, м
А-929	350	1,0-2,0	33-172	3,0
А-1011Б	350	1,6-2,0	33-172	3,0
А-1035М	450	1,6-2,0	16,1-161	3,0
А-1114М	350	1,6-2,0	30-119	1,5
А-1197П	500	1,6-2,0	92-926	3,0
А-1197С	500	1,6-2,0	35-236	3,5
А-1230М	315	0,8-1,2	39-186	3,0
А-1234	200	0,8-1 2	30-119	3,0
Продолжение табл. 11
Г абаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1, кг	Источник питания, марка	Разработчик
			зав од-и зго то ви тел ь
305 х 175x245	10,5	ПСГ-500 ПСУ-500	ИЭС им. Е. О. Патона
550x200x 350 305x 175x245	25 10,5		Опытный завод НИИ электросварки им. Е. 0. Патона То же
550x200x350	25,5		
900x660x480	30	ПСУ-500	
350x200x220 360x276x 128	~72 10,5	ПСГ-500	ИЭС им. Е. О. Патона
960 х 660 х 560 560x360x500	35 70	В ДУ-504 ПСГ-500	Завод электросварочного оборудования, Каховка Завод «Павлоградхим- маш», г. Павлоград То же ИЭС им. Е. О. Патона
960 х 660 х 560 364x290x130	35 и,о	ВДГ-302	
			
364x290x 130	10	ВЖ-2П	Завод «Павлоградхим- маш», г. Павлоград, завод электросварочных машин и аппаратов «Искра», г. Ново-Уткинск
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Марка полуав- томата*.	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65%, А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с Ю“Г	Длина держа- теля, м
А-1503П	630	1,6-3,0	25-255	3,0
ПРМ-2	420	0,8-2,0	27,7-194	0,8
ПРМ-4	500	0,8-2,0	27,7-222	0,8
ПДГ-301	315	0,8-1,2	50-200	3,0
ПДГ-302	300	0,8-2,0	50-200	3,0
пдг-зоз	315	0,8-1,2	50-200	3,0
ПДГ-304	315	0,8-2,0	50-200	3,0
Продолжение табл. 11
Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*’, кг	Источник питания, марка	Разработчик
			завод-изготовитель
960 х 660 х 560 565 х 342 х 866	25,5 зг	ВДГ-601	ИЭС им. Е. О. Патона
			Завод электросварочных машин и аппаратов «Искра», г. Но во-У тки нс к
350 х 120x245	5	ВС-300 ВС-600	НИКИ МТ, Москва
нет данных	24		-
350 х 120 х 245 450 х 275 х 240	4 18 8	ВС-600 ВДГ-301	То же ВНИИЭСО, Ленинград
500 х 500 х 500 380x330x 100 (ранцевый)	30 7 ’зо’	ВДГ-301	Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград То же
500x500x500			
450x275x240	8	ВДГ-301	
500 x 500 x 500	~30		
380x330x 100 (ранцевый) 500x500x500	7 яГ	ВДГ-301	
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65% А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с Ю“3	Длина держа- теля, м
ПДГ-305	315	0,8 -1,4	50-200	3,0
ПДГ-306	315	0,8-1,4	50-200	3,0
ПДГ-500-1	500	0,8-2,0	50-200	3,0
ПДГ-502	500	1,2-2,0	50-200	3,0
ПДГ-503	500	1,6-2,0	50-200	3,0
ПДГ-504	500	1,6-2,0	50-200	3,0
ПДГ-505	500	1,6-2,0 '	50-200	3,0
ПДГ-507	500	1,6-2,0	33-266	3,0
Продолжение табл. 11
Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1, кг	Источник питания, марка	Разработчик
			завод-изготовитель
362x284x 153	12,5	ВДГ-302 Многопосто- вой	ВНИИЭСО, Ленинград
500x460x770 362x284x 153 500x460x770	74 12,5		Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград » »
670 х 320 х 335 650x460x760	15 “80	ПСГ-501	
470 х 298 х 260 216 х 68 х 70	13 "80	ВДУ-504-1	
904 x 660 x 434	27,5	ВДУ-504-1	
500x450x770	"74"		
470 х 298 х 260	13	Много- постовой	
470x298x260	ЗУ		
904x660x434 500x450x770	27,5 ~ТА	Много- постовой	
382 х 463 х 290	24	ПСГ-500	ВНИИЭСО, Ленинград
430 х 325 х 370	ЗУ		Завод электросварочно- го оборудования, Каховка
232 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65°/О, А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с 10“Г	Длина держа- теля, м
ПДГ-508	500	1,6-2,0	29-205	3,5
ПДГ-601	630 г*	1,2-2,5	33-330	3,0
ПДПГ-300	500	0,8-2,0	25-266	3,0
ПДПГ-500	500	0,8-2,0	41,6-200	3,0
ПДПГ-500-1	500	0,8-2,0	33-300	3,0
ПШП-10	300	1,0-2,5	44-180	-
Продолжение табл. II
Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1,	Источник	Разработчик
	кг	питания, марка	завод-изготовитель /
445x316x370	24	ВДУ-504	ВНИИЭСО, Ленинград
450 х 304 х 30	30		Завод электросварочно- го оборудования, Каховка
904 x 660 x 434	26,5	ВДГ-601	ВНИИЭСО, Ленинград Завод электросвароч- ных машин и аппаратов «Искра», г. Ново-Уткинск
425 х 340 х 345	10,5		ВНИИЭСО, Ленинград
460 х 550 х 700 625 х 320 х 335 650 х 460 х 760	“80” 15 1ЙГ	ПСГ-500	Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград То же
670 х 320 х 335	15	ПСГ-500-1	
650x460x760	“80		
325 х 85 х 200	1,7	Источник постоянного тока на 315 А	НИАТ, Москва
600x260x340	23^		
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = б£°/о, А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с 10“Г	Длина держа- теля, м
ПШП-16	350	1,2 — 2,0	44-172	-
ПШП-17	315	0,6-2,0	44-172	-
ПШП-21	300	0,8-2,0	27,7-177	-
ПШП-31	120	0,4-0,8	83-277	-
ПДА-1802	180	1,0-1,2	50-183	3,0
ПДА-300	300	1,6-2,0	33-117	3,0
ПГШ-2М	500	1,6-2,0	33-266	3,0
ПГШ-ЮГ	300	1,2-1,4		3,0
Продолжение табл. 11
Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1, кг	Источник питания, марка	Разработчик завод-изготовитель
540x215x320	8,3	ВСП-315 ВСП-315	НИАТ, Москва
550 х 260 х 370 570x222x426	10 25,5		То же
700 х 500 х 767 650 х 180x398	125 14,5	ИПП-300П	
295x56x160 Нет данных 625x425x300	0,8 0,95 10,4	ГСР-150	ВНИИЭСО, Ленинград Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград То же
645 х 230 х 475	18,5 Too	ПСГ-500-1	ЦНИИТМАШ, Москва
940 х 636 х 830			Опытный завод № 1
150 x 240 x 360	7,0		НПО по технологии машиностроения,
		ВДГ-301	Москва То же
234 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65%, А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, М/С 1О’Г	Длина держа- теля, м
ПГШ-4М	500	1,2-2,0	50-183	3,0
УСС	200	0,8-1,2	27,7-223	2,5
ОСН-1	150	0,8-1,2	27,7-219	1,8
«Спутник-2»	200	0,8-1,0	200-600	—
«Г ранит-2»	' 500	0,8-1,6	70-416	2,8
«Нева-2»	500	0^- 1,6	55-416	2,8
Продолжение табл. 11
Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1, кг	Источник питания, марка	Разработчик
			завод-изготовитель
305 х 175x245	19	ПСГ-500-1	ЦНИИТМАШ, Москва
490x380x490 365x265x 150	56 13,5		Опытный завод № 1 НПО по технологии машиностроения, Москва
700 х 360 х 1400 320x200x310 1400x 1218x820 265x 170x75 395 х 250 х 200 405x280x 135	Тп 12 ТдГ 3,5 45 8	ВС-200 ПСГ-500-1 ВС-300	Автозавод, Горький
705 х 650 х 390	Т	ВС-500	—
425x290x 185 . 1650x 1300x 1220	8 1200	ПСГ-500-1	ЦНИИТС, Ленинград
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
Продолжение табл. 11
Марка полуав- томата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65% А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с 10"Г	Длина держа- теля, м	Габаритные размеры (длина х х ширина х х высота), мм	Масса*1, кг	Источник питания, марка	Разработчик
								завод-изготовитель
ППСР-300	300	1,2-1,6	60 - 200	3,5	625x320x335	32	АСУ М-400	ИЭС им. Е. О. Патона
					1230 x 430 x 770	186		Опытный завод НИИ электросварки им. Е. О. Патона, Киев
ПДГИ-101	125	1,2 -1,6	33-116	2	1015x748x953	12,5	ВДГИ-102	ВНИИЭСО, Ленинград
					Нет данных	300		Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград
ПДГИ-301 ПДГИ-302 «Электрон» «Импульс-2»	300 315 250 800	1,2-2,0 1,6-2,0 1,2-1,6 1,2-1,6	44,4-266 33-333 27,7-166 27,7-166	2 2	1015x748x953 470 х 298 х 260 570x370x665 470 х 355 х 350	300 13,0 60 60	ВДГИ-301	То же » »
ПДГИ-ЗОЗ	315	1,2-2,0	20-266	-	392x284x 155	12,9	ВДГИ-301	ВНИИЭСО, Ленинград Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград
*! В числителе приведены размеры подающего механизма, в знаменателе — шкафа управления.
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
12. Автоматы для дуговой сварки в заютных газах плавящимся электродом
Марка автомата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ = 65% А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/с • 10-3	Скорость сварки, м/с-10-3	Габаритные размеры установки (длина х х ширина х х высота), мм	Масса, кг	Источник питания	Разработчик	
								завод-изготовитель
АДФГ-501	500	1,0-2,0	25-266	6-21	1400х850х1300	450	ВДУ-504	Завод тяжелого электросва- рочного оборудования, Псков
Р-912М	300	0,8-1,2	21-216		1550х600х 1000	310	ПСГ-500	—
(ТС-41)	500	1,2-3,0	27,7-277	3,3-33	570x310x440	36	ВС-400	ВНИИЭСО, г. Ленинград
АДПГ-500	500	0,2-2,0	41,7-200	4,2-19,5	570 х 265 х 425	22	ПСГ-500	Завод «Электрик», Ленин- град, завод тяжелого элект- росварочного оборудования, Псков ВНИИЭСО, Ленинград
АДГ-502	500	1,2-2,0	30 - 200	3,3-33	845 х 365 х 670	55	ВДУ-504	Завод «Электрик» им. Н. М. Шверника, Ленинград
АДСП-1	400	1,0-3,0	28-280	3,3-28	710x560x600	38,5	ВДУ-504	
АДСП-2	400	1,0-2,5	28-222	3,3-22	560 х 600 х 480	63	—	—
«Г ори- зонт»	1000	3,0-4,0	150-600	10-60	950x470x450	55		
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
Марка автомата	Номи- нальный сварочный ток при ПВ=65%, А	Диаметр электрод- ной про- волоки, мм	Скорость подачи проволо- м/с-10 3	Скорость сварки, м/с-10“3	Габаритные размеры установки (длина х х ширина х х высота), мм
А-1358					
(ТС-49)	250	0,8-1,2	60-90	14-21	500x230x440
ТС-35	1000	1,6-5,0	14-140	3,3-33	740x300x520
ТС-35-1	1000	2,0-5,0	14-140	3,3-33	1200 х 830 х 850
ТСГ-7	450	1-2,5	70 - 240	—	270 x 230 x 600
А-1381	500	2,0-4,0	42-83	1,1-3,4	800x445x440
А-1237	500	3,0-5,0	14-111	1-10	540x325x740
«Ингул»	450	1,6-2,0	—	2-10	470 x 440 x 660
А-1411П	1000	2,0-4,0	50-500	12-240	500x230x440
А-1417	1000	2,0-5,0	13-133	12-120	925x740x 1560
А-1418	1000	2,0-5,0	47-508	12-120	1405х840х1920
А-1325	1000	3,0	39-78	4-12	850x500x 1200
УДК-502	500	1-2,5		28-500	260 х 330 х 470
Продолжение табл. 12
к»
и»
00
Масса, кг	Источник питания	Разработчик завод-изготовитель
21		
42	ТДФ-1001	Завод электросварочных машин и аппаратов «Искра», Ново-Уткинск
42	ТДФ-1001	
20	—	
58		—
85		—
40	—	—
25	ВДГ-1001	—
240	ВДГ-1001	—
240	—	—
150	—	
17		
ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
239
13. Неисправности в работе серийно выпускаемых полуавтоматов и способы
их устранения
Неисправность	Возможные причины	Способ устранения
В процессе сварки наб- людаются неравномерная подача проволоки и об- рывы дуги при нормаль- но работающем двигате- ле подающего механиз- ма	1.	Сработался подаю- щий ролик 2.	Перегиб в шланге 3.	Слабый зажим про- волоки в подающем механизме 4.	Заедание электродной проволоки в наконечни- ке 5.	Плохой контакт про- волоки в наконечнике и «примерзание» прово- локи к наконечнику 6.	Электродная прово- лока подается в держа- тель сплющенной или фрезированной	1.	Заменить подающий ро- лик 2.	Растянуть шланг, чтобы не было перегибов 3.	Отрегулировать прижим- ным роликом зажим про- волоки в подающем меха- низме, чтобы не было про- буксовки проволоки 4.	Заменить наконечник в случае подгорания 5.	Подогнуть сапожок нако- нечника для лучшего контак-* та или заменить наконеч- ник 6.	Отрегулировать пружину, действующую на прижим- ной ролик подающего меха- низма, устранить чрезмер- ное давление
Электродная проволока неравномерно поступает в держатель	1.	Канал спирали засо- рен грязью 2.	Диаметр канала спи- рали не соответствует диаметру проволоки 3.	Образуется петля между подающими ро- ликами и креплением держателя на подаю* щем механизме	1.	Необходимо прочистить канал спирали 2.	Заменить спираль 3.	Необходимо, чтобы вход- ная труба шлангового ка- беля была установлена точно против канавки подающего ролика и отстояла от него на расстоянии, не превыша- ющем 2 — 3 мм
Неустойчивое горение дуги, сопровождающее- ся нагревом отдельных контактов в сварочной цепи	Не обеспечена плот- ность контактов в сва- рочной цепи (зажимов сварочных приводов на пульте управления и в подающем механизме, крепления шлангового держателя на подаю- щем механизме, соеди- нения горелки со шлан- гом)	Проверить рукой нагрев всех контактов сварочной цепи. При повышенном нагреве обеспечить плотное соедине- ние контактов
240 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Продолжение табл. 13
Неисправность	Возможные причины	Способ устранения
При замыкании элект- рода не возбуждается сварочная дуга	1.	Не включен выклю- чатель на аппаратном ящике 2.	Не включен источ- ник сварочного тока 3.	Плохое состояние контакта в месте креп- ления сварочного про- вода 4.	Конец электрода по- крыт шлаковой короч- кой флюса	1.	Включить выключатель 2.	Включить источник сва- рочного тока 3.	Проверить состояние всех контактов, подтянуть их, в случае подгорания — за- чистить 4.	Очистить проволоку от шлака
При замыкании электро- да на изделие дуга возбуждается, а прово- лока не подается	1. Нет питания двига- теля подающего меха- низма 2. Неисправность кон- тактов пускового реле	1. Проверить цепь привода 2. Осмотреть и зачистить контакты реле
При замыкании электро- да появляется искра, но дуга не возбуждается	Неправильно подклю- чен кабель сварочно- го тока на подающем механизме к держателю, возможно обгорание проволоки перед креп- лением держателя на подающем механизме	Перекинуть клемму сва- рочного провода, чтобы ток протекал не по спирали и электродной проволоке, а по сварочному проводу в дер- жателе
При включении кнопки «Пуск» не включается контактор и не работает двигатель	1.	Не включен выклю- чатель на пульте уп- равления 2.	Не включен источник сварочного тока 3.	Обрыв в цепи кноп- ки 4.	Неисправность кон- такта кнопки	1.	Включить выключатель 2.	Включить источник сва- рочного тока 3.	Устранить обрыв 4.	Устранить неисправность в кнопке или заменить ее
При включении выклю- чателя «ВК» без нажа- тия кнопки «Пуск» сра- батывает контактор и на- чинает работать мотор подачи проволоки	1. Замыкание проводов в цепи управления	1. Устранить замыкание в штепсельных разъемах (воз- можно ^аже вследствие по- падания кислоты в плоско- сти разъема); устранить за- мыкание в проводах управ- ления
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
241
Продолжение табл. 13
Неисправность	Возможные причины	Способ устранения
	2. Замыкание в контак- те пусковой кнопки	2. Заменить пусковую кноп- ку
Усиленный нагрев дер- жателя при сварке на большом токе	1. Не поступает вода в держатель для охлаж- дения	1. Проверить соединение во- дяного охлаждения и обес- печить плотность крепления резиновых трубок к штуце- рам, перегибы в шлангах подачи и отвода воды
В процессе сварки на- блюдается быстрое обго- рание электрода с уве- личением длины дуги до обрыва	1.	Большой вылет элект- рода 2.	Нет контакта в нако- нечнике 3.	Высокое напряжение холостого хода 4.	Скорость подачи электродной проволоки слишком мала	1.	Уменьшить вылет элект- рода до 5-8 мм, прибли- зив сопло к изделию на 15 — 20 мм 2.	Улучшить контакт прово- локи в наконечнике, подо- гнув сапожок 3.	Уменьшить напряжение холостого хода источника тока 4.	Увеличить скорость по- дачи электродной проволоки
Сопло находится под напряжением	1. Образовался мостик из брызг от мундшту- ка до сопла	1. Снять сопло и очистить от брызг
Образование пор	1. Неправильно выбран химический состав сва- рочной проволоки 2. Плохая газовая за- щита а)	недостаточный рас- ход углекислого газа б)	подсос воздуха между соплом и обгоревшей текстолитовой втулкой в)	сдувание защитного газа на ветру или сквоз- няке г)	подсос воздуха в сое- динениях и подводке шлангов	1. Заменить проволоку на требуемую 2. а) увеличить расход угле- кислого газа б)	заменить текстолитовую втулку и очистить сопло. Произвести сборку держа- теля в)	поставить защитное ог- раждение г)	устранить подсос воздуха в соединениях
342 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Продолжение табл. 13
Неисправность	Возможные причины	Способ устранения
	3.	Некачественная угле- кислота с повышен- ным содержанием вла- ги 4.	Проволока с повы- шенным загрязнением маслами и ржавчиной 5.	Свариваемые детали повышенной загрязнен- ности маслами и ржав- чиной 6.	Сопло горелки очень забрызгано каплями расплавленного метал- ла 7.	Повышенное напря- жение дуги	3.	Установить осушитель га- за, предварительно прокалив поглотитель при температу- ре 250 —300 °C. Осушающие вещества, насыщенные вла- гой, изменяют свой цвет, а именно: медный купорос — с серовато-белого на голу- боватый, силикагель — с ро- зовато-белого на белый с голубым оттенком 4.	Произвести очистку и обезжиривание сварочной проволоки 5.	Обезжирить детали 6.	Зачистить сопло или сме- нить его 7.	Уменьшить напряжение соответственно режиму сварки
14. Возможные неполадки в работе редукторов и нх устранение
Неисправность	Причины неисправности	Метод устранения
Пропуски газа в сое- динениях	Неплотности: 1.	Под накидной гай- кой 2.	Под штуцером мано- метра 3.	В кожухе маномет- ра	1.	Подтянуть ключом накидную гайку или сменить фибровые прокладки 2.	Подтянуть ключом штуцер манометра или сменить фибро- вую прокладку 3.	Заменить манометр
Пропуск газа в пре- дохранительном кла- пане	Неплотность в редуци- рующем клапане	Заменить редуцирующий клапан
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
243
Продолжение табл. 14
Неисправность	Причины неисправности	Метод устранения
Пропуск газа через запорный вентиль (редуктор УР-2)	Неплотность в соеди- нении вентиля	Подтянуть сальниковую гайку или сменить прокладки саль- ника
Самопроизвольный пропуск газа в ре- дукторе	1. Попадание под кла- пан металлических ча- стиц или песчинок	1. Разобрать и тщательно про- верить исправность клапана и седла. Перед установкой клапа- на на место редуктор продува- ют азотом или осушенным сжатым воздухом для удаления металлических частиц
	2. Неровная или пори- стая поверхность эбони- тового или капронового уплотнения клапана	2. Очистить клапан и притереть наждачной бумагой 00 или 0. Царапины, забоины, вмятины и другие пороки удаляются спе- циальной притиркой
	3. Проседание в гнезде эбонитового или капро- нового уплотнения	3. Заменить клапан
	4. Неровность седла	4. Заменить седло; зачистить и притереть седло наждачной бу- магой 00 или 0. Правильность обработки седла определяется по отпечатку на уплотнителе клапана
	5. Поломка или усадка запорных проушин	5. Заменить на годную про- ушину
Не поступает или плохо поступает газ через редуктор	1. Засорение фильтра редуктора	1. Фильтр вынуть из штуцера, прочистить и промыть бензином Б-70 или гидролизным спиртом
	2. Замерзание редукто- ра	2. Отогреть чистыми тряпками, смоченными горячей водой, и затем продуть азотом или сжа- тым воздухом
244 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Продолжение табл. 14
Неисправность	Причины неисправности	Метод устранения
Падение давления в редукторе	1. Повреждена мембра- на 2. Неплотность по пе- риметру защемления мембраны	1. Заменить мембрану 2. Устранить неплотность
Стрелка манометра стоит неподвижно, как при спаде давле- ния, так и при по- вышении его	1. Засорился демпфер 2. Засорился канал штуцера	1. Вывернуть демпфер и про- чистить его 2. Вывернуть демпфер и про- чистить канал штуцера, предва- рительно отсоединив маги- страль от манометра
Пропуск углекислого газа через сальник вентиля баллона	Повреждена фибровая прокладка в вентиле баллона	При отборе газа из баллона открыть вентиль до отказа. Если неисправность не устраняется, сдать баллон для ремонта, пред- варительно написав на балло- не: «Неисправны”»
Утечка углекислого газа через соедине- ния подогревателя газа с вентилем бал- лона и редуктором	1. Не подтянуты накид- ные гайки 2. Плохо уплотняют фибровые или капро- новые прокладки	1. Подтянуть гайки 2. Заменить фибровые капроновые прокладки
При наличии давле- ния в баллоне и при открытом редукторе нет выхода газа из сопла	1. Отверстие редуктора закупорилось льдом из- за выхода из строя по- догревателя газа (пере- горела спираль) 2. Пережата трубка по- дачи углекислого газа или обрыв трубки	1. Заменить спираль в подогре- вателе 2. Найти место пережатия или обрыва и устранить неисправ- ность
КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ
245
15. Нормы расхода запчастей
Основные узлы	Средний * срок службы	Норма расхода запас- ных частей	Основные узлы	Средний срок службы	Норма расхода запас- ных частей
и комплектующие	запас-	в год	и комплектующие	запас-	в год
детали	ных частей, мес.	на единицу обору- дования шт.	детали	ных частей, мес.	на единицу обору- дования, шт.
Полуавтомат А-547			Спираль	внутрен-	1 2’4 1	1 5’°
			няя	1	1	1
Подающий меха-	12,0	1,0			
низм — электродвига- тель Д-90А			Полуавтомат ПДПГ-500		
Щетки (комплект из 2 шт.)	9,0	1,3	Подающий	меха-		
Редуктор	12,0	1,0	низм		
Подающий ролик	1,6	8,0	Электродвигатель	30,0	0,4
Прижимной ролик	7,0	1,7	Щетки (комплект из	12,0	1,0
Газовый клапан	3,0	4,0	2 шт.)		
Контактор	13,0	0,9	Подшипник	24,0	0,5
КМ-400 Дв.			Ведущий ролик	0,5	2,4
Регулировочное со-	27,0	0,4	Прижимной ролик	4,5	2,7
противление			Кассета	13,0	0,9
Конденсаторы	25,0	0,5	Шкаф управления	72	0,16
ЭГП-б-20/2000			Контактор	16,0	0,8
Сопротивление	25,0	0,5	Селеновый выпря-	36,0	0,3
ПЭ-75-3,90 ом			митель якоря дви-		
Выключатель Д-703	30,0	0,4	гателя		
Подогреватель газа	13,0	0,9	Селеновый выпря-	12,0	1,0
Г орелка	2,4	5,0	митель обмотки воз-		
Микровыключатель	2,4	5,0	буждения двигате-		
			ля		
			Диод Д7Ж	19,0	0,6
Полуавтомс	\т А-537		Реле МКУ-48 Лампа сигнальная	35,0 6,0	0,3 2,0
Подающий механизм	—	—	Л С-53		
Подающий ролик	5,6	2,1	Газовый шланг	17,0	0,7
Прижимной ролик	17,0	0,7	Горелка сварочная	6,0	2,0
(подшипник № 202)			Сопло	0,36	33,0
Шкаф управления	—	—	Изоляционная втул-	0,34	35,0
Реле токовое	2,5	4,8	ка		
Контактор КМ-600	15,0	0,8	Токоведущий нако-	0,06	200,0
Горелка сварочная	6,0	2,0	нечник		
Сопло	0,23	48,0	Спираль внутренняя	2,4	5,0
Токоведущий нако-	0,09	130,0	(канал КН-3,2)		
нечник			Свеча	5,6	2,6
246 ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ
Продолжение табл. 15
		Норма			Норма
		расхода			расхода
	Средний	запас-		Средний	запас-
	срок	ных		срок	ных
Основные узлы	службы	частей	Основные узлы	службы	частей
и комплектующие	запас-	в год	и комплектующие	запас-	в год
детали	пых	на	детали	ных	на
	частей,	единицу		частей,	единицу
	мес.	обору-		мес. '	обору-
		дования,			дования,
		шт.			шт.
Сварочный выпрямитель ВС-300			Сварочный преобразователь ПСГ-500		
Дроссель	48,0	0,25	Электродвигатель	12,0	1,0
Пакетный выключа-	29,0	0,4	(подшипник № 309)		
тель питания венти-			Г енератор (щетки,	12,0	1,0
лятора ПК-ба, 350 В			комплект из 2 шт.)		
Пакетный выключа-	48,0	0,25	(подшипник № 309)		
тель регулирования					
напряжения УП 5316					
(комплект из 2 шт.)					
Воздушное реле	36,0	0,33	Пакетный выключа-	11,0	1,1
Блок селеновых вы-	51,0	0,23	тель ПВЗ-100		
прямителей			Выпрямитель	35,0	0,34
Вентилятор	48,0	0,25 1	1 100ГМ-16А		
Основные неисправности сварочного оборудования и аппаратуры
приведены в табл. 13—15.
При планировании изготовления запасных частей для предприя-
тий необходимо пользоваться усредненными данными, приведенными
в табл. 14. В зависимости от условий загрузки оборудования,
приведенные нормы могут иметь отклонения на 20 — 30%.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Верховенко Л. В., Тукин А. К. Справочник сварщика. Минск: Высшая
школа, 1977, 302 с.
2.	Коган Ю. А. Автоматы и полуавтоматы для дуговой сварки плавя-
щимся электродом в среде защитных газов. Л.: Энергия, 1976, 213 с.
3.	Наумов А. С., Яковлев А. П. Автоматическая и полуавтоматическая
сварка. М.: Стройиздат, 1972, 241 с.
4.	Новожилов Н. М. Основы металлургии дуговой сварки в газах, М.:
Машиностроение, 1979, 254 с.
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
247
5.	Порошковые проволоки для электродуговой сварки: Справочник/Под
ред. И. К. Походни. Киев: Наукова думка, 1980, 256 с.
6.	Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Под ред. Зорина Ю. Н.
Т. 4. М.: Машиностроение, 1979, 137 с.
7.	Сварка и резка в промышленном строительстве/Под ред. Малыше-
ва Б. Д. М.: Стройиздат, 1977, 243 с.
Глава 7
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
Все способы контактной сварки основаны на нагреве и пласти-
ческой деформации заготовок в месте соединения. Нагрев осуществля-
ют теплом, выделяемым при прохождении электрического тока через
находящиеся в контакте соединяемые части.
Для получения качественных сварных соединений металл в месте
соединения нагревают до расплавления. Примыкающие к месту соеди-
нения зоны нагревают до температур, обеспечивающих требуемую
пластическую деформацию заготовок. В процессе этой деформации
происходит удаление окислов из места соединения, устранение ра-
ковин, уплотнение металла.
По закону Джоуля —Ленца количество тепловой энергии Q (Дж),
выделяющейся в зоне сварки,
Q =I2Rt,
где I — сила сварочного тока, A; R — сопротивление зоны сварки,
Ом; t — время прохождения тока, с.
Характер нагрева заготовок, оказывающий большое влияние на
качество сварного соединения, зависит прежде всего от силы сварочно-
го тока и времени его прохождения. В значительной мере он за-
висит также от общего сопротивления зоны сварки и соотношения
между его отдельными составляющими. Общее сопротивление состоит
из контактного сопротивления между заготовками, сопротивления са-
мих заготовок и сопротивления между электродами и заготовками.
При сварке неочищенных заготовок контактные сопротивления изме-
няются в широких пределах. Это приводит к изменению температур
нагрева заготовок, в результате чего снижается стабильность проч-
ностных показателей сварных соединений. Кроме того, в сварных
соединениях возникают дефекты, увеличивается износ электродов.
Контактная сварка отличается высокой производительностью, эко-
номичностью процесса, позволяет значительно проще механизиро-
вать и автоматизировать процессы изготовления деталей, сокращать
расход основных и вспомогательных материалов. Эти преимущества
особенно заметно проявляются в массовом и крупносерийном про-
изводствах.
248 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Наиболее широкое применение получили следующие основные
виды контактной сварки: стыковая, точечная и шовная. Каждый из
этих видов сварки может осуществляться различными способами,
отличающимися по технологическим признакам, роду используемой
электроэнергии и способу подвода тока к свариваемым заготовкам.
Стыковая сварка (рис. 1). Заготовки сваривают по всей плоскости
их касания. В зависимости от марки металла, площади сечения за-
Рис. 1. Схема процесса стыковой
сварки:
Р3 — усилие зажатия деталей;
РОс “ усилие осадки
готовок и требований к качеству соединения стыковую сварку можно
выполнять одним из способов, приведенных в табл. 1 •
Стыковая сварка сопротивлением. Заготовки, установленные и за-
крепленные в стыковой машине, прижимают одну к другой определен-
ным усилием, после чего по ним пропускают электрический ток.
При нагревании металла в зоне сварки до пластического состояния
происходит осадка. Ток выключают до окончания осадки. Этот способ
сварки требует механической обработки и тщательной зачистки по-
верхностей торцов заготовок.
Неравномерность нагрева и окисление металла на торцах заготовок
понижают качество сварки сопротивлением, что ограничивает область
ее применения. С увеличением сечения заготовок качество сварки
снижается особенно заметно, главным образом из-за образования
окислов в стыке.
Стыковая сварка непрерывным оплавлением включает две стадии:
оплавление и осадку. Заготовки устанавливают в зажимах машины,
включают ток и медленно сближают их. При этом торцы заготовок
касаются в одной или нескольких точках. В местах касания обра-
зуются перемычки, которые мгновенно испаряются и взрываются.
Взрывы сопровождаются характерным выбросом из стыка мелких
капель расплавленного металла. При дальнейшем сближении загото-
вок образование и взрыв перемычек происходят на других участках
торцов. В результате заготовки прогреваются в глубину, а на торцах
возникает тонкий слой расплавленного металла, облегчающий удаление
окислов из стыка. В процессе оплавления заготовки укорачиваются
1. Области применения различных способов стыковой сварки
Способ сварки	Металл	Форма сечения	Размеры сечения
Сопротивлением	Сталь, медь, алюминий и их сплавы, нихром	Компактное (круглое, квад- ратное)	Менее 250 мм2. Трубы диамет- ром до 40 мм при газовой защите и специальной подготов- ке кромок
Непрерывным оплавлением	Сталь, медь, алюминий и их сплавы, другие металлы	Стержни, трубы, уголки и дру- гой профильный прокат, по- ковки, штамповки	Компактные сечения до 1000 мм2; развитые сечения до 4000 мм2
Непрерывным оплавлением с программным управлением на- пряжением и скоростью зажима	Сталь	Рельсы, трубы, прокат	До 10000 мм2 и более
Оплавлением с подогревом		Стержни, трубы, толстостен- ный прокат	До 10000 мм2
Импульсным оплавлением	Сталь, сплавы на основе алюминия, никеля, титана	Прокат, рельсы, трубы, пласти- ны	До 100000 мм2 (стальные за- готовки)
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
248 ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
Наиболее широкое применение получили следующие основные
виды контактной сварки: стыковая, точечная и шовная. Каждый из
этих видов сварки может осуществляться различными способами,
отличающимися по технологическим признакам, роду используемой
электроэнергии и способу подвода тока к свариваемым заготовкам.
Стыковая сварка (рис. 1). Заготовки сваривают по всей плоскости
их касания. В зависимости от марки металла, площади сечения за-
Рис. 1. Схема процесса стыковой
сварки:
Р3 — усилие зажатия деталей;
РОс “ усилие осадки
готовок и требований к качеству соединения стыковую сварку можно
выполнять одним из способов, приведенных в табл. 1 •
Стыковая сварка сопротивлением. Заготовки, установленные и за-
крепленные в стыковой машине, прижимают одну к другой определен-
ным усилием, после чего по ним пропускают электрический ток.
При нагревании металла в зоне сварки до пластического состояния
происходит осадка. Ток выключают до окончания осадки. Этот способ
сварки требует механической обработки и тщательной зачистки по-
верхностей торцов заготовок.
Неравномерность нагрева и окисление металла на торцах заготовок
понижают качество сварки сопротивлением, что ограничивает область
ее применения. С увеличением сечения заготовок качество сварки
снижается особенно заметно, главным образом из-за образования
окислов в стыке.
Стыковая сварка непрерывным оплавлением включает две стадии:
оплавление и осадку. Заготовки устанавливают в зажимах машины,
включают ток и медленно сближают их. При этом торцы заготовок
касаются в одной или нескольких точках. В местах касания обра-
зуются перемычки, которые мгновенно испаряются и взрываются.
Взрывы сопровождаются характерным выбросом из стыка мелких
капель расплавленного металла. При дальнейшем сближении загото-
вок образование и взрыв перемычек происходят на других участках
торцов. В результате заготовки прогреваются в глубину, а на торцах
возникает тонкий слой расплавленного металла, облегчающий удаление
окислов из стыка. В процессе оплавления заготовки укорачиваются
1. Области применения различных способов стыковой сварки
Способ сварки	Металл	Форма сечения	Размеры сечения
Сопротивлением	Сталь, медь, алюминий и их сплавы, нихром	Компактное (круглое, квад- ратное)	Менее 250 мм2. Трубы диамет- ром до 40 мм при газовой защите и специальной подготов- ке кромок
Непрерывным оплавлением	Сталь, медь, алюминий и их сплавы, другие металлы	Стержни, трубы, уголки и дру- гой профильный прокат, по- ковки, штамповки	Компактные сечения до 1000 мм2; развитые сечения до 4000 мм2
Непрерывным оплавлением с программным управлением на- пряжением и скоростью зажима	Сталь	Рельсы, трубы, прокат	До 10000 мм2 и более
Оплавлением с подогревом		Стержни, трубы, толстостен- ный прокат	До 10000 мм2
Импульсным оплавлением	Сталь, сплавы на основе алюминия, никеля, титана	Прокат, рельсы, трубы, пласти- ны	До 100000 мм2 (стальные за- готовки)
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
250
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
на заданный припуск. Оплавление должно быть устойчивым (необ-
ходимое условие - непрерывное протекание тока при отсутствии ко-
роткого замыкания заготовок), особенно перед осадкой.
При осадке скорость сближения заготовок резко увеличивают, осу-
ществляя при этом пластическую деформацию на заданный припуск.
Переход от оплавления к осадке должен быть мгновенным, без
малейшего перерыва. Осадка начинается при включенном токе и за-
канчивается при выключенном.
Стыковая сварка непрерывным оплавлением обеспечивает равно-
мерный нагрев заготовок по сечению и позволяет получать ста-
бильное качество стыков.
Стыковая сварка оплавлением с подогревом отличается от сварки
непрерывным оплавлением тем, что перед началом процесса оплавле-
ния заготовки подогревают в зажимах машины периодическим смы-
канием и размыканием при постоянно включенном токе. При этом
происходит процесс прерывистого оплавления и заготовки укорачи-
ваются на заданный припуск. Выдержка при замыкании составляет
около 0,5 — 3 с, а при размыкании 2-6 с. Число замыканий может
быть от одного-двух до нескольких десятков в зависимости от раз-
меров сечения заготовок.
Применение стыковой сварки оплавлением с подогревом позволяет
предупредить резкую закалку и, следовательно, получить более пластич-
ные стыки при сварке некоторых закаливающихся сталей; снизить
требуемую мощность машины или на машине данной мощности
сваривать заготовки с большими площадями сечения; осуществить
осадку при меньшем усилии; сократить общий припуск на сварку.
Стыковая сварка импульсным оплавлением. При этом способе свар-
ки кроме основного поступательного движения, которое совершает под-
вижная плита, одной из свариваемых заготовок сообщают колеба-
тельные движения с заданными амплитудой и частотой. Способ от-
личается высокой эффективностью, интенсивным нагревом металла
при оплавлении.
Точечная сварка (рис. 2). Заготовки соединяют сваркой в отдель-
ных местах, условно называемых точками. Размеры и структура точки,
определяющие прочность соединения, зависят от силы сварочного
тока, времени его протекания через заготовки, усилия сжатия заго-
товок электродами, формы и размеров контактной поверхности
электродов, а также состояния поверхностей заготовок. Качественная
сварка точки характеризуется наличием общего для -обеих заготовок
литого ядра определенных размеров.
Последовательность операций точечной сварки следующая. Заго-
товки устанавливают и затем плотно сжимают между электродами
контактной машины. Включают ток, и заготовки быстро нагреваются.
Особенно быстро нагреваются участки металла, прилегающие к контак-
ту между заготовками, так как эти участки имеют повышенное электри-
ческое сопротивление. Кроме того, они менее подвержены охлаждаю-
щему действию электродов. В момент образования в зоне сварки
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
251
Рис. 2. Схема процесса точечной сварки:
а — схема процесса; б — сечение сварной точки; Р — давление; dm — диаметр
литого ядра сварной точки; dK — диаметр сварной точки
расплавленного ядра заданных размеров ток выключают. После вы-
ключения тока заготовки кратковременно выдерживают между электро-
дами под действием усилия сжатия, в результате чего происходит
охлаждение зоны сварки, кристаллизация расплавленного металла
и уменьшение усадочной раковины в ядре сварной точки.
Силу тока и усилие сжатия заготовок устанавливают постоян-
ными или меняют по определенному графику в течение цикла сварки
одной точки. Характер их изменения определяется толщиной и ма-
териалом свариваемых заготовок. Наиболее распространенные схемы
циклов точечной сварки приведены в табл. 2.
Точечной сваркой можно сваривать листовые заготовки одинако-
вой или разной толщины, пересекающиеся стержни, листовые заго-
товки со стержнями или профильными заготовками (уголками, швел-
лерами, таврами и т. п.), заготовки из разнородных металлов, из
сталей различных марок (углеродистой, легированной, коррозионно-
стойкой, жаропрочной и др.), а также из цветных металлов и их
сплавов. Толщина каждой из заготовок, соединяемых точечной свар-
кой, может быть от сотых долей миллиметра до 30 мм.
В зависимости от числа свариваемых точек, способа подвода тока
к заготовкам и других факторов применяют различные способы
точечной сварки.
Рельефная сварка характерна тем, что на одной из заготовок пред-
варительно изготовляют рельефы (выступы) круглой, кольцевой, про-
долговатой или иной формы. В качестве рельефов могут быть ис-
пользованы естественные грани заготовок, образовавшиеся при штам-
повке, высадке, прокатке, механической обработке. Сварку осуществля-
ют одновременно по всем рельефам или всей площади соприкосно-
вения заготовок. Рельефная сварка высокопроизводительна, приме-
няется в массовом и крупносерийном производствах.
Шовная сварка (рис. 3). Заготовки соединяют непрерывным про-
чноплотным швом, состоящим из ряда точек, в котором каждая
последующая точка частично перекрывает предыдущую. В отличие
252
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
2. Схемы циклов точечной сварки
Вид сварки
Схема цикла
Свариваемый материал
Одноимпульсная при по-
стоянном давлении
Низкоуглеродистая
сталь толщиной до
3 — 4 мм
При постоянном давле-
нии с последующей тер-
мической обработкой
Закаливающиеся стали
Многоимпульсная с пе-
ременным давлением
Сталь толщиной более
3 — 5 мм
С предварительным об-
жатием и последующей
проковкой
Стали толщиной более
5 мм или металлы с по-
вышенной жесткостью
Импульсом модулиро-
ванного тока с про-
ковкой
Сплавы алюминия тол-
щиной более 1,5 мм

Обозначения./ — сила сварочного тока, А; Р — усилие сжатия заготовок,
Па; /п — сила тока подогрева при термической обработке, A; t — время, с.
от точечной сварки заготовки устанавливают между вращающимися
роликами (или между роликами и оправкой)', на которые действует
усилие механизма сжатия и к которым подведен электрический
ток. Толщина каждой из заготовок обычно не превышает 3 мм.
ОСНОВНЫЕ ВИДЫ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
253
3. Способы шовной сварки и их применение
Схема цикла
Непрерывная
Сущность способа	Толщина листа, мм, не более
Непрерывное включение тока при непрерыв- ном вращении роликов	1,0
Применение
способа и его
характеристика
Сварка неответственных
изделий из низкоуглеро-
дистых сталей
Перегрев роликов и за-
готовок, невысокое каче-
ство сварки, относитель-
но низкая стойкость
электродов
Прерывистое (импульсное) включение тока при непрерыв- ном вращении роликов	3,0
Наиболее распростра-
ненный способ. Сварка
различных сталей
Прерывистое включение
тока снижает перегрев
роликов и заготовок, по-
вышает качество сварки
и стойкость роликов
Шаговая
Включение тока
при неподвиж-
ных роликах,
вращение роли-
ков при выклю-
ченном токе
Сварка алюминиевых
сплавов и плакирован-
ных металлов, осущест-
вляемая при больших си-
лах тока
Наименьший по сравне-
нию с другими способа-
ми перегрев роликов и
заготовок
Обозначения. Р — давление, Па; s — перемещение роликов, мм; /- сила
сварочного тока, А; / — время, с.
Характеристика и области применения способов шовной сварки
приведены в табл. 3.
В тех случаях, когда невозможно подвести ролики к свариваемому
изделию с двух сторон, применяют одностороннюю шовную сварку
(приварка облицовки к каркасам больших размеров, приварка кровли
и т. п.).
254
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
Рис. 3. Схема процесса шовной сварки (Р - давление):
а - двусторонняя; б — односторонняя; в — разрез сварного шва
СВАРИВАЕМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Наиболее хорошую свариваемость при контактной сварке имеют
стали и сплавы со следующими свойствами: высоким удельным
электрическим сопротивлением и низкой теплопроводностью (для свар-
ки таких материалов требуются машины меньшей мощности); вы-
сокой пластичностью в широком диапазоне температур; отсутствием
или малой склонностью к нежелательным структурным превраще-
ниям в процессе нагрева и охлаждения зоны сварки; низкой химической
активностью лри нагреве.
В наиболее полной мере этими свойствами обладают низкоуг-
леродистые стали, которые хорошо свариваются всеми способами
контактной сварки как на жестких, так и на мягких режимах без
дополнительных технологических мер. С ред не углеродистые и низколе-
гированные стали склонны к закалке, трещинообразованию. Поэтому
необходима термическая обработка всего изделия в печи или, что
производительнее и экономичнее, сварка по двухпульсному циклу с
термической обработкой зоны соединения непосредственно под электро-
дами контактной машины (см. табл. 2).
Коррозионно-стойкие стали (например, 12Х18Н9Т) вследствие высо-
кого удельного электрического сопротивления и низкой теплопровод-
ности сваривают при относительно низких плотностях тока и малом
времени сварки. В связи с повышенной прочностью при высоких
температурах требуются повышенные усилия сжатия заготовок.
Алюминий и его сплавы обладают высокой электро- и тепло-
проводностью, поэтому для их сварки требуются большие токи при
малом времени их протекания. Значительным препятствием для про-
текания тока является тугоплавкая пленка А12О3 на поверхности
заготовок.
СВАРИВАЕМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ 255
Титан и его сплавы отличаются низкой тепло- и электропровод-
ностью, достаточно пластичны. Их сваривают при относительно низ-
ких плотностях тока. Усилия сжатия такие же как при сварке
низкоуглеродистых сталей.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Основные технические требования к машинам для контактной
сварки, методы их испытаний, маркировка, упаковка, транспортиро-
вание и хранение регламентированы ГОСТ 297 — 80Е «Машины электро-
сварочные контактные». Тип оборудования и некоторые другие дан-
ные можно определить по условному обозначению оборудования,
состоящему из нескольких букв и цифр.
Первая буква характеризует изделие: М — машина, А — автомат,
П — полуавтомат, У — установка.
Вторая буква указывает вид сварки: Т — точечная, С — стыковая,
Ш — шовная, Р — рельефная.
Третья буква, иногда входящая в обозначение, дает дополнитель-
ные сведения: М — многоэлектродная, К — конденсаторная, В — с вы-
прямлением тока во вторичном контуре и т. д.
В числовой части обозначения первые две (иногда три) цифры
указывают величину номинального сварочного тока в килоамперах,
а вторые две — номер конструктивного исполнения данного типа
машины.
Так, машина для точечной сварки конденсаторная с номинальным
сварочным током в 80000 А обозначается — МТК-8004.
Номинальный сварочный ток — ток, который может обеспечить ма-
шина в процессе сварки заготовок номинального (указанного в па-
спорте) сечения при номинальных первичном напряжении и вылете
на номинальной ступени. Потребляемые при этом машиной из
электрической сети ток и мощность являются соответственно номи-
нальным первичным током и номинальной мощностью.
Номинальное первичное напряжение машины — напряжение сети, на
которое рассчитана работа машины. Это напряжение равно 380 В.
Для машин малой мощности оно может быть равным 380 В
или 220 В.
Повторно-кратковременный режим работы машины,, характеризуе-
мый продолжительностью включения (ПВ, %), которая определяется
отношением суммарного времени включения тока в течение одного
сварочного цикла (гсв) к полному времени цикла (?ц = rCB + tn;
t„ — время паузы) в процентах, т. е.
ПВ=—100.
Величину ПВ учитывают при оценке технологических возможностей
и расчете допустимых нагрузок машины. Эксплуатация контактной
машины при номинальных значениях ПВ и силы сварочного тока
256
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
исключает перегрев частей машины, главным образом первичной
обмотки трансформатора, выше допустимых температур. Если один
из этих параметров необходимо увеличить, второй соответственно
снижают. Расчет производят по следующей формуле:
ЭКВ “ 1НОМ
ПВном
ПВэкв
гДе ^ном» ПВНОМ — номинальные значения силы тока и продолжи-
тельности включения; /экв, ПВэкв — эквивалентные значения силы тока
и продолжительности включения, при которых части машины на-
греваются до тех же температур, что и при работе в номинальном
режиме.
Длительная вторичная сила тока — максимальная сила тока, при
которой трансформатор и вторичный контур машины могут рабо-
тать длительное время, не перегреваясь выше допустимых пределов.
Потребную мощность из сети называют продолжительной мощ-
ностью. Длительную силу тока определяют по формуле
г __ г 1 /ПВном
дл - ном у 100 •
Ступень регулирования вторичного напряжения. Каждой ступени
регулирования соответствует определенное число витков первичной
обмотки трансформатора, включаемого в сеть. Наибольшее число
витков на первой ступени, наименьшее — на последней. С повышением
номера ступени возрастает вторичная электродвижущая сила (ЭДС),
а также сила сварочного тока и мощность, потребная для машины
из сети. Номинальной ступенью регулирования обычно является
предпоследняя ступень трансформатора. Вторичная ЭДС этой ступени
является номинальной.
Вылет точечных или шовных машин — расстояние от оси электро-
дов до передней стенки машины или до других выступающих
частей.
Сопротивление контактной машины при сварке ZCB равно геометри-
ческой сумме ее внутренних активного RM и индуктивного Хм со-
противлений, а также сопротивлений свариваемых заготовок Ксв,
ZCB =	+ Л»)2 + (*м + ха)2
Внутренние сопротивления машины оказывают большое влияние
на другие ее параметры. Так, с ростом активного сопротивления,
происходящим при увеличении длины элементов вторичного контура
и ухудшении состояния переходных контактов в нем, снижается
КПД машины, уменьшается сила сварочного тока. Увеличение индук-
тивного сопротивления, происходящее' при увеличении площади вто-
ричного контура и введении в этот контур ферромагнитных масс
свариваемых заготовок, вызывает снижение коэффициента мощности
машины и силы сварочного тока.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
257
Машины для стыковой сварки.Стыковые машины подразделяют
по способу сварки, назначению, характеру работы, конструкциям
приводов подачи подвижной плиты и механизма зажатия и другим
признакам. Тип стыковой машины выбирают в зависимости от ве-
личины и формы сечения свариваемых заготовок, их материала, тре-
бований к качеству сварных стыков. При выборе машины учиты-
вают также тип производства.
На машинах со сварочным током до 5000 А, имеющих пружин-
ный привод подачи и эксцентриковые зажимные устройства, про-
изводят сварку сопротивлением.
На машинах с ручным рычажным приводом подачи можно выпол-
нять сварку сопротивлением, непрерывным оплавлением и оплавле-
нием с предварительным подогревом. Рычажный привод не позво-
ляет получать высокие скорости осадки (гос < 20 мм/с) и осуществлять
процесс оплавления по оптимальному графику, что приводит к сни-
жению качества сварных стыков. Машины этого типа можно исполь-
зовать в индивидуальном производстве для сварки неответственных
изделий из низкоуглеродистых сталей.
Машины с механизированными приводами подачи подвижной
плиты (электромеханическим кулачковым, гидравлическим, пневматиче-
ским с гидротормозом) имеют более высокие технико-экономиче-
ские показатели. Эти машины, оборудованные пневматическими,
гидравлическими или пневмогидравлическими зажимными устройст-
вами, предназначены для сварки оплавлением непрерывным, с пред-
варительным подогревом или импульсным ответственных изделий
в серийном или массовом производстве. Технические характеристики
стыковых машин, их технологические показатели и конструктивные
особенности приведены в табл. 4 — 6.
Машины для точечной и рельефной сварки. Машины для точечной
сварки подразделяют:
по назначению — универсальные и специализированные;
по характеру действия — автоматические и неавтоматические;
по току — однофазные переменного тока промышленной частоты,
низкочастотные, конденсаторные, с выпрямлением тока в сварочной
цепи;
по приводу сжатия электродов — педальные, электромеханические,
пневматические, пневмогидравлические, гидравлические;
по установке и монтажу - стационарные и передвижные (подвесные);
по направлению движения верхнего электрода — радиальные (по
дуге окружности) и прямолинейные.
Тип машины, оказывающий большое влияние на качество свар-
ных точек, выбирают в зависимости от толщины и материала за-
готовок, их габаритов с учетом характера производства. Техниче-
ские характеристики машин для точечной сварки приведены в табл. 7—9.
Все машины имеют пневматический привод сжатия электродов, уком-
плектованы тиристорными или игнитронными контакторами и различ-
ного типа регуляторами цикла сварки.
9 п/р. В. В. Степанова
4. Технические характервспка стыковых машин тана МС
Параметр	МС-301	МС-403	МС-502	МС-802	МС-1202	МС-1602	МС-2008	МС-3201
Номинальный сварочный ток, А	3200	4000	5000	8000	12500	16000	20000	32000
Номинальный первичный ток, А	13,5	19,5	32,6	67	150	254	428	-
Номинальная мощность, кВА	5,0	7,2	12,2	24,2	55,0	96,2	150	-
Вторичное напряжение, В	1,0-1,9	0,5-2,1	1,1 -2,9	2,0-3,7	2,5-5,0	3,4-6,8	4,23-8,46	7,9-15,8
Номинальный режим работы ПВ, %	12,5	1,2	8,0	12,5	20,0	20,0	20,0	12,5
Максимальное сечение заготовок, мм2	50	60	80	300	900	1400	2000	6000
Производительность, сварок/ч	200	240	200	150	100	60	80	20
Усилие зажатия, даН	500	63	500	2500	5000	7500	10000	40000
Усилие осадки, даН	120	0,5-16	70	2000	3200	5000	6300	25000
Масса машины, кг	170	75	185	340	720	750	2050	8200
Габаритные размеры, мм	977 х	560 х	930 х	1030 х	1000 х	1000 х	2040 х	3655 х
	х 735 х	х 520 х	х 755 х	х 475 х	х 775 х	х 775 х	х 1170 х	х 2140 х
	х 1180	х 1300	х 1180	х 1175	х 1700	х 1700	х 1350	х 2210
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
5. Технические характеристики специализированных стыковых машин
\о Параметр	МС-1601	МС-2001	МС-2006	К-355	К-190ПА	МСО-1000	К-617	К-607
Номинальный сварочный ток, А	16000	20000	 20000	20000	-	63000	20000	25000
Номинальный первичный ток, А	-	422	-	-	-	-	-	-
Номинальная мощность, кВА	-	150	160	150	170	900	150	350
Вторичное напряжение, В	2,4-7,7	4-8	4-8	6,3	4,2-7,3	7,9-15,8	-	-
Номинальный режим работы ПВ, %	12,5	20	20	50	50	50	20	50
Максимальное сечение заготовок, мм2	1300	1000	—	Рельсы	18000	2500	4000	—
				Р-75				
Производительность, сварок/ч	60	100	300	10	14	300	30	—
Усилия зажатия, даН	3200	1000	4000	-	1 800 000	20000	32000	16000
Усилие осадки, даН	12 500	6300	1600	-	8000	20000	160000	63 000
Скорость оплавления, мм/с	0,4-4	0,7-7	-	0,15-2	-	-	-	-
Скорость осадки, мм/с	50	80	300	20	-	-	-	-
Масса машины^ кг	10400	2860		2500	7500	9600	3660	14000
Габаритные размеры, мм	645 х	1247 х	—	1050 х	2200 х	3250 х	1450 х	2900 х
	х 800 х	х 2378 х		х 1810 х	х 1060 х	х 1900 х	х 1600 х	х 2250 х
	х 1285	х 1420		х 1140	х 2330	х 2120	х 1850	х 3380
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ_________259
260
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
6. Технологические показатели и конструктивные особенности стыковых машин
Тип машины	Конструктивные особенности	Вид сварки и свариваемые материалы
МС-301 МС-502	Зажимы ручные эксцентрико- вые; привод осадки — пружин- ный	Сопротивлением. Изделия из низко- углеродистой стали и цветных ме- таллов
МС-802	Зажимы рычажно-эксцентрико- вые; привод осадки — ручной рычажный	Сопротивлением и оплавлением с предварительным подогревом из- делий. Низкоуглеродистые стали
МС-1202 МС-1602	То же	Оплавлением с предварительным подогревом. Низкоуглеродистые стали.
МС-2008	Привод зажимов пневматиче- ский; привод оплавления осадки электромеханический кулачко- вый	Непрерывным оплавлением или оп- лавлением с предварительным по- догревом. Низкоуглеродистые ста- ли
МС-1601	Приводы зажимов и подачи ленты гидравлические	Ленты шириной 50 — 320 мм из низ- коуглеродистой и низколегирован- ной сталей
МС-2001	Привод оплавления и осадки электромеханический кулачко- вый	Оплавлением. Змеевики из труб диаметром 25 — 42 мм с толщиной стенок 2,5 — 5 мм
МС-2006	-	Непрерывным оплавлением. Мед- но.-алюминиевые наконечники
К-355	Привод гидравлический со сле- дящей системой	Непрерывным оплавлением. Рельсы непосредственно на железнодорож- ных путях
К-190ПА	Приводы зажимов, оплавления и осадки гидравлические	Непрерывным оплавлением. Сталь- ной прокат различного профиля
МС-1000	Привод зажимов пневматиче- ский; привод' оплавления и осадки электромеханический	Оплавлением ободов автомобиль- ных колес
К-617	-	Импульсным оплавлением. Кольце- вые детали из низкоуглеродистой стали
К-607	—	Импульсным оплавлением. Кольца диаметром 380 — 2000 мм и прямые изделия малой длины сечением до 4000 мм2
7. Технические характеристики универсальных машин для точечной сварки
Параметр	МТ-602	МТ-809, МТ-810	МТ-1209, МТ-1214	МТ-1217	МТ-1219, МТ-1220	МТ-1609, МТ-1614	МТ-1613
Номинальный сварочный ток, А	6300	8000	12 500	12 500	12 500	16000	16000
Номинальный первичный ток, А	37,5	52,5	141	158	160	222	227
Номинальная мощность, кВ-А	14,2	21	51	60	52	80	83
Вторичное напряжение, В	1,25 — 2,5	1,42-2,84	2,2-4,4	2,97-4,48	2,29-4,58	2,7-5,4	2,9-5,7
Номинальный режим работы ПВ, %	20	20	20	50	32	20	20
Толщина свариваемых деталей мм (низ-	От 0,2 4-0,2	От 0,254-	От 0,54-0,5	От 0,7 4-0,7	От 0,5 4-0,5	От 0,54-0,5	От 0,8 4-0,8
ко утл ер о ди ста я сталь), мм	до 24-2	4-0,25 до	до 44-4	до 1,54-1,5	до 54-5	до 5 4-5	до 64-6
		34-3					
Производительность, точек/мин	150	150; 300	150; 200	200 ,	600; 300	150; 200	300
Вылет электродов, мм	•250	300	400	500	300	500	500
Раствор консолей, мм	150-300	150-270	150-270	270-370	100-250	180-300	80-220
Усилие сжатия, даН	40-200	300	500	320	630	630	630
Расход охлаждающей воды, л/ч	300	360	420	400	400	420	700
Масса,	215	325	440	750	450	540	700
Габаритные размеры, мм	1237х452х	1400х410 х	1574х430х	1810 х 490 х	1695х447х	1574х430х	2000 x 481 х
	х800	Х1О83	х 1230	Х1425	х 1135	х 1340	х 1475
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
260
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
6. Технологические показатели и конструктивные особенности стыковых машин
Тип машины	Конструктивные особенности	Вид сварки и свариваемые материалы
МС-301 МС-502	Зажимы ручные эксцентрико- вые; привод осадки — пружин- ный	Сопротивлением. Изделия из низко- углеродистой стали и цветных ме- таллов
МС-802	Зажимы рычажно-эксцентрико- вые; привод осадки — ручной рычажный	Сопротивлением и оплавлением с предварительным подогревом из- делий. Низкоуглеродистые стали
МС-1202 МС-1602	То же	Оплавлением с предварительным подогревом. Низкоуглеродистые стали.
МС-2008	Привод зажимов пневматиче- ский; привод оплавления осадки электромеханический кулачко- вый	Непрерывным оплавлением или оп- лавлением с предварительным по- догревом. Низкоуглеродистые ста- ли
МС-1601	Приводы зажимов и подачи ленты гидравлические	Ленты шириной 50 — 320 мм из низ- коуглеродистой и низколегирован- ной сталей
МС-2001	Привод оплавления и осадки электромеханический кулачко- вый	Оплавлением. Змеевики из труб диаметром 25 — 42 мм с толщиной стенок 2,5 — 5 мм
МС-2006	-	Непрерывным оплавлением. Мед- но.-алюминиевые наконечники
К-355	Привод гидравлический со сле- дящей системой	Непрерывным оплавлением. Рельсы непосредственно на железнодорож- ных путях
К-190ПА	Приводы зажимов, оплавления и осадки гидравлические	Непрерывным оплавлением. Сталь- ной прокат различного профиля
МС-1000	Привод зажимов пневматиче- ский; привод' оплавления и осадки электромеханический	Оплавлением ободов автомобиль- ных колес
К-617	-	Импульсным оплавлением. Кольце- вые детали из низкоуглеродистой стали
К-607	—	Импульсным оплавлением. Кольца диаметром 380 — 2000 мм и прямые изделия малой длины сечением до 4000 мм2
7. Технические характеристики универсальных машин для точечной сварки
Параметр	МТ-602	МТ-809, МТ-810	МТ-1209, МТ-1214	МТ-1217	МТ-1219, МТ-1220	МТ-1609, МТ-1614	МТ-1613
Номинальный сварочный ток, А	6300	8000	12 500	12 500	12 500	16000	16000
Номинальный первичный ток, А	37,5	52,5	141	158	160	222	227
Номинальная мощность, кВ-А	14,2	21	51	60	52	80	83
Вторичное напряжение, В	1,25 — 2,5	1,42-2,84	2,2-4,4	2,97-4,48	2,29-4,58	2,7-5,4	2,9-5,7
Номинальный режим работы ПВ, %	20	20	20	50	32	20	20
Толщина свариваемых деталей мм (низ-	От 0,2 4-0,2	От 0,254-	От 0,54-0,5	От 0,74-0,7	От 0,5 4-0,5	От 0,54-0,5	От 0,8 4-0,8
коуглеродистая сталь), мм	до 24-2	4-0,25 до	до 44-4	до 1,54-1,5	до 54-5	до 5 4-5	до 64-6
		34-3					
Производительность, точек/мин	150	150; 300	150; 200	200 ,	600; 300	150; 200	300
Вылет электродов, мм	•250	300	400	500	300	500	500
Раствор консолей, мм	150-300	150-270	150-270	270-370	100-250	180-300	80-220
Усилие сжатия, даН	40-200	300	500	320	630	630	630
Расход охлаждающей воды, л/ч	300	360	420	400	400	420	700
Масса,	215	325	440	750	450	540	700
Габаритные размеры, мм	1237х452х	1400х410 х	1574х430х	1810 х 490 х	1695х447х	1574х430х	2000 x 481 х
	х800	Х1О83	х 1230	Х1425	Х1135	х 1340	х 1475
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Параметр	МТ-602	МТ-809, МТ-810
Номинальный сварочный ток, А	16000	21 500
Номинальный первичный ток, А	232	325
Номинальная мощность, кВ* А	83	100
Вторичное напряжение, В	3-6	3,58-5,56
Номинальный режим работы ПВ, %	20	50
Толщина свариваемых деталей (низкоуг-	От 0,84-0,8	От 0,84-0,8
леродистая сталь), мм	до 64-6	до 2,34-2,3
Производительность, точки/мин	600; 300	200
Вылет электродов, мм	500	500
Раствор консолей, мм	100-250	100-250
Усилие сжатия электродов, даН	630	630
Расход охлаждающей воды, л/ч	400	700
Масса,	520	800
Габаритные размеры, мм	1695х447х х 520	1820х490х х 1425
Продолжение табл. 7
МТ-1209, МТ-1214	МТ-1217	МТ-1219, МТ-1220	МТ-1609, МТ-1614	МТ-1613
25000	25000	40000	20000	40000
445	515	960	-	—
170	195	365	221	365
3,4 — 6,8	5,41-8,45	4,5-9,0	-	-
20	50	20	20	20
От 1,2+1,2 до 10+10	От 1 + 1 до 4 + 4	От 3,5+ 3,5 до 12 + 12	-	От 2,5+ 2,5 до 8 + 8
150	120	40	120	70
500	500	500	1200	500
80 — 220	100-250	80-220	300	180-280
1600	1250	3200	-	2500
800	800	1425	-	-
615	1200	1210	1800	1650
2180x531 х	2150 х 550 х	2230х640х	2600 х 600 х	2650х650х
Х1585	х 1710	х 1620	х2500	х 1750
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
8. Технические характеристики подвесных машин для точечном сварки
Параметр	С подвесным трансформатором				С встроенным трансформатором			
	МТП-806	МТП-1203	МТП-1601	МТПГ-75-6	КТ-601	КТ-801	К-243В	К-264 (пистолет)
Номинальный свароч- ный ток, А	8000	12 500	16000	8000	7500	8000	16000	6300
Номинальная мощность, кВ-А	80	170	220	750	25	30	20	25
Вторичное напряжение, В	-	8,6-13,1	—	4,9-19,5	—	—	—	—
Номинальный режим ра- боты ПВ, % Размеры свариваемых заготовок, мм	20	20	20	20	12,5	12,5	8	12,5
толщина листов из низкоуглеродистой стали	От 0,54-0,5 до 1,54-1,5	От 0,54-0,5 до 44-4	—	От 0,54-0,5 ДО 1,5 + 1,5	—	От 0,8+ 0,8 до 2 + 2	5 + 5	1,2+1,2
диаметр прутков из низкоуглеродистой стали	От 54-5 до 104-10	—	—	От 5 + 5 до 16+16	От 3 + 3 до 10+10	20 + 8	14+40	—
Производительность, сварок/мин	120	130	60	80	60	170	—	40 30-60
Усилие сжатия, даН	250	500	800	320	250	250	7500	(ручное)
Масса, кг	270	370	373	370	27	27	125’	16
Габаритные размеры, мм	800 х 600 х	870 х 532 х	875 х	1300 х	900>	675 х	940 х	410 х
	хПОО	Х1132	х 535 х Х1135	х 600 х х2050	х335х х315	х380х х 380	х335х х 360	х355х х 125
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
£
Параметр	МТ-602	МТ-809, МТ-810
Номинальный сварочный ток, А	16000	21500
Номинальный первичный ток, А	232	325
Номинальная мощность, кВ А	83	100
Вторичное напряжение, В	3-6	3,58-5,56
Номинальный режим работы ПВ, %	20	50
Толщина свариваемых деталей (низкоуг-	От 0,84-0,8	От 0,84-0,8
леродистая сталь), мм	до 6 4-6	до 2,3 4-2,3
Производительность, точки/мин	600; 300	200
Вылет электродов, мм	500	500
Раствор консолей, мм	100-250	100-250
Усилие сжатия электродов, даН	630	630
Расход охлаждающей воды, л/ч	400	700
Масса,	520	800
Габаритные размеры, мм	1695х447х х 520	1820х490х Х1425
Продолжение табл. 7
§
МТ-1209, МТ-1214	МТ-1217	МТ-1219, МТ-1220	МТ-1609, МТ-1614	МТ-1613
25000	25000	40000	20000	40000
445	515	960	-	-
170	195	365	221	365
3,4-6,8	5,41-8,45	4,5-9,0	-	-
20	50	20	20	20
От 1,2+1,2 до 10+10	От 1 + 1 до 4 + 4	От 3,5+ 3,5 до 12+12	-	От 2,5+ 2,5 до 8 + 8
150	120	40	120	70
500	500	500	1200	500
80-220	100-250	80-220	300	180-280
1600	1250	3200	-	2500
800	800	1425	-	—
615	1200	1210	1800	1650
2180х531х	2150х550х	2230х640х	2600 х 600 х	2650 х 650 х
х 1585	х 1710	х 1620	х25ОО	х 1750
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
8. Технические характеристики подвесных машин для точечной сварки
Параметр	С подвесным трансформатором				С встроенным трансформатором			
	МТП-806	МТП-1203	МТП-1601	МТПГ-75-6	КТ-601	КТ-801	К-243В	К-264 (пистолет)
Номинальный свароч- ный ток, А	8000	12500	16000	8000	7500	8000	16000	6300
Номинальная мощность, кВ» А	80	170	220	750	25	30	20	25
Вторичное напряжение, В	—	8,6-13,1	—	4,9-19,5	—	—	—	—
Номинальный режим ра- боты ПВ, % Размеры свариваемых заготовок, мм	20	20	20	20	12,5	12,5	8	12,5
толщина листов из низкоуглеродистой стали	От 0,5+ 0,5 до 1,5+1,5	От 0,5+ 0,5 до 4 + 4	—	От 0,5+ 0,5 до 1,5+ 1,5	—	От 0,8+0,8 до 2 + 2	5 + 5	1,2 + 1,2
диаметр прутков из низкоуглеродистой стали	От 5 + 5 до 10+Ю	—	—	От 5 + 5 до 16+16	От 3 + 3 до 10+10	20 + 8	14 + 40	—
Производительность, сварок/мин	120	130	60	80	60	170	—	40 30-60
Усилие сжатия, даН	250	500	800	320	250	250	7500	(ручное)
Масса, кг	270	370	373	370	27	27	125'	16
Габаритные размеры, мм	800 х 600 х	870х532 х	875 х	1300 х	900-х	675 х	940 х	410 х
	х 1100	Х1132	х535х х 1135	х 600 х х2050	х335х х315	х380х х 380	х335х х 360	х 355 х х 125
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ_____263
9. Технические характеристики точечных машин постоянного тока и конденсаторных
Тип машин	Номи- нальный свароч- ный ток, А	Номи- нальная мощ- ность, кВ А	Вылет электро- дов, мм	Произво- дитель- ность, сварок/ /мин	Усилие сжатия электро- дов, даН	Габаритные размеры (длина х шири- на х высота), мм	Толщина свариваемых заготовок, мм	Масса, кг
Конденсаторные								
МТК-1201	12500	2,0	150	120	3-63	1000x730x 1300	От 0,05+0,05 до 0,5+ 0,5	200
МТК-1601	16000	2,0	200	—	63	1000х900х1350	От 0,1+0,1 до 0,8+ 0,8	400
МТК-5001	50000	20,0	600	30	1600	2460 х2400х1000	От 0,3+0,3 до 1,2 + 1,2	2700
МТК-8004	80 00Q	70,0	1500	60	5000	—	От 0,5+0,5 до 2,5+ 2,5	5600
Постоянного тока								
МТВ-1601	16000	100	—	—	5000	1330x 1200x 1960	—	890
МТВ-6304	63000	500	1500	60	4000	3700x 1150x3455	Легкие сплавы: от 0,5 + + 0,5 до 3,0+3,0. Жаро- стойкие стали, титан: 0,5 + 0,5 до 3 + 3. Низко- углеродистая сталь: до 6 + 6	4000
МТВ-8002	80000	600	1500	20	6300	3750 х1160 х 3405	Легкие сплавы: 1 + 1 до 4 + 4. Жаростойкие ста- ли, титан: 0,8+ 0,8 до 5 + 5. Низкоуглеродис- тая сталь: 1 + 1 до 8 + 8	6600
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
265
Подвесные точечные машины (табл. 8) применяют для сварки круп-
ногабаритных изделий, которые трудно перемещать относительно ста-
ционарных точечных машин. Конденсаторные машины используют
при сварке легких сплавов и деталей малой толщины. На машинах
постоянного тока можно сваривать детали из легких сплавов, кор-
розионно-стойких и жаропрочных сталей, титана и низкоуглеродистых
сталей.
Машины для рельефной сварки. Серийные машины общего назна-
чения для рельефной сварки во многом схожи с аналогичными ма-
шинами для точечной сварки. От последних они отличаются кон-
струкцией электродов, выполненных в виде двух плит с Т-образными
пазами, повышенной жесткостью корпуса и меньшими вылетами.
Технические характеристики серийных машин для рельефной сварки
переменного тока приведены в табл. 10. Машины оснащены ти-
10. Технические характеристики машин для рельефной сварки
Параметр	МР-1607	МР-2517	МР-4017	МР-6303	МР-8002	МР-10003
Номинальный	16000	25000	40000	63000	80000	100 000
сварочный ток, А Номинальная	70	160	350	600	800	1200
мощность, кВА Вторичное на-	2,3-4,6	2,6-5,2	3,5-6,9	2,3-9,1	2,5 — 10,0'	3,25-13
пряжение, В Номинальный	12,5	20	20	20	20	20
режим рабо- ты ПВ, % Расстояние	80-200	120-330	120-330	50-450	50-450	50-450
между элект- родными пли- тами, мм Максималь-	80	120	120	200	200	200
ный ход верх- ней плиты (ра- бочий -|- до- полнитель- ный), мм Вылет до	300	300	300	300	300	300
центра плит, мм Усилия сжа-	200-800	1600	2500	3140	5000	8000
тия плит, даН Масса, кг	430	1300	1430	3000	3000	3200
Габаритные	1365 х	1650 х	1600 х	1550х	1550 х	1600 х
размеры, мм	х450 х	х 550 х	х 590 х	хЮЗОх	хЮЗОх	х1030х
	Х1820	• х23ОО	х2370	хЗЗОО	х 3100	хЗЗОО
266
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
ристорными или игнитронными контакторами и бесконтактной ап-
паратурой управления, позволяющей осуществлять плавное регулиро-
вание тока, его модуляцию и много импульсные включения. Возможно
осуществление циклов с переменным усилием сжатия на электродах.
Промышленность выпускает также конденсаторные рельефные маши-
ны дипа МРК-4001, МРК-10001, МРК-16001 и рельефные машины
постоянного тока типа МРВ-4001, МРВ-6301, МРВ-8001.
Машины для шовной сварки. Машины для шовной сварки под-
разделяют: по способу сварки — для непрерывной, прерывистой и
шаговой сварки (см. табл. 3); по виду питания — однофазные пе-
ременного тока, трехфазные с выпрямлением, тока во вторичном
контуре, трехфазные низкочастотные, конденсаторные; по располо-
жению роликов — для сварки продольных швов, поперечных швов,
универсальные (с возможностью переналадки с продольных на попе-
речные); но назначению — универсальные (общего назначения), спе-
циализированные.
Технические характеристики машин для шовной сварки приведены
в табл. 11. Машина типа МШ-1001 с радиальным ходом верхнего
электрода предназначена для непрерывной шовной сварки неответст-
венных изделий из низкоуглеродистых сталей, оснащена пневматиче-
ским механизмом сжатия и электромагнитным контактором.
Машины типов МШ-1601, МШ-2001, МШ-3201 предназначены для
прерывистой шовной сварки, имеют прямолинейный ход верхнего
электрода, пневматический привод сжатия, привод вращения ролика
с муфтой скольжения, обеспечивающей плавное регулирование скоро-
сти сварки. Машина МШ-1601 снабжена синхронным игнитронным
прерывателем типа ПИШ. В машинах МШ-2001 и МШ-3201 установ-
лен прерыватель сварочного тока на логических элементах.
Машины постоянного тока типов МШВ-1601 и МШВ-6301 пред-
назначены для прерывистой и шаговой шовной сварки изделий из
жаропрочных и коррозионно-стойких сталей и из легких сплавов;
укомплектованы станцией питания и управления, обеспечивающей плав-
ное регулирование величины и длительности импульсов сварочного
тока, скорости его нарастания и др.
Наличие у современных шовных машин поворотной верхней сва-
рочной головки в сочетании со сменными нижними хоботами позво-
ляет сваривать на одной машине как продольные, так и поперечные
швы.
Аппаратура управления машинами. Производительность контактных
машин, их технологические возможности, а также качество сварных
соединений в значительной мере зависят от аппаратуры управления.
Регуляторы цикла сварки (табл. 12) обеспечивают определенную
последовательность и регулирование продолжительности операций
сварочного цикла. Многие современные регуляторы позволяют ре-
гулировать величину и продолжительность сварочного тока, осущест-
влять его модуляцию.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
267
11. Технические характеристики машин для шовной сварки
Параметр	Переменного тока		
	МШ-1001	МШ-1601	МШ-2001
Номинальный сварочный ток, А	10000	16000	20000
Номинальная мощность, кВ- А	27	61	130
Вторичное напряжение, В	1,75-3,5	2,14-4,28	3-6
Номинальный режим работы ПВ, %	50	50	50
Ход верхнего электрода, мм	30	50	15-70
Вылет электродов, мм	400	400	800
Толщина свариваемых деталей, мм:			
низкоуглеродистая сталь	1,2 4-1,2	1,5 + 1,5	1,8 + 1,8
легкие сплавы	—	—	—
жаропрочные и коррозионно-	—	—	—
стойкие стали, титановые спла-			
вы			
Усилие сжатия электродов, даН	250	500	800
Скорость сварки, м/мин	1-5	0,8-4,5	0,4-4,5
Масса, кг	500	620	1350
Габаритные размеры, мм	1260х520х	1455х510х	2225 х 825 х
	х 1405	х 1770	1870
	Переменного	Постоянного тока	
Параметр	тока		
	МШ-3201	МШВ-1601	МШВ-6301
Номинальный сварочный ток, А	32000	16000	63 000
Номинальная мощность, кВ- А	323	120	500
Вторичное напряжение, В	5,6-8,2	2,43-4,86	1,31-4,7
Номинальный режим работы ПВ, %	50	50	32
Ход верхнего электрода, мм	15-70	20-150	20-150
Вылет электродов, мм	800	1500	1200
Толщина свариваемых деталей, мм:			
низкоуглеродистая сталь	2,5 +2,5	—	—
легкие сплавы	—	—	2,5+ 2,5
жаропрочные и коррозионно-	—	От 0,3+ 0,3	От 0,3+ 0,3
стойкие стали, титановые спла-		до 2,5+ 2,5	до 2,5+ 2,5
вы			
Усилие сжатия электродов, даН	1200	2000	2000
Скорость сварки, м/мин	0,4-4,5	, 0,2 + 8	0,2-8
Масса, кг	1790	4700	6300
Габаритные размеры, мм	2430 х 720 х	3360х760х	3775x 1125 х
	х2400	х2940	х 2770
Контакторы (табл. 13) предназначены для включения и вы-
ключения тока первичных обмоток трансформаторов контактных
машин. Наиболее экономичны и эффективны тиристорные контакторы.
Синхронные прерыватели (табл. 14) предназначены для синхронного
включения и выключения тока первичных обмоток трансформаторов
268
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
12. Технические характеристики регуляторов цикла точечной и рельефной сварки
Параметр		РЦС-403У4	РЦС-502У4 .	БУ-5ИПС	РВЭ-7-1А	РВД-200	РВТУ-200М
Число отрабатываемых тервалов Предел регулирования тервала, с: сварки других операций	ин-	4	5	6	4	5	9
	ин-	0,02-2,0			0,03- 6,75 0,03- 1,35	0,02	-4,0
		0,06- 1,4	0,02-	-2,0			
Глубина регулирования ровного тока, /ном, %	сва-	40-100			-	30-	100
Наибольшая производитель- ность, цикл/мин Модуляция сварочного то- ка, с Допустимые колебания на- пряжения сети, % Масса, кг Габаритные размеры, мм		300 + 10- 15 15 345 х х 158 х х 235	600 Нара- ста- ние, спад; 0,4 + 10- 15 27 550 х х 180 х х 320	Нара- ста- ние; 0,3 + 5—15 25 415х х 159х х 490	150 ±10 15,3 325 х х 395 х х 150	750 Нара- ста- ние; 0,2 + 5-10 12 180 х х 340 х х275	Нара- ста- ние; 0,1 + 10- 15 10 225 х х 400 х х 295
13. Технические характеристики тиристорных контакторов
Параметр	КТ-1У4	КТ-02У4
Напряжение сети, В Номинальный ток, А, при: ПВ = 50% ПВ = 20% ПВ = 5 % Тип тиристора Ток импульсов управления, А Расход охлаждающей воды, л/мин (температура воды не более 40 °C) Масса, кг Габаритные размеры, мм	380 200 250 ТВ-200 2,0 2 6,9 320x300x260	220 800/700* 1 850/750 1000/850 ТВ-500 0,4 2 17/30*2 352/420*2 х 430/650 х 260/340
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
269
Продолжение табл. 13		
Параметр	КТ-03У4	КТ-04У4
Напряжение сети, В Номинальный ток, А, при:	380	380
ПВ = 50%	800/700*'	1300/1200*'
ПВ = 20%	850/750	1400/1300
ПВ = 5%	1000/850	1600/1500
Тип тиристора	ТВ-500	ТВ-800
Ток импульсов управления, А	0,4	0,4
Расход охлаждающей воды, л/мин (температура воды не более 40 °C)	2	6
Масса, кг	17/30*2	17/30*2
Габаритные размеры, мм	375/420*2 х	375/420*2 х
	х 470/650 х 260/340	х 470/650 х х 260 х 340
*1 В числителе указан ток при длительности включения не более 0,5 с,
в знаменателе - при длительности включения до 20 с.
*2 В знаменателе указаны размеры и масса контакторов закрытого испол-
нения.
14. Технические характеристики прерывателей сварочного тока
Параметр	ПИШ-50-4, ПИШ-100-4, ПИШ-200-4	ПИТ-50-4, ПИТ-100-4	ПИТМ-50-5, ПИТМ-100-5, ПИТМ-200-5	ПСЛ-200
Напряжение сети, В Номинальный ток, А:	380	380	380	220/380
точечная сварка	—	500; 1000	500; 1000; 2000	250
шовная сварка Длительность выдержек, с:	200; 400; 800		—	200
импульс	0,02-0,38	0,02-0,38	0,02-0,4	0,02-0,4
пауза	0,02-0,38	—	—	0-0,4
Тип вентиля	И1-70/08 И1-140/08 И1-350/08	И1-70/08 И1-140/08	И1-70/08 И1-140/08 И1-350/08	ТВ-200
Предел регулирования сварочного тока, %	50-100	50-100	50-100	30-100
Модуляция сварочного тока	-	-	Нарастание, спад	Нараста- ние, спад
Расход воды, л/мин	4; 6; 12	4; 6	4; 6; 12	2
Масса, кг	135	135	135	95
Габаритные размеры, мм	1610х 600х х450	1610х 600х х450	1610х 600х х450	1250х хббОх х 350
270
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
Продолжение табл. 14
Параметр	ПСЛ-700	ПСЛ-1200	псл-зоо	ПСЛ-600
Напряжение сети, В Номинальный ток, А:	380	380	220/380	380
точечная сварка	750	1300	750	1500
шовная сварка	700	1200		
Длительность выдержек,			300	600
с:				
импульс	0,02-0,4	0,02-0,4	0,02-0,4	0,02-0,4
пауза	0-0,4	0-0,4	0-0,4	0-0,4
Тип вентиля	ТВ-500	ТВ-800	И1-70/08	И1-140/08
Предел регулирования сварочного тока, %	30-100	30-100	30-100	30-100
Модуляция сварочного		Нарастание		
тока				
Расход воды, л/мин	2	6	4	6,5
Масса, кг	110	ПО	105	112
Габаритные размеры, мм	1250х	1250 х	1250х	1250 х
	х 660 х	х 660 х	х 660 х	х 660 х
	х 350	х 350	х 350	х 350
контактных машин, регулирования его величины и продолжитель-
ности и др.
Управление работой пневматического и гидравлического при-
водов контактных машин осуществляют с помощью пневмо- и
гидроаппаратуры.
Фильтры-влагоотделители типа БВ-41 очищают подаваемый в ма-
шину сжатый воздух от твердых частиц величиной более 0,5 мм,
частиц воды и масла.
Маслораспылители БВ-44 применяются для смазки трущихся
частей пневмопривода.
Регуляторы давления БВ57-1 или БВ57-2 понижают и автомати-
чески поддерживают давление сжатого воздуха.
Электропнев матиче ские клапаны типа КПЭМ-10, КПЭМ-15,
КЭП-15 предназначены для управления подачи сжатого воздуха
в камеры пневмоцилиндров.
Дроссели типа ВН-17-7-1’ В77-2 и КДП1-1 применяются для
регулирования скорости перемещения поршней пневмоприводов (смяг-
чения ударов).
Клапан типа КПВМ-15/25 используют для быстрого освобождения
внутренней полости пневмоцилиндра от сжатого воздуха.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
271
Глушитель типа ГП гасит энергию звуковых колебаний и снижает
уровень шумов в 3 — 4 раза.
Для создания больших усилий, уменьшения габаритов привода,
перемещений с запрограммированной скоростью используют гидро-
привод. Питание гидропривода производится, как правило, от на-
сосных станций, например, типа Г-48 с вместимостью баков 60,
100, 160, 250 л.
Электроды контактных машин. Стойкость электродов, от которой
в значительной мере зависят производительность сварки и качество
сварных соединений, определяется материалом электродов, их кон-
струкцией, условиями охлаждения, режимов сварки и чистотой по-
верхности свариваемых заготовок.
Материал электродов (табл. 15) должен иметь высокие тепло-
и электропроводность, температуру разупрочнения, а также доста-
точную прочность и твердость. Стойкость электродов, изготовленных
из специальных сплавов на основе меди, значительно выше медных.
Электроды для точечной сварки (сменные вставки), предназначен-
ные для использования на серийных точечных машинах, приведены
в табл. 16. Рекомендуемые размеры электродов для точечной и
шовной сварки различных материалов даны в табл. 17.
Электроды для шовной сварки выполняют в виде дисков диа-
метром 40 — 400 мм. Форму их рабочей поверхности выбирают в
зависимости от толщины, формы и материала свариваемых заго-
15. Технические характеристики сплавов для электродЪв контактных машин
Марка сплава, содержание легирующих элементов	Элект- ро про- вод- ность, % (медь- 100 %)	Твер- дость, НВ	Тем- . пера- тура разу- ! Проч- нения, °C	Сортамент	Способ сварки и свариваемые материалы (изделия)
Кадмиевая брон- за, БрКд! (МК); 0,9-1,2 % кадмия	85-95	95- 115	350	Прутки тянутые диа- метром 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 26, 30 мм; прессо- ванные диаметром 40, 45, 50, 55, 60, 70, 80, 90, .100, 110, 120 мм	Точечная и шов- ная. Легкие спла- вы
Хромовая брон- за, БрХ; 0,4 — 1,0% хрома	82-85	130- 150	420	Полосы термообра- ботанные толщиной 10 — 30 мм и шири- ной 100 — 400 мм	Шовная. Углеро- дистые, 1 низколе- гированные ста- ли и титан
272
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
Продолжение табл. 15
Марка сплава, содержание легирующих элементов	Элект- ропро- вод- ность, 7о (медь- 100%)	Твер- дость, НВ	Тем- пера- тура разу- проч- нения, °C	Сортамент	Способ сварки и свариваемые материалы (изделия)
Хромовая бронза, БрХ; 0,4-0,7 % хрома	82-85	120 — 140	400	Прутки тянутые диа- метром 10, 12, 16, 20, 25, 32, 40 мм; прессованные диа- метром 45, 50, 170 мм	Точечная. Угле- родистые, низко- легированные стали и титан
Медь с-присадкой серебра МС-1; 0,07-0,12% се- ребра	97-99	95 — 100	360	Прутки диаметром 20, 25, 32, 40 мм. Квадрат 80 х 80 мм	Точечная. Легкие сплавы
Никельберилли- евая бронза БрНБТ; 1,4 — 1,6 % никеля, 0,2— 0,4 % бериллия, 0,05-0,15% ти- тана	50-55	170 — 240	510	Плиты толщиной 14, 16, 20, 24, 29 мм; прутки диаметром 16, 20, 25 мм	Точечная и шов- ная. Коррозион- но-стойкие стали, титан
Никелекремние- вая бронза БрНК 1,5-0,5; 1,2 — 2,3% никеля; 0,3—0,9 % кремния	40	До 200	450	Слитки диаметром 175 и 200 мм, дли- ной 1200 мм	Консоли точеч- ных и шовных машин, губки стыковых машин
Хромоцирконие- вая бронза; 0,3 — 0,5% хрома; 0,2-0,35% цир- кония	80-85	135 — 145	500	Прутки круглые и плиты разной тол- щины и ширины	Точечная и шов- ная. Углеродис- тые, низколеги- рованные стали и титан
Элконайт ВМ; 20-30% меди, 70 — 80 % вольф- рама	20-25	Св. 200	—	Цилиндрические за- готовки диаметром 8,28, 36 мм и вы- сотой 20-30 мм; пластины 40 х 40 х х 50; 15x15x15 мм	Вставки в элект- роды точечных и шовных машин и в губки стыковых машин
16. Электроды прямые для контактных точечных машин (ГОСТ 14111-77)
Тип	Характеристика рабочей поверхности электрода	Обозначение электрода	Диаметр, мм	Длина, мм	Диаметр контактной поверхно- сти, мм	Применение для сварочных машин
1	Плоская	0821 -0001 4- 4-0821—0072	10, 12, 16, 20, 25, 32, 40	29-130	4, 5, 6, 8, 10, 12	С прямолинейным ходом электродов
2	Плоская, конец элект- рода конический	0821 -01014- 4-0821-0112	10, 12, 16, 20	38-88	4, 5, 6, 8	С прямолинейным ходом электрода для сварки низкоуглеродистых и легированных сталей в ограниченно доступных местах
3	Смещенная плоская	0821-0151 4- 4-0821-0202	10, 12, 16, 20, 25	29-112	4, 5, 6, 8, 10	С прямолинейным ходом для сварки низко- углеродистых сталей вблизи отбортованных кромок
4	Плоская увеличенная	0821-02514- 4-0821-0280	16, 20, 25, 32, 40	32-72	-	С прямолинейным ходом электрода для сварки арматуры железобетона
5	Сферическая	0821 -0301 4- 4-0821-0372	10, 12, 16, 25, 32, 40	29-130	8, Ю, 12, 14, 16, 18, 25, 50, 100*1	С радиальным и прямолинейным ходом элек- трода для сварки легких сплавов, низкоугле- родистых и легированных сталей
6	Сферическая, конец электрода конический	0821-04014- 4-0821-0412	10, 12, 16, 20	38-88	8, 10, 12, 14*1	С прямоугольным ходом электрода для сварки низкоуглеродистых и легированных сталей в ограниченно доступных местах
7	Сферическая смещенная	0821-0451 4- 4-0821-0479	10, 12, 16, 20, 25	29-112	8, 10, 12, 14, 16*1	С прямолинейным и радиальным ходом элек- трода при сварке низкоуглеродистых сталей вблизи отбортованных кромок
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
** Указан радиус сферы контактной поверхности. Другие параметры электрода, а также рекомендации по применению
даны в ГОСТ 14111-77.
274
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
17. Рекомендуемые размеры электродов в зависимости от толщины свариваемых
заготовок для точечной и шовной сварки, мм
Размеры и форма электродов	Толщина заготовок			
	0,54-0,5 | 1 + 1	1,54-1,5 | 24-2	2,5+ 2,5	3 + 3
Низкоуглеродистые и низколегированные стали
Прямые электроды: диаметр электрода	12	12	16	20	20	25
диаметр контактной поверхности Ролики:	4	5	6	8	9	10
ширина ролика	6	10	12	15	18	20
ширина рабочей по- верхности Жаросп Прямые электроды:	4 пойкие и кс	5 ррозиоь	7 шо-стойкие	8 стали	10	10
диаметр электрода	12	12	16	20	20	25
диаметр контактной поверхности	4	5	7	8	9	10
радиус сферы Ролики:	25-50	75- 100	100- 150	100 — 150	150— 200	200 — 250
ширина ролика	6	10	12	15	18	20
ширина рабочей по- верхности	4	5	7	8	10	10
Радиус рабочей поверх-	25-50	75 —	100 —	100 —	150 —	150 —
ности Прямые электроды:	Лег	100 кие спл	150 авы	150	200	200
диаметр электрода	12	16	20	25	25	30
радиус сферы Ролики:	50	75	100	100	150	150
ширина ролика	12	20	20	20	25	25
радиус рабочей по- верхности	50	75	75	100	100	150
товок (табл. 17). При сварке стали форму контактной поверхности
роликов принимают цилиндрической шириной 4—10 мм. При сварке
цветных металлов и стальных заготовок повышенной толщины лучшее
качество обеспечивает сферическая поверхность с радиусом до 200 мм.
Электроды для стыковой сварки, воспринимающие большие уси-
лия при зажатии заготовок, рекомендуется выполнять из сплавов
повышенной твердости с электропроводностью 40 —60 % проводимости
меди (см. табл. 15). Конструкция электродов в значительной мере
определяется формой и размерами свариваемых заготовок.
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
275
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
Подготовка заготовок к сварке. Перед сваркой производят
правку и взаимную подгонку заготовок, а также очистку их поверх-
ностей от окалины, ржавчины, смазки, пыли и других загрязнений.
При сварке неочищенных заготовок заметно снижается качество
соединений и увеличивается износ электродов контактных машин.
Способ очистки выбирают в зависимости от размеров и мате-
риала заготовок, характера загрязнений и типа производства. За-
готовки из горячекатаной стали очищают в дробеструйных уста-
новках, металлическими щетками, абразивными кругами. В массовом
производстве их очищают травлением в растворе кислот с последую-
щей нейтрализацией в щелочной ванне, промывкой проточной водой
и сушкой горячим воздухом. Холоднокатаную низкоуглеродистую
сталь (без окалины) сваривают без зачистки или перед сваркой
промывают раствором каустической соды, горячей водой с последую-
щей просушкой горячим воздухом. Алюминиевые сплавы подвергают
специальной химической обработке, после которой они пригодны для
сварки в течение пяти суток. Качество подготовки поверхности
контролируют измерением общего электрического сопротивления двух
сжатых деталей, сравнением с эталонными образцами или визуально.
Сборка заготовок при точечной и шовной сварке должна обеспе-
чить достаточно плотное взаимное прилегание. Наличие зазоров
препятствует образованию хорошего контакта между заготовками,
что приводит к возникновению дефектов сварки.
Торцы заготовок, соединяемые стыковой сваркой сопротивлением,
обрабатывают до получения ровной поверхности, перпендикулярной
к оси заготовок. При сварке оплавлением к подготовке торцов
предъявляются меньшие требования (пригодны заготовки после резки
на прессах, ножницах, механических пилах, а также после газовой
резки с очисткой поверхности от шлака). При всех способах сты-
ковой сварки необходимо очищать поверхности заготовок, сопри-
касающиеся с токоподводящими губками.
Стыковая сварка. Для получения качественного стыкового сое-
динения необходимо нагреть заготовки до заданных температур,
обеспечить возможность одинаковой пластической деформации обеих
заготовок, предотвратить или свести до минимума окисление металла
на торцах в процессе нагрева, обеспечить условия для свободного
удаления окислов из стыка. Выполнение этих требований возможно
при правильной подготовке деталей к сварке и правильно выбранных
способе и режиме сварки.
Сварка сопротивлением. Величины основных показателей
режимов при сварке углеродистых сталей приведены в табл. 18.
Силу сварочного тока подсчитывают, как произведение плотности
тока (А/мм2) на площадь сечения заготовок (мм2). Необходимая
плотность тока возрастает с уменьшением времени сварки, с повы-
шением теплопроводности и снижением удельного электрического
276
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
18. Режимы сварки сопротивлением круглых или квадратных заготовок из
углеродистой стали
Площадь сечения заготовок, мм2	Установочная длина на обе заготовки, мм	Плот- ность тока, А/мм2	Время нагрева, с	Припуск на осадку, мм		
				общий	под током	без тока
7	7	300	0,3	2,2	1,6	0,6
25	12	200	0,8	2,5	1,7	0,8
50	16	160	1,0	2,7	1,8	0,9
100	20	140	1,5	3,0	2,0	1,0
Примечания. 1. Величина припуска на осадку указана для сварки
заготовок с плотно подогнанными торцами.
2. Давление осадки 10 — 30 МПа.
сопротивления металла. Целесообразно осуществлять сварку на по-
вышенных плотностях тока, так как при этом повышается качество
соединения и снижается расход электроэнергии.
Усилие осадки — произведение давления на площадь заготовок.
При сварке коррозионно-стойких сталей нихрома, меди, алюминия
и их сплавов давление рекомендуется принимать равным 10—15 МПа.
Установочная длина — величина выступающих из губок концов
деталей в начале сварки (рис. 4). При заниженной установочной
Рис. 4. Схема установки свариваемых деталей при стыковой сварке:
а — сопротивлением; б — непрерывным оплавлением; /] + Z2 “ суммарная уста-
новочная длина; Соп — припуск на оплавление; — припуск на осадку
длине детали нагреваются недостаточно, так как уменьшается их
электрическое сопротивление, а выделевшееся тепло интенсивно от-
водится в губки. Завышение ее сопровождается перегревом деталей
и увеличением длины деформируемого участка. Кроме того, возможны
перекосы или несоосность торцов вследствие потери устойчивости.
Припуск на осадку распределяют на осадку под током и осадку
без тока. При недостаточной осадке в стыке остаются окислы и
раковины, непроваренные участки. Завышенная осадка приводит к
искривлению волокон металла и его перегреву.
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
277
Время нагрева — время прохождения тока через заготовки. Наи-
более качественные стыки можно получить, если равномерный и
достаточный нагрев заготовок будет осуществлен при минимальном
времени.
Сварка оплавлением. Величины основных показателей
сварки приведены в табл. 19 — 22.
Пропуск на оплавление должен быть таким, чтобы осуществить
равномерный и достаточный нагрев деталей, выровнять зазоры между
торцами и получить на торцах слой жидкого металла. Для создания
защитной среды, препятствующей окислению металла в зоне сварки,
оплавление должно быть устойчивым. Припуск на оплавление воз-
растает с увеличением диаметра или толщины деталей.
19. Давление осадки при сварке оплавлением, МПа
Металл	Способ сварки		Металл	Способ сварки	
	непрерыв- ным оп- лавлением	оплавле- нием с по- догревом		непрерыв- ным оп- лавлением	оплавле- нием с по- догревом
Низкоуглероди-	60-80	40-60	Чугун	80-100	40-60
стая сталь			Медь	250-400	—
Среднеуглероди-	80-120	40-60	Латунь	140-180	—
стая сталь			1 Бронза	140-180	—
Высокоуглероди-	100-120	40-60	Алюминий	120-150	—
стая сталь			Алюминиевые	130- 2b0	—
Низколегирован-	100-120	40-60	сплавы		
ная сталь			| Титановые спла-	30-100	30-40
Ферритная сталь	100-180	60-80 1	1 вы		
Аустенитная	150-220	100-140			
сталь			1			
Силу сварочного тока подсчитывают так же, как и при сварке
сопротивлением. Плотность тока для стальных заготовок при сварке
непрерывным оплавлением 3 — 50 А/мм2, при сварке с подогревом
3 — 15 А/мм2 (нижние пределы соответствуют сварке заготовок боль-
шого сечения). В момент осадки и коротких замыканий плотность
тока в 2 — 3,5 раза выше, чем при устойчивом оплавлении.
Скорость оплавления (мм/с) в начале процесса незначительна,
возрастает до своего максимального значения перед осадкой. Низкая
начальная скорость оплавления увеличивает глубину прогрева деталей,
а высокая конечная скорость оплавления предупреждает окисление
металла на торцах.
Скорость осадки (мм/с) должна быть не ниже определенного
предела, который растет с увеличением теплопроводности и склон-
ности металла к окислению. Высокая скорость осадки (особенно
в начальный момент, когда закрывается зазор между оплавленными
278
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
торцами) затрудняет образование окислов и способствует более полному
удалению окислов из стыка.
Усилие осадки возрастает с повышением жаропрочности сваривае-
мого материала (см. табл. 19). Оно также возрастает с уменьшением
температуры металла в околостыковых зонах, за счет которых
происходит пластическая деформация.
Установочная длина и припуск на осадку влияют на качество
соединения при сварке оплавлением так же, как при сварке сопро-
тивлением. Их значения при сварке стержней, труб, заготовок
инструмента приведены в табл. 20 — 22.
20. Припуски при стыковой сварке стержней из низкоуглероднстых
и низколегированных сталей, мм
Диа- метр стерж- ня, мм	Непрерыв- ным оплав- лением		Оплавлением с подогревом			Диа- метр стерж- ня, мм	Непрерыв- ным оплав- лением		Оплавлением с подогревом		
	На оплав- ление	На осад- ку	На подо- грев	На оплав- ление	На осад- ку		На оплав- ление	На осад- ку	На подо- грев	На оплав- ление	На осад- ку
5	5	2	—		—	40	17	5	4	11	4
8	5	2,5	—	—	—	50	19	6	5	12	5
10	5	3	2,5	4	3,5	60	—	—	6	13	6
15	7	3	4	4	3,5	70	—	—	7	14	7
20	9	4	4	7	4	80	—	—.	8	15	8
25	И	4,5	4	7	4	90	—	—	9	15	8
30	12	4,5	4	8	ч	100	—	—	9	18	9
Примечания. 1. Суммарная установочная длина составляет 1,5 диа-
метра стержня при сварке низкоуглеродистых сталей и 2 — 2,4 диаметра стержня
при сварке низколегированных сталей.
2. Припуск на осадку под током составляет 40 — 50% общего припуска
на осадку.
Точечная сварка. Конструкции деталей для точечной сварки
должны позволять применять стандартные электроды (табл. 16),
размеры контактной поверхности которых в зависимости от толщины
и материала заготовок указаны в табл. 17, а также выполнять
сварку без введения больших участков стальных (ферромагнитных)
заготовок в сварочный контур машины и сваривать точки в необ-
ходимой последовательности, обеспечивающей наименьшую дефор-
мацию заготовок.
С увеличением числа одновременно свариваемых заготовок сни-
жается качество сварного соединения. В связи с этим в ответственных
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
279
21. Ориентировочные режимы сварки труб из низкоуглеродистой и низколегиро-
ванной стали непрерывным оплавлением
Размеры трубы, мм	Установочная длина, мм	Вторичное напряжение холостого хода, В	Припуск, мм		
			на оплав- ление	на осадку	
				под током	без тока
83 х 5 83 х 4		6,5-6,8 6,5	10-12 10-11	4 2	2 3
76 х 6	70	6,8-7,2		4	1,5
60 х 6		6,5-6,8	10-12 х		2
60 х 5					4
60 х 3		5,0-5,5	9-10	2	2,5.
38 х 4,5 32 х 5,5 32 х 4,0 32 х 3,0	60	6,0-6,5	8-10 10-12	3	1
		6,0-6,2 5,0-5,4	8-9	2	2
конструкциях рекомендуется одновременно сваривать не более двух
заготовок.
Сварку заготовок толщиной (3 + 3) мм и более выполняют с
проковкой (см. табл. 2). Заготовки с повышенной жесткостью и
заготовки толщиной более (5 4- 5) мм желательно сваривать с пред-
варительным обжатием (см. табл. 2) для уменьшения зазоров и
стабилизации контактного электрического сопротивления. Для загото-
вок, отличающихся по толщине более чем в 3 раза, рекомендуется
применять конденсаторную или рельефно-точечную сварку. Чем меньше
расстояние (шаг) между точками, а также чем больше толщина
и выше электропроводность материала заготовок, тем большая
часть общего тока шунтируется через ранее сваренную точку. Раз-
меры выполняемых точечной сваркой соединений, которые установлены
ГОСТ 15878 — 79, приведены в табл. 23.
Порядок сварки. Участки вблизи ребер жесткости, углы
и другие труднодеформируемые места должны быть сварены в
первую очередь, участки больших размеров необходимо сваривать
от середины к концам; точки должны свариваться подряд, так как
это препятствует образованию гофр и уменьшает шунтирование
тока.
Режим сварки определяется следующими основными пока-
зателями: силой тока, временем включения тока, усилием сжатия
заготовок, формой и диаметром контактной поверхности электродов.
280
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
При сварке Двух заготовок различной толщины режим в основном
определяется более тонкой заготовкой с некоторым увеличением
тока.
Режимы точечной сварки некоторых материалов приведены в
табл. 24 — 28.
Рельефная сварка. Форма, размеры и число рельефов изменяются
в широких пределах в зависимости от формы и толщины свари-
ваемых заготовок, а также их назначения. Для получения ка-
чественных соединений требуются тщательная зачистка заготовок и
точная штамповка как заготовок, так и рельефов. Это обеспечивает
равномерное распределение тока и усилия сжатия между рельефами.
Скорость нагрева рельефов должна быть оптимальной, чтобы не
возникало выплесков (если она завышена) или преждевременного
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
281
23. Конструктивные элементы соединений, выполняемых точечной сваркой, мм
Толщина заготовок	Диаметр точки		Величина нахлест- ки	/	Шаг точек (минималь- ный)	
	номиналь- ный	предельное отклонение				
0,3	2,5		6	3	8	8
0,4-0,6	3,0		8	4	10	8
0,7-0,8	3,5		10	5	13	11
0,9-1,1	4,0	+ 1	12	6	14	12
1,2-1,4	5,0		13	6,5	15	13
1,5-1,6	6,0		14	7,0	18	15
1,8-2,2	7,0		16	8,0	24	20
2,5-2,8	8,0	+ 1,5	18	9,0	30	25
3,0-3,2	9,0		20	10,0	36	30
3,5-3,8	10,0		23	11,5	40	34
4,0	11,0		26	13,0	45	38
4,5	12,0		30	15,0	50	43
5,0	13,0	+ 2,0	34	17,0	55	47
5,5	14,0		38	19,0	60	52
6,0	15,0		42	21,0	65	55
Обозначение, /-расстояние от кромки заготовки до центра точки;
с — расстояние между осями рядов при шахматном расположении точек.
24. Режимы точечной сварки углеродистых сталей
Толщина заготовок, мм	Сила тока, кА	Длительность тока, с	Усилие сжатия, даН
0,5+ 0,5	6,0-6,5	0,08-0,10	120-180
1,0+1,0	7,0-8,0	0,12-0,16	250-300
1,5+1'5	9,0-10,0	0,16-0,22	400-500
2,0+ 2,0	10,0-11,5	0,18-0,24	600-700
3,0+3,0	11,5-14,0	0,24-0,30	900-1000
4,0+ 4,0	17,0-19,0	0,40-0,56	1300-1500
25. Режимы точечной сварки коррозионно-стойких сталей
Толщина заготовок, мм	Сила тока, кА	Длительность тока, с	Усилие сжатия, даН
0,5+ 0,5	4,5-5,0	0,08-0,12	250-300
0,8+ 0,8	4,5-5,0	0,12-0,16	300-400
1,0+1,0	5,0-5,7	0,16-0,18	350-450
1,2+1,2	5,5-6,0	0,18-0,20	450-550
1,5+1,5	6,0-7,5	0,20-0,24	500-650
2,0+ 2,0	7,5-8,5	0,24-0,30	800-900
2,5+ 2,5	9,0-10,0	0,30-0,34	1000-1100
3,0+ 3,0	10,0-11,0	0,34-0,38	1200- 1400
282
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
26. Режимы точечной сварки закаливающихсн низколегированных сталей
Толщина каждой заготовки, мм	Сварка		Длитель- ность паузы h, с (см. табл. 2)	Термическая обработка		Усилие сжатия, даН
	Сила тока, кА	Длитель- ность тока, с		Сила тока, кА	Длитель- ность тока, с	
0,5+ 0,5	5,0-6,0	0,32-0,40	0,3-0,5	4,0-5,0	0,5-0,6	200-300
0,8+ 0,8	5,5-6,2	0,36-0,44	0,4-0,6	4,5-5,2	0,6-0,74	250-350
1,0+1,0	6,2-6,7	0,42-0,50	0,6-0,7	4,8-5,5	0,68-0,78	400-500
1,2 + 1,2	7,2-7,7	0,46-0,54	0,7-0,9	5,0-6,0	0,72-0,86	500-600
1,5+1,5	8,7-9,2	0,5-0,64	0,8-1,1	6,2-7,4	0,86-0,96	600 - 800
2,0+2,0	10,0-11,0	0,74-0,84	1,0-1,4	7,0-8,0	1,10-1,30	800-1000
2,5 + 2,5	11,5-12,0	1,00-1,10	U-1,5	8,0-9,0	1,30-1,90	1000-1200
3,0+ 3,0	13,0-14,0	1,20-1,40	1,3-1,6	9,0—10,0	1,80-2,20	1100-1400
27. Режимы точечной сварки титановых сплавов
Толщина заго- товок, мм	Сила тока, кА	Длительность тока, с	Усилие сжатия, даН
0,5+ 0,5	4,0-5,0	0,08-0,10	100-150
0,8+ 0,8	4,5-5,0	0,12-0,14	150-200
1,0+1,0	5,0-5,5	0,14-0,16	200-250
1,2 + 1,2	5,5-6,0	0,16-0,18	250-300
1,5 + 1,5	6,5-7 5	0,18-0,22	300-350
2,0+ 2,0	8,0 — 9,0	0,24-0,26	400-550
2,5+ 2,5	8,5-9,5	0,28-0,30	600-750
3,0+ 3,0	10,0-11,0	0,32-0,34	800-1000
расплющивания рельефов без образования литого ядра (если она
занижена). Для предупреждения выплесков целесообразно также посте-
пенное нарастание тока. Применение ковочного усилия обеспечивает
получение более устойчивых результатов. Режимы рельефной сварки
низкоуглеродистых сталей приведены в табл. 29.
Шовная сварка. Тип соединений для шовной сварки выбирают
с учетом толщины и материала заготовок, а также условий работы
изделия. При изготовлении сосудов предпочтительнее соединение
с отбортовкой. При таком соединении деталь во время сварки не
вводится в сварочный контур машины, следовательно, сохранится
постоянной величина сварочного тока.
Введение в сварочный контур машины магнитных материалов,
например, заготовок из низкоуглеродистой стали, вызывает рост
индуктивного сопротивления машины, в результате чего уменьшается
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
283
28. Режимы точечной сварки высокопрочных алюминиевых сплавов на конденса-
торных машинах
Толщина загото- вок, мм	Усилие сжатия, даН		Длитель- ность включения ковочного усилия, с	Сила тока, кА	Длительность импульса, с	
	Свароч- ное	Ковоч- ное			нараста- ния	общая
0,3+ 0,3	120			16,0	0,006	0,021
0,5+ 0,5	200	—	—	. 20,5	0,012	0,027
0,8+ 0,8	300	500	0,034	27,5	0,014	0,039
1,0+1,0	400	800	0,041	30,5	0,018	0,046
1,5 + 1,5	600	1400	0,065	48,5	0,026	0,068
2,0+ 2,0	800	2100	0,084	55,0	0,028	0,074
2,5+ 2,5	1000	3000	0,127	67,0	0,038	0,104
0,5+ 2,0'	200	—	—	25,5	0,012	0,027
1,0+ 2,0	400	800	0,041	30,5	0,018	0,046
1,0 + 4,0	400	800	0,049	32,5	0,019	0,050
1,5 + 4,0	600	1400	0,074	50,0	0,026	0,080
29. Режимы одноимпульсной рельефной сварки тонколистовой низкоуглеродистой
стали
Тол- щина дета- лей, мм	Размеры рельефа, мм		Рекомендуемые минимальные размеры, мм		Мини- мальный диаметр литого ядра, мм	Сила сва- рочного тока на рельеф, кА	Уси- лие на рель- еф, даН	Продол- житель- ность сварочно- го им- пульса, с
			между релье- фами	нахлест- ки флан- цев				
	Диа- метр	Высо- та						
0,6	2	0,6	14	5	3	5,5	90	0,06
0,8	2,5	0,5	16	5,5	3	6,6	110	0,06
1	3	0,7	21	7	4	8	150	0,16
1,2	3	0,7	24	8	4,5	8,8	’ 180	0,16
1,5	4	0,9	28	10	5	10,3	250	0,24
1,8	4	0,9	30	10	5,5	11	300	0,28
2	5	1	32	11	6	11,8	360	0,3
2,4	5,5	1	34	13	7	13,1	460	0,32
2,8	6	1,4	46	16	8	14,1	560	0,38
3,2	7	1,5	48	18	9	14,8	680	0,44
сила сварочного тока. Ширина отбортовки для стальных заготовок
толщиной 1 — 2 мм находится в пределах 12—18 мм.
Широко применяют соединения внахлестку, которые при шовной
сварке обеспечивают высокую прочность и плотность швов. Величину
нахлестки берут 10—18 мм. Другие соединения применяют значи-
тельно реже, так как они не обеспечивают достаточной прочности.
284
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
30. Режимы непрерывкой шовной сварки низкоуглеродистой
стали
Толщина за- готовок, мм	Усилия сжа- тия, даН	Скорость сварки, м/мин	Сварочный ток, кА
0,2+ 0,2	80		2,5
0,5 + 0,5	100	1,0	3,0
1 + 1	120		3,5
0,2+ 0,2	80		3,0
0,5 + 0,5	100	1,5	3,5
1 + 1	120		5,0
0,2+ 0,2	80		3,5
0,5+ 0,5	100	2,0	4,5
1 + 1	120		7,0
31. Режимы прерывистой шовной сварки низкоуглеродистой стали
Толщина заготовок, мм	Усилие сжатия, даН	Длительность, с		Скорость сварки, м/мин	СварочньГ ток, кА
		включения тока	паузы		
0,25 + 0,25	175	0,04	0,02	2,0	8,0
0,5 + 0,5	225	0,04	0,04	1,9	11,0
0,75 + 0,75	300	0,06	0,04	1,8	13,0
1 + 1	400	0,06	0,06	1,75	15,0
1,25+1,25	450	0,08	0,06	1,7	16,5
1,5+1,5	525	0,08	0,08	1,5	17,5
2 + 2	650	0,12	0,10	1,4	19,0
32. Режимы прерывистой шовной сварки коррозионно-стойких сталей типа
12Х18Н10Т ~
Толщина заготовок, мм	Усилие сжатия, даН	Длительность, с		Скорость сварки, м/мин	Свароч- ный ток, кА
		включения тока	паузы		
0,3+ 0,3	200-250	0,02	0,04-0,06	0,8-1,4	4,5-7,0
0,5+ 0,5	300-350	0,02-0,04	0,06 — 0,08	0,6-1,3	5-7
0,8 + 0,8	400 - 500	0,04-0,06	0,08-0,12	0,5-1,0	7-9
1,0+1,0	500-650	0,06 — 0,08	0,12-0,16	0,5-0,8	9-11
1,2 + 1,2	600-700	0,06-0,08	0,14-0,18	0,5-0,8	10-12
1,5+1,5	700-900	0,08-0,12	0,16-0,20	0,4-0,7	11,5-13
2,0+ 2,0	1000-1300	0,12-0,16	0,24-0,32	0,3-0,6	12-16
2,5+ 2,5	1100-1400	0,16-0,20	0,32-0,40	0,3-0,5	13-17
3,0 +3,0	1300-1600	0,20-0,30	0,60-0,70	0,2-0,4	14-18
ТЕХНОЛОГИЯ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
285
33. Дефекты контактной сварки и их причины
Дефект	Причина
Неметаллические включения в стыке (главным образом окислы)	Стыковая сварка Неустойчивое оплавление, мала конечная скорость оплавления; недостаточная величина осадки; преж- девременное выключение тока; низкая скорость осадки
Непровар	Недостаточное давление осадки; недостаточный нагрев заготовок вследствие заниженных силы тока, времени нагрева, припусков на подогрев и оплавление; мала осадка
Перегрев металла	Большие припуски на оплавление, осадку под током; увеличены сила тока и время его про- текания; чрезмерный подогрев перед оплавлением; завышена установочная длина
Смещение торцов заготовок	Неправильная подготовка торцов заготовок; пло- хая наладка машины, недостаточная жесткость зажимов машины и ее направляющих; большая установочная длина
Оплавление на поверхности заготовок в местах токопод- вода	Не очищены заготовки; загрязнены токоподво- дящие губки; недостаточное усилие сжатия; пло- хое охлаждение электродов
Трещины в зоне сварки	Недостаточный предварительный нагрев; малая установочная длина; перегрев металла; большое давление осадки; чрезмерно быстрые нагрев и ох- лаждение (при завышенной силе тока)
Точечная и шовная сварка
Непровар (отсутствие или малые размеры литого яд- ра)	Недостаточные сила тока или время включения; плохая сборка и очистка заготовок; завышены контактная поверхность электродов или давление; большое шунтирование тока из-за малого шага точек, плохой сборки и очистки заготовок или случайного касания заготовок с токоведущими частями машины
286
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ КОНТАКТНАЯ СВАРКА
	Продолжение табл. 33
Дефект	Причина
Перегрев наружных поверх- ностей заготовок, выплеск	Плохая очистка заготовок; включение тока при недостаточном усилии на электродах; завышены сила тока или время включения; не очищены электроды
Трещины и раковины в яд- ре точки	Недостаточны время включения, время проков- ки и усилие на электродах; с запозданием осу- ществляется проковка повышенным давлением после выключения тока; плохая очистка заготовок
Хрупкость сварного сое- динения	Интенсивное охлаждение места сварки в резуль- тате недостаточного времени включения тока или завышенного времени пребывания детали под электродами после выключения тока
Недостаточная герметич- ность шовного соединения	Недостаточны ток или время сварочного импуль- са; большое время паузы между импульсами тока; уменьшение тока вследствие введения в кон- тур машины заготовок из магнитных материалов; плохая очистка заготовок
Глубокие вмятины на по- верхности заготовок	Завышены сила сварного тока или время его включения; недостаточные размеры контактной поверхности электродов
Длинные швы при шовной сварке заготовок из магнитных
материалов, вводимых в контур машины, рекомендуется разбивать
на два участка или более. При разбивке на два участка швы сва-
ривают от середины к концам. При большем числе одинаково
расположенные участки выделяют в отдельные группы, которые затем
сваривают на разных ступенях трансформатора. Это позволяет преду-
предить непровар шва вследствие уменьшения силы тока при вве-
дении в контур машины магнитных материалов.
Режим сварки. Общие показатели режима для всех способов
шовной сварки (см. табл. 3) это — сила сварочного тока, усилие
сжатия заготовок между электродами, скорость сварки, форма и
ширина контактной поверхности роликов. Для прерывистой шовной
сварки дополнительными показателями являются длительность вклю-
чения и длительность выключения тока, составляющие в сумме цикл
сварки. Циклы следуют один за другим так, что отдельные сварные
точки перекрывают одна другую, образуя прочноплотный шов.
Режимы шовной сварки приведены в табл. 30 — 32; размеры
рабочей поверхности роликов см. в табл. 17.
СВАРКА ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ 287
Дефекты и контроль качества. Основные дефекты стыковой,
точечной и шовной сварки, а также причины их возникновения
приведены в табл. 33.
При изготовлении деталей контактной сваркой необходимо контро-
лировать исходные заготовки, состояние и настройку контактных
машин, режимы сварки и качество деталей после сварки. Сварка
загрязненных заготовок приводит к непроварам, выплескам, прожогам
и другим дефектам, а также повышенному износу электродов.
В процессе подготовки машины к сварке необходимо проверить
зажимы, направляющие, устранить зазоры, установить необходимые
усилия сжатия, отрегулировать момент включения и выключения
тока. Правильность выбранных режимов проверяют сваркой опытных
образцов с последующим испытанием их на прочность (при необ-
ходимости соединения, выполненные шовной сваркой, испытывают
также на плотность).
Качество деталей после сварки контролируют внешним осмотром,
механическими испытаниями на прочность, анализом макро- и микро-
структуры зоны соединения. Применяют также физические методы
контроля, например, рентгеновский, ультразвуковой и др.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Гуляев А. И. Технология точечной и рельефной сварки сталей. М.:
Машиностроение, 1978, 246 с.
2.	Орлов Б. Д. и др. Технология и оборудование контактной сварки.
М.: Машиностроение, 1975, 536 с.
3.	Прох Л. Ц. и др. Справочник по сварочному оборудованию. Киев:
Техника, 1978, с. 77—102.
4.	Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Под ред. Ю. Н. Зо-
рина. Т. 4.М.: Машиностроение, 1979, с. 163 — 229.
5.	Сергеев Н. П. Справочник молодого сварщика. М.: Высшая школа,
1979, 208 с.
Глава 8
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
И ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ
СВАРКА ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ
Сварка плазменной дугой находит все более широкое применение
в различных отраслях техники.
Плазменная дуга характеризуется весьма высокой температурой
(до 30000сС) и широким диапазоном регулирования ее технологи-
ческих свойств [11].
288
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Рис. 1. Схемы устройства плазмотронов:
а — с дугой прямого действия;, б — с дугой косвенного действия
По сравнению с аргонодуговой сваркой в связи с более высо-
кой проплавляющей способностью плазменная сварка имеет следующие
преимущества: повышенную производительность, меньшую зону тер-
мического влияния, более низкие деформации при сварке, пони-
женный расход защитных газов, более высокую стабильность горения
дуги и меньшую чувствительность качества шва от изменения
длины дуги.
Для получения плазменной дуги служит устройство, называемое
плазмотроном. Существует два типа плазмотронов — с дугой прямого
(рис. 1,а) и с дугой косвенного действия (рис. 1,6).
В плазмотронах прямого действия плазменная дуга возбуждается
между стержневым (как правило, вольфрамовым) электродом /,
вмонтированным в газовую камеру 2, и свариваемым изделием 4.
Сопло 3 электрически нейтрально и служит для сжатия и стабили-
зации дуги.
В плазмотронах косвенного действия плазменная дуга создается
между электродом 1 и соплом 3.
Для плазменной сварки обычно применяют плазмотроны с дугой
прямого действия.
Сжатие столба дуги происходит следующим образом: рабочий
газ, проходящий через столб дуги, нагревается, ионизируется и
выходит из сопла плазмотрона в виде плазменной струи.
Плазменная струя дуги прямого действия имеет почти цилиндри-
ческую форму, немного расширяющуюся у поверхности изделия
(рис. 2, а).
СВАРКА ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ
289
Рис. 2. Плазменная струя дуги:
а — совмещенная со столбом дуги прямого
действия; б — выделенная из столба дуги
косвенного действия
Плазменная дуга косвенного действия имеет форму ярко выра-
женного конуса с вершиной, обращенной к изделию и окруженной
факелом (рис. 2,6). Слой газа, омывающий столб дуги снаружи,*
остается относительно холодным, образуя тепловую и электрическую
изоляцию между плазменной дугой и каналом сопла. Плотность тока
дуги в плазмотронах достигает 100 А/мм2, а температура 15000 —
30000 °C.
Плазменная струя, истекающая из плазмотрона с дугой прямого
действия, совмещена со столбом дуги в отличие от плазмотронов
с дугой косвенного действия и поэтому характеризуется более высо-
кой температурой и тепловой мощностью.
Процесс возбуждения дуги непосредственно между электродом
и изделием осуществить очень трудно. В связи с этим сначала
возбуждается дуга между электродом и соплом (дежурная), а затем
при касании ее факела изделия происходит автоматическое зажи-
гание основной дуги между электродом и изделием. Дежурная дуга
при устойчивом процессе горения основной дуги отключается. Де-
журная дуга обычно питается от того же источника, что и основная,
через токоограничивающее сопротивление.
1. Режимы сварки плазменной дугой
Материал	Толщина листов, мм	Скорость сварки, м/ч	Сила тока, А	Напряже- ние дуги, В	Расход газа, м’/ч-Ю-4
08Х18Н10Т	1,0	40	65	22	306-510
	3	50	120	16	2040-3060
	4		150		
АМг-6	5 6	30	220 300	18	3060 - 4080 4080-5100
					
	7 8	25	350 380	20	5100-6120
10 п/р. В. В. Степанова
2. Характеристика плазменных горелок ИМЕТ
Марка горелки и ее назначение	Мощ- ность, кВт	Максимальная сила тока, А		Диаметр, мм			Длина канала сопла, мм	Габарит- ные размеры горелки, мм	Масса, кг	Применение
		с раз- дельным соплом и кана- лом* *1	с сов- мещенным соплом и кана- лом*2	элект- рода	соп- ла	кана- ла				
И МЕТ-104 для автома- тической работы	15	180	300	2-6	1,5-5	4-8	4-10	50x240	0,6	Сварка, резка
И МЕТ-105 для автома- тической работы	25	250	500	4-8	3-10	6-10	5-10	60 х 220	1,4	Нанесение пркрытий, резка, наплавка
И МЕТ-106 для ручной и автоматической ра- боты	15	-	300	4-6	3-5	-	6-8	50х НО	0,35	Резка
290	НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
*’ Со струей, выделенной из столба дуги.
*2 Со струей, выделенной или совпадающей со столбом дуги.
3. Аппаратура для плазменной сварки
Установка и назначение	Напря- жение холос- того хо- да, В	Номи- нальная сила сва- рочного тока, А	Предел регули- рования силы то- ка, А	По- треб- ная мощ- ность, кВт	Мас- са, кг	Завод- изготовитель
УПСР-300-2, разработана ВНИИЭСО, предназначена для сварки коррозионно-стойких и низкоуглеродистых сталей толщиной 1 —5 мм	65	300	30-300	-	19	Завод „Электрик44 им. Н. М. Швер- ника, Ленинград
АП-4*1 (источник питания), разработан ИЭС им. Е. О. Патона, предназначен для сварки различных металлов и сплавов толщиной от десятка микромиллиметров до нескольких миллиметров	40	30	1-300	1,2	55	Электромашино- строительный завод, Симферополь
АП-5*1, назначение такое же, как и у АП-4	40	100	5-100	4,0	150	
А-1255, разработана ИЭС им. Е. О. Патона, предназначена для микроплазменной сварки металлов и сплавов толщиной до 1 мм	55	10	1-10	0,8	54	Опытный завод НИИ электросвар- ки им. Е. О. Па- тона, Киев
А-1326, назначение такое же, как и у А-1255	80	30	1-30	2,5	150	
СВАРКА ПЛАЗМЕННОЙ ДУГОЙ
*! При длительном комплектовании плазмотронами.
Примечания. 1. Напряжение питающей сети 380 В.
2.	Диаметр вольфрамового электрода установки УПРС-300-2 2 — 3 мм.
3.	Пределы регулирования импульса тока и паузы для установок АП-4 и АП-5 0,03-0,6 с.
4.	Время гашения дуги установок АП-4 и АП-5 1 -10 с.
292
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
В плазмотронах с дугой прямого действия в изделие вводится
дополнительное тепло за счет электронного тока и КПД их зна-
чительно выше, чем у плазмотронов с дугой косвенного действия.
В связи с этим плазмотроны с дугой прямого действия целесообраз-
но применять для сварки, резки, наплавки, а плазмотроны с дугой
косвенного действия — для напыления, нагрева и т. п.
Плазменная дуга может быть использована при сварке тонко-
листового материала толщиной менее 1 мм, включая тугоплавкие
металлы; при сварке металлов с неметаллами; для наплавки и на-
несения покрытий путем расплавления электродной или дополнитель-
но подаваемой в дугу присадочной проволоки; для пайки, раздели-
тельной резки и поверхностной обработки различных материалов.
Режимы сварки плазменной дугой приведены в табл. 1.
Технические характеристики горелок для выполнения сварки плаз-
менной дугой конструкций института металлургии им. А. А. Байкова
АН СССР приведены в табл. 2. Технические характеристики вы-
пускаемой серийно аппаратуры для плазменной сварки даны в
табл. 3.
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА
Этот способ сварки основан на использовании энергии, высво-
бождаемой при торможении потока ускоренных электронов в свари-
ваемых материалах [8]. Преобразование кинетической энергии в тепло-
вую характеризуется высоким КПД.
Рис. 3. Схема установки для электронно-лучевой сварки
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА
293
Преимущества электронно-лучевой сварки — это отсутствие окисле-
ния расплавленного металла и гарантированное высокое качество
сварного соединения, возможность сварки тугоплавких металлов,
большая скорость сварки, не уступающая дуговой сварке.
Схема установки для электронно-лучевой сварки показана на
рис. 3. Она включает электронно-лучевую сварочную пушку 1 с систе-
мами управления и электропитания, формирующую поток электро-
нов, вакуумную камеру 4 с люками загрузки и выгрузки де-
талей, механизмами перемещения, свариваемых деталей 5 и со
смотровыми окнами 5, вакуумную систему, обеспечивающую при
сварке в рабочем объёме камеры разрежение 1,33 — 13,3 мПа. Элек-
троны могут быть ускорены до энергии 20 — 30 кэВ (низковольтные
пушки), до 30—100 кэВ (пушки с промежуточным ускоряющим
напряжением), до 100 — 200 кэВ (высоковольтные пушки). Поток элек-
тронов, эмитируемых катодом, формируется предварительно электро-
статическим полем в области катод — анод.
4. Режим электронно-лучевой сварки некоторых металлов
Материал	Толщина, мм	Режим сварки			Приблизи- тельная ширина шва, мм
		Ускоряю- щее напряже- ние, кВ	Сила тока луча, мА	Ско- рость сварки, м/ч	
Вольфрам	0,5	18-20	40-50	60	1,0
	1,0	20-22	75-80	50	1,5
Тантал	0,5	18-20	30-40	60-75	1,0
	1,0	20-22	50	50	1,5
Молибден	1,0	18-20	60-80	60-75	3,0
	2,0	20-22	130-150	50	
Ниобий	1,0	18-20	50	60	
Медь	1,0	18-20	100-120	60-70	
Титан ВТЗ-1	1,0	18-20	50-60	60-80	1,5
Константан	1.5	18-20	50-60	50-70	
Сталь 12Х18Н9Т	1,5	18-20	50 — 60	60-70	2
	10	18-20	240	50	4
	20	20-22	270	50	7
	35	20-22	500	20	
Молибден и вольф-	0,5 + 0,5	18-20	45-50	35-50	1,0
рам					
Бронза Бр.Х0,8 и	1 + 1	18-20	90-100	50-60	1,5
титан ВТЗ-1					
Молибден и ниобий	1 + 1	18-20	60-65	60	
294
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
5. Универсальные установки для электронно-лучевой сварки мелких и средних
изделий
Тип установки	Назначение	Г абаритные размеры вакуумной камеры, мм	Пара- метры пушки и источника питания*1	Изготовитель
ЭЛУ-4	Универсальная установка	0 700, /= 1200	60 35	Завод электро- сварочного обо- рудования им. Патона, Тбилиси
У-ЗМ2	Многопозицион- ная установка для сварки про- дольных и коль- цевых швов на изделиях длиной 250 мм и диа- метром 70 мм	0 529, /= 1000	25 500	Завод парцион- ных автоматов им. Ф. Э. Дзер- жинского, Киев
А.306.02	Универсальная установка для сварки изделий электронной тех- ники	500x 500x500	20 150	-
А.306.05		500x 500x500	2L 200	
У-74	Специализиро- ванная установ- ка для сварки труб с трубны- ми досками	0 800, /= 1000	40 75	Опытный завод НИИ электро- сварки имени Е. О. Патона, Киев
У-101	Специализиро- ванная установ- ка для сварки встык труб боль- шой длины и вварки пробок в трубы	600 х 500 х 500	25 500	
443	Универсальная промышленная	550 х 550 х 550	40 50	Франция
ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ СВАРКА
295
Продолжение табл. 5
Тип установки	Назначение	Габаритные размеры вакуумной камеры, мм	Пара- метры пушки и источника питания*1	Изготовитель
456	Универсальная промышленная установка	1200 х500 х х 750	30 350	Франция
УХ-20-30-48		-	30 350	
2410		0 760, 1 = 1070	30 200	США
ЕВ-2		0 550, / = 600	20 150	
IEBW-2B	Универсальная установка лабо- раторного типа	0 550, / = 600	25 30	Япония
IEBW-2C		0 800, /= 1200	25 100	
IEBW-3A		400 х 400 х 400	25 30	
IEBW-4A	Специализиро- ванная установ- ка для сварки пакетов из лис- тов 300 х 100 х х 200 мм	800 х 800 х 800	30*2 "500	
IEBW-5B	Специализиро- ванная установ- ка для сварки пакетов из лис- тов 1500 х 3000 х х 300 мм	6000 х 4450 х х 1200	50*2 500	
*1 В числителе указано ускоряющее напряжение в кВ, в знаменателе —
сила пучка тока, мА.
*2 Две пушки.
296
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Регулирование силы тока луча производится подачей напряжения
на управляющий (прикатодный) электрод 2.
Удельная энергия, высвобождаемая в месте бомбардировки
металла потоком электронов, может изменяться с помощью системы
электромагнитной фокусировки луча 7.
Для совмещения пятна нагрева со сварным стыком при отклю-
чении последнего от геометрической оси пушки или при сварке по
сложному контуру служит система электромагнитного отклонения
луча 6.
Электронно-лучевые пушки изготовляют стационарными или
перемещаемыми внутри вакуумной камеры. Размеры вакуумной
камеры определяют габариты свариваемого изделия. Установки для
сварки изделий малых и средних габаритов, как правило, снабжают
специальными механизмами для перемещения изделий.
Электронным лучом можно сваривать вольфрам, молибден и
другие тугоплавкие металлы, которые обычными методами не свари-
ваются.
Режимы электронно-лучевой сварки встык без разделки кромок
приведены в табл. 4.
Технические характеристики отечественных и зарубежных уста-
новок для электронно-лучевой сварки даны в табл. 5.
СВАРКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА
Ультразвук — это волнообразно распространяющееся колеба-
тельное движение частиц твердых тел, жидкостей и газов, происхо-
дящее с частотой более 16^20 кГц.
Сущность процесса ультразвуковой сварки состоит в том, что
при приложении колебаний высокой частоты к свариваемым деталям
в них возникают касательные напряжения, вызывающие пластические
деформации материала свариваемых поверхностей [9].
В результате механических колебаний в месте соединения ме-
талла развивается повышенная температура, зависящая от свойств
свариваемого материала. Эта температура способствует возникновению
пластического состояния материалов и их соединению. В местах
сварки образуются совместные кристаллы, обеспечивающие прочность
сварного соединения. Длительность процесса сварки исчисляется для
деталей малой толщины долями секунды.
Схема установки, разработанной совместно МВТУ и МЭИ, для
получения точечных соединений ультразвуком показана на рис. 4.
Вибратор 7, обмотка которого питается током высокой частоты,
охлаждается водой. Вибратор служит для преобразования тока вы-
сокой частоты в механические колебания, которые передаются на
волновод 2, являющийся одновременно усилителем-концентратором
механических колебаний. На конце волновода имеется выступ 5,
СВАРКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА
297
6. Режимы ультразвуковой сварки некоторых металлов и их сплавов [10]
Марка материала	Толщина металла, мм	Режим сварки			Материал наконеч- ника	Твердость материала наконеч- ника, НВ
		Контакт- ное уси- лие, Н	Время сварки, с	Амплиту- да коле- баний, мкм		
Алюминий и его сплавы						
А1	0,3 -0,7 0,8-1,2 1,3-1,5	0,20-0,30 0,35-0,50 0,50-0,70	— © сл © 1 1 1 ю — ~ о Ъ, ©	14-16		
Д1	Г- оо г- о п о © ©* o' o' ~	~ 1 1 1 1 1 1 1 ©" о" o' o' о” — —	— о © о о © © 1 1 1 1 1 1 1 — ~ © © © ® © К) © 00 © 00 © © © © © © © ©	0,5-1,0 1,0-1,5 0,5-1,0 0,5-1,0 1,0-1,5 2,0-2,5 2,5-3,5		Сталь 45	160-J80
АМ16 АМ13 Д16АМ				17-19 22-24		
				18-20		
Д16АТ	г- о г) o' -Г — — till н ос -< о" о" — ~	© © © © □о — еч ф ©* ~ ~ 1111 3323 o' ©" — ~	1,0-2,0 2,0-2,5 2,5 —3,0 3,0-4,0	20-22	Сталь ШХ15	330-350
Д16АТ (анодирован- ный)	0,4 0,6 1,8 1,0	0,50 0,60 0,80 1,00	1,0 1,25 1,0 2,0	22-24		
				24-26		
Ml	0,3-0,6 0,7-1,0 1,1-1,0	— о о О 00 © © © 1 1 1 - - © © © ©	Медь 1,5-2,0 2,0-3,0 3,0-4,0	16-20	Сталь 45	160-180
АТЗ АТЗ	0,2 0,25 0,65	Титан 0,40	и его сплс 0,3	\вы 16-18 22-24		
АТ4		0,80	0,25		Наконеч- ник с	60* >
АТ4	0,25 0,5	0,40 0,60	1,0	16-18 18-20	твердой наплав- кой	
298
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Продолжение табл. 6
Марка материала	Толщина металла, мм	Режим сварки			Материал наконеч- ника	Твердость материала наконеч- ника, НВ
		Контакт- ное уси- лие, Н	Время сварки, с	Амплиту- да коле- баний, мкм		
Титан и его сплавы
ВТ 1-0	0,5 0,8 1,0	0,80 0,90 1,20	0,5	20-22 22-24 18-20	Наконеч- ник с твердой наплав-	20 60* ।
			1,5			
	0,5	0,90	0,25	23-25	кой	20
	0,54-0,5					
*! Твердость HRC.
Примечание. Радиус сферы наконечника при сварке алюминия и его
сплавов, титана и его сплавов, а также циркония 10 мм, а при сварке меди
10— 15 мм.
который служит одним из электродов. При сварке деталь 4 зажимают
между выступом 3 волновода и подвижным зажимом 5, через ко-
торый передается на деталь необходимое для сварки давление.
Сварка происходит в момент включения электрического тока высо-
кой частоты на обмотку вибратора.
Рис. 4. Схема сварки с использованием ультразвука
7. Технические характеристики установок для ультразвуковой сварки
Параметр	УЗСМ-1	УЗСМ-2	УЗСМ-З	УТ-4	УЗТШ-1	И020-019	МТУ-0,4	МТУ-1,5	МТУ-4
Мощность магнитофрикци- онного ультразвукового пре- образователя, кВт	2,5-4,6	2,5-4,0	1,0	4,0	4,0	0,5	0,4	1,5	4,0
Рабочая частота, кГц	19,5	19,5	22	20	20	14-19	24,5	22,1	18
Наибольшая толщина сва- риваемой детали, мм	1,5* 1	-	-	-	—	1,0*2	0,2	0,5*з	1,2
Предел регулирования кон-	0,196 —	0,196-	0,049 —	0,049-	0,098 —	0,0196 —	0,0784 —	0,147-	0,490 —
тактного усилия, Н	1,960	1,372	0,196	1,960	1,960	0,392	0,588	1,470	5,390
Предел регулирования вре- мени сварки, с	0,1-4,0	—	—	0,1-2,0	0,2-8	0,2-5,7	—	—	—
Род привода, создающего контактное усилие	Пневма- тический	Рычажно- механиче- ский	Рычаж- ный	Рычажно- механи- ческий	Пневма- тический	Рычажно- механи- ческий	Пи	[евматический	
Скорость сварки, м/ч	—	4,5-150	—	—	4,5-145	—	-	-	-
Габаритные размеры, мм	1250х	1320х	150х 180х	1020 х	1440 х	1300х	1200 х	1400 х	1400 х
Масса, кг	х 430x670	х 490 х 950	х 750	х 635 х 680	х 570x745	х670х х 1000	х 450x610	х 500 х 650	х 500 х 650
	120	200	8	70	240	105	60	82	105
Источник питания (генера- тор)	УЗГ-2,5 или УЗГ-5		УЗГ-2,5	УЗГ-5 или УЗГ-56		А624-12	УМ-1-0,4	УЗМ-1,5	УМЗ-10
*1 По алюминию.
*2 По вольфраму.
♦з По меди.
СВАРКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ УЛЬТРАЗВУКА
300
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Сварка ультразвуком по сравнению с другими видами сварки
имеет ряд преимуществ:
не происходит нагрева значительных объемов металла до тем-
пературы плавления или близкой к ней, поэтому сварка ультра-
звуком незначительно изменяет физико-химические свойства металла;
для получения сварного соединения требуется малая электрическая
мощность;
возможность производить сварку плакированных и оксидиро-
ванных поверхностей, так как при этом способе сварки пласти-
ческие деформации происходят лишь в тонком слое у поверхности
соприкосновения соединяемых деталей. Не требуется тщательная
подготовка поверхностей свариваемых деталей, обычно ограничи-
ваются их обезжириванием.
Этот способ можно применять как для сварки двух листов
малой толщины, так и для пакетной сварки, сварки разнородных
металлов (коррозионно-стойких сталей с алюминием, меди с алюми-
нием и др.), деталей малой и большой толщины, трудносвари-
ваемых металлов (молибдена, вольфрама, тантала, циркония и др.),
а также для сварки пластмасс.
Экспериментально установлено, что прочность соединения, выпол-
ненного сваркой ультразвуком, во многих случаях превосходит
прочность соединения, полученного контактной сваркой.
Рекомендуемые режимы сварки алюминия и его сплавов, меди,
тигана и его сплавов, циркония приведены в табл. 6.
При сварке сталей различных толщин ультразвуковые колебания
вводят со стороны более тонкой детали. Технические характери-
стики установок для выполнения сварки ультразвуком приведены
в табл. 7.
ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА В ВАКУУМЕ
Способ сварки основан на диффузионном соединении материалов
в вакууме без их расплавления [5, 8]. Образование подобного
соединения объясняется возникновением металлических связей за счет
локальной пластической деформации при повышенной температуре,
значительным сближением поверхностей, а также взаимной диффузией
в поверхностных слоях контактирующих материалов.
Диффузионная сварка в вакууме по сравнению с другими спо-
собами имеет следующие преимущества: дает возможность соединять
разнородные материалы без каких-либо особых трудностей; позво-
ляет выполнять соединения из очень тонких элементов с элементами
значительной толщины; обеспечивает равнопрочность основного ме-
талла и сварного соединения; позволяет соединить любые мате-
риалы, изготовленные стандартными методами; в процессе сварки
отсутствует плавление металла, что исключает влияние на сварное
соединение целого ряда неблагоприятных металлургических явлений,
ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА В ВАКУУМЕ
301
8. Режимы диффузионной сварки некоторых металлов и сплавов
Материал	Темпе- ратура сварки, °C	Давление, МПа	Время сварки, мин	Темпе- ратура плавле- ния, °C	Т1Тпл
Алюминий АД1 4- ковар	Алюминий и его сплавы				
	450	0,98-1,96	5	640	0,7
Н29К18А					
Силумин АЛ1 4-сталь	370	1,96	10	503	0,8
38ХН10А Алюминий АД 4- медь	450	2,94	8	640	0,7
Ml Сплав АМгб 4- сплав АМгб	500	1,96	10	610	0,87
	Медь	и ее сплавы			
Медь Ml 4- медь Ml	880	5,49	8	1083	0,84
Медь Ml 4- ковар Н29К18А	850	2,94	10	1083	0,83
Медь М1 4- сталь 45	850	4,9	10	1083	0,83
Медь МБ 4- молибден М2-1	900	4,9	15	1083	0,86
Прочие металлы
Сталь 45 4- сталь 45	1000	11,76	5	1400	0,78
Ниобий 4- ниобий	1300	14,7	10	2500	0,57
Молибден 4- ниобий	1400	9,8	20	2500	0,61
Молибден 4- молибден	1600	9,8	20	2625	0,64
Вольфрам 4- вольфрам	2000	9,8	20	3410	0,62
Молибден 4- вольфрам	1900	19,6	30	2625	0,75
Вольфрам + рений 4- 4- молибден	1900	19,6	30	2625	0,75
удешевляет конструкцию (в частности, за счет отсутствия флюсов,
припоев и др.).
Процесс сварки с помощью диффузионного соединения условно
подразделяют на две стадии.
На первой стадии происходит нагрев материалов до высокой
температуры и приложение давления, что вызывает пластическую
деформацию микровыступов, разрушение и удаление различных пленок
на контактирующих поверхностях. При этом образуются много-
численные участки непосредственного металлического контакта (метал-
лические связи).
9. Установки диффузионной сварки в вакууме
Установка и ее назначение	Число камер (число пози- ций)	Размеры рабочей камеры, мм
СДВУ-4М, многопозиционная свар о ч-	1(12)	619х364х
ная для сварки резцов, угольников, магнитов и т. п.		х 186
СДВУ-6, лабораторная сварочная СДВУ-15-1, для сварки различных де-	1	360x 315x270
талей из металлов и неметаллов	1(1)	0 350; Я= 500, (0 250;
СДВУ-15-2, назначение то же, что и		Н = 350)*1
СДВУ-15-1 СДВУ-12, полуавтоматическая для свар-	2*2	320 х 345 х 500
ки металлов и неметаллов	1(2)	0 50;
СДВУ-30, для сварки крупногабарит-		Н= 100
ных изделий	1	0 460; Я = 430
СДВУ-7, многопозиционная для сварки	(1)	0 25-35;
хвостового инструмента	(8)	0 155-340
СДВУ-24 для сварки тугоплавких ма-	1(2)	0 185;
териалов		Я^ 155
ТОР-39, многопозиционная установка для сварки пластин твердого сплава с микровинтом и пяткой микрометра	1(8)	—
Макси- мальная темпера- тура, °C	Диапазон рабочих усилий, Н	Степень разрежения в рабочей камере, Па	Габаритные размеры ус- тановки без источника нагрева, мм	Источник нагрева (тип высокоча- стотного генератора)
1200	245-4704	133 - Ю"3 133-ю-5	1610 х107х х 1775	ЛЗ-67
1200	196 — 11760	665 -10" 3	850 х 660 х х 1760	ЛЗ-13
1500 .	132,3- 164640	0,0133	1050 х830х х2305	ЛЗ-67
1 1500	4410 — 205800	266 • 10—4	2350 х 970 х х2335	ЛЗ-67
1100	3430 — 4900	655 • 10—5	1270х720х х 1400	ЛЗ-13
1900	343000	13310-4- 665 Ю-5	6100х 1200х х 3350	ЛЗ-107
1400	9310 — 23520	I3310-2- 13310'4	1700х 1100х х 1810	ППВ 100/8000 на 100 кВт
—	—	665 -10~6 — 655 • 10—7	350 х 680 х х 1440	—
-	5194 - 93394	133 -10-4	-	Л 3-2-67
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Установка и ее назначение	Число камер (число пози- ций)	Размеры рабочей камеры, мм
УДСВ-КС-2, универсальная установка, предназначена для сварки сталей, |угоплавких металлов и сплавов	1(1)	(D <600); L<800)
УДСВ-ДТ, для сварки газовых турбин СЖМ2 327000	1(1)	И = 300; 5= 1800 см2 0 120; Я = 180
Приспособление к прессу с усилием 100 т предназначено для сварки в ва- кууме в процессе прессования через матрицу	1(1)	0 50; La; 600
А306-10	1(1)	0 80;
А306-11, для сварки металлокерамики в среде защитных газов (водороде)	1(1)	0 80; Н= 100
А306-20, для сварки металлических узлов в вакууме и металлокерами- ческих узлов	1(1)	0 120; Н= 180
Продолжение табл. 9
Макси-* мальная темпера- тура, °C	Диапазон рабочих усилий, Н	Степень разрежения а рабочей камере, Па	Г абаритные размеры ус- тановки без источника нагрева, мм	Источник нагрева (тип высоко- частотного генератора)
-	147000	1266-53^х Х10-*	1500х850 х х 2000	-
	42630	133 ю-4	1400х800х х 1800	ЛЗ-2-67
1100	490- 98000	266-10-4— 665 10 -5	1550х1000 х ж 2110	ИО 60083 на 25 кВт
1800	9800000	133 10~4- 133 -ю-5	-	-
1300	49- 4900	266-10-4— 665-10-5	1530х 1440 х х 2010	-
1573	980 — 9800	3920 водо- род; 5880-7840 (азот) для продувки	1655х 1400х х2050	
1373	980-9800	266-10"4- 66510s	2570 х1500 х х2100	А-624 25 на 25 кВт
ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА В ВАКУУМЕ
Продолжение табл. 9
Установка и ее назначение	Число камер (число пози- ций)	Размеры рабочей камеры, мм	Макси- мальная темпера- тура, °C	Диапазон рабочих усилий, Н	Степень разрежения в рабочей камере, Па	Габаритные размеры ус- тановки без источника нагрева, мм	Источник нагрева (тнп высоко- частотного генератора)
СДВУ-32, полуавтоматическая установ- ка для сварки металлов и неметал- лических материалов	KD	L = 320; В = 345; Н= 500 (300 х 250 х х400)*1	-	2430 — 88690	665 10-5	1050х830х х2305	Л 3-2-67
Установка для плавления диффузион- ной сварки, термической обработки и очистки металлов в тлеющем разряде	1(1)	-	2933	9800	6650 - 98000	-	-
СДВУ -17 (АЛ-39-01 -00-00), предназначе- на для сварки в вакууме крупногаба- ритных деталей	1(1)	0 250; масса до 100 кг	1673- 1773	-	133 • 10_|	1020х800 х х 2950	-
В скобках указаны габаритные размеры свариваемых деталей.
*2 Одна позиция в каждой камере.
♦3 На одном штоке.
Примечания. 1. Нагрев заготовок в установках А306-10, АЗО6-11 радиационный, в установке с тлеющим разрядом
ионный, в остальных установках — индукционный (установка СДВУ-17 имеет радиационный и индукционный нагрев).
2.	Система сжатия деталей гидравлическая, установка А306-10 имеет механическую (пружинную) систему.
3.	Обозначение размеров: L — длина, Я—высота, В—ширина, 0 — диаметр, S' —площадь основания.
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
СВАРКА ТРЕНИЕМ
305
Вторая стадия — ликвидация оставшихся микронесплошностей и
образование объемной зоны взаимного соединения под действием
диффузии.
Для получения соединения материалов с помощью диффузион-
ной сварки с технологической точки зрения необходимо выполнить
следующие операции: очистить соединяемые поверхности (лучше
всего металлической щеткой) и устранить возможность дальнейшего
их окисления, приложить сжимающее усилие, нагреть соединяемые
детали, обеспечив выдержку их при заданной температуре.
С помощью диффузионной сварки в вакууме можно соединять
однородные и разнородные черные, цветные металлы и сплавы,
а также металлокерамические изделия с металлами. Оптимальные
режимы диффузионной сварки некоторых металлов и сплавов при-
ведены в табл. 8.
Для выполнения диффузионной сварки разработано более 40
типов сварочных диффузионных вакуумных установок (СДВУ).
Сварочные диффузионные вакуумные установки состоят из следую-
щих основных узлов: вакуумной системы для обеспечения вакуума
в рабочей камере, системы для создания давления на соединяемые
детали, для подъема и опускания камеры, электрической системы
и системы автоматизации (привод и управление узлами установки).
Технические характеристики сварочных диффузионных вакуумных
установок приведены в табл. 9.
СВАРКА ТРЕНИЕМ
При этом способе сварки для нагрева соединяемых деталей
используют тепло, образующееся в стыке при трении двух по-
верхностей в результате преобразований механической энергии в
тепловую непосредственно в свариваемом узле. Сварка трением имеет
ряд преимуществ по сравнению с другими видами стыковой сварки:
высокую производительность, высокое и стабильное качество сварного
соединения, которое позволяет сваривать разнородные металлы и спла-
вы в различных сочетаниях, характеризуется высокими энергетическими
показателями (при сварке трением углеродистой стали обыкновенного
качества электрическая мощность составляет 15 — 20 Вт/мм2, а при
электрической контактной сварке 120—150 Вт/мм2) [4].
Сварка трением может быть использована при изготовлении
инструмента (сверл, разверток и др.), различной арматуры для
железобетона и др.
Возможен ряд схем процесса сварки трением. Простая и наи-
более распространенная из них показана на рис. 5, а, ее применяют
при соединении встык двух круглых стержней или труб относи-
тельно небольшой длины. Две свариваемые детали 7 и 2 распола-
гают соосно, одна из них закреплена неподвижно, другая приводится
во вращение вокруг их общей оси. На сопряженных поверхностях
деталей, прижатых одна к другой осевым усилием Р, возникают
306
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Р
а)	б)	8)	г)
Рис. 5. Схема процесса сварки трением:
а — соединение встык двух круглых деталей; 6 — сварка стержней или труб
с пластинами или дисками; в — приварка торцов деталей к промежуточному
диску; г — сварка вибротрением; 7 и 2 — свариваемые детали; 3 — вспомогатель-
ный стержень (кольцо)
10. Режимы сварки трением некоторых металлов
Металл	Диаметр деталей, мм	Час- тота вра- щения, об/мин	Давление, МПа		Осад- ка, мм	Время сварки, с
			при нагреве	при осадке		
	Однородные металлы					
Сталь:						
СтЗ	20	1500	49	49	5	5
СтЗ	40	1000	98	98	12	20
Ст5	16	1500	49	49	5	4,5
20	10	3000	39,2	39,2	3	3
45	10	3000	39,2	39,2	5	4,5
4X13	10	1500	117,6	117,6	3-4	3
20Х	12	3000	39,2	39,2	4	4
60С2А	20	1500	49	98	6	10
25Г2С	22	1500	44,1	44,1	4	10
30ХГСА	10	1500	98	98	4	2
38ХМЮА	10	1500	98	98	4	2
40Х	15	1260	29,4	68,6	6	—
35	30-35	1260	34,3	63,7-68,6	7	—
Ст5 (трубы)	85/70	1000	29,4	58,8	10	12
50Г (трубы)	50/32	1000	29,4	58,8	6	9
35(45) (трубы)	160/130	900	5,88/39,2	98-117,6	25	40*1
12Х18Н9Т	127/107	900	45,08	166,6	17	30*‘
Цветные металлы:						
Алюминий АД1	20	3000	7,84	6,84	7	3
Алюминий АД1	40	760	29,4	29,4	30	10
Дюралюминий	40	750	98	98	20	13
Медь	40	1000	34,3	147	20	30
Латунь Л63	16	3000	32,34	32,34	7	3
СВАРКА ТРЕНИЕМ
307
Продолжение табл. 10
Металл	Диаметр деталей, мм	Час- тота вра- щения, об/мин	Давление, МПа		Осад- ка, мм	Время сварки, с
			при нагреве	при осадке		
Разнородные металлы
Сталь:						
12Х18Н9Т + 45	20	3000	78,4	78,4	7	3
Х12М + 45	20	3000	78,4	78,4	7	4
31Х19Н9МВБТ (ЭИ572) + 40Х	20	1000	58,8	205,8	1,8	9
31Х19Н9МВБТ и ОХМ	28	1000	58,8	205,8	2,2	14
Р18 +45Х	10	1900 —	78,4 —	176,4 —	3-4	2-8
		2100	117,6	215,6		
35 + 5ОГ	12	1200 (шпи-	4,9-	-98	6	2
		лька)				
		к плите				
Цветные металлы и		(50Г)				
сталь:						
Латунь ЛМц58-2	30	1500	24,5	14,7	7	8
+сталь 20 Алюминий АД 1 +	40	760	49	49	13-15	3,5-4
+ сталь СтЗ Алюминий АД1 + 4-медь Ml	32	1000	29,4	196	18	-
1 Контроль процесса по времени.
силы трения, вызывающие выделение тепла и интенсивный нагрев
этих поверхностей, а также прилегающего к ним металла до
температуры, достаточной для осуществления сварки давлением
(для углеродистых сталей обыкновенного качества 500—1350 °C). При
достижении температуры сварки процесс трения должен быть резко
прекращен. Сварка заканчивается естественным охлаждением деталей
при сжимающем осевом усилии.
Схема (рис. 5,6) для сварки стержней или труб с дисками
или пластинами 2 незначительно отличается от приведенной выше.
Сварку трением встык массивных или длинных труб и стержней
можно производить по другой схеме (рис. 5, в). Торцы двух
массивных деталей 1 и 2 поджимают к промежуточному вспомо-
308
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
11. Технические характеристики машин для сварки трением
Универсальные полуавтоматы
Параметр	МСТ-1	МСТ-2	М СТ-22-3	МСТ-31	М СТ-23	МСТ-35
Мощность привода вращения, кВт	10	10	10	20	10	20
Напряжение питаю- щей сети, В	220/380	220/380	220/380	220/380	220/380	220/380
Частота вращения, об/мин Осевое усилие, кН:	1430	1430	1430	930	1500	1000
минимальное	3,920	3,920	2,450	9,800	4,900	9,800
максимальное	44,100	44,100	44,100	98,000	49,000	98,000
Диаметр сваривае- мых заготовок, мм Максимальная длина свариваемых загото- вок, мм:	10-22	10-22	10-22	15-40	10-25	1'6-36
вращающейся	—	—	—	1000	1000	500
невращающейся	—	—	—	—	Неограниченная	
Машинное время сварки, с	15-12	5-12	5-12	10-30	10-20	10-30
Производительность сварки, шт/ч	150	75	150-200	60	150	120
Габаритные разме- ры, мм	1790 х х 700 х х 1185	1790 х х700х х 1185	-	-	1550х х 550 х х 1185	1760 х х 705 х Х1290
Масса машины, кг	850	900	-	-	1500	2000
СВАРКА ТРЕНИЕМ
309
Специализированные полуавтоматы
МСТ-41	М СТ-51	МСТ-4	МСТ-6	Т-9953-278	Т-9953-252	152-00	ГАЗ 45 — V-20210
40	75	4,5x2	2,9	40	10	20	20
380	380	380	220/380	220/380	220/380	220/380	220
750	500	1430	4000	2800	720 — 2800	830	700
19,600 96,000	39,200 392,000	4,900 15,680	0,490 3,920	49,000 490,000	5,880 44,100	9,800 1176,000	19,600 294
20-50	32-70	12-14	10-12	24-55	10-22	16-40	22-44
2000	2500	100- 1190	-	200 Неогра- ниченная	310 175	150 Неогранг	200 гченная
15-45	-	5	1,5	12-60	5-12	10-20	12-40
100	70	1500 пар стыков в смену	400	50-100	120-140	60-120	60-120
2130 х х 765 х х 1330	2840 х х 950 х х 1770	-	-	3000 х х 1750х х 1500	2100 х х 850 х х 1230	2400 х х 1050 х х 1350	-
3200	-	-	-	3500	1500	2500	2500
310
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
гательному диску (кольцу, стержню 3), приводимому во вращение,
и приваривают к нему, образуя соединение, состоящее из трех
частей. Эта схема представляет большой интерес для выполнения
монтажных работ, но она пока еще не нашла широкого при-
менения в промышленности.
Сущность способа сварки вибротрением (рис. 5, г) заключается
в том, что для сварки невращающихся деталей различной формы
применяют колебательное перемещение одной из соединенных деталей
по отношению к другой.
Технология сварки трением характеризуется скоростью вращения
детали, давлением при нагреве и проковке (сварке) и величиной
осадки.
Ориентировочные режимы сварки трением различных металлов
приведены в табл. 10.
Для выполнения сварки трением можно использовать различные
типы токарных и сверлильных станков, а также специальные свароч-
ные машины, технические характеристики которых приведены в табл. 11.
ХОЛОДНАЯ СВАРКА
Метод холодной сварки основан на использовании пластической
деформации, с помощью которой разрушают на свариваемых по-
верхностях хрупкую пленку окислов — основное препятствие для сое-
динения металлов [2].
Образование цельнометаллического соединения происходит за
счет возникновения металлических связей соединяемыми металлами.
Эти связи возникают между атомами при сближении поверхностей
соединяемых металлов на расстояние порядка ( 2 ч-8). 10"7 мм
в результате образования общего электронного облака, взаимо-
действующего с ионизированными атомами обеих металлических по-
верхностей.
Метод холодной сварки имеет следующие преимущества: малая
стоимость, высокая производительность, возможность автоматизации
работы во взрыво- и огнеопасной среде, сварка деталей с нанесен-
ной изоляцией, а также гигиеничность процесса.
Холодной сваркой можно сваривать металлы, имеющие высокие
пластические свойства: алюминий и его сплавы, медь и ее сплавы,
кадмий, никель, свинец, олово, цинк, титан, серебро и др. Этот
метод применяют при сварке разнородных металлов, например, меди
с алюминием.
Поверхности, подлежащие сварке, должны быть тщательно очи-
щены от любых органических пленок. Прежде всего, свариваемые
детали при наличии на них слоя жира и грязи должны быть
промыты и досуха вытерты.
Лучшие результаты дает механическая очистка деталей. Очистку
деталей при сварке внахлестку и деталей больших сечений при
ХОЛОДНАЯ СВАРКА
311
сварке встык рекомендуется выполнять вращающейся стальной щеткой.
Диаметр щетки при ее стационарной установке 200 мм, а диаметр
проволочек 0,2 —0,3 мм. В переносных установках диаметр щетки
должен быть не более 100 мм. Частота вращения щетки 1500 —
3000 об/мин.
Подготовку стержней малых и средних сечений, а также про-
водов к сварке встык рекомендуется выполнять обрезкой их концов
и в исключительных случаях — многократным осаживанием их вылетов
в зажимных губках сварочной машины.
Мелкие алюминиевые детали можно подготавливать к сварке с
помощью прокаливания при температуре 350 —400 °C при свободном
доступе воздуха, а медные детали — никелированием по методу
С. Б. Айнбиндера и Э. Ф. Клоковой. Химическое обезжиривание
деталей не может применяться для подготовки деталей к холодной
сварке.
Очищенные детали не должны загрязняться (даже прикоснове-
ние пальцами к поверхностям, подлежащим сварке, резко снижает
прочность сварного соединения).
Сварка внахлестку. Этот вид холодной сварки похож на кон-
тактную точечную сварку. Свариваемые детали собирают внахлестку
и помещают под пресс. Сварное соединение образуется за счет
пластической деформации деталей.
В практике применяют следующие методы сварки: без предвари-
тельного зажатия свариваемых деталей, с предварительным зажа-
тием свариваемых деталей, с односторонним деформированием сва-
риваемых деталей.
Точечная сварка без предварительного зажатия деталей (рис. 6).
Детали 7, подготовленные к сварке, устанавливаются между распо-
ложенными соосно пуансонами 2. При воздействии определенного
усилия рабочие выступы пуансонов вдавливаются в металл, обеспе-
чивая необходимую для его сварки деформацию. Наиболее рацио-
нальная форма рабочих выступов пуансонов прямоугольная и
круглая. Ширину или диаметр рабочего выступа пуансона берут
Рис. 6. Схема сварки без пред-
варительного зажатия свари-
ваемых деталей
Рис. 7. Схема сварки с предва-
рительным зажатием свари-
ваемых деталей
312
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
равными 1 — 3 толщин свариваемых деталей в зависимости от толщины
последних.
Недостатком описанного способа сварки является коробление
деталей, что особенно затрудняет сварку деталей больших толщин
(свыше 4 мм), а также деталей, изготовленных из материала
со сравнительно малой пластичностью (нагартованная медь, алю-
миний и др.). Вследствие коробления сварка каждой последующей
точки ослабляет или разрушает смежную, ранее сваренную точку.
Точечная сварка с предварительным зажатием деталей (рис. 7).
Этот способ сварки позволяет устранить основные недостатки, при-
сущие способу сварки без предварительного зажатия деталей. За-
жатие деталей между опорными частями (прижимами) 2 производят
до вдавливания рабочих выступов пуансонов 3 в металл (деталь)
1 или одновременно с ним. За счет этого устраняется коробление
свариваемых деталей и увеличивается прочность сварного соединения.
При этом способе сварки давление на прижимы рекомендуется
применять 29,4—49 МПа. Площадь прижима должна превышать пло-
щадь торца рабочего выступа пуансона в 15 — 20 раз.
При сварке полосовых материалов (рис. 8) рекомендуется при-
менять зажимные плиты (кондукторы). В плитах делают сквозные
калиброванные отверстия 3 по размерам и форме рабочих пуансонов
4, служащие для них направляющими.
Использование этих кондукто-
ров дает возможность уменьшить
массу сварочных клещей, исклю-
чает разметку и прихватку де-
талей перед сваркой.
Точечная сварка с односто-

Рис. 8. Схема сварки с предварительным зажатием свариваемых деталей в
кондукторе:
1 — свариваемые детали; 2 — прижимные плиты; 3 — отверстия; 4 — пуансоны
Рис. 9. Схема сварки с односторонним деформированием свариваемых деталей:
1	— свариваемые детали; 2 — прижим; 3 — пуансон; 4 — основание
12. Основные технические характеристики некоторых маши для стыковой холодном сварки, разработанных во ВНИИЭСО
Машина и ее назначение	Потреб- ная электри- ческая мощность, кВт	Мак- си- маль- ное усилие осад- ки, кН	Макси- мальное давление масла в гидросета, мПа	Макси- мальное раскрытие зажимных губок, мм	Максималь- ное расстоя- ние между внутренними торцами зажимных губок, мм	Г абаритные размеры, мм	Мас- са, кг	Расход сжатого воздуха на одну сварку, м3
МСХС-5-3, сварка алюминиевых проводов сечением 2 — 30 мм2, мед- ных проводов и алюминиевых про- водов с медными сечением 2 — 20 мм2	-	49	-	Не огра- ничено	11	485 х 320 х 300	62	0,005
МСХС-8, сварка алюминиевых про- водов сечением 3 — 80 мм2, медных проводов, алюминиевых проводов с медными сечением 3 — 50 мм2	0,25	78,4	—	8	16	920 х 740 х х 1370	480	0,015
МСХС-30, сварка медных контакт- ных проводов сечением до 100 мм2 и медных проводов с алюминиевы- ми сечением до 300 мм2	1,0	294	24,5	15	72	500х1100х хПОО	380	—
МСХС-35, сварка алюминиевых про- водов сечением 20 — 300 мм2, мед- ных — 20 — 150 мм2 и медных про- водов с алюминиевыми сечением 20-200 мм2	1,7	343	490	22	40	1120х620х х 1240	720	
ХОЛОДНАЯ СВАРКА
Продолжение табл. 12
Машина и ее назначение	Потреб- ная электри- ческая мощность, кВт	Мак- си- маль- ное усилие осад- ки, кН	Макси- мальное давление масла в гидросети, мПа	Макси- мальное раскрытие зажимных губок, мм	Максималь- ное расстоя- ние между внутренними торцами зажимных губок, мм	Габаритные размеры, мм	Мас- са, кг	Расход сжатого воздуха на одну сварку, м3
МСХС-120, сварка алюминиевых деталей сечением 100—1500 мм2, медных деталей и алюминиевых деталей с медными сечением 100 — 1000 мм2	17	1176	9,8	41	70	1850х1320 х х 1600	3500	-
МСХС-80, сварка алюминия сече- нием 100— 1000 мм2, меди сечением 100 — 600 мм2 и меди с алюминием сечением 100 — 800 мм2	10	784	4,9	36	70	1810 х 1350х х 1500	2500	—
МСХС-20-3, сварка алюминиевых проводов сечением 30- 120 мм2, медных проводов и алюминиевых проводов с медными 30-120 мм2, медных контактных проводов сече- нием до 100 мм2	5,5	196	9,8	16	30	1000х920х х 1330	700	
Примечания. 1. Напряжение питающей сети 380 В.
2. Электрическая мощность машин МСХ-5-3 и МСХС-8 составляет 0,49 кВт.
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ
315
ронним деформированием (рис. 9). Этот способ сварки применяют в
том случае, когда требуется особенно ровная поверхность сварного
соединения с какой-то одной стороной соединения по техническим
или эстетическим требованиям. В этом случае соединяемые внахлестку
детали 1 располагаются на плоском основании 4, а рабочий пуан-
сон 3 заданной формы и размеров вдавливается в эти детали.
Прочность сварного соединения при одностороннем деформиро-
вании достигает максимального значения при глубине вдавливания
пуансона около 60 % толщины свариваемых деталей.
Процесс сварки выполняют на любых механических, пневмати-
ческих или гидравлических прессах, создающих необходимое давле-
ние. Рабочие части пресса — пуансоны, зажимные плиты, направляю-
щие и фиксирующие детали — изготовляют применительно к свари-
ваемым деталям. Пуансоны применяют различной формы: круглые
(плоские и сферические), клиновидные, квадратные, прямоугольные,
эллиптические, в зависимости от конфигурации изделия.
Основные технические характеристики некоторых машин для стыко-
вой сварки приведены в табл. 12.
ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ
Газотермическим напылением (ГТН) называют процесс нанесения
покрытий, основанный на нагреве материала до жидкого состояния
и распылении его на изделие-подложку с помощью газовой струи [1].
Покрытия наносятся без существенного повышения температуры
подложки, что исключает появление деформации напыленных деталей.
Классификация видов ГТН приведена на рис. 10.
316
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Рис. 11. Схема напыления газовым пламенем:
1 — горючая смесь; 2 — распыляемая проволока; 3 - сжатый воздух; 4 — напыля-
емый порошок; 5 — металлизационный факел
Способы нанесения покрытия. Сущность газопламенного напыления
заключается в расплавлении напыляемых материалов газовым пла-
менем и распыления их сжатым воздухом (рис. 11). В качестве
горючего газа применяют ацетилен, пропан-бутан, природный газ
и др. В качестве напыляемого материала применяют порошок,
проволоку сплошного сечения и порошковою проволоку или стержни.
Недостатками газопламенного напыления является низкое качество
покрытий, обусловленное пониженной температурой пламени, малыми
скоростями переноса частиц и большим содержанием окислов в
покрытии.
Электрометаллизаторы значительно проще в управлении в сравне-
нии с пламенными. При электродуговом напылении в качестве
исходного материала используют проволоку.
Сущность электрометаллизационного напыления заключается в
плавлении проволоки электрической дугой и распылении расплавлен-
ного металла сжатым воздухом (рис. 12, а). Распыление сжатым
воздухом приводит к значительному выгоранию компонентов и
окислению их [12].
Высокочастотные металлизаторы, как и электродуговые, отно-
сятся к аппаратам проволочного типа. Нагрев проволоки осущест-
а)	0)
Рис. 12. Схема электрометаллизационного напыления:
а - электро дугового; б — высокочастотного; 1, 3 — напыляемая проволока;
2 — сжатый воздух; 4 — индуктор; 5 — металлизационный факел
13. Технические характеристики аппаратов и установок для газовой металлизации и напыления покрытий
Тип установки	Произ- води- тель- ность, г/с	Напыляемая проволока		Расход газа, м3/с-10 3				Давление, кПа				Габаритные размеры, мм	Мас- са, кг
		Ско- рость подачи, м/с	Диа- метр, мм	Про- пан- бутан	Сжа- тый воздух	Кисло- род	Аце- тилен	Пропан- бутан	Сжатый воздух	Кисло- род	Аце- тилен		
МГИ-2-65А	3,3/0,8	1,5-2,5	20-133	—	13,3	0,83	0,27	—	400-500	200-500	35-100	200 х 180x95	2,0
МГИ-2-65П	3,3/0,8	1,5-2,5	20-133	0,2	13,3	0,83	-	50-100	400-500	200-500	-	200х 180x95	2,0
МГИ-4А	6,4	2,0-4,0	16-200	-	16,6	0,69	0,36	-	400-500	200-500	60-100	220 х 110 х 208	2,2
МГИ-4П	6,4	2,0-4,0	16-200	0,27	16,6	1,53	-	60-140	400 - 500	200-500	-	220 х 110x208	2,2
ЭМ-10-66	3,6	1,5-2,0	16-83	-	16,6	—	—	—	500 - 600	—	-	200х 116x218	2,0
ЭМ-12-67	10,5/3,9	1,5-2,5	63-236	—	41,6	—	—	—	500 - 600	—	-	525x300x200	22,5
ЭМ-14	8,3/2,2.	1,5-2,0	16-200	-	25,0	—	-	-	500-600	-	-	230 х 220 х 108	3,2
МГИ-5	13,9/3,9	5,0-6,0	—	0,83	0,41	3,89	-	200	500	500	-	550x310x275	
УПН-6-63	0,8/1,4	-	—	—	6,9	—	0,08	-	300-600	-	0,5	335 х 110x200	7;8*1
УПН-7-65	0,8/1,4	—	—	-	6,9	-	0,08	-	300-600	-	0,5	335 х 110x200	1,4*1
УПН-8-68	2,8	-	-	-	-	0,6	0,47	-	-	400	50	20x 170x 195	1,4*1
АШМ-1	9,7/6,4.	2,0-3,0	16-233	-	41,6	-	-	-	300-600	-	-	П32х985х х 164	560
ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ
+ 1 Масса пистолетов.
Примечание. В числителе приведены данные по распылению цинка, а в знаменателе — алюминия.
318
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
вляют индуктированными в ней токами высокой частоты (ТВЧ).
В качестве источника питания применяют ламповые генераторы ТВЧ
(70 — 500 кГц). Схема распылительной головки приведена на рис.
12,6. Производительность высокочастотных металлизаторов в 1,5 —
2,5 раза выше производительности электрометаллизационных. Не-
достатками этого способа напыления являются низкий КПД установок
(15 — 20%), относительно низкая прочность сцепления напыленного
слоя с подложкой и др.
Технические характеристики газовых и электродуговых металли-
заторов приведены в табл. 13.
Нанесение покрытий методом плазменного напыления. Одним из
высокопроизводительных способов нанесения покрытий, при котором
используется низкотемпературная плазма, является плазменное напы-
ление.
Плазменное напыление представляет собой дальнейшее развитие
техники металлизации распылением. Физическое понятие «плазма»
было введено в 1923 г. Лангмером для обозначения газообраз-
ного состояния, при котором газы становятся токопроводящими
за счет ионизации атомов. При плазменном напылении в факеле
струи встречаются электроны, ионы и нейтральные частицы. Для
ионизации плазмы используют электрическую дугу, причем с целью
повышения температуры дугу сжимают, чем резко повышают ее
температуру. Температура аргоновой плазмы достигает 20000 —
23 000 СС. Плазменное напыление .находит широкое применение в тех
отраслях машиностроения, где необходимо нанесением различных
стойких сплавов защитить детали машин от интенсивного износа,
увеличить работоспособность изнашивающихся частей в несколько раз,
Рис. 13. Схема плазменного напыления:
а — подача напыляемого материала в плазменную струю через сопло; 6 — то
же, за сопловым участком; в — плазменная металлизация проволокой зависимой
дуги; / — ввод газа; 2 — ввод воды; 3 — электродная проволока; 4 — подача
порошка
ГАЗОТЕРМИЧЕСКОЕ НАПЫЛЕНИЕ
319
14. Теплофизические свойства газов
Газ	Отно- ситель- ная моле- куляр- ная масса	Плот- ность при нормаль- ных усло- виях, кг/м3	Коэффици- ент тепло- проводно- сти при нормальных условиях Вт/(м2-К)	Удель- ная тепло- емкость при 293 К, кДж/ /(кг К)	Темпе- ратура плаз- мы, °C	Эн- таль- пия плаз- мы, Дж	Потенциал ионизации, эВ	
							Одно- крат- ный	Дву- крат- ный
Аргон	39,944	17,839	0,0165	525	14000	152,90	15,7	27,5
Азот	28,016	12,505	0,0241	105	7200	305,87	314,5	29,4
Водород	2,0156	0,898	0,1717	14313	5000	4148,00	13,5	—
Гелий	4,003	1,785	0,1427	5250	20000	1569,11	24,48	54,1
Аммиак	17,031	7,714	—	—	—	—	—	—
Кислород	32,00	14,289	0,0245	915	—	268,16	13,6	34,7
Воздух	28,96	z 12,928	0,0244	1008	—	290,37		—
(сухой) Пропан	44,09	20,037	0,0152	1554			—	—
15. Самофлюсующие порошки системы Ni — Сг — В — Si
Параметр	ПГ-СР2	ПГ-СРЗ	ПГ-СР4	снгн	вен гн
Химический состав*1, %: С Сг В Si Мп Fe W	0,3-0,6 12-18 1,5-2,5 1,5-3	0,4-0,8 12-16 2-3 2,5-4,5 5	6-1 13-17 2,5-4 3-5	1,5-1 14—18^ 3-5 3,5-4,5 1-3	0,3-0,6 10,5-12,5 2,6-3,1 2,3-3 До 0,3 2 33-37
Плотность 1 10"6, г/м3 Температура плавления, °C Твердость HRC Износостойкость по ВНИИТС к Ст45 Температурный коэффи- циент, 1/°С	45-48 14,5	7,6-7,8 1050- 1080 1 48-55 3-4,5 14,5	| 58-62 14,5	7,8-8,2 1020-1100 50-58 3,5-4,6 14,5-15,3	8,7 60-63
*l Ni — основа.
Примечание. Порошки марок ПГ-СР2, ПГ-СРЗ, ПГ-СР4 выпускаются
по ГОСТ 21448-75.
320
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
защитить детали от коррозии, эрозии, кавитации, абразивного износа,
угара, тепловых ударов и др. Толщина напыленных слоев колеб-
лется от 0,03 мм до нескольких миллиметров.
Напыленные покрытия обладают следующими преимуществами:
высокой плотностью (даже при толщине слоя 0,03 мм водонепрони-
цаемы); прочным сцеплением с основным материалом; гладкой по-
верхностью напыления, не требующей последующей механической
обработки (шлифовки); сравнительно малым расходом напыляемого
материала по сравнению с другими методами (наплавка, сварка
и др.).
Напыление производят порошком или проволокой. Схемы плазмо-
тронов приведены на рис. 13. Металлизацию проволокой произ-
водят независимой или зависимой дугой (рис. 13,6 и в).
В качестве плазмообразующих газов применяют аргон, азот,
аммиак, гелий и смеси аргона с водородом и другими газами,
теплофизические свойства которых приведены в табл. 14. Лучшим
16. Порошки для плазменного напыления
Напыляемый материал	Марка	ГОСТ или ТУ	Грануляция, мкм
Хром восстановлен- ный	ЦХС	ЧМТУ- 1 — 198 — 67	20-45
Нихром	Х20Н80-2	ЧМТУ ЦНИИЧМ 1277-65	—
Окись алюминия	ГА-85	ГОСТ6812 —64	85
Молибден	Мо	МРТУ —48—16 —3 66	—
Железо-никель-алю- миний (66 :28 :6)	Fe - Ni - Al	ТУВМ 2-136-154	
Никель-фосфор-ти- тан (60:5:35)	Ni - Р - Ti	—	40-90
Окись алюминия 4- 4- 2 % двуокиси ти- тана	A^Oj + TiO2	—	40 — 70
Окись алюминия + 4- двуокись циркония 50:50	AI2O3 4- ZrO2	—	—
Концентрат рутило- вый 95,5%	608	ЦМТУ-08-НО- 68	-
Никель — алюминий (95 :5)	Ni - Al	—	40-90
Никель — фосфор — алюминий	(14:1 :85) Ni - P - Al	—	40-90
Никель — алюминий (83 :17)	Ni - Al	—	40-90
Серебро	Ag	ГОСТ9724-64	5-56
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
321
газом, защищающим вольфрамовый электрод, является инертный газ
аргон.
Материалы для напыления. Напыляемые материалы изготовляют
в виде порошка или проволоки. Преимущества плазменного напыле-
ния порошкообразными материалами (в сравнении с проволочными
материалами)'следующие: более однородная (без последующей обра-
ботки) и мелкая структура покрытия; возможность получения ком-
бинированных покрытий и так называемых псевдосплавов смешением
порошков из различных материалов; низкая стоимость.
Для плазменного напыления наиболее пригодны порошки сфе-
рической формы грануляцией 5—100 мкм [6]. Химический состав
и физические свойства напыляемых порошков приведены в табл.
15-16.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
Установка предназначена для напыления покрытий с помощью
плазменной струи. В комплект установки входят следующие узлы:
источник постоянного тока (комплектуется выпрямителем или преоб-
разователем), шкаф управления, плазмотрон, питатель для дозиро-
вания и подачи порошка в зону напыления и соединительный
кабель.
Дополнительно в комплект установки входят: система газо-
снабжения, стенд для напыления и автономная система охлаждения
плазмотрона.
Установка обеспечивает механизированную подачу проволоки
или порошка в плазмотрон, маневренность и возможность нанесения
покрытий в труднодоступных местах.
Радиус обслуживания определяется длиной гибкого кабеля, обеспе-
чивающего подвод тока к плазмотрону и его охлаждение.
Напыление производится на постоянном токе от источника пи-
тания с падающей внешней характеристикой.
Установка обычно комплектуется плазмотроном для ручного
напыления порошком и плазмотроном для металлизации проволокой.
При металлизации подающий механизм крепится непосредственно
на плазмотроне. Плавное регулирование скорости подачи электродной
проволоки обеспечивается реостатом в цепи обмотки возбуждения
двигателя.
Плазмотроны. Для напыления используется плазменная дуга кос-
венного действия между охлаждаемыми вольфрамовым катодом и
медным соплом (анодом) (см. рис. 13) [13].
Основными деталями плазмотрона являются электроды — катод
и анод. При работе в инертных средах в качестве материала
катода используют прутки торированного вольфрама марок ВТ10
и ВТ15 (ТУ 48-19-59-73) и марок ВТЗО, ВТ50, ВРН (ТУ НЯе
0.21.056 — 72), лантанированного вольфрама марки ВЛ (ТУ 48 — 18 —
— 27 — 72) или прутки из чистого вольфрама (ТУ 48 — 19 — 39 — 73).
11	п/р. В. В. Степанова
322
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Рис. 14. Классификация плазмотронов по способу стабилизации дуги:
а - аксиальным (продольным) газовым потоком; б — тангенциальным газовым
потоком; « — электромагнитным полем и газовым потоком (комбинированная
стабилизация)
Химический состав и сортамент вольфрамовых прутков приведены
в табл. 17. Катоды на основе вольфрама имеют достаточную
работоспособность при использовании инертных газов в качестве
плазмообразующей среды. В случаях применения кислородно- или
азотосодержащих плазмообразующих сред рекомендуется в качестве
материала неплавящего катода использовать композитные сплавы.
Некоторые физико-механические свойства материалов, используемых
для изготовления электродов плазмотрона, приведены в табл. 18.
Плазмотроны классифицируют по способу стабилизации дуги
(газовая, водяная и магнитная). В зависимости от способа подачи
газа (вдоль столба или перпендикулярно к нему) газовая стабили-
зация может быть аксиальной или вихревой (рис. 14). Наибольшее
сжатие дуги достигается при вихревой стабилизации. Аксиальная
система стабилизации обеспечивает ламинарный плазменный поток
и удовлетворительное формирование столба плазменной дуги в ка-
нале электропроводного сопла.
Примером плазмотронов с аксиальной стабилизацией являются
плазмотроны типа У МП-4-64, а также «МЕТКО» (Италия) и «Ф4-МБ»
(Франция).
Порошок вместе с транспортирующим газом вдувают в высоко-
температурную область плазменной струи.
Различают конструкции плазмотронов с порошкообразным, про-
волочным и стержневым материалом.
Наибольшее применение в практике напыления получили плазмо-
троны, предназначенные для работы с порошкообразными мате-
риалами, что обеспечивает возможность варьирования в широком
диапазоне химического состава покрытия и его физико-механических
свойств.
17. Хннческин состав и сортамент вольфрамовых прутков
		Химический		состав, %		Сортамент (для всех марок)	
Наименование	Марка	Вольфрам	Окись лантана	Окись тория	Примеси	Диаметр, мм	Длина мм, не менее
Прутки и проволока вольфрамовые ТУ 48- 19-39-73		99,93			0,07	(2,00 ч-2,75) ±0,10 (3,00 - 4,00) ±0,10 (4,50-5,0) ±0,10 (5,50 4-10,0) ±0,15 (10,504-12,00) ± ±0,20 (13,00 4-17,00) ± ±0,50 (17,54-18,00) ± ±1,00	500 500 200 200 200 200 22
Пруток вольфрамовый лантанирован- ный ТУ 48- 19-27-72	ВЛ	99,01-98,81	0,9-1,1	-	0,09	(1,00-1,90)± 0,10 (2,00 4-4,80) ±0,10 (5,00 4-10,00) ±0,1 С	600 400 150
Прутки вольфрамовые ТУ ИЯе 0.21.056-72	ВА ВТ7 ВТ10 ВТ15 ВТЗО ВТ50 ВРН	99,95 98,95-99,25 98,45-98,95 97,95-98,50 96,44-97,44 94,44-95,44 99,90	-	0,70-1,00 1,00-1,50 1,50-2,00 2,50-3,50 4,50-5,50	0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 0,06 0,10	-	1 1 1 1 1 1 1
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
324
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
18. Свойства материалов, применяемых для изготовления катода
Материал	Плот- ность, г/м3 •Ю-7	Коэффи- циент теплопро- водности при 293К, Вт/(м2-°С)	Темпера- тура плавле- ния, °C	Удельное электрическое сопротивле- ние при 20° С, Ом м	Работа выхода электро- на, эВ
Медь	0,89	38,5	1083	1,75-10-8	3,20
Вольфрам торирован- ный	1,93	-19,7	3377	5,50-10—8	2,63
Цирконий	0,65	2,2*‘	1852	4,0 -10“ 7	3,84
Окись циркония	0,55- 0,61	2,1*1	3030	1,00*1-10-2	5,80
Нитрид циркония	0,73	3,3*1	2800	1,00*>10-2	2,92
Гафний	—	—	2215	—	3,53
Окись гафния	—	—	2790	—	2,82
Нитрид гафния	—	—	3307	—	—
Данные получены при температуре плавления.
Напыляемый материал вводят в плазменный поток тремя спосо-
бами (рис. 15): до анодного пятна дуги, в области анодного
пятна дуги, после анодного пятна (в плазменную струю). В каждом
из вариантов подачу напыляемого материала осуществляют радиаль-
но, тангенциально и в продольном направлении.
Ряс. 15. Схема ввода напыляемого материала в плазменный поток:
а — до анодного пятна дуги; б — в область анодного пятна дуги; в — после
анодного пятна дуги
19. Технические характеристики плазмотронов
Параметр	СМ-972 СМ-974	CnJ С	<М х	У М П-4-64*1	У МП-5-68*1	Ё	SG-1 (США)	SG-2 (США)	Ф4-МБ (Франция)	7МВ-Н (Италия)	7МТ )		Аквацентрум (ЧССР)	♦ Е С И
											7МВ-М' 7МТ	(Италия^		
Мощность дуги, кВА	15	22	25	30	30	36	40	80	45	80	80		160	45
Ток дуги, А Производительность, кг/ч:	400	—	500	340	340	500	—	—	600	—	—		—	500
по вольфраму	—	3,0	5,0	4,0	5,0	3,5	3,5	9,1	—	—	—		—	6,0
по окиси алюми-	—	‘ 2,0	1,2	3,0	4,0	—	—	5,4	—	—	—		До 56,0	2,5
ния по двуокиси цир- кония	-	i	-	1,7	3,0	-	-	4,5	-	-	-		-	-
Материал	ВЛ	вл	ВЛ	ВЛ	ВЛ	ВЛ	—	—	ВЛ				Графит	ВЛ
Род газа	Аг	Аг +	Аг, N2	n2;	n2;	Аг;	—	—	Аг;	Аг + Не;	Аг + Не;		Вода,	Аг; N2;
		 + н2		Аг +	Ar+ N2;	N2;H2			N2; Н2	Аг + Н2;	Аг + 1	<2;	воздух	Н2 и их
				+ н2	Аг + Н2	и их			и их	Ar + N2	Ar + N2			смеси
						смеси			смеси					
Ресурс работы элек-	—	—	—	3-40	3-40		До 200	До 200	До 160	До 100	—		—	80
тродов, ч Габаритные разме-	65x54	—	75 х	—	270 х	—	—	—	80х55х		—		—	ЮОх 180
ры, мм			х85 х		х 70 х				х 185					
Масса (без коммуни-	—	—	х 270		х 100									
каций), кг			1,5	0,45	0,7	—	1,5	—	3,2	—	—		—	3,5
Завод-изготовитель - Барнаульский аппаратурно-механический завод.
*2 Завод-изготовитель — ПО «Электромеханика», Ржев, Калининская обл.
*3 Завод-изготовитель — Уральский политехнический институт им. С. М. Кирова, Свердловск.
Примечание. Напыляемый материал для всех типов плазмотронов — порошок.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
326
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Затруднения, возникающие при вводе порошка во вращающийся
газовый поток, связаны с тем, что вдуваемые в плазму частицы
отбрасываются под действием центробежных сил в наружную область
плазменного потока.
Самым распространенным в настоящее время способом ввода
порошка является его ввод после анодного пятна дуги (в„ плаз-
менную струю). Способ подачи порошка в плазменную струю при-
меняют в конструкциях отечественных плазмотронов, например,
УМП-5 и ГН-5М.
Технические характеристики плазмотронов приведены в табл. 19.
Питатели. Для подачи напыляемых порошкообразных материалов
в плазмотрон применяются питатели, от стабильности работы ко-
торых во многом зависит качество наносимого покрытия. Для
получения качественных покрытий большое значение имеют конструк-
ции дозирующих устройств, которые должны обеспечивать непре-
рывность подачи, точность дозирования и плавность регулирования.
В качестве дозирующего устройства используют инжекторы,
штоки, вращающиеся барабаны вертикального и горизонтального
типа с пазами для порошка, шнеки, тарелки и др. Схемы дози-
рующих устройств приведены на рис. 16.
Рис. 16. Схемы дозирующих устройств типов:
а - инжекторного; б - штокового; в — вертикально-барабанного; г — шнекового,
д — тарельчатого; е — горизонтально-барабанного
20. Техническая характеристика питателен для напыления
Параметр	УМП-5-65 барабан- но-гори- зонталь- ный	УЛУ-ЗД барабан- но-вер- тикаль- ный	УПУ-3 штоко- вый	УПИ-1 шнеко- вый
Объем бункера, см3	. 5000	1000	2000	1500
Частота вращения шне- ка, тарелки, барабана, об/мин	5-25	—	—	10-145
Диаметр шнека, тарел- ки, барабана, мм	180	65	—	11,0
Напряжение вибрато- ра, В	—	220	Пневмо- вибра- тор	220
Электродвигатель с ре- дуктором	—	МН- 445 А		МН- -145А
Напряжение на обмот- ке электродвигателя, В	220	27	—	27
Производительность, кг/ч	0,9-30,0	—		0,9-33
Диаметр выходного от- верстия, мм		5,0	6,0	2,5
Габаритные размеры, мм		130 х х 290 х х130		250 х х 125 х х460
УПИ-2 лабора- торный	УПИ-3 тарель- чатый	УПИ-4 барабан- ного типа	УПИ-5 тарель- чатый	ЭМР барабан- ного типа (Италия)	Р-30 «Plasma- Technik - AG» та- рельчатый (Швейца- рия)	«Avco» (Фран- ция)
200	1000	500	600	2500	2500	3000
—	2-90	10-145	2-90	—	—	—
-	70	50	50	-	-	-
220	220	-	-	—	-	-
-	Д90-А	мн- -145А	Д90-А	-	-	-
—	24	27	24	-	—	-
0,9	0,9-55	0,8-27	0,9-55	До 40	1,5-33	1,8-40
5,0	5,0	5,0	-	6,0	-	-
300 х	295 х	200 х	180 х	400 х	600 X	380 х
х 60 х	х 150х	х 160 х	х 150 х	х 500 х	х 400 х	х 260 х
хЗОО	х460	х 360	х 370	хЗОО	х 1150	х 520
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
328
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
21. Технические характеристики плазменных установок для напыления
Марка установки	Рас- ход газа, м3/ч	Расход воды, м3/ч		Произ- водитель- ность, кг/ч	Мощ- ность, кВ • А	кпд, °/о	Коэффициент использова- ния мате- риалов, °/о	
УМП-4-64 УМП-5-68 УМП-6 УПУ-ЗМ Plasma-Technic- AG	3-4 3-4 3-4 3-4	0,25 о,з 0,25 0,6 250		W-4 А12о3-3 » W-4,5 СР-2-7 3,5	30 30 30 35 45	75 75 75		60-80 60-80 60-80 60-80
		автома-						
		тическое						
		охлаж-						
Установка «ЗМ»	-	дение		-	-	-		-
Марка установки	Марка плазмо- трона		Дав- ление воды, МПа	Номи- нальный ток, А	Габаритные размеры пульта управления, мм			Масса, кг
УМП-4-64 УМП-5-68 УМП-6 УПУ-ЗМ Plasma-Technic-AG Установка «ЗМ»	ГН-5Р F-4MB 7МВ 7МС 7МТ		0,3 0,3 0,3 0,3	500 500 500 600 1000 1000	440 х 400 х 1640 х 820 х 1700 х	350 х 230 360х1260 1100 х 400 500х1745 800х 1900		43 .130 265 900 Нет данных
Принцип работы инжекторных питателей основан на транспорти-
ровании порошка из бункера к плазмотрону за счет разрежения,
создаваемого транспортирующим газом. Дозирование напыляемого
порошка при этом способе подачи в зону напыления неравномерно.
Для дозирования порошковых материалов производительностью 0,5 —
6,0 кг/ч наибольшее распространение получили шнековые питатели
двухкамерного типа. Однако при дозировании износостойких по-
крытии наблюдается усиленный износ шнека и втулки. В меньшей
степени лишены этого недостатка питатель тарельчатого типа УПИ-3.
Техническая характеристика питателей приведена в табл. 20.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
329
Установка для плазменного напыления. Серийно плазменные
установки выпускают двух типов: УПУ и УМП. Последующие
модели: УПУ-ЗМ, УПУ-ЗД и УМП-6-68 в отличие от УПУ-3
и УМП-4-64 имеют некоторые конструктивные улучшения.
УПУ-ЗД укомплектован источником питания ИПН 160/600-Ш,
в котором селеновый выпрямитель заменен на кремниевый.
Технические характеристики плазменных установок приведены
в табл. 21.
В машиностроении газотермическое напыление (ГТН) деталей
машин пока не получило должного распространения. Потребность
в оборудовании для ГТН, в особенности в автоматических линиях,
частично восполняется за счет импортных закупок. В табл. 22 при-
веден перечень линий и установок для ГТН.
22. Перечень импортных установок, работающих в СССР
Наименование	Марка	Фирма- поставщик	Организация- покупатель	Назначение оборудования
Линия для плаз- менного напыле- ния	—	Plasm a-Technic- AG (Швейцария)	ПКТИ, Черкас- сы	Напыление де- талей текстиль- ной, химической и пищевой про- мышленности
Линия газоплаз- менного напыле- ния	-	Metco (Италия)	Завод поршне- вых колец, Ми- чуринск	Напыление мо- либденом порш- невых колец
Линия газопла- менного напыле- ния	-	Metco (Италия)	ВАЗ, Тольятти	Напыление ком- позиции (сталь+ + бронза) дета- лей коробки пе- редач
Линия для плаз- менного напыле- ния	—	Plasmadein (США)	Завод «Красный двигатель», Но- вороссийск	Напыление пор- шней дизелей
Линия для газо- пламенного на- пыления	—	Metco (Италия)	ВАЗ, Тольятти	Напыление штампов кузов- ного производ- ства
Установка для плазменного на- пыления	—	Аквацентрум (ЧССР)	Череповецкий, Новолипецкий, Западно-Си- бирский, метал- лургические за- воды	Напыление кера- мических •матери- алов в водоста- билизированной плазме
350
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Продолжение табл. 22
Наименование	Марка	Фирма- поставщик	Организация- покупатель	Назначение оборудования
Установка для плазменного на- пыления	ЗМ	Metco (Италия)	КамАЗ, Набе- режные Челны	Напыление тех- нологической оснастки деталей бумагоделатель- ных машин
Установка для га- зопламенного на- пыления	5Р 6Р	Metco (Италия)	Автоваз, Толь- ятти; КамАЗ, Набережные Челны	Газопламенное напыление раз- личных порош- ковых и прово- лочных материа- лов
	10Е ЗК		Тюменьнефте- газ, ЗИЛ	
Установка для га- зопламенного на- пыления	Roto- tecs	Castolin (США)	ГОСНИТИ, Сельхозтехника	Газопламенное напыление для восстановления деталей сельско- хозяйственной техники
ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
Технология плазменного напыления (ТПН) включает несколько
последовательных операций: подготовку порошков и напыляемой
поверхности, напыление покрытия, обработку покрытия и контроль
качества.
Подготовка порошков. Для нанесения покрытий методом напыления
применяют порошки грануляцией 5 — 100 мкм, а в отдельных слу-
чаях до 160 мкм. Мелкие порошки обладают высокой гигроско-
пичностью, комкуются. Для повышения их сыпучести перед напыле-
нием сушку порошков производят в сушильном шкафу при темпера-
туре 70 —200 °C (в зависимости от состава порошка) в течение 2 ч.
После сушки и охлаждения порошки просеивают на механи-
ческом или вибрационном сите. Сушка порошка производится не
более чем за 2 — 3 ч до напыления.
Подготовка деталей под напыление. Критерием удовлетвори-
тельной сцепляемости покрытия с подложкой является качественная
подготовка деталей перед напылением, осуществляемая одним из
следующих способов: обезжириванием, травлением, пескоструйной
обработкой, термической обработкой (подогрев), механической обра-
боткой.
ТЕХНОЛОГИЯ ПЛАЗМЕННОГО НАПЫЛЕНИЯ
331
Обезжиривание бензином деталей производят для удаления масла
и грязи с поверхности металла.
Пескоструйная обработка очищает поверхность подложки и
придает ей шероховатость в процессе обработки, что увеличивает
контактную температуру под напыляемыми частицами на выступах
микронеровностей.
Термическая обработка (подогрев) обеспечивает активацию по-
верхности подложки. При напылении на воздухе подогрев для
большинства металлов ограничен 100 —200 СС.
Механическая обработка предназначена для получения шерохо-
ватой поверхности подложки методом резания или шлифования.
Плазменное нанесение покрытии. Напыление покрытий в зависи-
мости от назначения и напыляемых материалов производят на
режимах, приведенных в табл. 23. Напыление производят за один
проход плазмотрона со скоростью, обеспечивающей получение тол-
щины 15 — 100 мкм. Для получения равномерной толщины покрытия
на кромках деталей необходимо обеспечить выход струи за край
23. Режимы нанесения материалов плазменным напылением
Напыляемый материал	Сила тока, А	Напря- жение, В	Расход рабочего газа ЮАг + + ЗН2, м’/С 10"4	Расход тран- спорти- рующего газа, м3/с 10~4	Размер частиц порошка, мкм	Лис- тан- ий я напы- ления, мм
Серебро	250	35	5 (Аг)	0,50	63 — 80	100
Медь	300	35	5(Аг)	0,66	63-80	150
Бронза	300	28	5(Аг)	0,66	63-80	150
Хром	350	30	6	0,92	40-80	120
Никель	380	29	5	0,75	40-100	120
Латунь	150	28	5 (Аг)	0,66	63-80	150
Нихром	300	29	5	0,75	40-100	120
Окись алюминия	400	30	6	0,75	63-80	120
Борид хрома	400	28	5	0,92	40-63	120
Борид ниобия	260	80	6	1,0	20-63	90
Борид титана	400	27	5	1,0	40-63	75
Борид циркония	450	27	4,6	0,83	63-80	100
Окись титана	450	27	6	0,83	40-63	100
Борид тантала	260	80	6	1,0	20-63	75
Окись алюминия, Окись кремния	400	35	5,8	0,75	63-80	ПО
Окись циркония	400	32	6,6	1,0	40-80	100
Силицид молибдена	400	26	3,6	0,83	40-80	100
Карбид хрома	250	29	6	0,92	40-63	90
Самофлюсующиеся сплавы	350	30	6	1,0	40-120	150 — 180
24. Методы оплавлевдя покрытия из самофлюсующнхся сплавов
Способ оплав- ления	Преимущества	Недостатки
В печи ма-	Возможность одновременного	Невозможность оплавления ту-
лоокисли-	оплавления деталей сложной	гоплавких композиционных
тельного нагрева	геометрической формы	материалов на стали. Слож- ность контроля начала оплав- ления, изменение структуры ос- новы
Г азовым	Простота оплавления деталей	Необходим газосварочны"
пламенем	в единичном производстве	пост
Плазменной	Получение покрытия из туго-	Требуется специальное обору-
горелкой	плавких соединений	дование
Микроплаз-	Получение тонких прецензион-	Требуется специальное обо-
менной го-	ных покрытий на стали и ти-	рудование. Низкая производи-
релкой	тане. Оплавление покрытий без изменения структуры основы	тельность процесса
ТВЧ	Быстрота оплавления на де- талях формы тел вращения	Ограниченность типоразмеров деталей. Невозможность полу- чения покрытия иа немагнит- ных сплавах
В хлорба-	Отсутствие коробления и от-	Требуется ванна с хлорбари-
риевом	слоения покрытий, равномер-	евым расплавом. Отсутствие
расплаве	ный подогрев, большая про- изводительность	зеркала ванны большого раз- мера
Трудоемкость по отношению к печному оплавлению, '°/о	Техноло- гичность	Твер- дость покры- тия HRC	Относи- тельная из- носостой- кость (эта- лон — зака- ленная Ст45)
100	Возможно серийное производ- ство	35-50	4,0
180	Единичное производ- ство	30-48	4,0
200	То же	21-45	4,6
300		38-46	4,8
80	Автоматиза- ция процес- са	45-55	4,5
10	В серийном производ- стве	45-55	5,5
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАПЫЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ
333
детали на расстояние не менее половины шага напыления и каждый
проход должен перекрывать предыдущий на одну четверть его
ширины.
Напыление производится сначала на кромки, а затем на остальную
поверхность. Для обеспечения качественного сцепления покрытия
с подложкой наносят перекрещивающиеся слои.
В случае нанесения самофлюсующихся покрытий с целью повыше-
ния прочности сцепления покрытий с подложкой и снижения по-
ристости производят оплавление покрытий. Методы оплавления и их
трудоемкость приведены в табл. 24.
Оплавление напыленных покрытий может быть выполнено газовой
горелкой, плазмотроном, в печи, ТВЧ и в солевых расплавах.
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАПЫЛЕННЫХ ПОКРЫТИЙ
Различают качественные и количественные методы измерения
прочности сцепления. Количественные методы измерения в сравнении
с качественными имеют преимущества, так как измеряют абсолют-
ные величины. Трудность применения этих способов заключается
в сложности и дороговизне изготовления специальных образцов.
Качественные методы основаны на различии физико-механических
свойств напыляемых покрытий и подложки. Метод контроля выби-
рают в зависимости от свойств покрытия, вида и назначения
детали.
Метод карцевания применяют для мягких покрытий типа серебря-
ных. Поверхность покрытия карцуют не менее 15 — 20 с. Для
карцевания применяют латунные или стальные щетки с диаметром
проволоки 0,15 — 0,25 мм. Скорость вращения щеток 1800 — 2500 об/мин.
После карцевания на контролируемой поверхности не должно наблю-
даться вздутия и отслаивания покрытий.
Метод нанесения сетки царапин. На напыленную поверхность
острым ножом наносят несколько параллельных линий, глубиной до
основного металла подложки на расстоянии 2 — 3 мм друг от друга
и столько же параллельных линий, перпендикулярных к ним. На
поверхности покрытия не должно наблюдаться отслаиваний.
Метод изгиба. Напыленные пластинки подвергают изгибу в обе
стороны под углом 90° до излома. В месте излома покрытие не
должно отслаиваться.
Метод нагрева. Нагревают напыленные детали в течение часа
при температуре в зависимости от материала покрытия до 300 °C
с последующим охлаждением на воздухе. Вследствие различия ко-
эффициентов термического расширения при слабой прочности сцеп-
ления покрытие вспучивается и частично отслаивается.
Количественные методы испытания на прочность сцепления осно-
ваны на определении силы, необходимой для отрыва покрытия от
подложки или для его срезания.
334
НОВЫЕ СПОСОБЫ СВАРКИ
Рис. 17. Схемы существующих методов испытаний напыленных покрытий на
прочность сцепления покрытий с подложкой:
и, б, в — испытание на разрыв; г — испытание на срез; / — подложка; 2 — штифт;
3, 4 — напыленный слой; 5 — образец; Р — приложенная нагрузка
Схемы существующих методов испытаний напыленных покрытий
на прочность сцепления с подложкой приведены на рис. 17.
Прочность связи покрытия с подложкой определяют двумя ме-
тодами: испытанием на разрыв (рис. 17, а — в) и испытанием на срез
(рис. 17, г). Испытание на срез применимо в том случае, когда
прочность сцепления покрытия с подложкой на срез выше, чем на раз-
рыв. Испытания на разрыв осуществляют двумя способами: при пер-
вом растягивающую силу прилагают к поверхности раздела через
покрытие, а при втором — непосредственно к поверхности раздела.
При испытании первым способом применяют образцы, представ-
ленные на рис. 17, а. К напыленному покрытию приклеивают с помощью
различных клеев или эпоксидной смолы вторую половину образца.
Методика испытаний сводится к непосредственному разделению под-
ложки и напыленного слоя.
Искомую прочность сгсц (Па) на разрыв в этом случае опре-
деляют по уравнению
где Р — растягивающее усилие, кг; D — диаметр образца, мм.
Недостатком этого способа является проникновение клея в по-
крытие вследствие его пористости, что приводит к большому раз-
МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ НАПЫЛЕННЫХПОКРЫТИЙ
335
бросу показателей по прочности сцепления. Этот способ применим
в том случае, когда сцепление покрытия со второй половиной
образца не превышает прочности клея.
Для испытания прочности сцепления покрытий с подложкой при-
меняют также методику вытягивания штифта. Недостатком этого
метода испытания является наличие свободного участка покрытия
между штифтом и основой, на которой происходит концентрация
напряжений, приводящая к разрушению покрытия. Этот метод опре-
деления прочности сцепления дает заниженные значения. Для устра-
нения зазора между матрицей и штифтом используют конические
пробки (рис. 17, в).
Полученные данные в результате испытаний по этим методикам
не являются истинными значениями прочности сцепления, так как
отрыв покрытия происходит не по всей площади соединения с
подложкой.
В результате приложенной нагрузки создается концентрация на-
пряжений по периметру штифта и дальнейшее его разрушение. По-
этому диаметр штифта должен быть минимальным и не превышать 2 мм.
Измерение твердости покрытий. Твердость напыленных покрытий
значительно выше твердости соответствующих металлов в литом
состоянии. Твердость напыленных покрытий зависит от 'структуры.
При малой толщине напыленного слоя контроль производят
методом измерения микротвердости с нагрузкой до 200 г. Изме-
рение микротвердости производится на микротвердомерах ПМТ-2 или
ПМТ-3.
Микротвердость напыленного покрытия определяют по формуле
HRC = P/F => 2Psl^/2) = 1,854 P/d2,
где Р — нагрузка, Н; F — условная площадь боковой поверхности
отпечатка, мм2; d — длина диагонали отпечатка, мм. По мере увели-
чения нагрузки значения микротвердости приближаются к постоян-
ной величине. Длительность опускания индентора для прибора ПМТ-3
должна быть не менее 15 с, а продолжительность выдержки не
менее 5 с.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Антошин Е. В. Газотермическое напыление покрытий. М.: Машинострое-
ние, 1974. 172 с.
2.	Баранов И. В. Холодная сварка пластичных материалов. М. — Л.: Ма-
шиностроение, 1969, с. 5-48, 59-76, 162-209.
3.	Вавилов А. Ф., Воинов В. П. Сварка трением. М.: Машгиз, 1964,
183 с.
4.	Вилль В. И., Терентьев Ю. Я. и Штернии Л. А. Сварка трением.
М.: ВНИИЭМ, 1965, с. 3-12.
5.	Казаков Н. Ф. Диффузионная сварка в вакууме. М.: Машиностроение,
1970, с. 3-8, 28, 102- 152.
336
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
6.	Костиков В. И., Шестерни Ю. А. Плазменные "покрытия. М.: Метал-
лургия, 1978, с. 155.
7.	Кудинов В. В. Плазменные Покрытия. М.: Наука, 1977. 243 с.
8.	Назаренко О. К., Истомин Е. И., Локшин В. Е. Электронно-лучевая
сварка. М.: Машиностроение, 1966, с. 109-110.
9.	Первицким Ю. Д. Холодная сварка давлением. - Приборостроение, 1958,
№ 5, с. 3-12.
10.	Силин Л. Л., Баландин Г. Ф., Коган М. Г. Ультразвуковая свар-
ка. М.: Машгиз, 1962, с. 13 — 24, 75-80.
11.	Степанов В. В., Фоминых В. В., Шарфштейн А. X.-Сварочное про-
изводство, № И, 1977, с. 12-14.
12.	Хасуй А. Техника напыления. М.: Машиностроение, 1975. 280 с.
13.	Эснбян Э. М. Плазменно-дуговая аппаратура. Киев: Техника, 1971,
с. 5-16, 140-147.
Глава 9
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ
КОНСТРУКЦИЙ
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Сварные металлические конструкции используют практически во
всех отраслях народного хозяйства страны. Особенно широко сварные
конструкции применяют при производстве металлургического, гор-
норудного, энергетического оборудования, строительно-дорожных ма-
шин, подвижного состава железных дорог, автомобилей и сельскохо-
зяйственной техники, судов, строительных конструкций, трубопро-
водов и др.
Сварные металлические конструкции имеют следующие преиму-
щества по сравнению с клепаными конструкциями: экономия метал-
ла до 15 — 20% за счет полного использования рабочих сечений,
рационализации формы конструкции, меньшей массы соединительных
элементов; снижение стоимости изготовления за счет уменьшения
массы и трудоемкости изготовления - при изготовлении сварных кон-
струкций исключается трудоемкая операция разметки и сверления
отверстий под заклепки; стоимость изготовления сварных конструк-
ций снижается также за счет удешевления оборудования — стоимость
оборудования сварочных цехов ниже стоимости оборудования для
постановки клепаных соединений; улучшение условий труда — про-
цесс сварки по сравнению с клепкой относительно бесшумен. По
сравнению с литыми конструкциями: экономия металла до 30 — 60%
за счет уменьшения припусков на обработку и более высокой меха-
нической прочности сварных конструкций; уменьшение стоимости из-
готовления — капитальные затраты литейных цехов значительно пре-
восходят затраты на сварочное оборудование.
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
337
При единичном или мелкосерийном производстве, а также при
необходимости изготовления конструкции сложной формы вариант
в сварном исполнении более выгоден. Очень высоки технико-экономи-
ческие показатели комбинированных сварных конструкций, в которых
используют различные материалы и отдельные части, изготовленные
технологическими процессами — литьем, ковкой и др. При этом до-
стигается снижение трудозатрат, сокращение цикла изготовления,
экономия металла и более полное использование его свойств, сни-
жение массы конструкции и повышение ее эксплуатационной на-
дежности.
Сварные конструкции имеют ряд особенностей, которые могут
отрицательно влиять на их прочность и эксплуатационную надеж-
ность. Основными из них являются: монолитность, повышенная чув-
ствительность к геометрическим концентраторам напряжений и к
хрупким разрушениям, изменение исходных свойств основного мате-
риала в зоне сварного шва, а также остаточные деформации и нап-
ряжения. Влияние этих факторов можно исключить выбором схемы
конструкции, правильным выбором основного и сварочных материа-
лов и назначением оптимальной технологии заготовительных, сбо-
рочных и сварочных операций.
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Для обеспечения необходимых свойств сварных соединений и
конструкций решающее значение имеет выбор материала. Прочност-
ные свойства металла определяются его механическими характерис-
тиками (табл. 1). Одним из основных условий, определяющих выбор
материала для сварных конструкций, является свариваемость ма-
териала.
Для изготовления сварных конструкций широко применяют ста-
ли углеродистые обыкновенного качества. Эти стали регламентиро-
ваны ГОСТ 380 — 71*. В зависимости от назначения и гарантируемых
характеристик- стали подразделяют на группы: А — стали, постав-
ляемые Потребителю с гарантией механических свойств; Б — с га-
рантией химического состава; В — стали, которые поставляют с га-
рантией механических свойств и химического состава. Сталь каждой
группы подразделяют на категории. Нормируемые показатели для
сталей всех трех групп приведены в табл. 2 — 4.
Стандарт предусматривает поставку спокойных, полуспокойных
и кипящих сталей, не подразделяя их по способу производства.
Спокойные стали хорошо раскислены, содержат меньше вредных
примесей и более однородны. В качестве раскислителей применяют
кремний, алюминий и другие элементы. Кипящие стали дешевле спо-
койных, но более склонны к образованию трещин при динамических
нагрузках и отрицательных температурах. У крупногабаритных эле-
ментов из кипящей стали, находящихся под сжатием, возможно рас-
слоение материала. Поэтому кипящие стали применяют при про-
338
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
изводстве конструкций, которые работают при статических нагрузках,
а также для неответственных конструкций при температуре до — 30 °C.
Для ответственных конструкций используют спокойные и полу-
спокойные стали, поставляемые по группе В с гарантией механиче-
ских свойств и химического состава. Механические свойства сталей,
поставляемых по группе А, должны соответствовать нормам, ука-
занным в табл. 5.
Ударная вязкость сталей ВСтЗпс, ВСтЗсп, ВСтЗГпс категорий
3 — 6 и стали ВСт4пс, ВСт4Гпс категории 3 должны соответствовать
нормам, указанным в табл. 6.
Выбор основного металла для строительных сварных конструк-
ций регламентирован строительными нормами и правилами СНиП —
1. Основные механические свойства металлов
Параметр	Определение
Предел прочности, (времен- ное сопротивление разрыву)	Напряжение, соответствующее наибольшей на- грузке, предшествующей разрушению образца,
ств, МПа	го Рв - наибольшая разрушающая нагрузка; Fo — первоначальная площадь сечения образца
Предел текучести (условный) ст, МПа	Напряжение, при котором остаточное удлинение образца достигает 0,2 % расчетной длины, От = — , т г ’ го Рт - нагрузка, вызывающая остаточное удлинение образца 0,2 % расчетной длины
Относительное удлинение после разрыва S5 или S10, % (цифра в индексе означает отношение расчетной длины к диаметру)	Отношение приращения расчетной длины образ- ца после разрыва к ее первоначальной величине, /о 8=4-^ 100, lQ — первоначальная расчетная длина образца; /j — расчетная длина образца после разрыва
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
339
Продолжение табл. 1
Параметр	Определение
Относительное сужение пос- ле разрыва ф, У	Отношение уменьшения площади поперечного се- чения образца в месте разрыва к начальной площади поперечного сечения образца, °/0 ф = г° ~ Fl 100, Fq — начальная площадь сечения образца; — площадь сечения образца в месте разрыва
Модуль нормальной упруго- сти (жесткость материала) Е, МПа	Характеристика упругих свойств материала. Для сталей Е = 2,1 105
Ударная вязкость ан, МДж/м2	Работа удара, затрачиваемая на единицу площа- ди сечения образца для его разрушения на копре, го Ан — работа, затрачиваемая на разрушение об- разца, МДж
Предел выносливости стг (г — коэффициент асиммет- рии цикла), МПа	Наибольшее значение максимального (по величи- не) напряжения цикла, при действии которого не происходит усталостного разрушения образца после произвольно большого числа циклов
Угол загиба а,	Максимальный угол загиба до появления трещин, надрывов, расслоений
В. 3—72, согласно которым стали подразделены на классы по нор-
мативным значениям временного сопротивления, предела текучести
и относительного удлинения (табл. 7). При производстве строитель-
ных конструкций широкое применение получили хорошо свариваемые
стали группы В класса С 38/23 следующих марок: ВСтЗсп, ВСтЗпс,
ВСтЗкп. Применение спокойной стали обязательно для всех кон-
струкций, работающих при температурах ниже — 30 е С, а также для
конструкций с тяжелым режимом работы независимо от температуры
эксплуатации.
340
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
2. Нормируемые показатели для стали группы А
Категория стали	Предел прочности при разрыве	Относительное удлинение	Изгиб в холодном состоянии	Предел текучести
1	+	+		—
2	+	+	+	—
3	+	+	+	+
Примечания. 1. Таблица приведена для СТО —Стб всех степеней рас-
кисления и с повышенным содержанием марганца.
2. Для стали Стб изгиб в холодном состоянии не нормируется.
3. Знак плюс показывает, что показатель нормируется, знак минус — не нор-
мируется.
3. Нормируемые показатели для стали группы Б
Категория стали	Стали всех степеней раскисления и с повы- шенным содержанием марганца	Содержание углерода, марганца, кремния, фосфора, серы, мышьяка, азота	Содержание хрома, никеля, меди
1	БСтО - БСтб	+	
2	БСт1 - БСтб	+	+
Пр имечание. Для стали БСтО нормируется только содержание угле-
рода, фосфора и серы.
Наряду с углеродистыми сталями обыкновенного качества для
конструкций с тяжелым режимом работы применяют низколегирован-
ные стали. Эти стали поставляются по ГОСТ 19281-73 и ГОСТ
19282-73.
Особенностью этих сталей является низкое содержание углерода
и высокие механические характеристики. Они хорошо свариваются
и имеют высокие показатели по ударной вязкости. Низколегиро-
ванные стали устойчивы к коррозии. Для изготовления строительных
сварных конструкций рекомендуются следующие марки сталей: 16ГС,
10Г2С1, 15ХСНД, 10ХСНД и др. Применение низколегированных
сталей должно быть экономически обосновано. Механические свой-
ства низколегированных сталей по ГОСТ 19282 — 73 приведены
в табл. 8.
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
341
койной. По соглашению сторон допускается поставлять кипящие стали марок
ВСтЗ и ВСт4 категории 3, при этом нормы ударной вязкости при 4-20° С прини-
мают в соответствии с нормами табл. 6 для спокойной и полуспокойной
стали марок ВСтЗ и ВСт4.
Рекомендации по выбору марок углеродистых и низколегиро-
ванных сталей для строительных, крановых и других конструкций
даны в табл. 9.
В мостостроении для изготовления сварных элементов применя-
ют стали М16С по ГОСТ 6713-75 и 15ХСНД по ГОСТ 19281-73
и ГОСТ 19222-73. Для элементов из проката, не подвергающихся
сварке, может применяться сталь СтЗМ по ГОСТ 6713 — 75. Мостовые
конструкции работают в особо тяжелых условиях. Поэтому к сталям
мостостроения предъявляют высокие требования. Они должны быть
хорошо раскислены, не иметь склонности к старению, должны
иметь определенные механические свойства и однородный химический
состав.
Для машиностроительных конструкций применяют углеродистые
качественные стали пр ГОСТ 1050 — 74**. К этим сталям предъявля-
ют требования как по химическому составу, так и по механиче-
ским свойствам. Находят применение в машиностроительных кон-
струкциях также и низколегированные стали по ГОСТ 19281—73
и ГОСТ 19282 — 73. Выбор стали производят, исходя из требований,
предъявленных к конструкции или изделию. В необходимых слу-
чаях в машиностроении применяют легированные стали по ГОСТ
4543 — 71*, а также высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаро-
стойкие и жаропрочные стали по ГОСТ 5632 — 78.
342 ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5. Механические свойства сталей группы А, ГОСТ 380 — 71*
Сталь	Пре- дел проч- ности при разры- ве, МПа	Предел текучести (МПа) для толщин, мм				Относительное удлинение б5 (%) для толщин, мм			Изгиб . на 180° при толщине до 20 мм
		До 20	20-40	40 — 100	Более 100	До 20	20-40	Более 40	
		Не менее							
СтО	>310	-	-	-	-	23	22	20	d=2a
Ст1кп Ст1пс, Ст1сп Ст1Гпс Ст2кп Ст2пс, Ст2сп Ст2Гпс	ЗЮ- 400 320 — 420 320 — 430 330- 420 340- 440 340 — 450	220 230 230	210 220 220	200 210 210	190 200 200	35 34 34 33 32 32	34 33 33 32 31 31	32 31 31 30 29 29	d= 0
СтЗкп СтЗпс, СтЗсп СтЗГпс	370 — 470 380 — 490 380 — 500	240 250	230 240	220 230	200 210	27 26	26 25	24 23	<У=0,5а
Ст4кп Ст4пс, Ст4сп Ст4Гпс	410 — 520 420 — 540 420 — 550	260 270 270	250 260 260	240 250 250	230 240 240	25 24 24	24 23 23	22 21 21	<У=2а
Ст5пс, Ст5сп Ст5Гпс	500 — 640 460 — 600	290	280	270	260	20	19	17	d= За
Стбпс, Стбсп	>600	320	310	300	300	15	14	12	-
Примечание, а — толщина образца, d - диаметр оправки; при толщине
более 20 мм диаметр оправки d увеличивают на толщину образца.
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
343
6. Ударная вязкость стали группы В, ГОСТ 380 — 71*
Сталь	Вид проката	Располо- жение образцов относи- тельно проката	Толщина, мм	Ударная вязкость, МДж/м2		
				при + 20 °C	при -20 °C	после механи- ческого старения
				не \	!енее	
	Листовая сталь	Поперек	5-9 10-25 26-40	0,8 0,7 0,5	0,4 0,3	0,4 0,3
ВСтпс	Широкопо-	Вдоль	5-9	1,0	0,5	0,5
ВСтЗсп	лосная сталь		10-25 26-40	0,8 7	0,3	о,з
	Сортовой и фасонный прокат	Вдоль	5-9 10-25 26-40	Ы 1,0 0,9	0,5 0,3	0,5 о,з
	Листовая сталь	Поперек	5-9 10-30 31-40	0,8 0,7 0,5	0,4 0,3	0,4 0,3
ВСтЗГпс	Широкопо- лосная сталь	Вдоль	5-9 10-30 31-40	1,0 0,8 0,7	0,5 0,3	0,5 0,3
	Сортовой и фасонный прокат	Вдоль	5-9 10-30 31-40	М 1,0 0,9	0,5 0,3	0,5 0,3
ВСт4пс	Листовая	Поперек	5-9	0,7		
ВСт4сп ВСт4Гпс	сталь		10-25 26-40	0,6 0,4	-	—
	Сортовой и фасонный прокат	Вдоль	5-9 10-25 26-40	1,0 0,9 0,7	-	-
344
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
7. Классы стали для строительных конструкций
	Класс стали	Механические свойства при растяжении			Класс стали	Механические свойства при растяжении		
		Предел прочно- сти ’при разрыве, МПа	Предел текуче- сти, МПа	Относи- тельное удлине- ние 35, %		Предел прочно- сти при разрыве, МПа	Предел текуче- сти, МПа	Относи- тельное удлине- ние 65. %
		Не менее				Не менее		
С	38/23	380	230	25	С60/45	600	450	16
с	44/29	440	290	21	С70/60	700	600	12
с	46/33	460	330	21	С85/75	850	750	10
с	52/40	520	400	>9				
Для производства ответственных сварных конструкций с тяжелым
режимом работы широко используют термически упрочненные низко-
легированные стали. Опыт изготовления и эксплуатации показал,
что применение этих сталей позволяет снизить массу несущих кон-
струкций на 20—60%, повысить в 2-3 раза их эксплуатационную
долговечность. Конструкции из таких сталей успешно работают при
отрицательных температурах (до —60 °C). Механические свойства
некоторых применяемых в СССР упрочненных сталей приведены в
табл. 10.
Для изготовления сварных конструкций применяют алюминиевые
сплавы. Они имеют высокую прочность и хорошие антикоррозий-
ные свойства. Получили распространение сплавы на основе алюминия
с добавкой легирующих элементов (меди, марганца, магния, крем-
ния и др.) по ГОСТ 4784-74. Наиболее целесообразно применять
алюминиевые сплавы в конструкциях, перекрывающих большие про-
леты (мосты, ангары, спортивные сооружения, выставочные павиль-
оны), в многократно возводимых конструкциях, в конструкциях под-
вижных и подъемно-транспортных устройств, для которых снижение
массы приводит к снижению эксплуатационных расходов. Алюми-
ниевые сплавы широко применяют также в самолетостроении, судо-
строении и других отраслях промышленности.
Свойства некоторых алюминиевых сплавов, применяющихся для
производства сварных конструкций, приведены в табл. И.
При производстве некоторых типов сварных конструкций исполь-
зуют титановые сплавы. Они имеют высокие механические свойства,
теплоустойчивость, коррозионную стойкость и малую плотность. Ме^
ханические свойства некоторых титановых деформируемых свари-
ваемых сплавов приведены в табл. 12.
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
345
8. Механические свойства низколегированных сталей
Сталь	Толщина проката, мм	Предел прочности при разрыве, МПа	Предел текучести, МПа	Относи- тельное удлинение я °/ °5’ 'о	Ударная вязкость, МДж/м2, при температуре, °C		
					+ 20 |	-40	-70
		Не менее					
09Г2, 09Г2Д	4 5-9 10-20 21-32	450	310 300	21	-	0,35 0,3 0,4	-
14Г2	К) — — о	и» II	1 М о	470	340	21	-	0,35	-
		460	330			0,3	
12ГС	4 5-9 10	470	320	26	-	-	-
16ГС	4 5-9 10-20 21-32 33-60 60-160	500	330	21	0,6	0,4	0,3
		490 480 470 460	320 300 290 280			о,з	0,25
17ГС	4 5-9 10-20	520	350	23	-	4,5 3,5	-
		500	340				
12Г1С	4 5-9 10-20	520	360 350	23	-	4,5 4	-
09Г2С, 09Г2СД	4 5-9 10-20 21-32 33-60 61-80 80-160	500	350	21	0,65	4	0,35
		480 470 460 450 440	330 310 290 280 270		0,6	3,5	0,3
346
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Продолжение табл. 8
Сталь	Толщина проката, мм	Предел прочности при разрыве, МПа	Предел текучести, МПа	Относи- тельное удлинение S5, °/о	Ударная вязкость, МДж/м2, при температуре, °C		
					+20	-40	-70
		Не менее					
10Г2С1, 10Г2С1Д	4 5-9 10-20 21-32 33-60 61-80 81-100	500	360 350 340	21	0,65	0,4	3
		490 480 460					
			330		0,6	о,3	2,5
		440	300				
15ГФ, 15ГФД	4 5-9 10-20 21-32	520	380	21	-	0,4	-
			360 340			0,3	
		480					
15Г2СФ, 15Г2СФД	5-9 10-20 21-32	560	400	18	-	0,4	-
						0,35	
14Г2АФ, 14Г2АФД	4 5-9 10-32 33-50	550	400	20	-	0,45	0,35
						0,4	0,3
16Г2АФ, 16Г2АФД	4 5-9 10-32 33-50	600	450	20	-	0,45	0,35
						0,4	0,3
		580	420				
18Г2АФпс, 18Г2АФДпс	4 5-9 10-20 21-32	600	450	19	-	0,45	0,35
						0,4	0,3
10Г2Б, 10Г2БД	4 5-9 10	520	380	21	-	0,4 о,з	-
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
347
Продолжение табл. 8
Сталь	Толщина проката, мм	Предел прочности при разрыве, МПа	Предел текучести, МПа	Относи- тельное удлинение 85. %	Ударная вязкость, МДж/м2, при температуре, СС		
					+ 20 |	-40	-70
		Не менее					
14ХГС	4 5-9 10	500	350	22	-	0,4 0,35	-
10ХСНД	4 5-9 10-15 16-32 33-40	540	400	19	-	0,5 0,4	0,35
							0,3
		520				0,5	
15ХСНД	4 5-9 10-20 21-32	500	350	21	-	0,4		
							0,3
						0,3	
15Г2ФДпс	4 5-9 10-20 21-32	550	400	19	-	0,45	0,35
						0,4	0,3
10ХНДП	4 5-9	480	350	20	-	0,4	—
Примечания. 1. Листы должны выдерживать испытание на изгиб на
уюл 180° в холодном состоянии на оправке диаметром, равным удвоенной
толщине проката.
2. Значения ударной вязкости при температуре —20° С должны быть не
ниже норм, установленных для температуры —40° С. Значения ударной вязкости
при температуре —50 и —60° С должны быть не ниже норм, установленных
для температуры —70° С.
348
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
9. Рекомендации по применению различных сталей
Группа конст- рукции	Характеристика сварных конструкций и условия их эксплуатации	Сталь, рекомендуемая для конструкций, эксплуатируемых при расчетной температуре, °C		
		> -30	V А 1 i о о	<-40
1	Ответственные уникальные конст- рукции, эксплуатируемые при осо- бо тяжелых условиях, а также все стальные строительные и крановые конструкции при соот- ветствующем технико-экономиче- ском обосновании	10Г2С1, 15ХСНД, 14Г2, 16ГС	10Г2С1, 15ХСНД, 14Г2, 16ГС	10Г2С1, 15ХСНД, 14Г2, 16ГС
2	Конструкции, работающие в осо- бо тяжелых условиях, несущие конструкции металлургических це- хов, балки рабочих площадок мар- теновских цехов, элементы разгру- зочных эстакад, подкрановые бал- ки, копры, кожухи доменных печей, резервуары для нефтепродуктов объемом более 100 м2, а также газгольдеры низкого давления объ- емом более 1000 м3, мачты и башни сооружений связи высотой 180 м и более, мостовые и пор- тальные краны при тяжелом и весьма тяжелом непрерывном ре- жимах работы и краны перегру- жателя	ВСтЗсп	ВСтЗсп	10Г2С1, 15ХСНД, 10ХСНД, 14Г2, 16ГС
3	Конструкции, работающие в тяже- лых условиях или подвергаю- щиеся непосредственному воздей- ствию подвижных или вибрацион- ных нагрузок: фермы, главные балки, решетчатые и сплошные ри- гели рам покрытий и перекрытий; подкрановые балки под краны лег- кого и среднего режимов работы, пролетные строения галерей, вспо- могательные конструкции метал- лургических цехов, мосты и башни сооружений связи высотой менее 180 м, опоры ЛЭП, резервуары	ВСтЗпс	ВСтЗсп	10Г2С1, 14Г2, 16ГС
ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ
349
Продолжение табл. 9
Группа конст- рукции	Характеристика сварных конструкций и условия их эксплуатации	Сталь, рекомендуемая для конструкций, эксплуатируемых при расчетной температуре, °C		
		> -30	<-30; >-40	< -40
3	(для воды объемом менее 1000 м3, для нефтепродуктов менее 100 м3), газгольдеры низкого давления объ- емом менее 1000 м3, мостовые краны легкого и среднего режи- мов работы	ВСтЗпс	ВСтЗпс	10Г2С1, 14Г2, 16ГС
4	Конструкции, не подвергающиеся непосредственному воздействию подвижных или вибрационных на- грузок: колонны, стойки, прогоны, балки общего назначения, резерву- ары и балки общего назначения, бункеры	ВСтЗкп	ВСтЗпс	ВСтЗсп
5	Вспомогательные	конструкции зданий и сооружений	ВСтЗкп	ВСтЗкп	ВСтЗпс
10. Механические свойства низколегированных термических упрочненных сталей
Сталь	Толщина, мм	Предел текучести, МПа	Предел прочности при разрыве, МПа	Относитель- ное у дли не- ние, %	Ударная вяз- кость, МДж/м2
14ХМНДФР 14Х2ГМР	4-50	600	700	14	0,4
15ГСХМФР	60				
				15	
15ХГ2СФР				14	
15ХГ2СФМР	8-32	700	850	12	0,4
12Г2СМФ	8-30	600	700	13	
12ХГ2СМФ		750	800	10	-
14ГСМФР	8-40	600	700	12	о,з
Примечание. Ударная вязкость дана при температуре — 40°C.
350
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
11. Механические свойства некоторых алюминиевых сплавов
Сплав	Состояние материала	Предел прочности при растяже- нии, МПа	Относитель- ное удлине- ние, %
АМц		130	20
		160	10
АМг	Отожженный, нагартованны“	200 250	23 6
АМг5п		270	23
		350	5
Д1	Закаленный и естественно соста-	420	18
Д16	ренный	470	17
АВ	Отожженный	210	18
	Закаленный	22	22
	Отожженный	130	24
АК4	Закаленный и искусственно соста-	440	10
АК6	ренный	420	13
АК8		490	13
АМгЗ	Отожженный	180	15
АМгб		320	15
12. Механические свойства деформируемых свариваемых титановых сплавов при
различных температурах
Сплав	Предел проч- ности при рас- тяжении, МПа			Предел текучести, МПа			Ударная вязкость, МДж/м2		Относи- тельное удлинение 8,0. %	
	-70°	+ 20°	4-400°	-70°	+ 20°	4-400°	-70°	+ 20°	-70°	4-20°
ВТ1-1 (листы и прутки)	600	450	150	-	380	150	-	0,7/0,5*1	20	25
ВТ 1 — 2 (листы и прутки)	760	610	230	—	470	190	—	0,5/0,35*;	17	22
ОТ4—1 (листы)	—	650	310	—	470	260	5	0,7	15*2	20*2
ВТ5-1 (листы, поковки, штам- повки)	950	750	480	850	650	—	—	0,75	8	15
АТ — 3 (листы и прутки)	ИЗО	750	500	—	700	400	—	0,6	9*2	20*2
АТ — 4 (листы и прутки)	—	900	600	—	850	550	—	0,4	—	15*2
*1 В числителе значения для продольных образцов, в знаменателе — для
поперечных.
*2 Укороченные образцы 35, %.
ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
351
ТИПЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
К сварным соединениям предъявляют следующие общие требова-
ния: металл шва должен быть равнопрочным основному металлу,
конструкция соединения должна быть технологичной; швы не следует
располагать в наиболее нагруженных местах и сечениях, а также
в зонах с максимальной концентрацией напряжений; форма и раз-
меры швов должны соответствовать ГОСТу или чертежу; нельзя
допускать скученности швов; нужно стремиться чтобы соединение
имело плавный переход от основного металла к металлу шва, а
также от одного сечения к другому. Кроме общих требований к
сварным соединениям предъявляют дополнительные требования (на-
пример, коррозионной стойкости и др.).
Классификация сварных соединений. Конструктивные элементы свар-
ных соединений в зависимости от способа сварки должны соот-
ветствовать ГОСТ 5264 — 69 «Швы сварных соединений. Ручная дуго-
вая сварка»; ГОСТ 8713 — 70 «Швы сварных соединений. Автоматиче-
ская и полуавтоматическая сварка под флюсом. Основные типы
и конструктивные элементы»; ГОСТ 14771—76 «Дуговая сварка в
защитном газе. Соединения сварные. Основные типы, конструктив-
ные элементы и размеры» и другим стандартам. Для способов свар-
ки, не предусмотренных ГОСТами, конструкции соединений должны
быть показаны на чертежах или оговорены в технических условиях.
В производстве сварных конструкций применяют следующие ти-
пы сварных соединений.
Соединение встык (рис. 1, а) является наиболее распространен-
ным типом соединения. Соединение имеет высокую прочность при
статических и динамических нагрузках. Его рационально применять
для соединения листового металла, а также при стыковании угол-
ковых профилей, швеллеров и двутавровых балок.
Соединение втавр (рис. 1,6 и в) применяют при производстве
балок, стоек, колонн, каркасов зданий и других пространственных
конструкций. Тавровые соединения могут свариваться без подготовки
и с подготовкой кромок. В соединениях без подготовки кромок
возможен непровар корня шва. Поэтому такие соединения плохо
работают при переменных и ударных нагрузках. Односторонний
и двусторонний скосы кромок обеспечивают полный провар соеди-
няемых элементов. Эти соединения имеют хорошую прочность при
любых нагрузках. При выборе формы разделки кромок следует руко-
водствоваться положениями, изложенными выше.
Соединение внахлестку применяют при сварке листовых кон-
струкций, разного рода обшивок, строительных и крановых ферм
и т. п. Такие соединения менее прочны по сравнению со стыковыми
при переменных и ударных нагрузках, неэкономичны, так как на-
личие перекрытия приводит к перерасходу основного металла. До-
стоинством нахлесточных соединений является сравнительно простая
подготовка и сборка под сварку. Соединения внахлестку осущест-
352
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
г)
а)
’Ш/А
е)
У/У//////Л
А
кромок под сварку; в — втавр с под-
готовкой кромок под сварку; г —
внахлестку с лобовыми швами; д —
внахлестку с фланговыми швами;
е — угловое; ж — точечное односрез-
ное соединение внахлестку; з — элек-
трозаклепочное; и — прорезное с ло-
бовым и фланговыми швами
Jf-
______________
») >Л »И
и)

р
1Г((((((((((((
I
А
вляют при помощи угловых швов. В зависимости от расположе-
ния швов по отношению к действующему усилию угловые швы могут
быть лобовыми (рис. 1,г), если они расположены перпендикулярно
к направлению усилия, и фланговыми (рис. 1,д), когда швы рас-
положены параллельно направлению усилия. Напряжения по длине
фланговых швов распределяются неравномерно: крайние участки
швов более загружены. Поэтому при проектировании соединений
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
353
с фланговыми швами длину шва принимают равной не более 50 ка-
тетам.
Угловые соединения (рис. 1,е), как правило, применяют в ка-
честве связующих элементов, их обычно не рассчитывают.
Точечные соединения, выполненные контактной точечной сваркой,
применяют большей частью в листовых изделиях толщиной до 20 мм.
Точечную сварку широко применяют в серийном и массовом про-
изводстве автомобилей, вагонов, самолетов и других изделий и ма-
шин; в конструкциях из углеродистых, легированных сталей и цвет-
ных металлов. Помимо листовых изделий с помощью точечной
сварки можно сваривать арматурные стержни железобетонных конст-
рукций. Листовые точечные соединения могут быть двух основных
типов: внахлестку и с накладками. Последние выполняют с одной
или двумя накладками. В зависимости от расположения точек со-
единения бывают однорядные и многорядные. Число рядов опреде-
ляют расчетом. Диаметр точек d (мм) назначают в зависимости
от толщины соединяемых листов s:
при s < 3 мм d = 1,2s + 4,
при s > 3 мм d = 1,5s + 5.
Конструкция точечного соединения (рис. 1,ж) определяется шагом
t = 3d, расстоянием от центра точки до края листа в направлении
действия силы п = 2d, расстоянием от центра точки до края листа
в направлении, перпендикулярном к действию силы h = l»5d, рас-
стоянием между точками Ь.
Электрозаклепочные соединения (рис. 1,з) можно выполнять вна-
хлестку, втавр и стыковыми. Эти соединения могут быть с пробивкой
отверстий в верхнем листе или же без пробивки. При толщине
верхнего листа до 3 мм целесообразно сваривать без пробивки
отверстий.
Прорезные соединения (рис. 1,и) применяют в том случае, когда
основных сварных швов недостаточно для передачи действующих
усилий.
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
Методы расчета. Существует два метода расчета на прочность:
по допускаемым напряжениям и по предельному состоянию.
Расчет по допускаемым напряжениям сводится к сопоставлению
расчетных напряжений с допускаемыми: ст < [ст]; т < [т].
Допускаемые напряжения устанавливают в зависимости от следую-
щих факторов: свойств материалов, степени точности расчета, харак-
тера нагрузки, рода усилия (растяжение, сжатие, срез, смятие).
Допускаемое напряжение на растяжение в машиностроительных
конструкциях, работающих при статических нагрузках [стр] = стт/Из,
где стт — предел текучести металла; я, — коэффициент запаса проч-
ности.
12 п/р. В. В. Степанова
354
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Коэффициент запаса прочности учитывает возможность перегрузки,
отклонение от норм качества материала и монтажа, условия эк-
сплуатации конструкции. Для деталей из стального проката, поковок
и штамповок = 1,2 ч- 1,6.
Допускаемое напряжение на сжатие [сгеж] равно или меньше до-
пускаемого напряжения на растяжение [сгр], в зависимости от формы
и размеров сжатого элемента:	< [<тр].
Допускаемое напряжение на срез [т] = 0,6 [стр].
Допускаемое напряжение на смятие [сгсм] = 1,5 [<тр].
Для сварных соединений допускаемые напряжения выбирают в
зависимости от технологического процесса. Зависимости для определе-
ния допускаемых напряжений в сварных соединениях машинострои-
тельных конструкций из низко- и среднеуглеродистых сталей при-
ведены в табл. 13. Так, допускаемые напряжения для швов, вы-
полненных автоматической дуговой сваркой под флюсом или электро-
дами Э42А, при допускаемом напряжении основного металла
[о] = 160 МПа, будут иметь следующие значения:	= 160 МПа,
[о'ж] = 160 МПа, [т'] = 100 МПа.
Если швы сварены электродами Э42, то [стр] = 144 МПа,
[сг'ж] = 160 МПа, [г'] = 96 МПа.
Допускаемые напряжения в сварном соединении, которое должно
работать в тяжелых условиях, например при высокой температуре,
в кислотной или щелочной среде, назначают после проведения
специальных исследований, воспроизводящих условия эксплуатации.
Расчет по предельному состоянию позволяет раздельно учитывать
нагрузки, качество материала, условия работы сварной конструкции.
Сущность этого метода заключается в следующем. Конструкцию
при расчете рассматривают не в рабочем состоянии, а в предель-
ном, т. е. в таком состоянии, за пределами которого дальнейшая
нормальная эксплуатация конструкции недопустима. Сварные конструк-
ции рассчитывают по двум предельным состояниям: по несущей
13. Допускаемые напряжений» в сварных соединениях машиностроительных
конструкций
Вид технологического процесса	Допускаемые напряжения в швах при испытаниях на		
	растя- жение	сжатие	срез
Автоматическая и полуавтоматическая сварка под слоем флюса, в среде защитных газов, сварка электродами типа Э42А, Э50А	[ар]	[<*р]	0,65 [ар]
Ручная сварка электродами типа Э42, Э50	0,9 [ор]	[Ср]	0,6 [ор]
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
355
способности и по развитию чрезмерных деформаций. При расчете по
несущей способности расчетное напряжение от расчетных усилий не
должно превышать расчетного сопротивления металла о R.
Расчетное усилие (осевое усилие N, изгибающий момент М и др.)
находят по общим правилам сопротивления материалов и строитель-
ной механики от расчетных нагрузок Р. Расчетную нагрузку опре-
деляют как произведение нормативной нагрузки на коэффициент
перегрузки: Р = Рнп.
Коэффициент перегрузки учитывает опасность превышения нагруз-
ки по сравнению с ее нормативным значением. Значения коэффи-
циента зависят от вида нагрузки. .Например, для нагрузки от соб-
ственного веса п = 1,0-т- 1,1, для полезной нагрузки мостовых кранов
п = 1,2 4- 1,3, для нагрузки от снега п = 1,4 и т. д.
Следовательно, при расчете по первому предельному состоянию
рассматривают воздействие на конструкцию не эксплуатационных
(нормативных) нагрузок, а расчетных.
Расчетное сопротивление характеризует несущую способность кон-
струкции. Оно зависит от механических свойств металла, геометри-
ческих характеристик сечения (площади сечения F, момента сопротив-
ления W и др.) и условий работы конструкции.
Расчетное сопротивление R = где RH — нормативное сопро-
тивление металла, равное наименьшему значению предела текучести
от; для стали ВСтЗ RH = 210 МПа, к — коэффициент однородности
металла, учитывающий опасность снижения сопротивления металла по
14. Расчетное сопротивление прокатной стали, МПа
Вид напряженного состояния	Углеродистая сталь		Низколегированная сталь			
	СтЗ, Ст4	Ст5	14Г2 и 15ГС при толщине проката, мм		10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД	10ХСНД
			<20	21-32		
Растяжение, сжатие и из- гиб R	210	230	290	280	290	340
Срез Лср	130	140	170	170	170	200
Смятие торцовой поверх- ности при наличии пригон- ки Рем ,т	320	340	430	420	430	510
Смятие местное при плот- ном касании Лсм м	160	170	220	210	—	—
Диаметральное сжатие кат- ков при свободном касании в конструкциях с ограничен- ной подвижностью RC K	8	9	11	11	11	13
12*
356 ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
сравнению с его нормативным значением. Для обычных углеродистых
сталей к — 0,9, для низколегированных сталей и алюминиевых сплавов
к = 0,85; т — коэффициент условий работы, который учитывает возмож-
ные отклонения от нормальных условий эксплуатации, а также осо-
бенности работы конструкции. Например, при расчете резервуаров
для хранения нефтепродуктов принимают т = 0,8, при расчете под-
крановых балок с тяжелым режимом работы т = 0,9.
Значение расчетных сопротивлений для различных сталей при
т — 1 приведены в табл. 14. В отдельных случаях для материалов,
не обладающих свойствами текучести, нормативное сопротивление
принимают равным пределу прочности.
Для сварных швов расчетные сопротивления зависят от технологи-
ческого процесса сварки и методов контроля качества швов. Зна-
чения расчетных сопротивлений для сварных швов даны в табл. 15.
Основные формулы для расчета по несущей способности:
при растяжении о = N/Fm < R;
zr	Л/ „
при изгибе о =------К,
W
ГГНТ
15. Расчетное сопротивление металла сварных швов, МПа
Вид напряженного состояния	СтЗ, Ст4	14Г2 и 15ГС при толщине проката, мм	10Г2С, 10Г2СД, 15ХСНД	10ХСНД
		<20	21-32		
	Электроды			
	Э42, Э42А	Э50А	|	Э55	
Швы встык
Сжатие Растяжение:	210	290	290	290	340
при автоматической сварке Я£в	210	290	280	290	340
при полуавтомати- ческой и ручной сварке с применени- ем для контроля ка- чества швов:					
повышенных спо-	210	290	280	290	340
собов Л£в обычных способов V	180	250	240	250	290
Срез R™	130	170	170	170	200
	Угловые швы				
Сжатие, растяжение и срез J^B	150	200	200	200	240
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
357
где ст - напряжение в элементе конструкции от расчетных нагрузок;
N, М - расчетные усилия; F^ - площадь сечения нетто (за вычетом
отверстий); 1VHT - момент сопротивления нетто; R — расчетное со-
противление материала.
Метод расчета по несущей способности более совершенен по
сравнению с расчетом по допускаемым напряжениям, так как при
этом методе более точно учитывают факторы, влияющие на проч-
ность соединения.
Условием расчета по развитию чрезмерных деформаций является
А Дпр, где А — деформация (прогиб), возникающая в результате внеш-
них воздействий (определяют расчетом); Апр — предельная деформа-
ция (прогиб) устанавливается нормами в зависимости от назначе-
ния конструкции. Предельные деформации элементов конструкции
приведены в табл. 16.
Расчет прочности основных типов сварных соединений. При рас-
чете предполагают, что напряжение в основном шве распределяется
равномерно. Формулы расчета прочности приведены в табл. 17.
Расчет сварных соединений на выносливость. При этом расчете
допускаемые напряжения или расчетные сопротивления основного
металла и сварных соединений, работающих при повторно-перемен-
ных (усталостных) нагрузках, определяют путем умножения соот-
ветствующих допускаемых напряжений или расчетных сопротивлений,
16. Предельные деформации элементов конструкции
Элементы конструкций	Относительный прогиб
Подкрановые балки и фермы: при ручных кранах при электрических кранах грузоподъемностью: до 50 т 50 т и более Пути кран-балок Монорельсовые пути Балки междуэтажных перекрытий: главные прочие Балки рабочих площадок промышленных зданий: при отсутствии рельсовых путей: главные прочие при узкоколейных путях при ширококолейных путях	1/500 1/600 1/750 1/500 1/400 1/400 1/250 1/400 1/250 1/400 1/600
Примечание. Прогибы определяют без учета ослабления сечений от-
верстиями для заклепок и болтов, а также без учета коэффициента дина-
мичности.
17. Формулы для расчета сварных соединений на прочность
	Характер нагружения сварного шва	Формулы для расчета	
		по допускаемым напряжениям	по предельному состоянию
	Растяжение Сжатие	/И* г п o = /7sr<[aP1	
		№ г , , СТ — ,	1стсж]	а = 	-	< 7Й’ (7Ш—1)5 СЖ
	Срез	Т=1,4Д/[Т]	т = N < Rce 1,4адш-1)"Лу
	Срез	7V” Т = О,7Д/М /ш = Ц + /2+	Т=	N	< Рсв 0,7К(/ш—1) У
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Тип сварного соединения	Эскиз							
Втавр с двумя угловыми швами	♦						NM	
							j-^-	
			Isr т					
								
								
Втавр с подготовкой кромок под сварку								
	NH	У	N			н			
						-		
								
						— ~		
								
Втавр с двумя угловыми шва- ми								
		и			г			
		л	[у+ «of					
			1		1			
			|					
Продолжение табл. 17
Характер нагружения сварного шва	Формулы для расчета	
	по допускаемым напряжениям	по предельному состоянию
Срез	N* Т=>,4Х/Ш<М	т =	_ <5 дсв
		0,7К(/ш-1) у
Растяжение	Л* г . G=S/^	N	Лсв а'5(/ш-1)< р
Сжатие	TV*1 СТ =	** (°сж]	
Изгиб	^нт	М ''нт
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
Тип
сварного
соединения
Эскиз
Втавр с подготовкой кромок
под сварку
Точечное односрезное
Точечное двухсрезное
Продолжение табл. 17
	Характер нагружения сварного шва	Формулы для расчета	
		по допускаемым напряжениям	по предельному состоянию
	Изгиб	Л/1*	п "НТ	ст=й^я“
	Срез	№ T=^<[ToJ " 4 л = 3,14	т —	< /?св ^2" С₽ п	 4
	Срез	№ 2п — 4	N	„св 2и — 4
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Продолжение табл. 17
Тип сварного соединения	Эскиз	Характер нагружения сварного шва	Формулы для расчета	
			по допускаемым напряжениям	по предельному состоянию
Точечное	Л* г	 _z N*	N* Z	z	Огры	А” г п 4	А _ 4
Обозначения. №, Л/н - нормативные значения продольного усилия и изгибающего момента; N, Л/- расчетные
значения продольного усилия и изгибающего момента; S — толщина свариваемого металла, м; /ш — длина сварного шва,
м; К — катет углового шва, м; [ст'р], [<у'сж]> [т'] — допускаемые напряжения при растяжении, сжатии и срезе в металле
сварного шва, МПа; W — момент сопротивления расчетного сечения, м3; d — диаметр сварной точки, м; « — число сварных
точек в ряду; ЯрВ, R*3,	— расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и срезе в металле сварного шва;
[i^] — допускаемое напряжение в сварной точке при срезе, определяют экспериментально; Я£в - расчетное сопротивление
металла сварной точки при срезе; 0,01 (м) — величина уменьшения расчетной длины сварного шва, если кратеры не выведены
за пределы элемента.
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
362
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
18. Зиячеоия коэффициентов а  b
Сталь	Подкрановые балки и фермы, а также балки рабочих площадок и элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад		Конструкции, находящиеся под воздействием полной нормативной переменной нагрузки	
	а	b	а	b
Углеродистая	0,75	—	0,9	0,3
Низколегированная	0,8	0,3	0,95	0,3
принятых при статических нагрузках, на коэффициент у, который для
строительных конструкций определяют по формуле
=_________1________
7 ~(<»Р ± Ь) - (ар ± Ь)г’
19. Значения эффективного коэффициента концентрации напряжений
Расчетные сечения	Углеродистая сталь	Низколегиро- ванная сталь
По основному металлу
Металл с необработанной прокатной поверх-	1,0	1,0
ностью, с прокатными или обработанными меха- ническим путем кромками по сечениям вне закле- пок, болтов и сварных швов То же, но с кромками обрезанными: машинной газовой резкой	1,1	1,2
ручной газовой резкой	1,4	1,8
Металл в зоне перехода к стыковому шву, об- работанному в этом месте абразивным кругом или специальной фрезой: при стыковании листов одинаковой толщины	1,0	1,0
и ширины при стыковании листов разной ширины	U	1,4
при стыковании листов разной толщины	1,3	1,6
Металл в месте перехода к лобовому условному шву в рабочих соединениях внахлестку: без механической обработки при отношении катетов: — = 2 (больший катет — вдоль усилия) К2	2,3	3,2
РАСЧЕТ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ НА ПРОЧНОСТЬ
363
Продолжение табл. 19
Расчетные сечения	Углеродистая сталь	Низколеги- рованная сталь
		
— = L5 *2 при механической обработке:	2,7	3,7 •
Я.		
	1,2	1,4
К'		
V1’5	1,5	1,9
Металл в соединениях с фланговыми швами, работающими на срез от осевой силы, в местах перехода от элемента к концам фланговых швов, независимо от обработки швов Металл вблизи диафрагмы и ребер, приваренных угловыми швами к растянутым поясам балки и элементам ферм: без механической обработки швов, но при наличии плавного перехода от швов к ос- новному металлу:	3,4	4,4
при ручной сварке	1,6	2,2
при полуавтоматической сварке	1,3	1,5
при механической обработке швов	1,0	1,1
По металлу соединений
Стыковые швы (по оси шва) с полным прова- ром корня шва: при автоматической, ручной сварке и про- свечивании при ручной сварке без просвечивания	1,0 1,2	1,0 1,4
Угловые швы:		
поперечные (лобовые) швы по расчетному		
сечению шва:		
при ручной сварке	2,3	3,2
при автоматической сварке	1,7	2,4
продольные фланговые швы, работающие на срез от осевой силы в соединении, при про- верке срезывающих напряжений по длине шва	3,4	4,4
364
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
где а и Ь — коэффициенты, значения которых приведены в табл. 18;
Р - эффективный коэффициент концентрации, зависит от типа соеди-
нения и механической обработки кромок и сварного шва, принима-
ют по табл. 19; г — -т1П — характеристика циклов повторно-перемен-
^шах
ных напряжений; omax, ^min ~ наибольшее и наименьшее по абсолютной
величине напряжения в элементе, взятые со своими знаками (растя-
жение — знак плюс, сжатие — знак минус).
Верхние знаки в знаменателе формулы для определения коэффи-
циента у берут в случае, когда наибольшее по абсолютной ве-
личине напряжение является растягивающим; нижние знаки — когда
наибольшее по абсолютной величине напряжение является сжимаю-
щим.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Условные изображения и обозначения швов сварных соединений
регламентированы ГОСТ 2.312 — 72, согласно которому видимые швы,
независимо от способа сварки, условно изображают на чертежах
сплошными основными линиями, невидимые швы — штриховыми
линиями, видимую одиночную точку изображают знаком +, который
выполняют сплошными основными линиями. Невидимые одиночные
точки не изображают.
Условное обозначение стандартного шва или одиночной сварной
точки включает:
вспомогательные знаки шва по замкнутой линии или монтажного
шва;
буквенно-цифровое обозначение шва по стандарту на типы и
конструктивные элементы швов сварных соединений;
условное обозначение способа сварки по стандарту на типы и
конструктивные элементы швов сварных соединений (допускается не
указывать);
знак Л и размер катета согласно стандарту на типы и конструк-
тивные элементы швов сварных соединений;
для прерывистого шва — размер длины провариваемого участка,
знак / или Z и размер шага;
для одиночной точки — размер расчетного диаметра точки;
для шва контактной точечной электросварки - размер расчетного
диаметра точки или электрозаклепки, знак / или Z и размер шцга;
для шва контактной роликовой электросварки —размер расчетной
ширины шва;
для прерывистого шва контактной шовной электросварки — размер
расчетной ширины шва, знак умножения, размер длины провари-
ваемого участка, знак / и размер шага;
вспомогательные знаки (шероховатость поверхности, знак, пока-
зывающий снятие усиления, и др.).
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
365
Условное обозначение нестандартного шва или одиночной свар-
ной точки Включает:
вспомогательные знаки шва по замкнутой линии и монтажного
шва;
для прерывистого шва — размер длины провариваемого участка,
знак / или Z и размер шага;
для одиночной сварной точки — размер расчетного диаметра точки;
для шва контактной точечной электросварки или электрозаклепоч-
ного — размер расчетного диаметра точки или электрозаклепки, знак
/ или Z и размер шага;
для шва контактной роликовой электросварки — размер расчет-
ной ширины шва;
для прерывистого шва контактной шовной электросварки — раз-
мер расчетной ширины шва, знак умножения, размер длины провари-
ваемого участка, знак / и размер шага;
вспомогательные знаки.
Способы сварки имеют следующие условные обозначения: Р —
ручная электродуговая, Г — газовая, А — автоматическая сварка под
флюсом без применения подкладок, подушек и подварочного шва,
Аф - автоматическая сварка под флюсом, на флюсовой подушке,
Ам — автоматическая сварка под флюсом на флюсо-медной подкладке,
П — полуавтоматическая сварка под флюсом без применения поду-
шек, подкладок и подварочного шва, Пс — то же на стальной под-
кладке, Кт — контактная точечная сварка, Кр — контактная шовная
сварка, Кс — контактная стыковая сварка, Ш — электрошлаковая свар-
ка. При электро дуто вой сварке в защитных газах после обозначе-
ния способа ставится буква 3.
Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов приведе-
ны в табл. 20.
Знаки обозначения швов сварных соединений располагают над
полной линии-выноски, когда она проведена от изображения шва
с лицевой стороны и под полкой, если она проведена от изображения
шва с обратной стороны.
Если для шва сварного соединения установлен контрольный
комплекс или категория контроля шва, то его обозначение допус-
кается помещать под линией-выноской.
При наличии на чертеже одинаковых швов обозначение наносят
у одного из изображений, а от изображений остальных одинаковых
швов проводят линии-вынйски с полками. Всем одинаковым швам
присваивают один порядковый номер, который наносят:
на линии-выноске, имеющей полку с нанесенным обозначением
шва, на полке линии-выноски, проведенной от изображения шва, не
имеющего обозначения, с лицевой стороны;
под полкой линии-выноски, проведенной от изображения шва,
не имеющего обозначения, с обратной стороны.
Допускается не присваивать порядковый номер швам, если все
швы на чертеже одинаковы и изображены с одной стороны. При
366 ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
20. Вспомогательные знаки для обозначения сварных швов
Знак	Значение знака	Расположение знака относительно полки линии-выноски	
		с лицевой стороны	с оборотной стороны
о	Усиление шва снять	/	
	Наплывы и неровности шва обработать с плав- ным переходом к ос- новному металлу		^тчгг
1	Шов выполнять при монтаже изделия		
	Шов прерывистый или точечный с цепным рас- положением. Угол на- клона линии 60°		/ 7
Z	Шов прерывистый или точечный с шахматным распо ло жением	Z	/ 2
о	Шов по замкнутой ли- ний; диаметр знака 3 — 5 мм		
1	Шов по незамкнутой ли- нии. Знак применяют, если расположение шва ясно из чертежа		
Примечания. 1. За лицевую сторону одностороннего шва сварного
соединения принимают сторону, с которой производят сварку.
2. За лицевую сторону двустороннего шва сварного соединения с несим-
метрично подготовленными кромками принимают сторону, с которой производят
сварку основного шва.
3. За лицевую сторону двустороннего шва сварного соединения с сим-
метрично подготовленными кромками может быть принята любая сторона.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
367
21. Примеры условных обозначении стандартных швов сварных соединений
Характеристика
шва
Форма
попереч-
ного
сечения
шва
Условное обозначение шва, изображенного
на чертеже
с лицевой стороны с оборотной стороны
Шов стыкового со-
единения с криволи-
нейным скосом од-
ной кромки, двусто-
ронний, выполняе-
мый электродуговой
ручной сваркой при
монтаже изделия.
Усиление снято с
обеих сторон. Пара-
метр шероховатости
поверхностей шва:
с лицевой стороны
Rz 20 мкм, с обрат-
ной стороны Rz
80 мкм
~\ГОСТ5269-69-С9а7
Шов углового соеди-
нения без скоса кро-
мок, двусторонний,
выполняемый авто-
матической сваркой
под флюсом с руч-
ной подваркой по
замкнутой линии
Шов углового соеди-
нения со скосом кро-
мок, выполняемый
электро шлаковой
сваркой проволоч-
ным электродом. Ка-
тет шва 22 мм
ГОСТ 10160-78-92
ШЭ~\± 22
ГОСТ 15169-78-У2
ШЗ-^22
Шов электрозакле-
почный соединения
внахлестку, выпол-
няемый аргонодуго-
вой сваркой плавя-
щимся электродом.
Диаметр электроза-
клепки 9 мм.

368 ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Продолжение табл. 21
Характеристика шва	Форма попе- речного се- ч&шя шва	Условное обозначение шва, изображенного на чертеже	
		с лицевой стороны •	с оборотной, стороны
Шаг 100 мм. Распо-
ложение электроза-
клепок шахматное.
Усилие снято. Па-
раметр шероховато-
сти обработанной
поверхности Rz
40 мкм
Шов стыкового со-
единения без скоса
кромок, односторон-
ний, на остающей-
ся подкладке, выпол-
няемый сваркой на-
гретым газом с при-
садкой
гост 16МО-8О-сг-нгп
Одиночные электро-
заклепки. Соединения
внахлестку, выполня-
емые электродуговой
сваркой под флюсом.
Диаметр электро-
заклепки П мм. Уси-
ление снято. Пара-
метр шероховатости
обработанной по-
верхности Rz 30 мкм

Шов таврового со-
единения без скоса
кромок, двусторон-
ний, прерывистый с
шахматным располо-
жением, выполняе-
мый электродуговой
ручной сваркой в за-
щитных газах не-
плавящимся метал-
лическим электродом
по замкнутой линии
ГОСТ 14806~ 69-Т5~РнЗ
ГОСТ 14806-69- Г5~РмЗ
^6~5OZ1OO
ОБОЗНАЧЕНИЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
369
Продолжение табл. 21
Характеристика
шва
Условное обозначение шва, изображенного
на чертеже
с лицевой стороны с оборотной стороны
Катет шва 6 мм.
Длина провариваемо-
го участка 50 мм.
Шаг 100 мм
Одиночные точки со-
единения внахлестку,
выполняемые кон-
тактной точечной
электросваркой. Рас-
четный диаметр точ-
ки 5 мм
Шов соединения вна-
хлестку, прерыви-
стый, выполняемый
контактной ролико-
вой электросваркой.
Ширина роликового
шва 6 мм. Длина
провариваемого уча-
стка 50 мм. Шаг
100 мм
/Г0СТ1587д-79-НБ-Пр-6^50/100
Шов соединения вна-
хлестку без скоса кро-
мок, односторонний,
выполняемый элект-
родуговой полуав-
томатической сваркой
в защитных газах
плавящимся элект-
родом. Шов по не-
замкнутой линии. Ка-
тет шва 5 мм
этом швы, не имеющие обозначения, отмечают линиями-выносками
без полок.
Примеры условных обозначений швов сварных соединений при-
ведены в табл. 21 и 22. Нестандартные швы вычерчивают на чер-
тежах с указанием размеров.
370
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
22. Усадка сварных соединений различных типов
Эскиз соединения	Тол- щина метал- ла, мм	Вид шва	Катет шва, мм	Продольная усадка, мм/м		Поперечная усадка, мм/м	
				Руч- ная сварка	Автома- тическая сварка	Руч- ная сварка	Автома- тическая сварка
г-. JX-,	-	Преры- вистый шахмат- ный	3-5 5-8	0,20 0,20	-	0,25	-
	-	Преры- вистый цепной	3-5 5-8	0,20 0,20	-	0,35 0,35	-
c-k-1	-	Непре- рывный односто- ронний	3-5 5-8	0,20 0,20	0,10 0,10	0,50 0,70	0,25 0,35
!—ДХ-,	-	Непре- рывный двусто- ронний	3-5 5-8	0,35 0,35	0,20 0,20	1,0 1,0	0,50 0,70
в—1	-	Непре- рывный внахле- стку	3-5 5-8	0,35 0,35	0,20 0,20	1,5 1,5	0,70 0,80
>—а—।	1-4 5-8 9-12	Стыко- вой без разделки кромок	-	0,35	0,20	0,70	0,70 0,85 1,0
।	g	।	5-8 9-12	Стыко- вой с разделкой кромок	-	0,35 0,35	-	1,20 1,70	-
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
371
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
Сварка, как и другие процессы обработки металлов (литье,
прокатка, штамповка, термическая обработка), вызывает в изделиях
собственные напряжения. Собственными напряжениями называют на-
пряжения, которые существуют в изделии без приложения внешних
сил. Собственные напряжения различаются: по времени существо-
вания, характеру распределения, объему изделия и направлению
в пространстве.
По первому признаку собственные напряжения возникают в из-
делиях при неравномерном нагревании. Если при этом напряжения
в любом объеме изделия не превысят предела упругости, они ис-
чезают после охлаждения изделия. Остаточные напряжения остаются
в изделии после исчезновения вызвавшей их причины. Эти напряже-
ния также возникают при сварке вследствие неравномерного нагре-
ва изделия. Однако на отдельных участках изделия должны быть
термопластические деформации или структурные превращения. Эти
необратимые пластические деформации или стуктурные превращения,
сопровождающиеся изменением удельных объемов, при сварке в боль-
шинстве случаев бывают в околошовной зоне и в шве.
По второму признаку собственные сварочные напряжения клас-
сифицируют в зависимости от величины объема, в котором они
уравновешиваются.
Собственные напряжения первого рода уравновешиваются в объе-
мах, соизмеримых с целым изделием. Величины напряжений первого
рода могут быть определены расчетным путем (чаще всего прибли-
женно) или экспериментально, причем последний способ в практи-
ческихрцелях является предпочтительным.
Собственные напряжения второго рода уравновешиваются в
микрообъемах тела, соизмеримых с размерами одного или нескольких
зерен, не имеют определенной ориентировки и не зависят от фор-
мы изделий. Величину этих напряженйй можно определить рент-
генографированием.
Собственные напряжения третьего рода связаны с искажением
кристаллических решеток и уравновешиваются в крайне малых объе-
мах.
Эти напряжения не ориентированы определенным образом и не
зависят от формы и размеров изделия. Величину напряжений
третьего рода также определяют рентгенографированием.
Расчетными инженерными напряжениями являются напряжения
первого рода. Особенности этих напряжений, механизм их возник-
новения и влияние на прочность сварных конструкций изучены до-
статочно полно. В дальнейшем при рассмотрении вопросов сварочных
напряжений речь будет идти только о напряжениях первого рода.
По направлению в пространстве собственные напряжения клас-
сифицируют на одноосные, двухосные (плоскостные) и трехосные
(объемные). Собственные сварочные напряжения, строго говоря, всегда
372
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
являются объемными. Однако во многих случаях составляющие
собственных объемных напряжений, действующих по одной или двум
осям, малы по величине и ими пренебрегают. В этих случаях услов-
но считают собственные напряжения соответственно плоскостными
(сварка тонких листов) или одноосными (сварка стержней). Напря-
жения, действующие вдоль сварного шва, называют продольными;
действующие перемен ди кулярно к продольной оси шва в плоскости
свариваемых элементов, называют поперечными.
Независимо от характера распределения собственные напряжения
в любом сечении, полностью пересекающем тело, всегда уравнове-
шены.
Механизм образования сварочных напряжений и деформаций. Свар-
ка протекает в широком интервале температур: от температуры
окружающей среды до 3000 —4000 °C. При этом интенсивному нагреву
подвергаются небольшие объемы металла — шов и околошовная зона.
С удалением от оси шва температура нагрева снижается, перифе-
рийные участки свариваемых изделий могут вообще не подвергаться
нагреву. Через определенный промежуток времени после начала
сварки в теле изделия наступает предельное температурное состоя-
ние, характеризующееся постоянным расположением изотерм в ме-
талле относительно источника тепла. После наступления предель-
ного температурного состояния изотермы и источник тепла движутся
с одинаковой скоростью, и различные сечения обвариваемого изделия
претерпевают в разные моменты времени одинаковые температурные
состояния.
Графическое изображение подвижного температурного поля пре-
дельного состояния показано на рис. 2. Как видно, неравномерность
нагрева пластины очень высока.
Равномерный нагрев и охлаждение лежащего элемента не вызо-
вут появления й нем ни временных напряжений в процессе нагрева,
ни остаточных напряжений после охлаждения. Однако если элемент
закреплен, то даже равномерный его нагрев вызывает появление в
элементе напряжений. Если возникающие напряжения не превысят
предела упругости, то к моменту полного охлаждения элемента (до
исходной температуры) они исчезнут. Если же напряжения в каком-
либо объеме элемента превысят предел упругости и достигнут вели-
чины предела текучести, то в элементе появятся после его охлаж-
дения остаточные напряжения. Аналогичным образом возникают
остаточные напряжения, если элемент не имеет внешних закреплений,
но нагревается или охлаждается неравномерно, как это происходит
при сварке. Роль закрепления в этом случае играют ненагретые
части элемента.
При рассмотрении механизма сварочных напряжений необходимо
иметь в виду, что механические свойства металлов зависят от тем-
пературы. Например, предел текучести низ ко углеродистой стали при
нагреве постепенно понижается. В интервале температур 500 — 600 °C
величина этой характеристики резко уменьшается. Практически можно
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
373
~24см~22 -20 -18 -16 -74 -12 -10 ~8 -6 ~4 ~2 0	2 Зсм
а)	Г
Рис. 2. Подвижное плоское температурное поле в тонкой пластине неограниченных
размеров (по Н. Н. Рыкалнну):
а — изотермы подвижного поля на поверхности пластины; б — распределение
температуры по линиям, параллельным оси ОХ\ в — распределение темпера-
туры по линиям, параллельным оси OY
374
• ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рис. 3. Механизм возникновения собственных напряжений при наплавке валика
на поверхность пластины (размеры указаны в мм)
принять, что при нагреве свыше 600 °C низко углеродистая сталь
имеет предел текучести, близкий к нулю.
Рассмотрим механизм возникновения собственных напряжений и
деформаций при наплавке валика на поверхность стального листа.
Примем следующие допущения, в принципе не искажающие происходя-
щие при наплавке физические явления: валик накладывается одно-
временно на всю длину листа. В процессе наложения валика нагреву
подвергается только центральная полоса пластины I (на рис. 3,л
заштрихована), края пластины II и III остаются ненагретыми. До-
пустим также, что полоса I по толщине нагревается равномерно.
В какой-то момент времени после наложения валика в полосе I
наступит тепловое равновесие и температура нагрева достигнет ве-
личины Т Если бы волокна полосы I не были связаны с волокнами
полос II и III, то полная длина полосы I вследствие нагрева до
температуры Т стала бы равной
/1 = /0(1 +аГ),
где а — коэффициент теплового расширения (принимают постоянным).
Однако такая связь имеется, и все три полосы пластины могут
деформироваться только совместно. Поэтому полоса I удлинится до
величины /2, меньшей (рис. 3,6). Вместе с ней удлинятся на-
столько же полосы II и III, которые в этом случае будут иг-
рать роль связей, препятствующих тепловому удлинению полосы I.
Следовательно, в процессе нагрева в полосе I возникнут напряже-
ния сжатия, в полосе II и III — напряжения растяжения. Если в про-
цессе нагрева напряжения сжатия в полосе I превысят предел уп-
ругости и достигнут предела текучести (что имеет место на прак-
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
375
Рис. 4. Зависимость объемных изменений от
температуры
тике при сварке и наплавке), то полоса
претерпит пластическую деформацию
сжатия, равную Д/пл.
При охлаждении полоса I будет
стремиться укоротиться на величину
полученной деформации сжатия Д/пл,
но этому препятствуют полосы II
и III. После полного охлаждения лист
в целом получит усадку Д/ост, мень-
шую, чем Д/пл. Вместе с этим в полосе
I возникнут остаточные напряжения растяжения, в полосах II и III —
остаточные напряжения сжатия. Поле остаточных сварочных напря-
жений в листе в целом будет находиться в равновесии.
Остаточные напряжения равны по величине и обратны Тю знаку
временным напряжениям, имевшим место в период нагрева и исчез-
нувшим вследствие протекающих пластических деформаций. Упрощен-
ные эпюры временных и остаточных напряжений показаны соответст-
венно на рис. 3,6 и в. В действительности, при сварке и наплавке рас-
пределение температур в элементе подчиняется более сложному за-
кону (см. рис. 2,6). Являясь функцией температуры, тепловые де-
формации и, следовательно, временные и остаточные напряжения
также распределяются по сечениям элемента по более сложным
законам. Тем не менее в любом случае сварки и наплавки (плав-
лением) в сварном изделии практически всегда можно выделить
участки, где будут протекать пластические деформации и возникнут
остаточные сварочные напряжения, равные пределу текучести материа-
ла или близкие к нему. Чаще всего это участки шва и околошов-
ной зоны. Протяженность этих участков зависит от многих факторов,
в числе которых можно назвать режимы сварки и геометрические
размеры изделия.
Структурные превращения как причина возникновения остаточных
напряжений. Нагрев металла при сварке и наплавке вызывает не толь-
ко температурные объемные изменения, но и структурные превраще-
ния. Эти превращения также приводят к объемным изменениям
и возникновению в ряде случаев остаточных (структурных) напряжений.
Механизм возникновения структурных напряжений можно пред-
ставить следующим образом. Околошовная зона подвергается нагреву
до температур, превышающих Act и Ас2*. В интервале этих темпе-
ратур имеет место аустенитное превращение, связанное с уменьшением
удельного объема (рис. 4, кривая 1). Низкоуглеродистые стали при
Для низкоуглеродистой стали Aci = 723 °C, Ас2 = 850 °C.
376
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
этих температурах пластичны, и происходящие объемные изменения
не сопровождаются образованием напряжений в металле. При ох-
лаждении распад аустенита у низкоуглеродистых сталей происходит
примерно в том же интервале температур, вследствие чего и это фа-
зовое превращение не вызывает возникновения внутренних напряжений
(рис. 4, кривая 2).
При охлаждении легированных сталей распад аустенита может
сопровождаться образованием мартенситной фазы. Образование мар-
тенсита связано с увеличением объема (рис. 4, кривая 3). В за-
висимости от химического состава и скорости охлаждения распад
аустенита и образование мартенсита могут иметь место при низких
температурах, когда сталь находится в упругом состоянии. В этом
случае расширению объемов с образовавшейся структурой мартен-
сита препятствуют участки, не претерпевшие структурных превра-
щений.
Поэтому в объемах со структурой мартенсита возникают оста-
точные напряжения сжатия.
Возникновение структурных остаточных напряжений при сварке
закаливающихся сталей существенно изменяет характер распределе-
ния сварочных напряжений.
Например, при сварке стали 35XH3M в шве и околошовной
зоне возникают остаточные напряжения сжатия вместо растягивающих
напряжений, которые имели бы место при отсутствии структурных
превращений.
Влияние остаточных сварочных напряжений на прочность сварных
соединении и конструкции. Напряжения, возникающие при сварке,
часто достигают в отдельных участках сварного соединения вели-
чины предела текучести. Иначе говоря, в сварном изделии дей-
ствуют напряжения, превышающие допускаемые, еще до приложения
к ней полезной нагрузки. Прочность сварной конструкции может
оказаться выше расчетной, когда остаточные сварочные напряжения
и рабочие напряжения разного знака взаимно компенсируются. При
этом остаточные сварочные напряжения являются резервом повыше-
ния прочности сварной конструкции.
При статической нагрузке остаточные сварочные напряжения
не влияют на прочность сварных соединений и конструкций, когда
металл сохраняет способность- пластически деформироваться. Если
напряжения от внешней нагрузки складываются с остаточными
напряжениями, наступает местная пластическая деформация, в ре-
зультате которой увеличения напряжений выше предела текучести
не происходит. Местная текучесть обычно захватывает небольшие
участки сварного соединения и не исчерпывает пластических свойств
металла.
В результате местной текучести прочность, а также геометри-
ческие размеры соединения или конструкции не изменяются или
изменяются незначительно, однако это явление нежелательно в кон-
струкциях точных станков и приборов.
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
377
Металл утрачивает способность пластически деформироваться в
следующих случаях:
при наличии объемного поля остаточных сварочных напряжений
(большая толщина, закрепление изделия по трем осям). В этом
случае при сложении объемных остаточных напряжений с рабочими
разрушение может произойти до появления пластической деформа-
ции, так как металл переходит в хрупкое состояние. Следует от-
метить, что плоское поле остаточных напряжений также снижает
способность металла пластически деформироваться, хотя и в мень-
шей степени;
при наличии резкого концентратора напряжений (острый надрез,
непровар, неплавный переход от одного сечения к другому), рас-
положенного поперек действия растягивающих остаточных и рабо-
чих напряжений;
при низкой температуре, которая может перевести металл в
хрупкое состояние.
Металл с низкими пластическими свойствами склонен к пере-
ходу в хрупкое состояние в значительно большей степени, чем
пластичный. Ввиду этого сварные соединения и конструкции из
высокопрочных сталей весьма чувствительны к наличию остаточных
напряжений.
Влияние остаточных сварочных напряжений на прочность при
усталостной нагрузке подчиняется общим закономерностям, рас-
смотренным выше. Эффективность влияния остаточных напряжений
на усталостную прочность увеличивается при наличии концентрато-
ров напряжений в виде острых надрезов, а также с понижением
пластических свойств металла.
Хрупкое разрушение при наличии сварочных напряжений имеет
следующие особенности: разрушение носит внезапный характер и
не имеет следов пластических деформаций: хрупкая трещина, воз-
никая в местах концентрации напряжений, пересекает большую часть
или все сечение, разрушение наступает при незначительных рабо-
чих напряжениях.
В этом случае поле остаточных сварочных напряжений играет
роль источника энергии для развития возникающей хрупкой тре-
щины. Высокие остаточные сварочные напряжения являются также
необходимым (силовым) компонентом условий для возникновения
и развития холодных технологических трещин в период времени,
непосредственно следующий за сваркой.
Остаточные сварочные сжимающие напряжения могут быть также
причиной потери устойчивости листовых сварных конструкций (ре-
зервуаров различного рода, трубопроводов), а также колонн и стоек.
Потеря устойчивости элементов или конструкции в целом может
иметь место даже при отсутствии рабочих напряжений, если уровень
остаточных напряжений превысит критический.
Влияние остаточных деформаций на качество сварных конструк-
ций проявляется в следующем. Остаточная деформация узлов и
378
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
элементов крупной конструкции затрудняет сборку или делает ее
невозможной без подгонки, подрубки, правки. Это усложняет
технологию и увеличивает трудоемкость изготовления конструкции.
Возникающие в процессе сварки деформации заготовки требуют
назначения повышенных припусков на механическую обработку.
Очень опасно искажение геометрических сечений элементов и
конструкции в целом в результате сварочных деформаций. Это
явление может привести к появлению неучтенных напряжений при
эксплуатации конструкции и выходу ее из строя. Искажение
формы трубопроводов и других изделий может существенно изме-
нить эксплуатационные характеристики сварного изделия. И, наконец,
остаточные деформации ухудшают внешний вид изделия. Это в
основном относится к листовым обшивкам кабин автомобилей,
вагонов и др.
Методы устранения сварочных напряжении. Снятие остаточных
сварочных напряжений с целью повышения прочности и долго-
вечности сварных конструкций должно подтверждаться действитель-
ной необходимостью операции, так как во многих случаях оста-
точные сварочные напряжения не влияют на прочность сварных
конструкций.
Разработаны следующие методы устранения остаточных свароч-
ных напряжений. .
Общий высокий отпуск в термических печах. Конструкцию
нагревают до 600 —650 °C и выдерживают при этой температуре
при толщине элементов до 20 мм 3 ч; 20 — 36 мм 4 ч. После
выдержки — охлаждение на воздухе.
Местный высокий отпуск применяют для снижения уровня ос-
таточных напряжений в отдельных участках или элементах сварных
конструкций, а также для повышения пластических свойств. Элемен-
ты нагревают в переносных термических печах (ТВЧ). Следует учи-
тывать, что неравномерный нагрев при местном отпуске вызывает
свои остаточные напряжения, которые могут достигать значитель-
ной величины.
Механический отпуск заключается в воздействии на конструк-
цию напряжений, равномерно распределенных по сечению и дости-
гающих предела текучести. Этот способ вызывает побочные явле-
ния: наклеп, снижение пластических свойств. Способ затруднителен
для выполнения, так как требует приложения к конструкции зна-
чительных усилий.
Термопластический отпуск заключается в нагреве смежных, па-
раллельных шву зон, в которых действуют остаточные напряжения
сжатия. Удлинение нагреваемых зон вызывает в шве напряжения
растяжения и пластическую деформацию, снимающую остаточные
напряжения.
Методом обкатки устраняют одновременно остаточные напря-
жения и остаточные деформации в тонкостенных сварных изделиях
из пластических материалов. Метод обработки заключается в про-
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
379
пускании изделия между роликами или валиками с определенным
усилием обжатия. Обкатке подвергают шов и околошовную зону
или все изделие. Этот метод является развитием метода проковки.
Метод проковки швов также устраняет одновременно остаточ-
ные напряжения и деформации. Более эффективна проковка швов
в горячем состоянии.
Возникновение остаточных сварочных напряжений можно пре-
дотвратить снижением степени неравномерности нагрева изделия при
сварке. Поэтому стремятся выбрать режим, -обеспечивающий на-
иболее равномерный нагрев изделия по поперечному сечению, а
также применяют сопутствующий подогрев.
Методы предотвращения и устранения сварочных деформаций.
Деформации сварных конструкций можно условно подразделить на
следующие виды.
Продольное укорочение является следствием продольной усадки
шва и околошовной зоны.
Поперечное укорочение обусловлено поперечной усадкой шва и
околошовной зоны. Оба вида деформации образуются при сим-
метричном наложении сварных швов. Численные значения усадки
для различных типов сварных соединений в зависимости от спо-
соба сварки приведены в табл. 22.
Деформация изгиба конструкции возникает в случае несиммет-
ричного расположения швов относительно центра тяжести сечения.
Деформация изгиба определяется стрелой прогиба (рис. 5, а и 6).
Скручивание (рис. 5, в) имеет место при сварке двутавровых,
коробчатых и иного сечения балок значительной длины. Деформа-
ция этого вида образуется вследствие неодновременности наложе-
ния поясных швов, разной жесткости сечения по осям симметрии
и наличия полей остаточных напряжений в элементах конструкции
до сварки.
Выпучины и волнистость (рис. 6) образуются в листовых кон-
струкциях в результате возникновения остаточных напряжений сжатия
и потери устойчивости листов.
Угловые деформации возникают в результате поперечной усадки
сварных швов и зон, в которых в процессе нагрева имели место
пластические деформации обжатия. В листах (см. рис. 5,6), угловые
деформации имеют место при неполном проплавлении толщины.
При полном проплавлении толщины угловые деформации незначи-
тельны или полностью отсутствуют.
В двутавровых и тавровых сварных соединениях угловая де-
формация приводит к так называемой грибовидности полок. Величина
угловой деформации оценивается величиной угла 0 (см. рис. 5).
Деформации сварных конструкций имеют, как правило, сложный
характер. Так, в сварных тавровых и двутавровых балках имеют
место поперечные и продольные укорочения, продольный изгиб,
угловые деформации (грибовидность полок).
380
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рис. 5. Остаточные деформация изгиба сварных
тавровых балок (а), изгиба листов (б) и скру-
чивания двутавровой сварной балки (в)
При сварке листов встык также раз-
виваются деформации продольного и
поперечного укорочения, продольный
изгиб, угловые деформации и т. д.
Деформации сварных составных кон-
струкций (тавровые и двутавровые
балки и др.) определяются в основном
деформацией наиболее жестких элементов конструкции. Например,
деформация продольного изгиба при сварке тавра с нормальной
толщиной полки определяется деформацией стенки, при сварке тав-
ра с увеличенной толщиной полки — деформацией полки (см.
рис. 5, а). При сварке листов разной ширины встык деформация
рис. 6. Местные остаточные деформации:
а — выпучивание листов; б — волнистость пояса сварной тавровой балки
СВАРОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ
381
соединения будет определяться деформацией более широкого и
более жесткого листа (рис. 7).
Мероприятия по уменьшению сварочных деформаций можно
разделить на три группы: конструктивные, технологические, про-
водимые в процессе сварки, и технологические, проводимые после
сварки. Первая и вторая группы мероприятий имеют целью пре-
дотвращение возникновения деформаций, третья группа направлена
на устранение возникших деформаций в готовых изделиях.
Конструктивные мероприятия заключаются в следующем:
сечения сварных швов назначают минимальными (по условиям
прочности). Увеличение сечения швов ведет к увеличению объемов,
в которых протекают пластические деформации;
швы необходимо располагать возможно ближе к оси, проходя-
щей через центр тяжести сечения. Каждую пару параллельных
швов располагают симметрично относительно оси, проходящей через
центр тяжести сечения;
для уравновешивания деформаций припуски деталей на усадку
должны быть равны усадке с тем, чтобы размеры конструкции
после сварки соответствовали проектным; для уменьшения угловой
деформации угол раскрытия V-образной разделки должен быть
минимальным;
в пространственно развитых конструкциях коробчатого сечения
для предотвращения потери устойчивости “элементов и образования
выпучин целесообразно применять вспомогательные элементы в виде
ребер жесткости, диафрагм, косынок, распоров;
необходимо предусматривать возможность использования зажим-
ных сборочно-сварочных приспособлений;
число швов в конструкции должно быть по возможности ми-
нимальным.
Рис. 7. Остаточная деформация изгиба
при сварке двух листов разной ширины
встык
Рис. 8. Схема обратной деформации
при сварке тавровой балки
382
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рис. 9. Схема правки нагревом (размеры указаны в мм):
а — тавровой балки; б — выпучин листа
Наиболее важные технологические меры предотвращения воз-
никновения сварочных напряжений следующие:
назначение оптимального режима сварки, с тем чтобы зона
разогрева деталей была минимальной;
правильный порядок выполнения швов; деформация, образующая-
ся после наложения первого шва, должна компенсироваться обрат-
ной деформацией после наложения последующего шва;
при выполнении швов большей протяженности использовать
обратно-ступенчатый способ сварки;
проковка швов в процессе сварки. При выполнении многослой-
ных швов последний шов проковывать не рекомендуется во избе-
жание появления трещин;
применение способа обратных деформаций (рис. 8). Способ
заключается в придании свариваемым элементам деформации в сто-
рону, обратную ожидаемой. Величину и направление действитель-
ных деформаций определяют предварительно опытным путем.
Для устранения остаточных деформаций применяют холодную и
горячую правку изделий. Холодная правка основана на растяжении
укороченных элементов сварных изделий до проектных размеров.
В процессе холодной правки происходит пластическое деформиро-
вание растягиваемых волокон, что вызывает наклеп и перераспре-
деление полей остаточных напряжений. Необходимо учитывать, что
чрезмерная деформация может вызвать появление в металле трещин,
что для конструкций недопустимо. Наклеп, вызванный пластической
деформацией, увеличивает склонность металла к хрупкому разруше-
нию. Холодную правку выполняют с помощью прессов, домкратов,
вальцов или вручную кузнечным инструментом.
Горячую правку выполняют с помощью электрического или
газового нагрева. Этим способом можно устранить искривление
сварных элементов, а также выпучины в листовых конструкциях.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 383
При этом способе правки нагревают пятнами или участками удли-
ненные волокна элемента, чем вызывают пластические деформации
укорочения (обжатия). В процессе охлаждения места обжатия натя-
гивают прилежащие волокна и выравнивают деформированные места.
Характер нагрева при горячей правке показан на рис. 9. Для
контроля за ходом правки рекомендуется вести нагрев пятнами
или участками через интервал времени, достаточный для остыва-
ния поля нагретого участка.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА
СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Огромное разнообразие типов сварных конструкций, выпуска-
емых промышленными предприятиями страны, вызвало необходи-
мость разработать «Технологическую классификацию сварных кон-
струкций в машиностроении». Этот документ позволил типизировать
технологические процессы изготовления, приемки, испытаний и мон-
таж, подразделить по технологическим и другим возможностям
сварочное оборудование, установки, оснастку, что позволяет разра-
батывать типовые проекты сборочно-сварочных цехов и участков
с типовыми технологическими процессами. Основными параметра-
ми, которые объединяют группы сварных конструкций, являются:
конструктивная форма изделия; тип заготовок; толщина, масса
и марки металлов; характер сопряжения свариваемых элементов;
классификация швов; тип сварного соединения; габариты изделия.
В зависимости от числа общих параметров все машиностроитель-
ные конструкции подразделяются на виды, типы, классы, подклассы,
группы и подгруппы. В подгруппе сварные конструкции имеют
максимальное число общих параметров.
Принципиальная и рабочая технология (технологическая карта)
разрабатывается на основе соответствующих ГОСТов, ТУ и др.
В общих технических условиях содержатся требования: к мате-
риалам и заготовкам с указанием методов их приемки и испыта-
ния, изготовлению деталей конструкции с указанием способов за-
готовительных операций, сборочным операциям с указанием допусков
на размеры и форму, сварочным операциям с указанием способов
сварки, сварочных материалов, квалификации сварщиков, методам
и объемам испытаний (контроля) деталей, узлов и изделия в це-
лом с указанием способов устранения дефектов, мест клеймения
(то же в отношении качества швов сварных соединений), терми-
ческой обработке деталей, узлов и всего изделия в целом, приемке
готовых изделий, окраске, маркировке и упаковке (в случае необ-
ходимости указывают способы консервации и расконсервации из-
делия), технической документации на готовое изделие.
Отраслевые и заводские стандарты содержат в основном те
же требования, но применительно к более конкретным изделиям.
384
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Значение технологического процесса. Качество проекта техноло-
гического процесса изготовления сварных конструкций в основном
определяет их технико-экономические показатели, такие, как надеж-
ность, экономичность в изготовлении и эксплуатации. В проекте
технологии изготовления комплексно разрабатывают операции заго-
товки, сборки, сварки и контроля качества готового изделия. Ра-
ционально разработанный проект должен обеспечить изготовление
изделия при минимальной трудоемкости операций, минимальном
расходе сварочных материалов и электроэнергии, с высоким ка-
чеством сварных соединений, при наименьших остаточных дефор-
мациях конструкции и при полном соблюдении мер по технике
безопасности.
Наиболее прогрессивный способ проектирования — одновременная
разработка конструкции и технология производства.
Принципиальная технология производства предусматривает сле-
дующее: последовательность "технологических операций, разбивку
конструкции на отдельные технологические узлы или элементы,
эскизную проработку специальных приспособлений и оснастки, рас-
четы режимов сварки основных сварочных операций, расчеты ожи-
даемых сварочных деформаций, сравнительную технико-экономиче-
скую оценку разработанных вариантов технологии.
После окончательного утверждения технологического проекта и
принятого варианта технологии выполняют рабочее проектирование
конструкции и составление рабочей технологии.
Рабочая технология включает: уточнения и изменения принци-
пиальной технологии, связанные с изменением конструкции на этапе
рабочего проектирования; разработку технологических карт с указа-
нием всех параметров режимов сварки, применяемых сварочных
материалов и оборудования; краткие описания технологических
приемов выполнения отдельных технологических операций; требования
к точности и качеству сварных конструкций на отдельных этапах
ее изготовления; указания методов проверки точности и контроля
качества соединений, узлов и готовой конструкции.
Одновременно с разработкой рабочей технологии ведут выбор
или проектирование оснастки и приспособлений.
Выбор схемы технологического процесса определяется характером
или типом производства. Различают три типа производства: еди-
ничное, серийное и массовое. Единичное производство предусмат-
ривает изготовление разнообразных по назначению, форме и разме-
рам конструкций. Партия однотипных конструкций при единичном
производстве состоит из одной или нескольких единиц. Особенностью
этого производства является отсутствие специализации рабочих мест.
Переход на выпуск других конструкций требует иногда переосна-
щения рабочего места. Применение специализированных приспособ-
лений в единичном производстве экономически не оправдывается.
Поэтому рабочие места оснащают приспособлениями, которые мо-
гут быть использованы при изготовлении различных конструкций.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 385
При изготовлении изделий большими партиями производство
является серийным. Рабочие места при серийном производстве ос-
нащают специализированными приспособлениями, применение ко-
торых позволяет увеличить производительность труда и повысить
качество продукции. В серийном производстве заготовки обычно
изготовляют более точно, поэтому объем пригоночных работ ми-
нимален.
При массовом производстве рабочие места также строго спе-
циализированы и оснащены специальным оборудованием и быстро-
действующими приспособлениями. Пригоночные операции при массо-
вом производстве отсутствуют, так как детали изготовляют с жест-
кими допусками. При массовом производстве применяют механизи-
рованные поточные линии сборки и сварки, а также автоматические
линии.
Технологическая карта — основной производственный документ,
в котором приведены все данные о заготовке, сборке, сварке и
контроле качества изделия. Выполнение положений, зафиксирован-
ных в утвержденной технологической карте, строго обязательно.
При составлении технологической карты технолог должен придер-
живаться схемы утвержденной принципиальной технологии. Состав-
ленная карта должна быть понятна без пояснительной записки.
В большинстве случаев технологию сборки и сварки приводят в
одной карте, в порядке очередности выполнения операций.
Заготовка деталей. К заготовительным операциям относят сле-
дующие: правку листового и профильного проката, разметку и
наметку, раскрой проката, обработку кромок и торцов, гибочные
и вальцовочные работы.
Правку листовой и универсальной стали производят в холод-
ном состоянии на листоправйльных вальцах. При этом устраняют
общие и местные неровности, волнистость кромки, саблевидность
и другие дефекты. Схема правки листовой стали показана на
рис. 10.
Угловые профили правят на углоправйльных вальцах (рис. 11, а),
устройство которых аналогично устройству листоправйльных вальцов
(за исключением формы роликов).
Швеллеры, двутавры и другие профили правят на правйльно-
гибочном прессе (рис. 11,6).
Разметкой называют процесс вычерчивания детали на материале
в натуральную величину с нанесением линий гибов, вырезов и
центров отверстий. В единичном производстве линии разметки на-
ходят построением.
Рис. 10. Схема правки листовой стали
13 п/р. В. В. Степанова
а)
Рис. 11. Правильные приспособления:
а — углоправйльные вальцы (/ — электродвигатель; 2 — редуктор; 3 - литые рамки; 4 - верхние ролики; 5 — нижние приводные
ролики); б — правильно-гибочный (кулачковый) пресс (/—штурвалы; 2-опоры; 3 —толкатель; 4 — электродвигатель)
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 387
Рис. 12. Ножницы для резки металла:
а - гильотинные; б - пресс-ножницы; в — дисковые; г — многодисковые; 1 и 4 —
ножки; 2 — разрезаемый лист; 3 — прижим; 5 — упор; 6 и 7 — дисковые ножи
При заготовке нескольких одинаковых деталей их размечают
по шаблону. Контур шаблона вычерчивают построением. Материал
шаблона — фанера, картон, дерево, листовая сталь. Разметку по
шаблону называют наметкой.
Совмещая разметку с вырезкой деталей на газопламенных ап-
паратах, можно существенно сократить общую трудоемкость заго-
товки. Наиболее прогрессивна вырезка деталей без разметки по
механическим копирам, фотокопированием, на машинах с програм-
мным управлением.
Раскрой проката осуществляют на гильотинных, дисковых, уг-
ловых и пресс-ножницах (рис. 12).
При заготовке деталей для ответственных несущих конструк-
ций, при значительной кривизне деталей после резки, а также
после резки на ножницах при толщине металла свыше 16 мм про-
дольные кромки прострагивают на кромкострогальных станках, торцы
фрезеруют на торцефрезерных станках. На кромкострогальных стан-
ках можно обрабатывать кромки деталей длиной до 17,5 м. В про-
цессе строгания при необходимости можно скашивать кромки для
образования разделки под сварку.
Газопламенную резку кромок как самостоятельную операцию
применяют редко. Обработку кромок под сварку (снятие фасок)
обычно совмещают с операцией вырезки деталей.
Гибочные работы в зависимости от толщины и сортамента
металла, а также радиуса кривизны производят в холодном или
13*
388
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Рис. 13. Схема вальцовки листа на трехвалковых листогибочных вальцах:
а и б — подвальцовка концевых участков листа; в — вальцовка листа в замкну-
тый цилиндр; 1 — лист; 2 — постель
нагретом состоянии. Цилиндрическую или коническую форму при-
дают деталям на трехвалковых листогибочных вальцах (рис. 13).
Холодную гибку на вальцах листовых деталей по заданному
радиусу называют вальцовкой. Чтобы деталь после вальцовки полу-
чила форму цилиндра, кромки листов предварительно подгибают
по меньшему радиусу. Кромки подгибают на кромкогибочном стан-
ке или в трехвалковых вальцах. Деталь, имеющую форму за-
мкнутого цилиндра, после вальцовки снимают с вальцов, предва-
рительно освобождая верхний валок из подшипника (с одного
конца).
При вальцовке угловых профилей «на полку» несколько уголков
скрепляют между собой электроприхватками в вальцах до нужного
диаметра.
При вальцовке уголков «на перо» на верхний валок вальцов
надевают два диска, между которыми оставляют зазор, равный
двойной толщине.
Гнутые профили стали, которые находят все большее приме-
нение в производстве сварных конструкций, получают на заводах
металлоконструкций на листогибочных прессах (рис. 14). Гибку в
нагретом состоянии производят для получения деталей с малым
радиусом кривизны, а также при гибке деталей значительной тол-
щины.
Сборка сварных конструкций заключается в размещении эле-
ментов конструкции (узла) в порядке, указанном в технологиче-
ской карте, и предварительном скреплении их между собой с по-
мощью приспособлений и наложении прихваток.
Сборка одна из наиболее ответственных операций. От качества
сборки в значительной степени зависит качество сварной конструк-
ции. Например, сборка с увеличенными зазорами, с несовпадением
свариваемых кромок по толщине требует наложения швов с боль-
шим объемом наплавленного металла, что приводит к увеличенным
остаточным деформациям конструкции.
5 — станина; 6 - электродвигатель
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 389
390
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Технология сборки определяется следующими факторами: типом
производства, особенностями конструкции и оснащенностью сбороч-
ного цеха. В зависимости от этих факторов существует два ва-
рианта сборки: первый — сборка из отдельных узлов, на которые
расчленяют конструкцию, второй — сборка из отдельных элементов,
минуя сборку в узлы.
Первый вариант более рационален, так как можно собирать
одновременно несколько узлов. Кроме того, отдельные узлы легче
править, чем полностью собранную конструкцию.
Существуют следующие способы сборки: по предварительной
разметке, по упорам-фиксаторам или ио шаблонам, по контроль-
ным отверстиям. При сборке по первому методу положение каж-
дого элемента определяют по линиям, нанесенным на сопрягае-
мые элементы. Сборку по упорам-фиксаторам производят на плитах,
в кондукторах или в специализированных сборочных приспособле-
ниях.
При сборке по контрольным отверстиям сопрягаемые элементы
соединяют, совмещая эти отверстия.
При сборке конструкций широко используют разнообразные сбо-
рочные и сборочно-сварочные приспособления. Тип приспособления
определяется серийностью производства и степенью сложности кон-
струкции. При единичном производстве применяют преимущественно
универсальные приспособления. В серийном производстве наряду с
универсальными приспособлениями используют специализированные
сборочные установки с быстродействующими прижимами. В мас-
совом производстве применяют специализированные установки и
приспособления.
Применение приспособлений снижает трудоемкость сборочных
операций, уменьшает остаточные деформации, повышает качество
конструкций и упрощает контроль и приемку собранных конструкций.
Правильно спроектированное и изготовленное приспособление
должно отвечать следующим требованиям: быть удобным в эксплуа-
тации, обеспечивать проектные размеры изделия, быструю установку
элементов и съем собранного или сваренного изделия, иметь не-
высокую стоимость и удовлетворять требованиям техники безопас-
ности при выполнении сборочных и сварочных работ.
Универсальные приспособления используют при сборке на стел-
лажах, сборочных плитах, роликовых стендах. Эти приспособления
показаны на рис. 15 — 17. В качестве специализированных приспо-
соблений применяют разнообразные установки с механическими,
пневматическими и гидравлическими зажимами. Некоторые специали-
зированные установки показаны на рис. 18 — 19.
Широкое распространение в производстве сварных металлокон-
струкций получили сборочно-сварочные приспособления, обеспечиваю-
щие поворот изделий в положение, удобное для сварки, а также
перемещение изделий в процессе сварки. К ним относятся пози-
ционеры, кантователи, манипуляторы, вращатели, роликовые станды.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 391
6}
МИШ
Рис. 15. Универсальные сбо-
рочные приспособления:
а — клинья; б — упоры из лис-
тов и угловых профилей;
в — угловая сталь на прихват-
ках с болтом; г — стяжка вин-
товая; д —скобы; е — ры-
чажно-винтовая стяжка; ж —
струбцина откидная; з — дом-
крат
А-А

392
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Кантователь с электромеханическим приводом показан на рис. 20, а.
Изделие крепят в планшайбах стоек кантователя и поворачивают
с помощью привода в удобное для сборки и сварки положение.
Позиционер (рис. 20,6) предназначен также для установки изделий
в удобное для сборки и сварки положение и обеспечивает враще-
ние изделий с маршевой скоростью при различных углах наклона
оси вращения. Манипуляторы предназначены для сборки изделий и
их поворота со скоростью сварки и маршевой скоростью при
различных углах оси вращения изделия. Для сборки и сварки ма-
логабаритных изделий применяют манипуляторы с ручным приводом
Ряс. 17. Электромагнитный фиксатор:
1 — электромагниты; 2 — шарнир; 3 — шарнирно-рычажная система; 4 — гайка;
5 - включатель
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 393
Рис. 18. Кондукторы:
а — для сборки решетчатой конструкции (/ — собираемая конструкция; 2 — рама
кондуктора; 3 — упоры; 4 — сборочные болты и пробки; 5 — пробки — фикса-
торы раскосов); б — для сборки обечаек из полуцилиндров
394
ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
(рис. 20,г); для сборки и сварки крупногабаритных изделий — ма-
нипуляторы с электромеханическим приводом; для сборки и сварки
цилиндрических изделий большого диаметра (обечаек) — роликовые
стенды. Часть роликов стенда имеет электромеханический привод.
Роликовый стенд тяжелого типа грузоподъемностью до 50 т по-
казан на рис. 20, д.
Рис. 19. Портальная установка для сборки крупногабаритных коробчатых балок
(размеры указаны в мм):
/ — боковой прижим; 2 — боковой гидравлический цилиндр; 3 — корпус; 4 —
верхние прижимы; 5 — верхний гидравлический цилиндр; 6 — привод передви-
жения портала

Лучшей формой организации сборочно-сварочных работ являют-
ся поточные линии. Поточные линии могут иметь разные формы
организации и разное конструктивное оформление в зависимости от
программ производства, конструкции изделия, производственных пло-
щадей, уровня механизации в цехе и др.
ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ395
Рис. 20. Сборочно-сварочные приспособления:
а - кантователь двухстоечной с электромеханическим приводом грузоподъем-
ностью 10 т; б — позиционер карусельного типа СМ-500; в - манипулятор
с ручным приводом; г — роликовый стенд тяжелого типа
396
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Альбом оборудования для заготовительных работ в производстве свар-
ных конструкций/А. Д. Гитлевич, И. Н. Сухдв, Д. В. Быховский и др.
М.: Высшая школа, 1977, 136 с.
2.	Алюминиевые сплавы: Справочник/Под ред. И. Н. Фридляндера. Вып. 6.
М.: Металлургия, 1969, 180 с.
3.	Винокуров В. А. Сварочные деформации и напряжения. М.: Машино-
строение, 1968, 236 с.
4.	Механическое сварочное оборудование. Каталог-справочник. М.:
НИИМАШ, 1975, 76 с.
5.	Николаев Г. А., Куркин С. А., Винокуров В. А. Расчет, проекти-
рование и изготовление сварных конструкций. М.: Высшая школа, 1971,
с. 3-105.
6.	Сагалевич В. М. Методы устранения сварочных деформаций и на-
пряжений. М.: Машиностроение, 1974, 248 с.
7.	Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т./Под ред. В. А. Ви-
нокурова. Т. 3, М.: Машиностроение, 1979, 560 с.
8.	Строительные нормы и правила. СНиП II — В, 3 — 72. М.: Стройиздат,
1974, 70 с.
Глава 10
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
ГАЗОВАЯ СВАРКА
Сущность процесса газовой сварки заключается в том, что
свариваемый и присадочный металлы расплавляют в пламени, по-
лучающемся при сгорании какого-либо горючего газа в смеси с
кислородом, обычно применяют ацетилен. По сравнению с электро-
дуговой сваркой газовая сварка — процесс малопроизводительный.
Газовую сварку применяют при изготовлении тонких стальных из-
делий толщиной до 5 мм, сварке цветных металлов и их сплавов,
исправлении дефектов в чугунных и бронзовых отливках, а также
различных ремонтных работах.
Газы. Кислород применяют трех сортов: газообразный техни-
ческий первого сорта с чистотой 99,7%; второго сорта с чистотой
99,5% и третьего сорта с чистотой 99,2 % по ГОСТ 5583 — 78.
Примеси азота и аргона в техническом кислороде составляют 0,3 —
0,8 %. Кислород при нормальной температуре представляет собой
газ без цвета и запаха. Температура сжижения кислорода при
нормальном атмосферном давлении — 182,96 СС, при — 218,4 СС жидкий
кислород переходит в твердое состояние. При сгорании горючих
газов в смеси с кислородом температура пламени значительно
повышается по сравнению с температурой пламени, получающейся
ГАЗОВАЯ СВАРКА
397
при сгорании этих газов в смеси с воздухом. При нормальном
атмосферном давлении и температуре 20 °C масса 1 м3 газообразного
кислорода 1,33 кг. Из 1 л жидкого кислорода при испарении
получается 790 л газообразного. Жидкий кислород транспортируют
в специальных теплоизолированных сосудах — танках, газообразный
в стальных баллонах под давлением 15 МПа. При соприкоснове-
нии с маслами кислород взрывается.
Ацетилен представляет собой химическое соединение углерода
с водородом (химическая формула С2Н2). Температура пламени
при сгорании в смеси с кислородом до 3200 °C. При нормальном
атмосферном давлении и температуре 20 °C масса 1 м3 ацетилена
1,091 кг. При температуре от —82,4°C до —83,6°C ацетилен пре-
вращается в жидкость, при понижении температуры до — 85 С —
переходит в твердое вещество. В жидком и твердом состояниях
ацетилен очень взрывоопасен и взрывается от трения или удара.
При нагревании до 200 —300 °C ацетилен превращается в бензол.
В газообразном состоянии ацетилен взрывоопасен при одновремен-
ном повышении давления до 0,2 МПа и температуры до 450 —
500 °C, а также в смеси с кислородом или воздухом. Ацетилено-
кислородная смесь взрывоопасна при наличии в ней 2,8 — 93 % аце-
тилена по объему, ацетилено-воздушная смесь при 2,2 — 81 % ацетиле-
на по объему. Транспортируют ацетилен в стальных баллонах под
давлением 1,9 МПа.
Получают ацетилен из карбида кальция путем воздействия на
последний водой. При реакции с водой 1 кг карбида кальция
дает 230 — 280 л газообразного ацетилена. В результате реакции
получают газообразный ацетилен С2Н2 и гашеную известь Са(ОН)2:
СаС2 + 2Н2О = С2Н2 + Са(ОН)2.
Карбид кальция получают сплавлением извести и кокса в
электрических печах при температуре 1900 —2300 °C. Карбид каль-
ция транспортируют в специальных стальных герметически закрытых
барабанах. Масса барабанов с карбидом кальция может быть
50 — 130 кг. Кроме ацетилена, применяют и другие горючие газы,
свойства которых приведены в табл. 1.
Оборудование для газовой сварки. Ацетиленовые генераторы пред-
ставляют собой аппараты, предназначенные для получения ацетилена
из карбида кальция. Ацетиленовые генераторы согласно ГОСТ 5190 — 67
различаются по производительности, способу устройства и системе
регулирования взаимодействия карбида кальция с водой.
По производительности генераторы выпускаются на 0,5; 0,75;
1,25; 2,5; 3,5; 5; 10; 20; 40; 80; 160 и 320 м3/ч ацетилена.
Генераторы делят на передвижные и стационарные. Передвижные
генераторы изготовляют производительностью до 3 м3/ч, а с боль-
шей производительностью — стационарные. По системе регулирова-
ния взаимодействия карбида кальция с водой различают генера-
торы системы «карбид в воду», «вода на карбид», «вытеснения»,
398
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
1. Горючие газы
Газ	Температура нор- мального пламени при сгорании в смеси с кислоро- дом, °C	Применение
Ацетилен	32 00	Сварка всех металлов, резка, пайка и поверхностная закалка
Водород	2100	Сварка сталей толщиной до 2 мм, чугуна, алюминия и его сплавов, резка
Коксовы w	2200	Пайка и сварка легкоплавких цвет- ных металлов, резка
Нефтяной	2300	Сварка сталей толщиной до 2 мм, чугуна, цветных металлов и их сплавов, пайка и резка
ПиролизньГ	2200-2300	Пайка, резка, поверхностная закал- ка
Природный (метан)	1850	Сварка легкоплавких металлов, пайка, резка
Пары керосина	25U0	Пайка, резка, поверхностная за- калка
Пропан-бутановая смесь	2050	Сварка и пайка чугуна и цветных металлов, резка и поверхностная закалка
комбинированные — «вода на карбид и вытеснения», «сухие». В ге-
нераторах «карбид в воду» в постоянный объем воды подают
карбид кальция. Количество образующегося газа регулируют коли-
чеством карбида кальция, подаваемого в воду. У генераторов «вода
па карбид» в специальное загрузочное устройство, куда засыпан
карбид, периодически подают воду. Количество образующегося газа
регулируют количеством подаваемой воды. В генераторах «вытес-
нения» вода и карбид кальция периодически соприкасаются. Эти
генераторы также называют «контактными». Количество образующе-
гося газа регулируют изменением количества карбида, соприкасающе-
гося с водой, или изменением количества воды, соприкасающейся
с карбидом кальция. Комбинированные генераторы представляют
собой совмещение двух систем, например «вода на карбид» и
«вытеснения». В «сухих» генераторах при получении ацетилена до-
зируются и вода и карбид, при этом получается сухая гашеная
известь.
Генераторы бывают низкого (0,01 МПа), среднего (0,01 —0,15 МПа)
и высокого (более 0,15 МПа) давления.
Основные технические сведения об ацетиленовых генераторах,
применяющихся в промышленности, приведены в табл. 2.
ГАЗОВАЯ СВАРКА
399
2. Основные технические данные ацетиленовых генераторов
Марка	Принцип действия	Произво- дитель- ность, М3/ч	Рабочее давление ацетилена, МПа	Единовре- менная за- грузка кар- бида каль- ция, кг	Масса гене- ратора без воды и карбида кальция, кг
ГВД-0,8 МГВ-0,8; АСМ-1-66	Контактный, вытеснением	0,8	0,007-0,03 0,008-0,03	2	19,5 19
ГНВ-1,25; АНВ-1-66	Комбиниро- ванный «вода	1,25 2,0	0,0025-0,003	4	42
АНД-1-61	на карбид и	2,0	0,0028-0,005	7	62
ГВР-1,25М; ГВР-1,25; МЧ	вытеснение»	1,25	0,008-0,015	4	54
ГВР-3		3	0,015-0,03	8	НО
МГ-65	«Вода на кар- бид»	2	0,0011	5	65
ГПР-65	«Карбид на	35	0,09-0,12	150	750
ГРК-10	воду»	10	0,07	25	520
Схема устройства и работы передвижного генератора низкого
давления марки ГНВ-1,25 показана на рис. 1. Корпус 1 генератора
разделен на две части перегородкой 2. В корпусе генератора по-
мещают реторту 6, которая сообщается с нижней частью корпуса
посредством крана 4 и резинового рукава 5. На корпусе генера-
тора крепят водяной затвор 9, который соединяют посредством
крана 11, резинового рукава 12 и трубки 13 с газовой полостью
генератора. Перед началом работы в генератор заливают воду
при закрытом кране 4 и открытом кране 11. Водяной затвор
через воронку 10 заполняют водой до уровня контрольного крана
8. Корзинку 7 загружают карбидом кальция и вставляют в ретор-
ту 6, плотно закрывающуюся крышкой. После этого генератор готов
к действию. При открывании крана 4 вода по рукаву 5 поступа-
ет в реторту. Образующийся при реакции карбида кальция с водой
ацетилен поступает из реторты 6 по трубке 3 в нижнюю часть
генератора. При этом ацетилен вытесняет воду из нижней части
корпуса генератора в верхнюю. Вода поступает в реторту, пока
уровень воды в генераторе не понизится до уровня крана 4. При
дальнейшем поступлении ацетилена из реторты в газосборник дав-
ление в генераторе и реторте будет повышаться, но более медленно,
400
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
Рис. 1. Схема устройства ацетилено-
вого генератора типа ГНВ-1,25
так как вода из реторты вы-
тесняется в конусообразный
сосуд 14, открытый сверху. Это
несколько замедляет дальней-
шее разложение карбида каль-
ция и уменьшает выделение
ацетилена. Поступает ацетилен
из генератора к горелке или
резаку через трубку 13, рукав
12 и водяной затвор 9. По
мере отбора газа давление в
генераторе падает. При этом
вода из конусообразного со-
суда вновь поступает в ре-
торту и интенсивность раз-
ложения карбида увеличивается
и, следовательно, увеличивается образование ацетилена. Генератор
работает автоматически в зависимости от расхода газа.
Водяные затворы. Для предохранения от взрыва ацетиленовых
генераторов, а также газопроводов при централизованном снабже-
нии горючим газом газосварочных постов в случае возникновения
обратных ударов применяют специальные предохранительные уст-
ройства — водяные затворы. Обратным ударом называют внезапное
загорание горючей смеси внутри газосварочной горелки или резака,
распространяющееся затем по шлангам к ацетиленовому генератору.
Водяные затворы ставят только перед генераторами или перед га-
зопроводами. Перед ацетиленовыми баллонами водяные затворы не
ставят.
Схема устройства водяного затвора и его работы при обрат-
ном ударе показана на рис. 2. В цилиндрический корпус 1 во-
дяного затвора вварены газоподводящая трубка 2 и предохрани-
тельная трубка 3. Верхняя часть предохранительной трубки закан-
чивается воронкой 4, снабженной отбойником 5. Газоподводящая
трубка опускается в корпус водяного затвора ниже, чем предохра-
нительная. В верхней части водяного затвора имеется газоотводя-
щая трубка 6, по которой ацетилен из водяного затвора поступает
в рукав и подводится к газосварочной горелке или резаку. Ниже
газоотводящей трубки расположен контрольный кран 7. Перед на-
чалом работы в затвор заливают воду до уровня контрольного
крана (рис. 2, а).
При работе ацетилен проходит из генератора по газоподводя-
щей трубке, попадает в воду, находящуюся в водяном затворе,
а из воды поступает в верхнюю часть затвора (рис. 2,6). Скапли-
ГАЗОВАЯ СВАРКА
401
Рис. 2. Схема устройства и работы водяного затвора
ваясь в верхней части затвора, ацетилен подается по газоотводя-
щей трубке к горелке или резаку.
В случае возникновения обратного удара пламя по шлангу
доходит до газоотводящей трубки, а затем проникает внутрь водяно-
го затвора. При попадании пламени в водяной затвор ацетилен
в верхней части воспламеняется. Воспламенившийся ацетилен давит
на воду, которая уходит в газоподводящую трубку и закрывает
тем самым доступ пламени к генератору (рис. 2, в). Ввиду того
что уровень воды становится ниже нижнего конца предохранитель-
ной трубки, продукты горения из затвора выбрасываются наружу
через предохранительную трубку и воронку. При этом отбойник
предотвращает выплескивание воды из затвора. После ликвидации
обратного удара давление в затворе понижается и вода из газо-
подводящей трубки опускается в корпус затвора. При понижении
давления в водяной затвор через предохранительную трубку под-
сасывается воздух (рис. 2, г).
Выше описан принцип действия водяного затвора низкого дав-
ления. Принцип действия водяного затвора среднего давления не-
сколько иной. В этих затворах при воспламенении ацетилена вода
давит на специальный клапан, который закрывает газоподводящую
трубку, по которой ацетилен из генератора поступает в затвор.
Баллоны предназначены для хранения и транспортирования кис-
лорода, ацетилена и других газов. Они представляют собой сталь-
ные сосуды, имеющие в нижней части башмак, в верхней — гор-
ловину со специальными вентилями. Конструкция вентилей кислород-
ных и ацетиленовых баллонов различна, что исключает ошибочную
установку кислородного редуктора на ацетиленовый баллон и на-
оборот. На верхней сферической части баллонов выбивают их пас-
портные данные. К паспортным данным относят: тип баллона, за-
водской номер баллона, марку завода-изготовителя, массу, емкость,
402
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
рабочее и испытательное давления, дату изготовления, дату следую-
щего испытания, клеймо ОТК и клеймо инспекции Госгортехнадзора.
Баллоны через каждые пять лет подвергают осмотру и испыта-
нию. Ацетиленовые баллоны заполняют пористой массой — пемзой
или активированным углем. Пористая масса пропитывается ацето-
ном, в котором растворяется ацетилен. Это снижает его взрыво-
опасность. Баллоны для сжатых газов регламентированы
ГОСТ 949 — 73* Технические характеристики кислородных и ацетиле-
новых баллонов даны в табл. 3.
3. Технические характеристики кислородных и ацетиленовых баллонов
Параметр	Кислородный	АцетиленовьГ
Предельное рабочее давление, МПа	15,0	1,6
Испытательное давление, МПа	22,5	3,0
Состояние газа в баллоне	СжатьС	РастворенньГ
Цвет окраски	Голубой	Белый
Надпись на баллоне	«Кислород»	«Ацетилен»
Цвет надписи	Черный	Красный
Количество газа в баллоне, л	6000	5520
Жидкостная емкость, л	40	40
Размеры (высота х диаметр х тол-	1390x219x8	1390x219 x7
щина), мм		
Масса баллона без газа, кг	67	52
ГАЗОВАЯ СВАРКА
403
Редукторы предназначены для понижения давления газа, отби-
раемого из баллона, до рабочего давления, подаваемого в горелку
или резак. Редукторы могут быть однокамерные или двухкамер-
ные, постовые, рамповые и сетевые. Из постовых редукторов боль-
шое распространение получили кислородные редукторы РК-53,
РК-53БМ, КБО-60. КБД-60 и ацетиленовые редукторы РА-55,
РД-2АМ, АБО-5, АБД-5. Для пропан-бутана применяют редукторы
РД-1БМ, ДПП-1-65 и ПБО-5. Технические характеристики наиболее
распространенных кислородных, ацетиленовых и пропан-бутановых
редукторов приведены в табл. 4.
Принцип действия и устройство редуктора показаны на рис. 3.
Газ из баллона поступает в камеру высокого давления У, затем
проходит через зазор между клапаном 2 и седлом клапана в каме-
ру низкого давления 5. При этом в камеру низкого давления по-
падает небольшой объем газа, который расширяется в ней, и дав-
ление газа понижается. Необходимое давление газа в камере низко-
го давления регулируют изменением зазора между клапаном 2 и
седлом клапана. Этот зазор может изменяться с помощью регули-
ровочного винта 7. При ввертывании винта сжимаются пружины 6
и 4, клапан 2 поднимается и количество газа, попадающего в
камеру низкого давления 5, увеличивается; при вывертывании винта
количество газа уменьшается. По мере отбора газа из баллона
давление в баллоне падает, однако несмотря на это, редуктор
поддерживает рабочее давление постоянным. Например, если от-
бор газа из редуктора уменьшается, то в камере 5 давление
повышается, при этом газ сильнее давит на мембрану 8, которая
давит на пружину 6, а пружина 4 прижимает клапан 2 к седлу.
Следовательно, из камеры 1 в камеру 5 будет поступать меньшее
количество газа. Если же отбор газа из редуктора увеличивается,
то давление в камере 5 падает. При этом пружина 6 через мембра-
ну 8 и толкатель 3 сильнее давит на клапан 2 и больше при-
открывает его, в результате чего подача газа из камеры высокого
давления 1 в камеру низкого давления 5 увеличивается. Таким
образом, редуктор автоматически поддерживает постоянным установ-
ленное рабочее давление независимо от уменьшения давления в
баллоне и уменьшения или увеличения отбора газа из редуктора.
Рукава (шланги). Для подвода газа к горелкам или резакам
применяют специальные рукава, изготовленные из вулканизирован-
ной резины с одной или двумя тканевыми прокладками. Шланги
рассчитаны для работы при температуре окружающего воздуха от
+ 50 до — 35 °C. Для работы при более низких температурах при-
меняют специальные шланги из морозостойкой резины, выдержи-
вающей температуру до —65 °C.
Согласно ГОСТ 9356 — 75* в зависимости от назначения и
условий работы шланги выпускают трех типов:
I	— для подачи ацетилена, городского газа и других горючих
газов при рабочем давлении не более 0,6 МПа;
404
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
4. Технические характеристики кислородных, ацетиленовых и пропан-бутановых
редукторов
Марка	Редуци- руемый газ	Назначение	Окраска редуктора	Предел регулирова- ния рабочего давления, МПа	Пропуск- ная спо- собность, м3/ч
РК-53, РК-53БМ, КБО-60, КБД-60	Кислород	Для балло- нов	Голубая	0,1-0,15	60
КБД-25				0,05-0,8	25
ДКС-1-66, КСО-Ю		Сетевой		0,01-0,5	10
РКР-50 РК-250 КРУ-6000 КРУ-3000 КРУ-1500 КРУ-500 КРУ-250 КРР-61		РамповыГ		0,5-0,25	170 220 6000 3000 1500 500 250 220
				0,3-0,16	
				0,1-0,25	
РА-55 РД-2АМ АБО-5 АБД-5	Ацетилен	Для балло- нов	Белая	0,02-0,15 0,01-0,15	5
				0,01-0,12	
ДАС-1-66, ОСА-10		Сетевой		0,01-0,1	10
РАР-15 АРД-15 АРД-30		РамповьГ		0,02-0,15 0,02-0,1 0,02-0,1	15 15 30
РД-1БМ ДПП-1-65 ПБО-5	Пропан- бутан	Для балло- нов	Красная	0,005-0,15 0,01-0,3	5
ДПС-1-66, ПСО-6		Сетевой		0,02-0,15	6
ПРД-25		Рамповый		0,02-0,3	25
ГАЗОВАЯ СВАРКА
405
II	— для подачи жидких горючих — керосина и бензина при ра-
бочем давлении не более 0,6 МПа;
III	— для подачи кислорода при рабочем давлении не более
1,5 МПа.
Испытательное давление для шлангов типов I и II — 0,75 МПа,
а для типа III— 1,875 МПа. У шлангов типов I и II запас
прочности должен быть не менее, чем четырехкратный, а у типа
III — не менее, чем трахкратный по отношению к рабочему давлению.
Шланги выпускают с внутренними диаметрами 6, 9, 12 и 16 мм.
Шланги с внутренним диаметром 6 мм применяют для горелок
малой мощности типа ГСМ-53 и «Звездочка». Для горелок и резаков
нормальной и большой мощности применяют шланги с внутренним
диаметром 9, 12 и 16 мм.
По всей длине на шланги несмываемой краской наносится
сплошная полоса. На шлангах для горючих газов полоса красного
цвета, для жидких горючих — желтого цвета, на шлангах для кис-
лорода — голубого.
Длина шлангов для газосварочных постов должна быть 8 —20 м
и в крайних случаях до 50 м, так как при длине более 20 м
возрастают потери давления в шлангах.
При эксплуатации поверхность шлангов должна предохраняться
от проколов и повреждений. Проколы в шлангах могут вызвать не
только утечку газов, но и взрыв. В случае разрыва шланга или
его загорания необходимо немедленно погасить пламя горелки или
резака, а затем закрыть вентили баллонов.
Крепят шланги к горелкам, резакам и редукторам с помощью
специальных хомутиков или, как исключение, проволочными закрут-
ками.
Горелки являются основным рабочим инструментом при ведении
газосварочных работ. Горелки производят безынжекторные и инжек-
торные, более распространены горелки инжекторного типа (рис. 4).
Горелка состоит из ацетиленового ниппеля /, кислородного нип-
пеля 2, рукоятки 3, вентиля для ацетилена 4, вентиля для кисло-
рода 5, корпуса 6, накидной гайки 7, смесительной камеры 8,
наконечника 9 с мундштуком 10. Кислород и ацетилен подводят
к горелке по шлангам, которые надевают на кислородный и
Рис. 4. Схема устройства газосварочной горелки инжекторного типа
406
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
ацетиленовый ниппели. Подачу газов регулируют кислородным и
ацетиленовым вентилями. Внутри корпуса горелки находится инжек-
тор 77, через центральное отверстие которого в смесительную
камеру поступает кислород под избыточным давлением 0,1—0,4 МПа.
Ацетилен в смесительную камеру поступает с наружной части
инжектора за счет подсоса, который создает быстро истекающий
из инжектора кислород. В смесительной камере кислород и ацетилен
перемешиваются, и из мундштука истекает горючая смесь, которую
на выходе поджигают.
Наиболее распространены горелки типов «Москва» и ГС-3,
предназначенные для сварки металла толщиной 0,5 — 30 мм. Кроме
того, для сварки металла толщиной 0,2 — 4 мм применяют сварочные
горелки малой мощности типов ГС-2, «Малютка» и «Звездочка».
Технические характеристики газосварочных горелок приведены в
табл. 5. Горелки снабжают комплектом сменных наконечников.
Технология газовой сварки. Для получения хорошего качества
шва при газовой сварке необходимо правильно выбрать присадочный
металл, мощность горелки, номер наконечника и отрегулировать сва-
рочное пламя. Присадочный металл выбирают в зависимости от
химического состава свариваемого металла. Мощность горелки и
номер наконечника выбирают по толщине свариваемого металла.
Обычно на наконечниках указывают толщину свариваемого металла,
для которой предназначен данный наконечник. Большое влияние на
качество сварного шва оказывает газосварочное пламя. В зависимости
от соотношения кислорода и ацетилена в горючей смеси сварочное
пламя может быть нормальным, окислительным и науглероживаю-
щим.
Нормальное, или восстановительное, пламя получается при отно-
шении ацетилена к кислороду от 1:1 до 1 1,3. В большинстве
случаев при сварке применяют нормальное пламя, которое способ-
ствует раскислению металла сварочной ванны и получению ка-
чественного сварного шва. Окислительным называют пламя, в ко-
1 Z J
тором имеется избыток кислорода.
Такое пламя сильно окисляет ме-
талл сварочной ванны, способст-
вует получению пористости и
низкого качества сварного шва.
Пламя с избытком ацетилена
имеет желтый цвет и удлиненный
коптящий факел. Оно науглеро-
живает металл сварочной ванны.
Рис. 5. Схема нормального газосварочного
пламени:
7 — ядро; 2 — восстановительная зона;
3 - факел
ГАЗОВАЯ СВАРКА
407
5. Технические характеристики газосварочных горелок
Тип	№ нако- неч- ника	Толщина свариваемого металла (низкоуглероди- стая сталь), мм	Расход газов, л/ч		Рабочее давление кислоро- да, МПа
			Ацетилен*1	Кислород	
«Москва»	1	0,5-1,5	50-136	55-135	0,1-0,4
	2	1-3	120-240	120-240	0,15-0,4
	3	2,5-4	230-400	260 - 440	
	4	4-7	400-700	430-750	0,2-0,4
	5	7-11	670-11000		
	6	10-18	1050-1700	1150-1950	
	7	17-30	1700-2800	1900-3160	
ГС-3	1	0,5-1,5	50-125	55-135	0,1-0,4
	2	1-2,5	120-240	130-260	0,15-0,4
	3	2,5-4	230-400	260-440	
	4	4-7	400-700	430-750	
	5	7-11	660-1100	740-1200	0,2-0,4
	6	10-18	1050-1750	1150-1950	
	7	17-30	1700-2800	1900-3100	
ГС-2	0	0,3-0,6	25-60	28-70	0,08-0,4
	1	0,5-1,5	50-125	55-135	0,1-0,4
	2	1,0-2,5	120-240	130-260	0,15-0,4
	3	2,5-4	230-400	260-440	0,2-0,4
«Звездочка»	0	0,2-0,7	20-65	22-70	
	1	0,5-1,5	50-125	55-135	0,05-0,4
	2	1,0-2,5	120-240	130-260	
	3	2,5-4,0	230-400	250-440	0,2-0,4
*1 Рабочее давление ацетилена не менее 0,001 МПа.
Нормальное ацетилено-кислородное сварочное пламя (рис. 5)
делится на три резко выраженные зоны: ядро, восстановительную
зону и факел. Ядро имеет форму закругленного ярко светящегося
конуса. Оно состоит из раскаленных частиц углерода, которые
сгорают, выходя на наружную часть ядра. Расстояние от конца
мундштука до конца ядра (длина ядра) зависит от скорости исте-
чения горючей смеси из горелки.
Восстановительная зона состоит в основном из окиси углерода
и водорода, получающегося в результате сгорания ацетилена:
С2Н2 + О2 = 2СО + Н2.
408
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
Эта зона по сравнению с ядром имеет более темный цвет.
Максимальная температура пламени находится в восстановительной
зоне на расстоянии 2—4 мм от ядра, поэтому этой частью пламени
и производят расплавление свариваемого металла.
Факел располагается за восстановительной зоной и имеет удли-
ненную конусообразную форму. Состоит факел из углекислого газа
и паров воды, которые получаются в результате сгорания окиси
углерода и водорода, поступающих из восстановительной зоны.
Горение окиси углерода и водорода происходит за счет окружаю-
щего атмосферного воздуха:
2СО + Н2 + 1,502 = 2СО2 + Н2О.
В объеме факела имеется азот, попадающий из окружающего
воздуха.
Для различной толщины свариваемого металла применяют раз-
личную мощность сварочного пламени, которая характеризуется
часовым расходом ацетилена в литрах, приходящимся на 1 мм тол-
щины свариваемого металла.
В процессе сварки пламя не только расплавляет металл, но и
защищает расплавленную ванну от вредного влияния кислорода и
азота атмосферного воздуха. Поэтому при сварке необходимо,
чтобы расплавленный основной металл и конец присадочного ме-
талла находились все время в восстановительной зоне пламени.
Изменением угла наклона мундштука горелки к поверхности свари-
ваемого металла можно изменять интенсивность расплавления сва-
риваемого металла. Наиболее интенсивно металл расплавляется при
перпендикулярном расположении мундштука к поверхности металла.
При сварке очень тонких и особенно легкоплавких металлов
мундштук располагают почти параллельно поверхности свариваемого
металла.
При необходимости горелка может передвигаться по направлению
сварки, прямолинейно или с поперечными и круговыми движениями.
При сварке тонколистового металла и соединений с отбортовкой
кромок горелку передвигают прямолинейно без поперечных коле-
баний.
При выполнении сварного шва горелку можно передвигать
справа налево и слева направо. При сварке справа налево впереди
передвигают присадочный металл, а мундштук горелки и сварочное
пламя сзади.
При сварке слева направо мундштук горелки и сварочное пламя
перемещают впереди, за ними — присадочный металл. Применение
того или иного способа сварки в большой степени зависит от практи-
ческого навыка газосварщика.
Газовую сварку можно производить в различных пространствен-
ных положениях: нижнем, вертикальном, горизонтальном и пото-
лочном.
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
409
ГАЗОПРЕССОВАЯ СВАРКА
Газопрессовая сварка является высокопроизводительным способом
соединения металлов. При газопрессовой сварке торцы свариваемых
изделий разогревают газовым пламенем до пластического состояния
или до оплавления, а затем сдавливают. Этот вид сварки при-
меняют преимущественно для соединения встык труб, стержней,
рельсов и подобных им изделий.
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
По назначению кислородную резку делят на разделительную
и поверхностную. Разделительная резка предназначена для вырезки
заготовок, раскроя листов и выполнения других работ, связанных
с разрезкой металла на несколько частей. Поверхностная резка
предназначена для разделки канавок на металле, удаления по-
верхностных дефектов, на отливках, прокате и сварных швах, удаления
головок заклепок, снятия поверхностного слоя металла и ряда
других работ.
По способу выполнения кислородную резку делят на ручную и
машинную. Ручную резку выполняют специальным резаком, машин-
ную — на специальных газорезательных полуавтоматах и автоматах.
Кислородная резка основана на сгорании металла в струе техни-
чески чистого кислорода. Металл при резке нагревают пламенем,
которое образуется при сгорании какого-либо горючего газа в кисло-
роде. В некоторых случаях в качестве горючего газа используют
пары керосина или бензина. Кислород, сжигающий нагретый металл,
называют режущим. В процессе резки струю режущего кислорода
подают к месту реза отдельно от кислорода, идущего на обра-
зование горючей смеси для подогрева металла. Касаясь нагретого
металла, режущая струя кислорода интенсивно окисляет и сжигает
его верхние слои. Процесс окисления верхних слоев металла сопро-
вождается выделением большого количества тепла, которое идет
на прогрев нижних слоев металла. Процесс сгорания разрезаемого
металла распространяется на всю толщину, образующиеся окислы
выдуваются из места реза струей режущего кислорода.
Металл, подвергаемый резке кислородом, должен удовлетворять
следующим требованиям: температура воспламенения металла в кисло-
роде должна быть ниже температуры его плавления, окислы металла
должны иметь температуру плавления ниже, чем температура плавле-
ния самого металла, и обладать хорошей жидкотекучестью, металл
не должен иметь высокой теплопроводности. Медь, алюминий
и их сплавы, а также чугун не удовлетворяют этим требованиям
и не поддаются кислородной резке. Хорошо поддаются резке
низкоуглеродистые стали. Среднеуглеродистые и высокоуглеродистые
стали также достаточно хорошо режутся, однако в некоторых случаях
нужен предварительный их подогрев.
410
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
6. Влияние углерода и легирующих примесей на разрезаемость сталей обычной
кислородной резкой
Легирующий элемент	Влияние на разрезаемость
Углерод Кремний	При содержании более 1 % резка невозможна Сильно затрудняет резку при содержании более 4 % и одновременном содержании углерода в сплаве свыше 0,2%
Марганец Никель	Ухудшает резку при содержании более 4% Позволяет резку при содержании в стали до 7 %, однако при содержании более 34 % резка ухудшается
Хром	Очень сильно затрудняет резку при содержании более 5 °/
Вольфрам Молибден	/о Сильно затрудняет резку при содержании более 10% При содержании до 0,25 — 0,3% не затрудняет резку, но
Сера и фосфор	способствует закалке кромок реза При содержании в пределах, предусмотренных стандар- тами, на резку не влияют
Склонность сталей к закалке при содержании в них некоторых
легирующих примесей, а также при содержании углерода более
0,3 % приводит к образованию трещин при резке без предвари-
тельного подогрева. Легирующие примеси в сочетании с углеродом
неодинаково влияют на способность стали поддаваться кислородной
резке. Влияние различных элементов на разрезаемость сталей кисло-
родной резкой указано в табл. 6.
Для кислородной резки пригодны горючие газы и пары горючих
жидкостей, дающие температуру пламени при сгорании в смеси с
кислородом не менее 1800 °C. Особенно важную роль при резке
имеет чистота кислорода. Для резки необходимо применять кисло-
род с чистотой 98,5 — 99,5%. С понижением чистоты кислорода очень
сильно снижается производительность резки и увеличивается расход
кислорода. Сравнительные данные по снижению производительности
резки и увеличению расхода кислорода с понижением его чистоты
приведены в табл. 7.
Оборудование для кислородной резки. Резаки. Для кислородной
резки с применением ацетилена используют оборудование для аце-
тиленовой сварки, но вместо сварочной горелки применяют газо-
вый резак, обычно инжекторного типа (рис. 6).
Кислород по рукаву, надетому на кислородный ниппель 7,
поступает в резак. Часть кислорода, проходя вентиль 2 и инжектор
10, идет в смесительную камеру 9. Остальная часть кислорода
(режущий кислород) направляется в головку 5 через вентиль 3
и трубку 4. Из головки резака режущий кислород проходит через
центральный канал внутреннего мундштука 6 и поступает к месту
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
411
реза. Ацетилен подводится в резак по рукаву, надетому на нип-
пель 12. Затем ацетилен проходит через вентиль 7/ и по пазам
инжектора, находящимся на его наружной поверхности, поступает
в смесительную камеру 9. Ацетилен в смесительную камеру под-
сасывается кислородом, проходящим через центральное отверстие
инжектора. В смесительной камере образуется горючая смесь, ко-
торая проходит по трубке 8 в головку резака, откуда через
кольцевой зазор между наружным мундштуком 7 и внутренним
7. Зависимость времени резки и расхода кислорода от чистоты кислорода
Чистота кислоро- да, 70	Время резки 1 м реза, %	Расход кис- лорода на 1 м реза, %	Чистота кислоро- да, %	Время резки 1 м реза, /о	Расход кис- лорода на 1 м реза, %
99,5	100	100	98,0	120,7	145,9
99,0	105,3	111,9	97,5	131,0	168,1
98,5	112,9	129,2			
8. Техническая характеристика резака «Пламя-62»
Толщина разрезаемого металла*1, мм	№ мундштука		Давление, МПа		Ширина реза, мм	Скорость резки, мм/мин
	внутрен- него	наруж- ного	кислоро- да	ацети- лена		
3-6	1	1	0,3	0,06	2-2,5	550
6-25	2	1	0,52	0,07	2,5-3,5	370
50	3	1	0,85	0,08	3,5-4,5	260
100	4	2	1,85	0,09	4,5-7	165
200	5	2	3,35	0,10	7-10	100
300	5	2	4,2	0,12	10-15	80
1 Низкоуглеродистая сталь.
412
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
мундштуком 6 выходит наружу. На выходе горючую смесь поджи-
гают, и при этом образуется подогревающее пламя.
Для ручной разделительной резки широко применяют резаки
типов «Пламя-62» и РГС-60М. Резак Р ГС-60 М вставной, его присоеди-
няют £ стволам сварочных горелок «Москва» и ГС-3. Техническая
характеристика резака «Пламя-62» приведена в табл. 8.
Для резки с применением газов — заменителей ацетилена приме-
няют резак РЗР-62.
Техническая характеристика резака РЗР-62
Толщина разрезаемой стали, мм Расход газов, м3/ч:	3-300
кислорода для подогревающего пламени одного из горючих газов: метана и природного газа кислорода пропана и пропан-бутановых смесей кислорода коксового газа кислорода Давление, МПа: кислорода в рабочей камере редуктора горючего газа Габаритные размеры, мм Масса, кг	2,5-40 1,1-1,9 1,7-2,9 0,4-0,7 1,4-2,5 2,2-3,8 1,8-3,0 0,2-0,11 0,005-0,01 545 х 155 х 70 1,3
Кроме этих резаков применяют также универсальный резак
РУ-66. Универсальный резак предназначен для ручной резки с исполь-
зованием подогревающего пламени, образуемого смесью ацетилена
или газов — заменителей ацетилена с кислородом.
Резак РУ-66 выпускается в трех исполнениях: РУ — для резки
стали с использованием в качестве горючего ацетилена и газов-
заменителей; РУ А — для резки стали с использованием в качестве
горючего только ацетилена; РУЗ — для резки стали с использованием
в'качестве горючего газов — заменителей ацетилена.
Техническая характеристика резака РУ-66
Толщина разрезаемой стали, мм Расход газов, м3/ч:	3-300
кислорода ацетилена природного пропан-бутана Давление газов, МПа:	3-36 0,6-1,2 0,96-1,92 0,36-0,72
кислорода в рабочей камере редуктора ацетилена газа-заменителя Длина резака, мм Масса, кг	0,35-1,2 0,001 0,0005-0,01 545 1,6
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
413
9. Техническая характеристика резака 321(РАП)
Параметр	Мундштук	
	№ 1	№ 2
Размеры вырезаемой канавки, мм: ширина	7-10	8-16
глубина	3 — 7	2-10
Скорость резки, м/мин	0,5-0,9	5
Расход газов, м3/ч: кислорода	3,7-7	14-20
ацетилена	1,0-1,2	1,0-1,2
Давление газов, МПа: кислорода	0,4-	-0,6
ацетилена	0,001	
Габаритные размеры резака, мм	680 х 130x80	
Масса, кг	1,25	
Помимо резаков, предназначенных для разделительной резки,
существуют резаки специального назначения для поверхностной резки,
например, резаки типа РАП-62, РПА-62 и РПК-62.
Резак 321 (РАП) (табл. 9) используют для удаления провисания
корней сварных швов, а также мелких дефектов на отливках.
В качестве горючего газа для этого резака используют ацетилен.
10. Техническая характеристика резаков РПА-62 и РПК-62
Параметр	РПА-62	РПК-62
Расход газов, м3/ч:		
кислорода	18-75	18-75
ацетилена	0,9-1	—
коксового	—	4-5
Давление газов, МПа:		
кислорода	0,8-1,2	0,8-1,2
ацетилена	0,002	—
коксового	—	0,0005
Габаритные размеры, мм	1400 х 150 х 150	
Масса, кг	2,6	
Резаки РПА-62 и РПК-62 используют для удаления дефектов
сварных швов, для чашеобразной подготовки кромок листов под
сварку и для удаления местных дефектов на отливках и прокате
(табл. 10).
Для срезания головок заклепок применяют вставной резак
РАЗ-60, который присоединяют к стволам горелок «Москва» и ГС-3.
414
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
Техническая характеристика резака РАЗ-60
Диаметр стержня срезаемой заклепки, мм
Расход газов, м3/ч:
кислорода
ацетилена
8-37
Давление газов, МПа:
кислорода
ацетилена
4-7
0,3-0,5
Длина резака, мм
Масса, кг
0,45-0,85
0,005
358
0,560
Для резки стали большой толщины (до 700 мм) применяют
специальную установку УРР-700. Эта установка предназначена для
кислородной резки отливок, проката, поковок, отрезки прибылей
стального литья и разделки крупного стального лома. В комплект
установки входят: резак РР-700 инжекторного типа, кислородная
рампа из десяти баллонов, рамповый кислородный редуктор и аце-
тиленовая трехбаллонная рампа с обычным баллонным редуктором.
Для подогревающего пламени в качестве горючего газа используют
ацетилен.
Техническая характеристика установки УРР-700
Толщина обрабатываемого металла, мм
Скорость резки, мм/мин
300-700
50-120
Расход газов, м3/ч:
кислорода
ацетилена
50-150
2-4
Давление газов (на входе в резак), МПа:
кислорода
ацетилена
Габаритные размеры, мм:
резака
кислородной рампы
ацетиленовой рампы
0,2-0,3
0,01
935 х 320 х 180
2560 х 500 х 430
500 х 170 х 320
Переносные и стационарные машины предназначены для разде-
лительной резки стали, они отличаются высокой производительностью
и чистотой получаемого реза.
Одесский завод «Автогенмаш» выпускает переносную газореза-
тельную машину «Радуга» для прямолинейной и криволинейной
резки стали толщиной 5 — 300 мм.
Техническая характеристика машины «Радуга»
Толщина обрабатываемого листа, мм
Скорость резки, мм/мин
Число резаков
5-300
90-1500
1-2
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
415
Расход газов на один резак, м3/ч:
кислорода ацетилена Давление газов, МПа:	20-30 0,3-1,2
кислорода ацетилена Ток питающей сети Напряжение, В Потребная мощность, Вт Габаритные размеры, мм Масса (без циркульного устройства и кабеля), кг	0,2-0,12 0,01-0,03 Переменный 110-127 22 405 х 245 х 250 16
Переносная машина «Спутник» предназначена для резки сталь-
ных труб диаметром до 1100 мм. Машина может резать трубы
перпендикулярно к образующей или наклонно со скосом кромок под
углом до 35° При установке на машину двух резаков можно
вырезать кольца. Машина имеет тележку самоходного типа с электро-
двигателем и комплектуется выпрямительным блоком с магнитным
усилителем. Управление магнитным усилителем расположено вне
машины.
Техническая характеристика машины «Спутник»
Размеры разрезаемой трубы, мм:
толщина стенки диаметр	4,5-50 194-1100
Скорость резки, мм/мин	230-500
Число резаков	1-2
Расход газов на один резак, м3/ч:	
кислорода	2-6,5
ацетилена	0,3-0,8
Давление газов, МПа:	
кислорода	0,2-0,65
ацетилена	0,01-0,05
Ток питающей сети	ПеременньГ
Напряжение, В	ПО
Потребная мощность, Вт	55
Габаритные размеры, мм:	
ходовой части машины	375 х 430 х 275
выпрямительного блока	225 х 205 х 275
Масса, кг:	
с резаком	14
с выпрямительным блоком и резаком	27
Машина АСШ-2 стационарная, предназначена для кислородной
резки стали толщиной до 100 мм. Машина в основном применяется
для вырезки деталей и заготовок различной конфигурации из
листовой стали по специальным шаблонам-копирам. По шаблонам
можно вырезать заготовки для гаечных ключей, фланцы, грубые
плоские зубчатые колеса и другие детали с допуском 0,3 —0,5 мм.
416
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
Техническая характеристика машины АСШ-2
Габаритные размеры обрабатываемых листов, мм:
длина
ширина
толщина
Скорость резки, мм/мин
Число резаков
Расход газов, м3/ч:
кислорода
ацетилена
Давление газов, МПа:
кислорода
ацетилена
Класс точности машины (ГОСТ 5614 — 74*)
Толщина копира, мм
Диаметр магнитного пальца, мм
Ток питающей сети
Напряжение, В
Потребная мощность, кВт
Габаритные размеры, мм
Масса, кг
100-1500
100-750
100-750
5-100
1
2-12,5
0,5-0,7
0,2-1,0
0,01-0,03
1
6-8
12
Переменный
110-127
0,15
1500 х 1300 х 1750
290
Режимы резки для машины АСШ-2 приведены в табл. 11.
Универсальная газорезательная машина СГУ-1-60 предназначена
для разделительной резки в стационарных условиях. Эта машина
консольного типа с автоматическим магнитным копированием по
стальному копиру позволяет производить вырезку фигурных деталей
и прямолинейный раскрой листов.
11. Режимы резки на машине АСШ-2
6 S		№ мундштука	Давление кислоро- да, МПа	Скорость резки, мм/мин	Расход газов на 1 м реза, л		Толщина разрезае- мого металла*1, мм	№ мундштука	Давление кислоро- да, МПа	Скорость резки, мм/мин	Расход газов на 1 м реза, л	
Толщина разрез;	| мого металла*1, i											
					i кисло- рода	I ацетиле- Laa						кисло- рода	ацетиле- на
4		1	0,35	550	75	14	40	3	0,55	290	375	38
10		1	0,45	485	105	17	60	4	0,65	230	630	48
20		2	0,45	395	175	25	80	4	0,75	190	920	62
30		3	0,45	330	280	32	100	4	1,05	165	1350	70
*! Низкоуглеродистая сталь.
КИСЛОРОДНАЯ РЕЗКА
417
Техническая характеристика машины СГУ-1-60
Габаритные размеры обрабатываемых
листов, мм:
длина	6000
ширина	2000
толщина	5-300
Скорость резки, мм/мин	50-1500
Число резаков Расход газов (на два резака), м 3/ч:	2
кислорода	6-50
ацетилена	1-2
Давление газов, МПа	
кислорода	0,2-0,12
ацетилена	0,01-0,04
Класс точности машины (ГОСТ 5614- 74*)	3
Ток питающей сети	Переменный
Напряжение, В	380/220
Потребная мощность, кВт	0,5
Габаритные размеры, мм Масса, кг:	7630 х 4830 х 1770
машины	1650
ходовой части	350
Фотокопировальные машины портального типа «Черномор» и
«Одесса» с дистанционным управлением являются универсальными
газорежущими автоматами. Машина «Черномор» может производить
раскрой листов, резку металла на полосы одновременно шестью
резаками и одновременную обработку под сварку двух продольных
кромок с односторонним и двусторонним скосом; машина «Одесса» —
одновременную вырезку до четырех фигурных деталей по масштаб-
ному копиру-чертежу, резку металла на полосы, прямолинейную
резку параллельно осям машины и под любым углом. Масштабы
копирования при фигурной резке 5:1 и 10:1. Технические ха-
рактеристики этих машин даны в табл. 12.
Технология кислородной резки. При разделительной резке по-
верхность разрезаемого металла должна быть очищена от ржавчины,
окалины, масла и других загрязнений. Разделительную резку обычно
начинают с края листа. Вначале металл разогревают подогреваю-
щим пламенем, а затем пускают режущую струю кислорода и
равномерно передвигают резак по контуру реза. От поверхности
металла резак должен находиться на таком расстоянии, чтобы
металл нагревался восстановительной зоной пламени, отстоящей от
ядра на 1,5 — 2 мм. Для резки тонких листов (толщиной не более
8 — 10 мм) применяют пакетную резку. При этом листы плотно
укладывают один на другой и сжимают струбцинами. Значительные
воздушные зазоры между листами в пакете ухудшают резку.
14 п/р. В. В. Степанова
418
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
12. Технические характеристики фотокопировальных машин «Черномор»
«Одесса»
Параметр	«Черномор»	«Одесса»
Размеры обрабатываемых листов, мм:		
длина	12000	9000
ширина	3150	3000
толщина	।	5300	5300
Скорость резки, мм/мин	;	18-2250	50-1000
Расход газов на шесть резаков, м3/ч:		
кислорода	20-170	—
ацетилена	2 — 6	—
Расход газов на четыре резака, м3/ч:		
кислорода	—	12-100
ацетилена	—	1 —4
Давление газов, МПа:		
кислорода	0,2-0,12	0,2-0,12
ацетилена	0,01-0,04	0,01-0,04
Класс точности машины (ГОСТ 5614-74)	3	2
Ток питающей сети	Переменный	Переменный
Напряжение, В	380/220	380/220
Потребная мощность, кВт	0,6	2
Габаритные размеры, мм	18 500 х 5400 х	12000х 4 000х
	х3 700	хЗООО
Масса, кг:		
машины	3700	2800
ходовой части	950	1500
При поверхностной резке с обрабатываемого изделия срезают
(сострагивают) часть металла, поэтому этот процесс резки иногда
называют поверхностной газовой строжкой. Для поверхностной резки
применяют специальные резаки. Угол наклона резака к плоскости
обрабатываемого металла при поверхностной резке зависит от равно-
мерности передвижения резака. Резак передвигают равномерно, сохра-
няя постоянный угол наклона к плоскости металла.
КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА
Обычная кислородная резка хромистых и хромоникелевых ста-
лей, а также чугуна, меди и ее сплавов практически невозможна.
Для резки этих металлов применяют кис лоро дно-флюсовую резку,
которая заключается в том, что в струю режущего кислорода
подают порошкообразный флюс (преимущественно железный порошок).
В зависимости от химического состава разрезаемого металла при-
меняются флюсы ПЖ2М, ПЖ5М (ГОСТ 9849-74*) и др.
КИСЛОРОДНО-ФЛЮСОВАЯ РЕЗКА
419
13. Режимы резки высоколегированных хромистых и хромоникелевых сталей ни
установке УРХС-4
Толщина металла, мм	Скорость резки, мм/мин		Расход		
	прямоли- нейной	фигур- ной	кислорода, м3/м	ацетилена, л/м	флюса, кг/м
10	760	475	0,20-0,30	20-30	0,15-0,25
20	560	350	0,35-0,50	25-40	0,20-0,35
40	400	250	0,65-1,05	40-65	0,30-0,50
60	330	210	0,95-1,5	50-75	0,40-0,60
100	270	170	1,5 — 2,35	65-105	0,45-0,75
Подводимый к месту реза флюс при сгорании выделяет до-
полнительное количество тепла, способствующего расплавлению туго-
плавких окислов. Расплавленные окислы образуют жидкие шлаки,
которые стекают и не препятствуют процессу резки. Кислородно-
флюсовую резку в основном применяют для раскроя листов из
коррозионно-стойкой стали.
Установка для кислородно-флюсовой резки УРХС-4 состоит из
флюсопитателя и специального резака.
Режимы резки на установке УРХС-4 приведены в табл. 13.
Техническая характеристика установки УРХС-4
Давление газов:	
кислорода, МПа	0,5-1,0
ацетилена, Па,не менее	3000
флюсонесущего кислорода, МПа	0,035-0,045
Расход:	
кислорода, м 3/ч	8-25
флюса, кг/ч	6-9
ацетилена, м3/ч	0,8-1,1
Размеры флюсопитателя, мм:	
диаметр	220
высота	620
Масса флюсопитателя, кг	10,3
Емкость флюсопитателя, кг	20
Масса ручного резака с оснасткой, кг	3,0
Длина резака, мм	585
Помимо УРХС-4 применяют установки УРХС-5 и УРХС-6.
Установки УРХС-5 используют при ручной и машинной резке
с резаками, работающими на ацетилене и газах-заменителях.
Установка УРХС-6 предназначена для кислородно-флюсовой резки
прибыльных частей отливок и различных заготовок большой тол-
щины (до 500 мм).
14*
420
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА
Применение способа воздушно-плазменной резки, при котором
в качестве плазмообразующего газа используется сжатый воздух,
открывает широкие возможности при раскрое * низкоуглеродистых и
легированных сталей, а также цветных металлов и их сплавов.
Преимущества воздушно-плазменной резки по сравнению с меха-
низированной кислородной и плазменной в инертных газах следую-
щие: простота процесса резки; применение недорогого плазмообра-
зующего газа — воздуха; высокая чистота реза (при обработке
углеродистых и низколегированных сталей); пониженная степень
деформации; меньшая ширина реза; более устойчивый процесс, чем
резка в водородосодержащих смесях.
Процесс плазменной резки основан на использовании воздушно-
плазменной дуги постоянного тока прямого действия (электрод —
катод, разрезаемый металл — анод).
Сущность процесса заключается в местном расплавлении и
выдувании расплавленного металла с образованием полости реза
при перемещении плазменного резака относительно разрезаемого
металла (рис. 7).
Для возбуждения рабочей дуги между электродом и разрезае-
мым металлом с помощью осциллятора зажигается вспомогательная
дуга между электродом и соплом плазмотрона, которая выдувается
из сопла в виде плазменного факела длиной 20 — 30 мм. Ток вспо-
Рис. 7. Схема работы плаз-
мотрона в процессе воздуш-
но-плазменной резки:
I — катодный узел; 2 - диэ-
лектрический корпус; 3 — соп-
ловой узел; 4 — электродная
вставка; 5 — разрезаемый ме-
талл
ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА
421
могательной дуги 30 — 40 А. При касании факела вспомогательной
дуги металла возникает режущая дуга между электродом и метал-
лом; вспомогательная дуга при этом автоматически отключается.
Оборудование для воздушно-плазменной резки металлов. Комплект
оборудования для плазменно-дуговой резки состоит из плазмотрона,
устройств для его охлаждения и перемещения по линии реза,
пульта управления процессом резки, источников тока и рабочей
среды.
14. Основные параметры резательного оборудования (ГОСТ 12221—79)				
Типоразмер*2	Резка	Мощность дуги, кВт	Напряжение холостого хода, В	ПВ, %
Плр - 20/250 Плр - 50/250	Ручная	30	180	60*1
Плрм - 80/400	Ручная или ма- шинная	50		
П1М - 10/100 Плм - 60/300 Плм - 160/600 Плм - 300/1000 Плмг - 50/300		20 60	300	
	Машинная	180 300	400 500	100
	Машинная вы- сокой точности	60	400	
*| Продолжительность цикла 10 мин.
*2 В обозначении типоразмера в числителе толщина резки, мм? в знамена-
теле — рабочий ток. А.
Для воздушно-плазменной резки используют специальные или
обычные сварочные источники. Специальные источники питания имеют
почти вертикальную форму вольт-амперных характеристик, большую
мощность и высокое напряжение холостого хода. При необходимости
резки металлов большой толщины используют специальные источники
тока.
Типы и основные параметры аппаратуры для плазменно-дуго-
вой резки металлов регламентированы ГОСТ 12221—79. Имеется
четыре типа аппаратуры: Плр — для ручной резки; Плрм — для ручной
и машинной резки; Плмт — для машинной точной резки и Плм —
для машинной резки.
Основные технические данные резательного оборудования приве-
дены в табл. 14.
15. Техническая характеристика аппаратов для воздушно-плазменной резки
Параметр	•УВПР, АВПР-2	«Киев-2»	АВПР-3	АПР-401	АПР-402	«Киев-4»	УПР-201УЗ
Типоразмер по ГОСТ 12221-79	Плм - 60/300	Плм—10/100*1	Плм - 10/100	Плм — 60/300	ПЛм — 60 — 300*1	Плр— 50/250	Плр — 20/250
Напряжение холостого хода, В	300		220	300		180	
Наибольшая сила тока, А	300	200	100	400	|	500	250	
Тип плазмотрона	ВПР-9	ВПР-10	ВПРМ-1	ВПР-1			
Источник тока	СТШ-500	Тиристорный	ВД-301	ТиристорньГ		Индуктивно- емкостный	ТиристорньГ
Мощность дуги, кВт	60		20	80		50	—
Номинальная мощность, кВт	90	-	-	120		-	36
Наибольшая толщина разрезаемого металла, мм	50	60	10	80	130	60	20
*1 Аппарат по основным параметрам превосходит требования				ГОСТ 12221	-79.		
422	ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА
423
Стационарные режущие машины, изготовляемые заводами авто-
генного машиностроения, комплектуются воздушно-плазменными ап-
паратами Института электросварки им. Е. О. Патона.
Техническая характеристика аппаратов для воздушно-плазменной
резки приведена в табл. 15.
Для питания режущей дуги широко применяют серийные сва-
рочные источники питания. При использовании сварочных источников
тока необходимо повысить напряжение холостого хода. Наиболее
простой прием повышения напряжения — последовательное включение
нескольких источников. При этом напряжение источников сумми-
руется. Большинство стандартных сварочных источников тока допускает
их последовательное включение. Характеристики источников тока для
плазменно-дуговой резки приведены в табл. 16.
Перемещение плазмотрона по линии реза может осуществляться
газорезательными машинами типа АСШ или СГУ-1-60. По способу
перемещения плазмотрона различают машинные и ручные режущие
устройства. Управление машинными устройствами может быть авто-
матическим или полуавтоматическим.
ГОСТ 12.2.007.8 — 75 устанавливает напряжение холостого хода
источников тока для плазменной резки: для автоматических уст-
ройств не более 500 В, для полуавтоматических устройств 300 В
и для устройств ручной резки 180 В. Плазмотрон работает на
постоянном токе прямой полярности.
В машинных плазмотронах для резки металла используют
гильзовые катоды. Вставку из тугоплавкого материала запрессовы-
вают в канал гильзы-като до держателя из меди или другого тепло-
16. Характеристики источников тока плазменно-дуговой резки
Параметр	Преобра- зователь ПСО-500	Выпрямители				
		ВКС-500	ВДГ-500	ВПР-401	ИПГ-500	ВПР-602
Номинальная	500	500	500	400	500	630
сила тока, А Напряжение	60-85	78	90	180	300	300
холостого хо- да, В кпд, %	59	74	75	86	80	92
Коэффициент	0,9	0,65	0,65	0,8	0,75	0,71
мощности Режим рабо-	65	60	60	60	100	100
ты ПВ, °/0 Масса, кг	530	385	390	1200	2000	2390
Габаритные	1105 х	870 х	860 х	930 х	1128 х	1300 х
размеры, мм	х 580 х	х 650 х	х 640 х	х1025 х	х 870 х	х 1235 х
	х920	х 1215	х 1235	х 1390	х 1462	х 1515
424
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
проводного металла. Гильзовые катоды в настоящее время имеют
широкое применение в плазмотронах, использующих в качестве
рабочей среды сжатый воздух. Сопло плазмотрона предназначено
для формирования режущей дуги. Форма и размеры соплового
канала обусловливают свойства и параметры дуги. С уменьшением
диаметра и увеличением длины канала возрастают скорость по-
тока плазмы, концентрация энергии в дуге, ее напряжение и
режущая способность.
Срок службы сопла и катода зависят от интенсивности их
охлаждения водой, выбора рациональных энергетических, технологи-
ческих параметров и величины расхода воздуха.
Технология воздушно-плазменной резки. Для обеспечения нормаль-
ного процесса воздушно-плазменной резки необходим рациональный-
выбор параметров режима. Параметрами режима являются: диаметр
сопла, сила тока, напряжение дуги, скорость резки, расстояние
между торцом сопла и изделием и расход воздуха.
Скорость воздушно-плазменной резки (м/ч)
= KMN
Vp “ 5(0,5 + 0,055) ’
где К — коэффициент, учитывающий перегрев металла и энерго-
потери в дуге; М — коэффициент, учитывающий вид металла: для
алюминия и его сплавов он равен 5,03, для сталей 0,95, для
латуни 2,49, для меди 0,55, для коррозионно-стойкой стали 1,83;
N — мощность дуги, кВт; j — толщина металла, см. Значения ско-
рости резки, подсчитанные по этой формуле, близки к максималь-
ным значениям для прямолинейной машинной резки. Для фигурной
резки значения скорости в 2 — 3 раза ниже, а для ручной в
1,5 — 2 раза ниже расчетных значений.
При воздушно-плазменной резке сталей диапазон разрезаемых
толщин может быть разделен на два — до 50 мм и выше. В первом
диапазоне, когда необходима надежность процесса при небольших
скоростях резки, рекомендуемый ток 200 — 250 А. Увеличение силы
тока до 300 А и выше приводит к возрастанию скорости резки
в 1,5 — 2 раза.
Повышение силы тока до 400 А не дает существенного при-
роста скоростей резки металла толщиной до 50 мм. При резке
металла толщиной более 50 мм следует применять силу тока от
400 А и выше.
Скорость воздушно-плазменной резки по сравнению с газокисло-
родной возрастает в 2 — 3 раза (рис. 8).
С увеличением толщины разрезаемого металла скорость воздуш-
но-плазменной резки быстро падает.
Максимальные скорости резки и сила тока для различных
материалов и толщин, выполненные на установке АПР-401, при-
ведены в табл. 17.
ВОЗДУШНО-ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА
425
Рис. 8. Скорость резки углеродистой
стали в зависимости от толщины
металла:
сплошная линия — воздушно-плаз-
менная резка; штриховая — газо-
кислородная резка; $ — толщина ме-
талла, мм
При воздушно-плазмен-
ной резке меди рекоменду-
ется применять силу тока 400 А
и выше. Замечено, что при
резке меди с использованием
воздуха во всем диапазоне тол-
щин и токов образуется легко-
удаляемый грат.
Хорошего качества реза
при резке алюминия с исполь-
зованием воздуха в качестве
плазмообразующего газа удает-
ся достигнуть лишь для не-
больших толщин (до 30 мм)
на токах 200 А. Удаление грата
с листов большой толщины за-
труднительно. Воздушно-плазменная резка алюминия может быть ре-
комендована лишь как разделительная при заготовке деталей, тре-
бующих последующей механической обработки. Припуск на обра-
ботку допускается не менее 3 мм.
17. Скорость воздушно-плазменной резки в зависимости от толщины металла
Разрезаемый материал	Сила тока, А	Максимальная скорость резки (м/мин) металла в зависимости от его толщины, мм						
		10	20	30	40	50	60	80
Сталь	200	3,6	1,6	1,0	0,5	0,4	0,2	0,1
	300	6,0	3,0	1,8	0,9	0,6	0,4	0,2
	400	7,0	3,2	2,1	1,2	0,8	0,7	0,4
	200	1,2	0,5	0,3	0,1		—	
Медь	300	3,0	1,5	0,7	0,5	о,3	—	—
	400	4,6	2,0	1,0	0,7	0,4	0,4	0,2
	200	4,5	2,0	1,2	0,8	0,5		—
Алюм	300	7,5	3,8	2,6	1,8	1,2	0,8	0,4
	400	10,5	5,0	3,2	2,0	1,4	1,0	0,6
426
ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА
18. Режимы воздушно-плазменной резки металлов
Разрезаемый материал и его толщина, мм	Типораз- мер ре- жущего аппарата, ГОСТ 12221 -79	Диа- метр сопла, мм	Сила тока, А	Расход возду- ха, л/мин	Напря- жение, В	Скорость резки, м/мин	Ширина реза (средняя), мм
Низкоуглероди-							
стая сталь							
1-3	ПЛм ~~	0,8	30	10	130	3,0-5,0	1,0-1,5
	10/100				—		
3-5		1,0	50	12	ПО	2,0-3,0	1,6-1,8
5-7			75	15		1,5-2,0	1,8-2,0
7-10		1,4	100	10	120	1,0-1,5	2,0-2,5
6-15						5,0-2,5	3,0-3,5
15-25						2,5-1,5	3,5-4,-0
25-40			300		160-	1,5-0,8	4,0-4,5
					180		
40-60						0,8-0,3	4,5-5,5
Сталь 12Х18Н10Т		3,0					
5-15					140-	5,5-2,6	3,0
					160		
10-30	Пдм “		250 —	40-60	160-	2,2-1,0	4,0
	60/300		300		180		
31-50					170 —	1,0-0,3	5,0
					190		
Медь			300				
10					160 —	3,0	3,0
					180		
20						1,5	3,5
30						0,7	4,0
40						0,5	4,5
50						0,3	5,5
60		3,5	400			0,4	6,5
Алюминий							
5-15		2,0	120 —	70	170 —	2,0-1,0	3,0
			200		180		
30-50		3,0	280-	40-50	170 —	1,2-0,6	7,0
			300		190		
ВОЗД УШНО-ПЛАЗМЕННАЯ РЕЗКА	427
Ориентировочные режимы воздушно-плазменной резки листового
металла приведены в табл. 18.
Для резки металла малой толщины Институтом электросварки
им. Е. О. Патона разработан аппарат АВПР-3, работающий при
токая до 100 А и обеспечивающий получение резов минимальной
ширины (1 — 1,5 мм).
Микроплазменная резка используется также для вырезки миниа-
тюрных элементов из фольги, сеток, для раскроя неметаллических
материалов — тканей, бумаги, пластиков, картона и др.
Режимы микроплазменной резки приведены в табл. 19.
19. Режимы микроплазменной резки
Разрезаемый материал	Тол- щина мате- риала, мм	Ток, А	Напря- жение, В	Ско- рость резки, мм/мин	Расход возду- ха, мм3/мии	Диа- метр сопла, мм	Ширина реза, мм	
							сверху	снизу
Сплав Д16	1 1,5	20 25	130 125	4000 3000	6,7 7,5	0,8	1,2 1,3	1,0 1,1
	3 5	50 70	100	2600 3000	8,3 10,9	1,0 1,4	1,8 2,0	1,4 1,5
Алюминий	5 10	70 100	100 105	2700 1600	13,3	1,4	2,0* 1,5	1,5 1,6
Титан	5	100	95	2600	13,3	1,4	1,9	1,3
Медь	2	50	120	1000	8,3	1,0	2,0	1,3
Сталь коррозионно- стойкая 1Х18Н10Т	1,2 4,5	65 70	105 ПО	2500 1900	10,0	1,0 1,4	1,4 1,8	1,0 1,2
СтЗ	1,2 1,5	50	100	2900 2500	10,0 5,0	1,0	1,4 1,2	1,1 1,0
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Быковский Д. Г. Плазменная резка. Л.: Машиностроение, 1972, 168 с.
2.	Васильев К. В. Воздушно-плазменная резка. М.: Машиностроение,
1976, 210 с.
3.	Газопламенная обработка металлов./Г. А. Асиновская, Н. М. Зеликовская,
А. И. Коровин и др. М.: Профтехиздат, 1962, 556 с.
428
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
4.	Глизманенко Д. Л. Газовая сварка и резка металлов. М.: Высшая
школа, 1969, 271 с.
5.	Глизманенко Д. Л. Сварка и резка металлов. М.: Высшая школа,
1971, 487 с.
6.	Прох Л. Ц., Шпаков Б. М., Яворская Н. М. Справочник по
сварочному оборудованию. Киев: Техника, 1978, 151 с.
7.	Рыбаков В. М. Сварка и резка металлов. М. Высшая школа,
1979, 213 с.
Глава 11
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
Электрическая дуговая резка по сравнению с обычной кисло-
родной резкой имеет некоторые преимущества (простота оборудования,
возможность резки металлов различного химического состава, безо-
пасность работы). Получили распространение несколько разновидно-
стей электродуговой резки металлов: дуговая резка металлическим
электродом, дуговая резка угольным электродом, кислородно-дуговая
резка, воз души о-электродуговая резка. Кроме этих способов для
резки высоколегированных сталей, цветных металлов и их сплавов
применяют дуговую резку в среде защитных газов. Существуют
несколько разновидностей резки в среде защитных газов. Основными
являются резка в среде аргоноводородной смеси, азотнодуговая
резка, резка в среде аргонокислородной смеси и в среде аргона.
Наряду с перечисленными способами применяют также дуговую
резку под водой.
СПОСОБЫ РЕЗКИ
Дуговая резка металлическим электродом. Сущность этого спо-
соба резки заключается в том, что металл в месте реза проплав-
ляют электрической дугой. Силу тока при резке устанавливают
максимально возможной. Обычно при резке металлическим электродом
сила тока на 20 — 30% больше, чем при сварке электродами
такого же диаметра. Металлическим электродом можно резать
чугун, коррозионно-стойкие стали и цветные металлы, которые не
поддаются обычной кислородной резке.
При дуговой резке используют электроды, имеющие специальные
электродные покрытия, способствующие улучшению процесса резки.
Металлические электроды для резки изготовляют из проволоки марок
Св-08 или Св-08А по ГОСТ 2246 — 70* диаметром 3—12 мм и длиной
СПОСОБЫ РЕЗКИ
429
не более 250 — 300 мм. На элект-
родные стержни наносят покрытия
следующих составов, %:
1.	Марганцевая	руда	98
Поташ	2
2.	Марганцевая	руда	94
Мрамор	3
Каолин	3
Толщина слоя покрытия 1 —
1,5 мм на сторону.
Металлическим электродом
можно резать на переменном и
на постоянном токе. Режимы резки
приведены в табл. 1.
Основные недостатки этого
способа резки — низкая производи-
тельность и плохое качество реза;
рез получается с большими не-
ровностями и натеками металла
с обратной стороны.
Наряду с ручной резкой при-
меняют автоматическую резку ме-
таллическим электродом под слоем
флюса. Этим способом в основном
раскраивают листы из коррозион-
но-стойкой стали толщиной до
30 мм. Режут на обычных сва-
рочных автоматах сварочной про-
волокой марок Св-08 или Св-08А с
флюсом АН-348А. Автоматическая
резка более производительна. Ре-
жимы автоматической резки под
слоем флюса приведены в табл. 2.
Дуговая резка угольным элект-
родом. При этом способе резки
применяют угольные или графити-
рованные электроды. Обычно ре-
жут на постоянном токе, в боль-
шинстве случаев при прямой
полярности (минус на электро-
де). Производительность и чис-
тота реза низкие. Режим резки
угольным электродом приведен
в табл. 3.
Кислородно-дуговая резка.
Разрезаемый металл разогревают
1. Режимы ручной электродуговой
резки низкоуглеродистой и корро-
зионно-стойкой стали металличе-
ским электродом
Тол- щина	Диа- метр	Режимы резки*1	
мате-	элект-		
риала,	рода,	Сила	Скорость,
мм	мм	тока, А	м/ч
6			12,36
			12
12	2,5	140	7,2
		ТЙГ	4Д8
25			2,1 “Г
			13,8
0			18,72
12	3,0	190 195	8,1 8J
25			3,78 "43”
			20,4
О			Т83
12	5,0	325 loo	12,9 TTJ
25			6,9 6/72
•1 В числителе даны значения
для низкоуглеродистой стали; в зна-
менателе — для коррозионно-стой-
кой.
430
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
2. Режимы автоматической электродуго-
вой резки коррозионно-стойкой стали
под слоем флюса
3. Режимы резки стали уголь-
ными или графитирован-
ными электродами
Толщина разреза- емой стали, мм	Диа- метр прово- локи, мм	Режим резки			Тол- щина стали, мм	Диа- метр элект- рода, мм	Режим резки	
		Сила тока, А	Напря- жение на ду- ге, В	Ско- рость, м/ч			Сила тока, А	Ско- рость, м/ч
10		1000	40-42	34,8	6			21,00
20	4	1200	42-44	30	10	10	400	18,00
30		1500	46-50	24,9	16			10,50 А ОЛ
								
					Zj			
					50			2,70
электрической дугой, i			1 затем ежи-		75	15	600	1,80
гают струей кислорода. Обычно					100 200	20	800	1,00 0,45
режущая	струя кислорода			еле-	300			0,24
дует за	направлением движения							
электрода. Для этого способа
резки применяют специальные ре-
заки, обеспечивающие закрепление электрода и подвод кислорода
к месту реза. При резке применяют угольные, графитированные
или стальные электроды.
Кислородно-дуговой резкой можно резать углеродистые, леги-
рованные, коррозионно-стойкие стали, чугун и цветные металж. По
чистоте получаемого реза она почти не уступает газокислородной,
а по производительности в некоторых случаях превосходит ее.
Воздушно-электродуговая резка. Сущность этого способа резки
заключается в том, что металл расплавляют теплом электрической
дуги, а затем выдувают из места реза струей сжатого воздуха.
Способ можно использовать для разделительной и поверхностной
резки листового и профильного проката, удаления прибылей с отли-
вок, головок заклепок, дефектных участков сварных швов, трещин,
раковин, а также для разделки канавок и съема фасок. Резать
можно в любых пространственных положениях. Качество реза почти
не уступает качеству реза при газокислородной резке.
Резку производят омедненными угольными или графитированны-
ми электродами круглого, квадратного или пластинчатого сечения на
постоянном токе обратной полярности. Пластинчатые электроды
применяют только для поверхностной резки.
Резку выполняют специальными резаками, обеспечивающими за-
жатие электрода, подвод к электроду тока и подачу сжатого
воздуха к месту реза. Давление сжатого воздуха должно быть не
менее 0,5 МПа.
Этот способ используют для разделительной резки сталей тол-
щиной не более 25 — 30 мм. Режимы разделительной резки при-
ведены в табл. 4.
СПОСОБЫ РЕЗКИ
431
4. Режимы разделительной воздушно-электродуговой резки угольным омедненным
электродом
Толщина разре- заемого металла, мм	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А	Скорость резки, м/ч	
			Низкоугле- родистая сталь	Коррозион- но-стойкая сталь
5	6	270-300	60-62	63-65
	8	360-400	26-28	30-32
10	10	450-500	30-32 20-22	32-34 22-24
				
12	12	540-600	22-24	24-26
	10	450-500	10-12	12-14
20	12	540 - 600	12-14 8-10	14-15 10-12
				
25	14	630-700	10-11	12-13
5. Ориентировочные данные по воздушно-электродуговой разделке корня шва
Эскиз сварного соединения	Толщина металла S, мм	Диаметр электро- да, мм	Сила тока, А	Размеры разделки корня шва, мм	
				ширина b	глубина h
	5-6	4	180	6-7	3-4
	6-8	4	180	6-7	4-5
		6	280	7,5-9	
	8-10	6	280	7,5 — 9	4-5
( col \X_ZZ	1 I		8	370	8,5-11	
	10-12	8	380	8,5-11	5-6
		10	450	11’,5-13	
	12-15	10	450	11,5-13	6-8
	10-20	12	550	13,5-15	8-10
432
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГОВАЯ РЕЗКА МЕТАЛЛОВ
6. Ориентировочные режимы воздушно-электродуговоя резки дли удаления
дефектных участков сварных швов
Эскиз сварного шва	Ширина шва Ь, мм	Диаметр элект- рода, мм	Сила тока, А
	5	4	180-200
 У ।	8	6	270-300
/уд! X/	10	8	360-400
	15	12	540-600
	20	14	600-680
1. Режимы воздушно-электродуговой резки при выполнении ^/-образной разделки
кромок
Эскиз разделки		Толщина металла S, мм	Диаметр электро- да, мм	Сила тока А	Ширина разделки Ь, мм	Притуп- ление Л, мм
		6-8	4	180-200	6-7	1-1,5
			6	270-300	8-9	
		8-10	6	270-300	8-9	
	ь		8	360-400	10-11	
И		10-12	8 10	360-400 450-500	10-11 12-13	
Ч>|	*4	12-15	10 12	450-500 540-600	12-13 14-15	1,5-2
		15-20	12	540-600	14- 15	
			14	600-640	16-17	2-3
8. Ориентировочные режимы воздушно-электродуговой резки пластинчатым
электродом при снятии усилений стыковых швов
Эскиз сварного стыкового шва		Размеры усиления шва, мм		Размеры пластин- чатого электрода, мм	Сила тока, А	Скорость резки, м/ч
		ширина, b	высота, h			
		18	4	20x5	300-350 400-450 500-600 900-950	20 22,5 20 27
		28 38	5 5	30x5 40x5		
СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
433
Наиболее распространена поверхностная воз души о-электро дуговая
резка. Режимы поверхностной резки при удалении корня шва,
дефектных участков сварных швов, выполнении U-образной разделки,
снятии усилений сварных швов даны в табл. 5 — 8.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Васильев К. В. Газоэлектрическая резка металлов. М.: Машгиз, 1963,
175 с.
2. Маслов Ю. А. Воздушно-электродуговая резка металлов. М.: Машгиз,
1962, 104 с.
Глава 12
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
Технически чистый алюминий в технике имеет сравнительно
ограниченное применение вследствие низкой прочности и высокой
пластичности.
Большей частью в технике применяют сплавы алюминия —
дюралюмины и силумины.
Основные затруднения при сварке алюминия и его сплавов
следующие: на поверхности расплавленного металла постоянно об-
разуется тугоплавкая пленка окиси алюминия А12О3, препятствую-
щая сплавлению между собой частиц металла; высокая температура
плавления окиси алюминия (2050 °C) и низкая температура плавления
алюминия (658 °C) крайне затрудняют управление процессом сварки.
Высокая теплопроводность алюминия и его сплавов требует
применения специальных технологических приемов, а при массивных
деталях — предварительного подогрева.
Алюминий и его сплавы сваривают с помощью электроду-
говой, аргонодуговой и газовой- сварки. Независимо от способа
сварки алюминиевые изделия перед сваркой должны проходить спе-
циальную подготовку, заключавшуюся в обезжиривании металла
и удалении с его поверхности пленки окиси алюминия. Такой
подготовке необходимо также подвергать присадочную проволоку
и электродные стержни перед нанесением на них покрытия.
Подготовка под сварку. Поверхность металла обезжиривают
растворителями [применяют органические растворители: бензин авиа-
ционный (ГОСТ 1012 — 72*), ацетон технический (ГОСТ 2768-79)],
затем удаляют окисную пленку механической зачисткой или хими-
ческим травлением. Химический способ удаления состоит из следую-
щих, операций: травление в течение 0,5—1 мин (состав: раствор
434
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
1. Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки алюминия и его
сплавов угольным или графитированным электродом
Толщина металла, мм	Диаметр присадочной проволоки, мм	Диаметр угольного или графитированно- го электрода, мм	Сила тока, А
2-5	1-6	8	120-200
5-10	5-7	10	200-280
10-15	7-10	12	280-350
<15	ГО-12	15	350-450
2. Состав флюсов, не содержащих хлористого лития, для электродуговой и
газовой сварки алюминия и его сплавов, %
Компоненты	1	2	3	4	5	Компоненты	I	2	3	4	5
Хлористый:						Калий кислый серно-	5		—	—	
натрий	16	20	19	41	—	кислый					
калий	79	48	29	51	50	Фтористый:					
Фтористый:						кальций	—	—	4	—	—
барий	—	20	—	—	—	барий	—	—	48	—	—
натрий	—	—	—	8	50						
калий	—	12	—	—	—						
едкого натра технического 45 — 55 г и фтористого натрия техни-
ческого 40 — 50 г на 1 л воды), промывка в проточной воде,
нейтрализация в 25 — 30 %-ном водном растворе азотной кислоты в
течение 1 — 2 мин, промывка в проточной воде, затем в горячей
воде, сушка до полного удаления влаги. Обезжиривание и трав-
ление рекомендуется делать не более чем за 2 — 4 ч до сварки.
Листовой металл толщиной до 5 мм сваривают без разделки
кромок. Детали толщиной до 20 — 25 мм можно сваривать без
предварительного подогрева. При толщине более 20 мм детали
перед сваркой рекомендуется предварительно подогревать до 300 —
400 °C, литые силуминовые детали подогревают до 250 —300 °C.
Электродуговую сварку можно осуществлять вручную угольным
или металлическим электродом или металлическим электродом по
слою флюса автоматами. Ручная дуговая сварка угольным электро-
дом производится на постоянном токе прямой полярности (минус
на электроде). Наиболее целесообразно применять угольные электроды
при сварке по отбортовке без присадочного металла. Сварку стыко-
вых, угловых и тавровых соединений выполняют с применением
присадочного металла — прутков из алюминия и алюминиевых Спла-
вов (ГОСТ 7871—75). Для сварки большинства деформируемых
СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
435
3. Состав флюсов, содержащих хлористый литий, для электродуговой и газовой
сварки алюминия и его сплавов, %
Компоненты	1	2	3	4	5 (АФ-4А)	6	7	8
ХлористьГ: натрий	30	45	30	6; 5	28	30	30	20
калий	45	30	45	63,5	50	35	45	20
литий	15	10	15	30,6	14	15	15	30
магний	—	—	—	—	—	—	—	8
Фтористый: литий					3,5							
калий	7	15	—	—	—	—	—	10
натрий	—	—	3,5	—	8	10	10	10
Калий кислый сернокислый	3	—	3	—	—	—	—	2
Бромистый калий	—	—	—	—	—	10	—	—
сплавов применяют проволоку марки АК. При сварке силумина можно
применять литые силуминовые прутки. Ориентировочные режимы
сварки угольным или графитированным электродом приведены в табл. 1.
Флюсы, предназначенные для дуговой сварки угольным электродом,
применяют и при газовой сварке. Составы флюсов приведены в
табл. 2 и 3.
Ручная дуговая сварка. При ручной дуговой сварке металлическим
электродом применяют металлические электроды, стержни которых
изготовляют из сварочной проволоки (ГОСТ 7871 — 75). Состав элект-
родных покрытий приведен в табл. 4 и 5. Электродные покрытия
4. Электродные покрытия (масс, доли, %) с хлористым литием для сварки
алюминия и его сплавов
Компоненты	1	2	3	4	5	6	7	8
Хлористый: литий	10	30	30	24	33,7	18,2	18,2	9,1
калий	50	64	63,5	20	24,75	—	—	32,5
натрий	35,5	6	6,5	—	13,45	27,2	30,5	18,2
магний	—	—	—	—	7,85	—	—	—
ФтористьГ: натрий	1,5			17	9			5,2
калий	3	—	—	39	11,25	—	—	—
Криолит	—	—	—	—	—	46,5	45,5	35
Сернокислый натрий	—	—	—	—	—	9,1	5,8	—
436
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
5. Состав (масс, доли, %) электродных покрытий без хлористого лития для сварки
алюминия и его сплавов
Компоненты	I	2	3	4	5	6	7
Хлористый: натрий	12,5	19	19	33	15	30	30
калий	50	29	28	45	50	50	40
барий	—	48	46	—	—	—	—
цинк			—	—	—	15	—	—	—
Фтористый: магний			3			—	
кальций	—	4	4	—	—	—	—
калий	—	—	—	7	—	—	—
Кислый сернокислый натрий	2,5	—	—	—	—	—	—
Криолит	35	—	—	—	35	20	30
замешивают на дистиллированной воде. Применение жидкого стекла
для покрытий не допускается. Толщина слоя покрытия в зависимости
от диаметра электродного стержня дана в табл. 6. Сварку производят
на постоянном токе обратной полярности. Режимы сварки приведены
в табл. 7.
6. Толщина покрытия в зависимости от диаметра электродного
стержня, мм
Диаметр электродного стержня	Толщина покрытия на сторону	Диаметр электродного стержня	Толщина покрытия на сторону
3	0,25-0,13	5	0,5-0,75
4	0,3-0,5	> 6	0,75-1,6
7. Ориентировочные режимы ручной дуговой сварки алюминия и его сплавов
металлическими электродами
Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А	Толщина металла, мм	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А
1-3	3	80-130	8-10	6	300-350
3-5	4	150-180	10-15	8	350-400
5-8	5	250-320	>15	10	400-450
СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
437
8. Состав флюсов для автоматической сварки алюминия
Флюс	Состав флюса, масс, доли, %			Свариваемые материалы
	Хлористый калий	Хлористый натрий	Криолит	
АН-А1	50	20	30	Алюминий и сплав АМц
УФОК-А1	40	30	30	Чистый алюминий и его сплавы
МАТИ-1	34	43	23	Сплавы АМц и АМг
9. Режимы*1 автоматической сварки алюминия и его сплавов плавящимся
электродом (для стыковых двусторонних швов)
Толщина металла, мм '	Диаметр сварочной проволоки, мм	Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Зазор между кромками, мм
12	1.8	280-300	36-38	0-1,0
16	2,5	350-400	38-40	0-1,0
18	2,85	400-430	39-41	0-1,5
25	4,0	550-600	40-42	0-2
*’ Скорость сварки 16 м/ч.
Автоматическая сварка. Сваривают преимущественно металли-
ческими плавящимися электродами на обычных автоматах, имеющих
постоянную скорость подачи электродной проволоки, без разделки
кромок. Для сварки применяют флюсы АН-А1, УФОК-А1 и МАТИ-1,
состав которых приведен в табл. 8. Режимы автоматической сварки
плавящимся электродом приведены в табл. 9.
Аргонодуговая сварка. Основное преимущество этого способа в
том, что отпадает необходимость во флюсах и электродных покры-
тиях. Для сварки применяют осушенный от влаги аргон с чисто-
той не менее 99,8 %. Сварку ведут ручным, полуавтоматическим
и автоматическим способами.
Для ручной сварки .используют неплавящиеся вольфрамовые
электроды и специальные держатели. Диаметр присадочной прово-
локи (мм) для ручной сварки берут в зависимости от толщины
свариваемого металла (мм):
Толщина свариваемого металла	До 2	2 — 5 Более 5
Диаметр присадочной проволоки	До 1 — 1,5 1,5 — 3	3 — 4
Сварку можно выполнять
лярности или на переменном
на постоянном токе обратной по-
токе. При сварке на переменном
438
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
10. Ориентировочные режимы ручной аргонодуговой сварки алюминия и его
сплавов неплавящимся электродом на подкладке из меди или коррозионно-
стойкой стали
Толщина металла, мм	Встык с.присадкой		Встык без присадки		По отбортовке	
	Сила тока, А	Расход аргона, л/мин	Сила тока, А	Расход аргона, л/мин	Сила тока, А	Расход аргона, л/мин
0,8			45-55	4-5	40-45	4-5
1,0	65-85	4-5	50-65	4-5	45-55	4-5
1,2	70-90	5-6	60-70	5-6	55-70	5-6
1,5	80-100	7-8	70-90	7-8	70-85	7-8
2,0	90-110	7-8	90-110	7-8	—	—
3,0	100-120	8-9	100-120	8-9	—	—
11. Ориентировочные режимы автоматической аргонодуговой сварки алюминия и
его сплавов неплавящимся электродом без присадочной проволоки (стыковые
соединения)
Толщина металла, мм	Диаметр вольфрамового электрода, мм	Сила тока, А	Скорость сварки в нижнем положении шва, м/ч	Расход аргона, л/мин
1,0	2	40-70	25-50	5-6
1,5	3	50-80	20-45	6-7
2,0	4	80-120	20-40	7-8
3,0	4	150-200	15-30	8-9
12. Ориентировочные режимы автоматической аргонодуговой сварки алюминия и
его сплавов неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки
(стыковые соединения)
Толщина металла, мм	Сила тока, А	Мини- мальная скорость сварки, м/ч	Диаметр вольфра- мового электрода, мм	Расход газа, л/мин	Диаметр присадочной проволоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, м/Ч
2	115-140	18,0	3	7-8	1,5	
3	160-210	13,0	3	8-9	1,5	—
6	240-260	8,5	4	12-15	2,5-2,8	20-24
Пр имечание. При толщине металла 6 мм выполняется V-образная раз-
делка кромок, при толщине 2 — 3 мм сварка выполняется без разделки кромок.
СВАРКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ
439
13. Режимы автоматической аргоне дуговой сварки алюминия и его сплавов
плавящимся электродом (стыковые соединения)
Подготовка кромок	Толщина металла, мм	Сила тока, А	Скорость сварки, м/ч	Диаметр электрод- ной про- волоки,	Число слоев	Расход газа, л/мин
Без разделки	4	140-200	20-36	1,6-2	1	8-9
	6	140-220	20-36	1,6-2	1	9-11
CV-образной раз-	8	200-290	20-30	2-2,5	2	11-13
делкой	10	200-320	20-25	2-2,5	2	13-15
	15	290-375	18-22	2-3	2-3	15-17
С V-образной или	20	290-390	15-21	2-3	3-4	15-17
Х-образной раз- делкой	>20	300-420	9-18	2-3	>4	15-17
токе применяют осцилляторы. Ориентировочные режимы ручной сварки
неплавящимся электродом приведены в табл. 10.
Автоматическую сварку ведут неплавящимися и плавящимися
электродами с помощью специальных автоматов. Сварка неплавя-
щимся электродом может быть без подачи и с подачей присадочного
материала. Режимы автоматической сварки неплавящимся электродом
приведены в табл. 11 — 13.
Газовая сварка. Этот способ сварки алюминия и его сплавов
малоэффективен. Основной его недостаток — необходимость примене-
ния флюсов и малая концентрация тепла по сравнению с дуговой
сваркой. Мощность пламени выбирают в зависимости от толщины
свариваемого металла:
Толщина металла, мм	0,5—0,8	1,0	1,2	1,5— 2,0	3,0 —4,0
Мощность пламени ацетиле-
на, л/мин	50	75	75-150	150-300	300-500
Пламя должно быть нормальным. В качестве присадочного
металла применяют сварочную проволоку из алюминия и его спла-
вов. Диаметр присадочной проволоки зависит от толщины свари-
ваемого металла:
Толщина металла, мм	<1,5 >1,5	>3	>5	>7
Диаметр присадочной проволоки, мм 1,5 — 2 2,5 — 3 3 — 4 4 — 4,5 4,5 —5,5
Флюсы для газовой сварки см. в табл. 2 и 3.
Сварные швы, выполненные дуговой и газовой сваркой электро-
дами с покрытиями или с применением флюсов, подвергают по-
440
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
следующей обработке. Оставшийся после сварки на поверхности
швов шлак способен интенсивно разъедать металл, поэтому шлак
необходимо тщательно удалять промывкой горячей водой.
Термическая обработка. Для сварных соединений, выполненных
из дюралюминия и силумина, после сварки применяют отжиг при
температуре 300 —370 °C с выдержкой в течение 1,5 — 2 ч и последую-
щим медленным охлаждением. Изделия из закаленного дюралюминия
после сварки рекомендуется подвергать закалке в воде после нагрева
до 500 —510 °C с последующим старением. Закалку со старением
применяют для особо ответственных изделий.
СВАРКА МЕДИ, ЛАТУНИ И БРОНЗЫ
Сварка меди затрудняется ее высокой теплопроводностью, боль-
шой жидкотекучестью, способностью сильно окисляться в нагретом
и особенно в расплавленном состоянии. Теплопроводность меди почти
в 6 раз больше теплопроводности стали и железа.
На свариваемость меди оказывают большое влияние примеси,
входящие в ее состав (кислород, висмут, свинец, сера, фосфор,
сурьма, мышьяк); особенно отрицательно влияет висмут. При нагре-
вании и расплавлении медь, окисляясь, образует закись меди Си2О,
которая, реагируя с водородом, растворенным в металле, вызывает
склонность меди к водородной болезни (поверхностные трещины).
Наилучшую свариваемость имеет электролитическая медь, содержащая
не более 0,05 % примесей. Медь сваривают ручной и автомати-
ческой дуговой сваркой, в среде защитных газов и газовой сваркой.
Дуговая сварка. Ручную дуговую сварку меди выполняют ме-
таллическим или угольным электродом. В качестве электродных
стержней для электродов ЗТ применяют проволоку из меди Ml,
проволоку из кремнемарганцовой бронзы Бр. КМцЗ-1, литые стержни
из латуни Л90 или оловянно-фосфористой бронзы Бр. 0Ф4-0,25;
для электродов «Комсомолец-100» — медная проволока Ml. Для элек-
тродов используют также медь М2 и М3.
На электродные стержни наносят специальные покрытия, состав
которых приведен в табл. 14. Сварку ведут на постоянном токе
обратной полярности. Режимы сварки металлическим электродом
приведены в табл. 15.
При сварке угольным или графитированным электродом в качестве
присадочных прутков применяют стержни из меди тех же марок,
что и для металлических электродов. Для улучшения процесса сварки
меди угольной дугой применяют специальные флюсы, которые перед
сваркой наносят на присадочные прутки или подсыпают в разделку.
Состав флюса для сварки меди угольным электродом приведён
в табл. 16; режимы сварки — в табл. 17.
Ручную дуговую сварку меди толщиной до 4 мм производят
без разделки кромок. Стыковые соединения собирают под сварку
СВАРКА МЕДИ, ЛАТУНИ И БРОНЗЫ
441
14. Состав электродных покрытий для сварки меди, %
Компоненты	Марка электрода	
	ЗТ	« Ко мсомо лец-100»
Сухие вещества:		
марганцевая руда	17,5	—
плавиковый шпат	32	10
полевой шпат	—	12
графит серебристьГ	16	—
ферросилиций	32	8
ферромарганец (низкоуглеродистый)	—	50
алюминий (порошок)	2,5	—
Жидкое стекло, % по отношению к массе сухой смеси	55-60	20
Примечания. 1. Толщина слоя покрытия электродов ЗТ из меди Ml
0,6-0,9 мм; из других материалов — 0,2 —0,4; для электродов «Комсомо-
лец-100» - 0,4 мм.
2. Электроды просушивают на воздухе при 20—30 °C 3 — 4 ч, а затем про-
каливают при 250-300 СС 1,5 — 2 ч.
без зазоров. Угловые и тавровые соединения сваривают в положе-
нии «в лодочку». Изделия толщиной более 5 мм перед сваркой
нужно нагревать до 200 —300 °C.
Автоматическую дуговую сварку меди под флюсом можно вести
неплавящимся угольным или плавящимся металлическим электродом.
Для автоматической сварки меди применяют флюсы ОСЦ-45, АН-20
и АН-348А. Сварку угольным или графитированным электродом выпол-
няют с помощью автоматической сварочной головки, которая передви-
гается вдоль шва с постоянной скоростью. Для сварки металла
толщиной 4 — 8 мм угольный электрод берут диаметром 20 мм.
Схема автоматической сварки меди угольным электродом показана
15. Ориентировочные режимы
дуговой сварки меди ме-
таллическим электродом
Толщина металла, мм	Диаметр электро- да, мм	Сила тока, А
2	3	120-150
3	3-4	160-210
4	4	240-280
5	5	300-350
6	5-6	330-380
16. Состав флюсов для ручной дуговой сварки
меди угольным или графитированным
электродами, %
Компоненты	1	2	3	4	5
Бура (прокаленная)	94	96	68	50	—
Магний металлический	6	4	—	—	68
Кислый фосфорнокислы ~					
натрий	—	—	15	15	—
Кремниевая' кислота	—	—	15	15	—
Поваренная соль	—	—	—	—	20
Древесный уголь	—	—	2	20	2
Борная кислота	—	—	—	—	10
442
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Рис. 1. Схема автоматической сварки меди угольным электродом под слоем
флюса:
1 — свариваемые листы; 2 — графитовая подкладка; 3 — присадочный металл;
4 - латунная полоска; 5 — медные проволочки; 6 - ограничительные планки;
7 — флюс; 8 — угольный электрод; 9 — зажимное и токоподводящее устройство
автоматической головки
на рис. 1. Режимы автоматической сварки меди угольным элек-
тродом под слоем флюса приведены в табл. 18.
Автоматическую сварку меди металлическим электродом можно
выполнять с помощью обычных автоматов. Сварку ведут электрод-
ной проволокой из меди Ml, М2, М3 диаметром 1,6 — 3 мм
на постоянном токе обратной полярности. При автоматической
сварке меди металлическим электродом применяют керамический
флюс марки ЖМ-1, который имеет следующий состав, %: мрамор
28,0; полевой шпат 57,5; плавиковый шпат 8,0; древесный уголь
2,2; борный шлак 3,5; алюминий 0,8.
17. Ориентировочные режимы ручной
сварки меди угольным электродом
Толщина металла, мм z	Диаметр электрода, мм	Сила тока, А
1	4	135-180
2	6	195-260
4	6	250-330
6	8	315-430
12	10	420-550
18. Режимы*1 автоматической сварки
меди угольным электродом под слоем
флюса
Толщина листов, мм	Сила тока, ' А	Напря- жение дуги, В	Скорость сварки, м/ч
4	780-800	18	22,4
6	960-980		
8	1000	18-19,	16
*1 Диаметр угольного или графи-
тированного электрода 20 мм.
СВАРКА МЕДИ, ЛАТУНИ И БРОНЗЫ
443
19. Режимы автоматической сварки меди (стыковые соединения без разделки
кромок)
Толщина листа, мм	Диаметр проволоки, мм	Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость сварки, м/ч
2	1,6	140-160	32-35	25
3		190-210		20
4		250-280		25
5	2	300-340	30-35	25
6		330-350		20
8	3	400 - 440	33-38	16
20. Режимы автоматической сварки меди (стыковые соединения с разделкой
кромок; шов двусторонний)
Толщина листов, мм	Разделка кромок		Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость сварки, м/ч
	Угол разделки, О	Величина притупления кромок, мм			
10	60	5	540-560	33-38	15
12		6	580-600	35-38	15
22. Режимы ручной аргонодуговой сварки меди
вольфрамовым электродом
Тол- щина лис- тов, мм	Диаметр присадоч- ной проволо- ки, мм	Диаметр вольфра- мового электро- да, мм	Сила тока, А	Расход аргона, л/мин
1,6	2,4	2,4	80 —	2,8-3,3
			110	
3,2	3,2	3,2	200	6
6,4	4,8	4,8	300,	7
10	4,8	4,8	350	7
12	6,4	4,8	400	8
16	6,4	4,8	400	8
21. Режимы автоматической
сварки меди (соединения
внахлестку)
Тол- щина лис- тов, мм	Сила тока, А	На- пря- жение Дуги, В	Ско- рость свар- ки, м/ч
3,0	220 — 240		25
4,5	300- 340	30-35	25
6,0	350- 400		20
Примечание. Ток постоянный прямой
полярности.
444
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Флюс ЖМ-1 дает возможность выполнять автоматическую сварку
меди на переменном токе. При одностороннем шве сваривают на
графитовой или медной подкладке со сквозным проваром. Листы
толщиной до 8 мм сваривают без разделки кромок. При сварке
более толстых листов применяют V-образную разделку под углом
60° Листы толщиной 8 — 12 мм рекомендуется сваривать с двух
сторон. Режимы автоматической сварки меди металлическим электро-
дом под слоем флюса приведены в табл. 19 — 21. Для более легкого
зажигания дуги в начале сварки рекомендуется под электродную
проволоку подсыпать латунную стружку.
Сварка в среде защитных газов. Медь можно сваривать не-
плавящимся вольфрамовым или плавящимися электродами в среде
аргона или азота. Более распространена сварка вольфрамовым элек-
тродом на постоянном токе прямой полярности, режимы сварки
приведены в табл. 22. В качестве присадочного металла применяют
прутки из меди Ml, М2 и М3.
Сварку меди плавящимся электродом также ведут на постоянном
токе обратной полярности. В качестве электродного материала
применяют проволоку марок Ml, Бр. КМц—3—1 и Бр. ОЦ 4 — 3.
Газовая сварка. Этот вид сварки меди наиболее распространен.
В качестве присадочного материала при сварке металла толщиной
до 5 мм применяют прутки из меди Ml, М2, М3. При сварке
металлов большей толщины рекомендуется применять медную про-
волоку, содержащую 0,2 % Р и 0,15-0,30 % Si или только 0,2-6,7 % Р.
23. Состав флюса (масс, доли, %) для газовой сварки меди и ее сплавов
Компоненты	1	2	3	4	5	6
Бура	50	75	50	56	100	—
Борная кислота	35	25	50	—	—	100
Фосфорнокислый натрий	15	—	—	—	—	—
Хлористый натрий	—	—	—	22	—	—
Углекислый калий	—	—	—	22	—	—
Наиболее распространенные флюсы, применяемые при газовой сварке
меди, бронзы и латуни, приведены в табл. 23. Режимы газовой
сварки меди даны в табл. 24.
Термическая обработка. После сварки меди любым способом
сварные швы рекомендуется подвергать проковке. При толщине
свариваемых листов до 5 мм медь проковывают в холодном со-
стоянии; при большей толщине — в горячем состоянии при 250 —
350 °C. Проковку швов при температурах выше 400 °C производить
нельзя, так как медь становится хрупкой и могут появиться тре-
щины. Для улучшения пластических свойств сварного соединения
СВАРКА МЕДИ, ЛАТУНИ И БРОНЗЫ
445
24. Ориентировочные режимы газовой сварки меди
Толщина металла, мм	Диаметр присадочной проволоки, мм	Номер наконечника сварочной горелки
<1,5	1,5	1
1,5-2,5	2	2
2,5-4	3	3
4-8	5	4-5
8-15	6	6
>15	8	6-7
Примечание. При слишком малой толщине
металла (менее 1 мм) рекомендуется применять малые
сварочные горелки с наконечниками № 00 и 0.
применяют отжиг, при этом соединение нагревают до 500 — 600 °C,
а затем охлаждают в воде.
Сварка латуни. Основным затруднением при сварке латуни
является испарение цинка, что приводит к пористости металла шва.
Латунь можно сваривать ручной и автоматической дуговой сваркой,
в среде защитных газов и газовой сваркой.
Дуговая сварка. Сварку ведут угольным или металлическим
электродом. При сварке угольным электродом применяют такие же
режимы и флюсы, что и при сварке меди. В качестве присадочного
металла используют прутки из латуни ЛК 62—05 (60,5 — 63,4% Си,
0,3-0,7 % Si, остальное — Zp) и ЛМЦ 40-4,5 (40 % Zn, 4,5 % Мп,
остальное — Си). Кроме того, можно применять прутки из латуни
марок ЛК 80 — 3, ЛМц 58-2, ЛМцЖ 55 — 3—1 или бронзы Бр. ОМцА
8-0,7-0,7.
Ручную дуговую сварку металлическим электродом применяют
в основном для металла толщиной более 5 мм. Сварку ведут
на постоянном токе прямой полярности. Электродные стержни
берут такого же химического состава, что и присадочные прутки
при сварке угольной дугой. На электродные стержни наносят двух-
слойное покрытие, замешанное на жидком стекле. Состав первого
слоя покрытий, %: марганцевая руда 30; титановый концентрат
30; ферромарганец 15; мел 20; сернокислый калий 6.
Толщина слоя покрытия 0,2 —0,3 мм. После просушки на
воздухе в течение 4 — 5 ч электроды прокаливают при 180—200 °C
в течение 1,5 — 2 ч. Затем наносят второй слой покрытия толщиной
0,8 —1,1 мм. Состав второго слоя: борный шлак, разведенный на
жидком стекле. Ориентировочный режим сварки металлическим
электродом:
Диаметр электрода, мм	5	6	8
Сила тока, А	250-280 280-320 350-400
446
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
25. Режимы автоматической сварки латуни плавящимся металли-
ческим электродом диаметром 2 мм
Толщина листов, мм	Скорость сварки, мм	Скорость подачи электродной проволоки, м/ч	Сила тока, А	Напряже- ние на дуге, В
3,5	16	190	250-280	
4	18	200	280-300	30-33
5	16	240	300-350	
6	18	260	350 - 400	
10	18	335	400-450	32-34
14	16	370	450-480	38-42
Автоматическую дуговую сварку латуни металлическим плавя-
щимся электродом выполняют на обычных сварочных автоматах.
Сварку ведут на постоянном токе прямой полярности. Электродную
проволоку можно применять из латуни марок ЛК 62-0,5; ЛК 80-3,
из бронзы марок Бр. ОЦ 4-3, Бр. КМц-3-1 или из меди марок
Ml, М2, М3 диаметром 1,5 — 3 мм. Для сварки применяют флюсы
ОСЦ-45 или АН-348А. Режимы автоматической сварки латуни при-
ведены в табл. 25.
Сварка в среде защитных газов. Латунь можно сваривать в среде
аргона или гелия вольфрамовым электродом диаметром 1,4—4,8 мм
на постоянном токе прямой полярности. Режимы сварки аналогичны
режимам аргонодуговой сварки меди. В качестве присадочного
металла применяют прутки из латуни того же химического со-
става, что и свариваемый металл, или прутки из латуни ЛК
62-0,5 или бронзы Бр. ОЦ 4-3 и Бр. КМЦ 3 — 1.
Газовая сварка. Этот способ сварки латуни является самым рас-
пространенным. Режимы сварки и флюсы те же, что и для сварки
меди. Наилучшие результаты получаются при применении проволоки
ЛК 62—0,5. Для уменьшения испарения цинка сварку латуни ведут
окислительным пламенем с избытком кислорода до 30—40%.
Термическая обработка. Изделия из латуни толщиной более
10 мм должны перед сваркой подогреваться до 300 —500 °C. После
сварки швы подвергают проковке. Для улучшения механических
свойств после проковки применяют отжиг при 600 — 700 °C с после-
дующим медленным охлаждением.
Сварка бронзы. Бронзу сваривают в основном при исправлении
дефектов в литых изделиях. Сварку можно вести угольным или
металлическим электродом, а также газовым пламенем.
Дуговая сварка. При сварке угольным электродом в качестве
присадочного металла применяют литые бронзовые стержни диамет-
ром 5 — 12 мм того же химического состава, что и свариваемый
металл. При сварке металлическим электродом на электродные
СВАРКА МЕДИ, ЛАТУНИ И БРОНЗЫ
447
26. Составы (масс, доли, %) электродных покрытий для электродуговой сварки
бронз
Компоненты	1		2	3	4	5	6	7
Алюминий			15	15	15	16,7		50
Мел	50		70	—	35	—	—	—
Борный шлак			—	—	—	—	—	—
Мрамор			—	70	35	83,3	83,3	—
Древесный уголь	50		—	—	15	—	16,7	50
Графит			15	15	—	—	—	—
Титановый концентрат			—	—	—	—	—	—
Бура плавленая			—	—	—	—	—	—
Медь фосфористая			—	—	—	—	—	—
Карборунд			—	—	—	—	—	—
Ферромарганец			—	—	—	—	—	—
Криолит			—	—	—	—	—	—
Компоненты	8	9	10	11	12	13	14	15
Алюминий		—	50	15	35	25	15	15
Мел	—	—	—	—	—	—	5,0	5
Борный шлак	—	100		—	—	—	—	—
Мрамор	—	—	—	70	—	35	—	—
Древесный уголь	—	—	35	—	35	—	—	—
Графит	5	—	—	15	—	15	—	—
Титановый концентрат	—	—	—	—	—	—	10	10
Бура плавленая	—	—	15	—	15	15	—	15
Медь фосфористая	—	—	—	—	15	10	—	—
Карборунд	—	—	—	—	—	—	70	55
Ферромарганец	80	—	—	—	—	—	—	—
Криолит	15	—	—	—	—	—	—	—
Примечания. 1. Все покрытия изготовляют на жидком стекле.
2. Электродные стержни применяют из проволоки или отлитых в кокиль
стержней из основного металла.
3. Сварку можно производить на постоянном и переменном токе, но лучшие
результаты получают на постоянном токе обратной полярности.
стержни наносят специальные покрытия. Состав некоторых наиболее
распространенных электродных покрытий приведен в табл. 26.
Сварку металлическим электродом выполняют на постоянном токе
обратной полярности, а угольным — на постоянном токе прямой
полярности. Массивные детали перед сваркой рекомендуется подо-
гревать до 350-450 °C.
Газовая сварка. Наконечник горелки берут из расчета 100—150 л/ч
ацетилена на 1 мм толщины металла. Пламя должно быть нор-
448
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
мяльным; присадочные прутки — близкими по химическому составу
к свариваемому металлу. Для сварки алюминиевых бронз можно
использовать флюсы, предназначенные для сварки алюминия; для
остальных бронз можно применять флюсы, предназначенные для
сварки меди. Газовую сварку бронзы рекомендуется вести с предва-
рительным подогревом до 350 —450 °C.
Термическая обработка. После дуговой или газовой сварки
бронзовые детали рекомендуется подвергать отжигу при 450 —500 °C.
Проковку швов можно делать только при сварке катаной бронзы,
швы на литой бронзе не проковывают.
СВАРКА ТИТАНА И НИКЕЛЯ
Сварка титана. Титан и его сплавы получают все большее
распространение в промышленности. Большим затруднением при
сварке титана и его сплавов является высокая активность их к
кислороду и азоту воздуха. Кислород, азот, а также водород и
углерод отрицательно влияют на свариваемость и являются вред-
ными примесями. Для качественной сварки необходимо, чтобы
свариваемый и присадочный металлы содержали вредные примеси
27. Ориентировочные режимы 28. Режимы автоматической сварки титана
ручной дуговой сварки вольфрамовым электродом без присадочного
титана вольфрамовым	металла (стыковые соединения)
электродом		Толщина металла, мм	Сила тока, А	Напряже- ние дуги, В	Диа- метр элект- рода, мм	Ско- рость свар- ки, м/ч
Толщина ме- талла, мм	Сила тока, А					
0,8 1,0	40-50 50-60	0,8	45 — 55	8-10	1,0- 1,5	18-25
1,2 1,5	50-60 70-80	1,0 1,2	50-60 55-65	10-12	1,5	18-22
2,0	90-100	1,5 1,8 2,0 2,5	70-90			
2,5 3,0	110-120 120-140		80-100 110-130 150-180	11-13	1,5- 2,0 2,0-	20-22
П р и м е ч жение дуги 14- электрода 1,5-	ание. Напря- -18 В, диаметр -2,0 мм.	3,0	200-220	12-13	2,5 2,5 — 3,0	
СВАРКА ТИТАНА И НИКЕЛЯ
449
Рис. 2. Схема аргонодуговой
сварки титана на стальной
подкладке с поддувом арго-
ном:
1 — свариваемые листы; 2 —
стальная подкладка; 3 — цен-
тральный кольцевой канал;
4 — отверстие; 5 —канавка;
6 - прижимы
в следующих пределах, %, не более: кислород 0,15; азот 0,04;
водород 0,01; углерод 0,1.
Основные особенности сварки титана — необходимость надежной
защиты зоны сварки и обратной стороны шва (корня шва) от вредного
воздействия атмосферного воздуха (защите подлежат не только рас-
плавленный металл, но и участки, нагретые до температуры 500 °C),
обеспечение в процессе сварки минимального времени нагрева сва-
риваемых деталей.
Титан и его сплавы можно сваривать аргонодуговой сваркой,
автоматической под слоем флюса, а также стыковой, точечной и
шовной контактной сваркой.
Аргонодуговая сварка. Этот способ сварки является основным
при сварке титана и его сплавов. При сварке неплавящимся электро-
дом применяют вольфрамовые прутки (не допускается применение
угольных электродов). Аргон должен иметь чистоту не менее
99,7 % и совершенно не содержать влаги. В качестве присадочного
металла применяют прутки или проволоку из титана и его сплавов.
Свариваемые кромки и присадочный металл должны быть очищены
от окислов и загрязнений травлением в течение 5 мин в растворе
следующего состава: соляная кислота 340 — 350 мл; азотная кислота
55 — 60 мл; фтористый калий 50 г; вода 600 мл.
Для защиты обратной стороны шва наиболее целесообразно
применять стальные подкладки с поддувом аргоном (рис. 2).
Сварку вольфрамовым электродом ведут на постоянном токе
обратной полярности. Режимы ручной сварки приведены в табл. 27.
При толщине свариваемого металла 0,8—3 мм диаметр присадочной
проволоки 1 — 2 мм.
Автоматическую сварку вольфрамовым электродом стыковых
соединений с толщиной листов до 6 мм можно выполнять без
присадочной проволоки. Листы толщиной до 3 мм сваривают с
одной стороны, а толщиной 3 — 6 мм — с двух сторон. Режимы
автоматической сварки вольфрамовым электродом стыковых соеди-
нений без присадочного металла приведены в табл. 28.
Автоматическая сварка под флюсом. Сварку производят на
обычных сварочных автоматах с применением флюсов АНТ — 1
15 п/р. В. В. Степанова
450
СВАРКА ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
29. Режимы автоматической сварки титана под флюсом (стыковые соединения)
Диаметр электро- да, мм	Толщина металла, мм	Напряже- ние дуги, В	Сила тока,	Скорость подачи электрода, м/ч	Скорость сварки, м/ч	Размер остающейся подкладки, мм
2	1,5-1,8	30-34	160-180	150	60-65	1,5 х 12
	2,0-2,5	34-36	190-220	162-175		2,0 х 15
	2,8-3,0	34-38	220-250	175-221		2,5 х 18
	4,0-4,5	34-38	300-320	221-239	50	3,0 х 20
2,5	2,8-3,0	32-34	230 - 260	189-204		2,8x18
	4,0-5,0	30 — 32	310-340	139-150		3,0 х 20
3	4,0-5,0	30-32	310-340	25-111		3,0 х 20
30. Режимы контактной точечной сварки листового титана
Толщина металла, мм	Диаметр контакти- рующей поверхности электрода, мм	Время сварки, с	. Усилие на электродах, кН	Сила тока, А
1 + 1	4-5	0,1-0,2	2,5-3,5	
1,5+1,5	4-5	0,1-0,2	3,5-4,5	60000-
2 + 2	5-6	0,3-0,4	4,5-5,5	10000
2,5+ 2,5	6-7	0,4-0,5	5,5-6,5	
31. Режимы шовной (роликовой) сварки титана
Толщина металла, мм	Ширина ролика, мм	Сила тока, А	Усилие на электродах, кН	Скорость сварки, м/мин	Ширина шва, мм
0,5 + 0,5	4-5	6000	2,0	0,65-0,85	3,5
0,8+0,8	4-5	6 500	2,5	0,7-0,8	4
1 + 1	5-6	7 500	3,0	0,6-0,7	5
1,2 + 1,2	6-7	8 500	3,5	0,55-0,65	5,5
1,5 + 1,5	6-7	9000	4,0	0,5-0,6	6
2 + 2	7-8	11 500	4,5	0,5-0,6	7
и АНТ —3. Электродная проволока изготовляется из технического
титана или из его сплавов. Сварку стыковых соединений выполняют
на остающейся • титановой или медной подкладке, охлаждаемой
водой. Режимы сварки стыковых соединений на остающейся подкладке
даны в табл. 29.
Контактная сварка. Наиболее широко применяют точечную и
шовную сварку титана и его сплавов. Режимы точечной и шовной
сварки приведены в табл. 30 и 31.
СВАРКА ТИТАНА И НИКЕЛЯ
451
32. Состав электродных покрытий для ручной
дуговой сварки никеля и его сплавов, %
Компоненты	Технический ни- кель Н1	Нихром ЭИ442	Никелемолибде- новый сплав ЭИ460
Мрамор	40,0	55	55
ПлавиковьГ	48,5	30	30
шпат	3,5		—
Ферро марганец	3,5	—	—
Ферросилиций	3,0	5	5
Ферротитан	—	5	5
Каолин	—	5	5
Песок кварцевый	3,0	—	—
Сода кальцини- рованная	2,0	—	—
Натриевое жид- кое стекло, % по отношению к сумме остальных компонентов	30,0	30	30
33. Состав флюсов для газовой
сварки никеля и его сплавов, %
Компоненты	1	2	3	4
Фтористый каль- ций	-	-	15	—
Гашеная известь	—	—	17	—
Борный ангидрид	—	—	23	—
Натриевое стекло	—	—	45	—
Бура (прокален- ная)	30	26	—	50
Борная кислота	50	75	—	50
Углекислый ба- рий	10	—	—	—
ХлористьГ натрий	10		—	
Термическая обработка.
После дуговой сварки из-
делий из титана для снятия
внутренних напряжении ре-
комендуется производить
отжиг не позже чем через
2 ч после окончания сварки.
Отжиг сварных изделий из сплавов титана производится при 600—
650 °C с выдержкой 30 — 45 мин.
Сварка никеля. Технический никель содержит до 1 % примесей
(железо, углерод, кремний, медь и др.). Никель и его сплавы можно
сваривать электродуговым способом и газовой сваркой.
Аргонодуговую сварку неплавящимся электродом выполняют на
постоянном токе прямой полярности. Чистота аргона должна быть
не ниже 99,8 %.
Ручную электро дуговую сварку производят на постоянном токе
обратной полярности. Составы электродных покрытий для ручной
сварки приведены в табл. 32. Стержень электрода изготовляют из
того же металла, что и свариваемые изделия. Отношение массы
электродного покрытия к массе стержня составляет 25 — 30%.
При малой толщине металла можно применять газовую сварку.
Номер наконечника горелки берут из расчета расхода газа 100 л/ч
на ,1 мм толщины свариваемого металла. Пламя при сварке должно
быть с небольшим избытком ацетилена. Составы флюсов для газовой
сварки приведены в табл. 33. Флюсы разводят водой и наносят
перед сваркой на присадочные прутки и на кромки свариваемых
деталей.
15*
452
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Багрянскнй К. В., Кузьмин Г. С. Сварка никеля и его сплавов.
М.: Машгиз, 1963. 164 с.
2.	Клячкин Я. Л. Сварка цветных металлов и их сплавов. М.: Машино-
строение, 1964. 336 с.
3.	Пухов Г. А. Сварка легких металлов и их сплавов. М.: Машгиз,
1959. 176 с.
4.	Третьяков Ф. Е. Сварка плавлением титана, циркония, молибдена,
тантала и никеля. М.: Профтехиздат, 1960. 62 с.
5.	Шоршоров М. X., Назаров Г., В. Сварка титана и его сплавов.
М.: Машгиз, 1959. 136 с.
Глава 13
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Классификация механизированных способов наплавки. Наплавочные
работы широко применяют при восстановлении изношенных деталей
и изготовлении новых. Применение наплавки рабочих поверхностей
специальными сталями и сплавами позволяет значительно повысить
эксплуатационную надежность узлов и деталей высокопроизводи-
тельных агрегатов и машин, снизить расход дефицитных и дорого-
стоящих материалов.
В последние годы созданы новые износостойкие сплавы и
наплавочные материалы: порошковая проволока с внутренней защи-
той, металлокерамическая и порошковая лента, гранулированные
порошки, керамические стержни и др.
При наплавке приходится решать две основные проблемы:
повышение износостойкости металлов (включая и стойкость в агрес-
сивных средах) и производительности технологического процесса.
Вторая проблема возникает очень остро при изготовлении
крупногабаритных деталей, когда на армирование рабочих поверхно-
стей расходуется большое количество наплавочных материалов.
В промышленности используются более 40 способов наплавки,
наибольшее применение из которых нашли способы, приведенные
на рис. 1.
Механизированная наплавка отличается от ручной непрерывностью
процесса, которая достигается использованием электродной проволоки
или ленты в виде больших мотков, подводом тока к электроду
на минимальном расстоянии от дуги, что позволяет применять токи
большей силы без перегрева электрода; использованием специальных
устройств для подачи электродного материала в зону действия
источника теплоты и механизмов для передвижения источника тепло-
ты или наплавляемого изделия.
Классификация механизированных способов наплавки
Наплавка открытой дугой |-1 Механизированные способы наплавки!- Электрошлаковая наплавка
454
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рассматривая классификацию механизированных способов на-
плавки, легко установить, что наибольшее применение находит на-
плавка под слоем флюса. Далее следует наплавка в среде защитных
газов, открытой дугой, вибродуговая и электро импульсная, токами
высокой частоты, электрошлаковая и специальные способы наплавки
цветных и композиционных сплавов.
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
Наплавка под слоем флюса. Наплавка проволочными электродами.
Типовая схема процесса наплавки под слоем флюса представлена
на рис. 2.
Флюс насыпается слоем 50 — 60 мм, и статическое давление
слоя флюса на жидкий металл составляет 70 — 90 Па. Этого не-
значительного давления достаточно для устранения нежелательных
механических воздействий на ванну жидкого металла, разбрызги-
вания жидкого металла и нарушения формирования шва даже при
очень больших силах тока.
Для наплавки под флюсом применяют электроды в виде одной
или нескольких проволок диаметром 1 — 6 мм или электродной
ленты толщиной 0,4—1,0 мм и шириной 20—100 мм.
Расплавленный шлак надежно изолирует жидкий металл от
газов воздуха, способствует сохранению теплоты дуги. После за-
твердевания металла образуется наплавленный валик, покрытый
шлаковой коркой и нерасплавившимся флюсом. Остывшую шлаковую
корку удаляют.
С помощью наплавки под флюсом можно наносить слой
металла почти любого химического состава толщиной от 2 мм и
более. Данный процесс применяют при наплавке цилиндрических
поверхностей, а также всевозможных плоских деталей и изделий
криволинейной формы (лопастей гидротурбин).
Процесс наплавки под флюсом отличается универсальностью
и широкими возможностями повышения производительности труда.
На рис. 3 приведены некоторые примеры, характеризующие пути
повышения производительности труда.
Рис. 2. Схема процесса наплавки под
флюсом:
1 — электродная проволока; 2 — то-
коподводящая втулка; 3 — сварочная
дуга; 4 — наплавляемая деталь; 5 —
сварочная ванна; 6 — наплавленный
валик; 7 — шлаковая корка; 8 — флюс
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
455
Рис. 3. Схемы механизированной наплавки:
а - многоэлектродная наплавка; б — многодуговая наплавка; 1 — наплавляемая
деталь; 2 — флюс; 3 — электродные проволоки; 4 — токоподвод; 5 — дуговой
промежуток
Наибольшее распространение получили способы наплавки рас-
щепленной дугой, многоэлектродной и многодуговой.
Суть способа расщепленной и многоэлектродной электродуговой
наплавки заключается в том, что дуга автоматически возникает на
торце то одного, то другого электрода, расположенных на опреде-
ленном расстоянии друг от друга и имеющих один общий токо-
подвод. Когда на первом электроде расплавится небольшое коли-
чество металла, длина дуги, горящей на этом электроде, увели-
чивается. Тем временем расстояние между концом соседнего электрода
и поверхностью наплавляемого изделия уменьшится. В результате
дуга на первом электроде гаснет и тотчас возникает на втором.
Благодаря такому попеременному плавлению электродов обеспечи-
вается' рассеянное тепловложение в основной металл и малая глу-
бина проплавления при высокой производительности процесса.
В табл. 1 приведены данные для выбора сварочного тока
(постоянного обратной полярности) в зависимости от диаметра про-
волоки.
Режим наплавки выбирается соответственно требуемой толщине
наплавленного металла с учетом формы изделия. Чем тоньше
требуется получить наплавленный слой, тем меньше должны быть
сила тока и диаметр проволоки. Для наплавки изделий цилиндри-
ческой формы необходимо, например, применение несколько иных
режимов, чем для наплавки плоских поверхностей, так как в первом
случае приходится считаться с возможностью' стекания жидкого
металла и шлака.
В процессе наплавки электрическая дуга оказывает давление на
сварочную ванну. Давление дуги возрастает с увеличением плот-
ности тока (при увеличении силы тока или уменьшении диаметра
электрода) и уменьшается при повышении напряжения (увеличении
длины дуги). Чем глубже погружается дуга в основной металл,
456
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
тем в большей степени жидкий металл вытесняется в хвостовую
часть сварочной ванны и тем больше возрастает глубина проплав-
ления.
Характерной особенностью одноэлектродной автоматической на-
плавки под флюсом является глубокий провар, в среднем равный
1 мм па каждые 100 А сварочного тока. В этом случае доля
основного металла в металле наплавленного валика колеблется
в пределах 60 — 70%. На глубину проплавления основного металла
значительное влияние оказывает режим наплавки. С увеличением
силы сварочного тока при неизменном напряжении и скорости
наплавки возрастает объем жидкой ванны, усиливается давление
дуги и происходит более энергичное вытеснение жидкого металла
из кратера, вследствие чего увеличивается глубина проплавления
основного металла. При этом площадь проплавления основного
металла возрастает, тогда как ширина валика практически остается
без изменения. Это приводит к увеличению высоты наплавленного
валика и ухудшению его формирования.
Металлургические процессы и формирование валиков при много-
электродной наплавке отличаются от процессов, протекающих при
одноэлектродной наплавке. При многоэлектродной наплавке дуга
горит то на одном, то на другом электроде и поэтому оказывает
попеременное давление на расплавленный металл в различных на-
правлениях. Вследствие этого расплавленный металл вытесняется
из-под дуги незначительно и при этом уменьшаются глубина про-
плавления основного металла и длина сварочной ванны. Ширина
и длина сварочной ванны (рис. 4) зависят от числа проволок
и их расстановки.
При многоэлектродной наплавке влияние силы тока, напряжения,
скорости наплавки и диаметра проволоки на глубину проплавления
основного металла сказывается значительно меньше, чем при одно-
электродной наплавке.
Число проволок выбирают в зависимости от ширины наплавляе-
мой поверхности и необходимой толщины наплавляемого слоя.
1. Зависимость силы сварочного тока
от диаметра проволоки
Диаметр прово- ЛОКИ, мм	Сила тока (А) при наплавке	
	одноэлект- родной	шестиэлект- родной
1,6	120-300	150-800
2,0	160 - 400	180-1200
2,5	180 - 450	200-1400
3,0	220- 500	250-1600
2. Рекомендуемые расстояния между
электродами при многоэлектродной
наплавке
Сила тока, А	Диаметр проволо- ки, мм	Расстояние между осями электродных проволок, мм
150-500	1,6	3-6
180-800	2,0	3,5-8
200-1000	2,5	1-10
380-1200	3,0	6-12
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
457
Рис. 4. Формы сварочной ванны и глу-
бина проплавления при наплавке
электродами:
а — одним; б — тремя; в — шестью
(I Hi) шш
При многоэлектродной наплав-
ке можно наплавлять за один
проход поверхность шириной
до 100 мм с малой и рав-
номерной глубиной проплавле-
ния основного металла. Рас-
Л)
стояние между электродными
проволоками зависит от их диаметра и силы сварочного тока (табл. 2).
Для обеспечения лучшего формирования валиков и получения
равномерной глубины проплавления основного металла зазор между
крайними электродами должен быть меньше, чем между средними.
Размеры и конфигурации валиков, выполненных многоэлектродной
наплавкой, существенно отличаются от размеров и конфигурации
валиков при одноэлектродной наплавке.
При значительной ширине валик имеет малую и равномерную
глубину проплавления основного металла. По оси валика максималь-
ная глубина проплавления 1,7 мм, минимальная — не менее 1 мм,
ширина валика 50 мм.
При наплавке одним электродом глубина проплавления составляет
11 мм, а ширина валика — 14 мм. Соответственно коэффициент
формы валика (отношение ширины валика к глубине проплавления)
составляет при многоэлектродной наплавке 29,4, а при наплавке
одним электродом 1,3.
Важной характеристикой наплавленного валика является доля
участия в нем основного металла. Многоэлектродная наплавка позво-
ляет даже при высоких режимах уменьшить долю участия основного
металла в металле наплавленного валика до 22 % вместо 60—
70 % при одноэлектродной наплавке. При повышенных режимах
наплавки и определенных расстояниях между осями электродов
валики получаются более широкие и высокие.
Наиболее устойчивый режим наплавки обеспечивается при при-
менении постоянного тока обратной полярности.
Для получения однослойной наплавки с ровной поверхностью
и малой глубиной проплавления рекомендуется при наплавке оче-
редного валика ось второго электрода направлять по кромке преды-
дущего валика.
Цилиндрические поверхности наплавляют по винтовой линии
с заданным перекрытием предыдущего валика. Качество формирования
наплавленного металла зависит от режима работы и диаметра
деталей.
458
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Ряс. 5. Влияние величины сме-
шения электродов с зенита на
формирование валика наплавлен-
ного металла (направление враще-
ния указано стрелкой)
Большое значение для
обеспечения хорошего фор-
мирования имеет правиль-
ный выбор смещения
электродов 2 (рис. 5, а) с
зенита 7, т. е. расстояние
от зенита наплавляемой ци-
линдрической поверхности
до оси электродов. При многоэлектродной наплавке длина свароч-
ной ванны значительно меньше, чем при одноэлектродной, однако
при высоких режимах она становится довольно большой и металл
может стекать. Если электроды смещены в сторону, противополож-
ную вращению изделия (рис. 5, а), то металл стекает под электрод.
Тогда глубина проплавления уменьшается, ширина валика увели-
чивается. При очень большом смещении может происходить стека-
ние металла ванны впереди электродов и вследствие этого полу-
чение несплавления. В случае расположения электродов в зените
(рис. 5,6) режим наплавки ограничивается возможностью стекания
металла ванны в сторону вращения изделия вследствие вытеснения
его давлением дуги на наклонную поверхность. Смещение электродов
в сторону вращения изделия (рис. 5, в) приводит к понижению уровня
жидкого металла в кратере и увеличению глубины проплавления.
Наплавленный металл стекает в сторону вращения, и формируется
более узкий валик с подрезами.
Для лучшего удержания металла ванны электроды смещают
с зенита (точки, находящейся над вертикальной осью) изделия
в сторону, противоположную направлению вращения, на величину
а, которая зависит от режима наплавки, диаметра изделия и флюса.
Величину а можно определить по формированию валиков.
При многодуговой наплавке используют различное сочетание
электродных проволок. Иногда их объединяют по две (расщеплен-
ная дуга) в несколько групп (см. рис. 3,6). Это создает условия
для получения уменьшенной глубины проплавления и наплавки раз-
ных по химическому составу слоев. Наплавка может осуществляться
как по низкоуглеродистому подслою, так и по подслою из аустенит-
ной стали, либо по подслою переходного состава. При этом исполь-
зуют стандартные оборудование, сварочные проволоки и флюсы.
Наплавка ленточными электродами. Широкое распространение
получила электро дуговая наплавка ленточным электродом. Для этих
целей используют ленту размером 0,6 х 50 или 0,6 х 60 мм, в от-
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
459
Рис. 6. Схемы наплавки лен-
точным электродом:
/ — ленточный электрод; 2 —
бункер для флюса; 3 свароч-
ная головка; 4 — отсос не-
расплавленного флюса; 5 —
затвердевший шдак; 6 — на-
плавленный металл; / — сва-
рочная ванна; Я — основной
металл; 9 — источник тепла
дельных случаях ленту 1,0 х 100 мм, а иногда и более широкую.
В последнем случае требуется более сложное оборудование для
питания сварочным током и применение специальных магнитных
систем управления процессом горения дуги.
При наплавке ленточным электродом на постоянном токе дуга
образуется между плавящимся ленточным электродом и изделием.
Ленточный электрод подается по мере расплавления, а на изделие
наплавляется слой толщиной 3 — 5 мм. Дуга и ванна отделяются
от окружающей среды слоем флюса, часть которого плавится и
образует защитный шлаковый слой. После застывания шлак удаляется
с наплавленной поверхности (рис. 6).
Некоторое представление о производительности процесса наплавки
ленточным электродом можно получить на основании результатов,
приведенных в табл. 3.
Наплавку в среде защитного газа осуществляют узкими лентами
(шириной 10—15 мм). Благодаря малой длине сварочной ванны
удается наплавлять цилиндрические поверхности диаметром менее
100 мм. Целесообразность применения узких лент подтверждается
тем, что в этом случае по сравнению с наплавкой электродной
проволокой получают более высокую производительность при малой
глубине проплавления основного металла и большей ширине на-
плавленного валика за один проход.
460
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
3. Сравнительные данные о производительности наплавки различными материалами
Наплавка	Ширина валика, мм	Толщина валика, мм	Скорость наплавки, мм/мин	Переме- шивание, %	Производи- тельность наплавки	
					кг/ч	м2/ч
Электродуговая под	90-100	7-8	120-130	15	40	0,7
флюсом	(много- электродная) прово- локой 6x1,6 мм Плазменная	35-40	3-4	250-300	5-10	19	0,6
Электродуговая под флюсом ленточным электродом разме- рами, мм: 60x0,5	60	4-5	100-150	15	10	0,5
90x0,5	90	4-5	100-130	15	23	0,7
120x0,5	120	4-5	100-110	15	27	0,8
180x0,5	180	4-5	90-100	5-10	30	0,9
При наплавке широкой лентой под слоем флюса в местах пере-
крытия валиков часто образуются подрезы и захват шлака, особенно
при наплавке медных сплавов. Чтобы избежать в этой зоне несплявле-
ний, а также захвата шлака и образования других сварочных дефектов,
используется комбинированный способ наплавки — электродной лен-
той с применением электродной проволоки (рис. 7, а, б). Электродную
проволоку располагают как со стороны наплавленного валика (рис. 7, в),
так и с противоположной стороны ленты (рис. 7, г).
Расстояние а зависит от режима наплавки; оно должно быть
таким, чтобы не затвердевал шлак и чтобы не было общей свароч-
ной ванны. Расстояние b выбирают в зависимости от толщины вали-
ка и заданного режима наплавки таким образом, чтобы проплавление
от воздействия электродной проволоки приходилось на участок
образования подреза и скопления шлака. Весьма эффективным
является расположение электродных проволок по обеим сторонам
электродной ленты.
Электродная проволока подается специальным механизмом равно-
мерно и одновременно с лентой. Комбинированный способ наиболее
целесообразен при наплавке под флюсом лентами шириной более
50 мм.
Для получения гладкой поверхности и обеспечения переплава
образовавшихся подрезов и наплывов применяют нахлесточное пере-
крытие валиков. Однако это не всегда позволяет избежать де-
фектов в наплавленном металле. Лучше всего наплавлять электродом
желобообразной формы (рис. 7, д и е) с различным положением
вогнутости ленты по отношению к направлению наплавки.
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
461
Рнс. 7. Способы наплавки электродной лентой:
/-электродная лента; 2 - электродная проволока; vH - скорость наплавки
Для увеличения производительности и повышения качества на-
плавки применяют также две спаренйые электродные ленты сечением
0,5 х 60 мм, которые одновременно подаются в зону дуги (рис.
7, ж).
Для предотвращения образования шлаковых включений в местах
перекрытия смежных валиков используют также электродную ленту
с отбортовкой кромок (рис. 7, э).
462
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 8. Наплавка с применением присадочных электродов:
1 — электродная лента; 2 — присадочный электрод; 3 — подающие ленту ролики;
4 — прижимное устройство; 5 — токоподвод; 6 — изделие
Для избежания подрезов и скопления шлака в местах пере-
крытия валиков применяют также многоэлектродную наплавку, где
в качестве электродов используют узкие ленты, расположенные
Т-образно по отношению друг к другу; такой способ повышает
производительность. Для устранения магнитного дутья смежным
электродам задают разную полярность. Глубина проплавления при
наплавке несколькими Т-образными электродами такая же, как и при
наплавке одной лентой.
При наплавке электродной лентой не всегда удается получить
наплавленный металл требуемого химического состава. Для этой цели
применяют способ наплавки комбинированными электродами (рис. 8),
который заключается в одновременной подаче в зону дуги двух
токоведущих электродов и одного присадочного (рис. 8, а) или одного
токоведущего и двух присадочных (рис. 8, б), в зависимости от
требований, предъявляемых к химическому составу наплавленного
металла.
Присадочный электрод представляет собой металлическую сетку,
ячейки которой заполнены присадочными элементами в виде гранул
или зерен. В качестве присадочных материалов используют хром, ни-
кель, углерод, марганец, кремний, титан, молибден, ванадий и др.
Другим способом легирования наплавленного металла является
наплавка лентой под слоем флюса по гранулированному порошку,
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
463
Рис. 9. Схема наплавки электродной лентой с применением гранулированных
порошков:
1 — электродная лента; 2 — шлаковая корка; 3 — наплавленный валик; 4 — из-
делие; 5 — лоток для подачи гранулированного порошка; 6 — флюсопитатель;
7 - подающие ленту ролики; гн — скорость наплавки
Рис. 10. Завнснмость изменения удельного электрического сопротивления элек-
тродной ленты от температуры:
/ — металлокерамической ленты ЛМ-70ХЗМ; 2 - холоднокатаной ленты 70ХЗМ
который подается впереди электрода на основной металл в зону дуги
(рис. 9). Масса гранулированного порошка по отношению к массе
электрода находится в соотношении 2:1 или 3:1.
Важную роль в процессе плавления металлокерамической ленты
играет удельное электрическое сопротивление, которое с повышением
температуры нагрева электрода увеличивается (рис. 10) более резко,
чем при применении холоднокатаной ленты, и интенсифицирует про-
цесс расплавления ленты.
Процесс плавления порошковой ленты существенно отличается от
процесса плавления холоднокатаной ленты. Вследствие низкой электро-
проводности шихты дуга горит преимущественно на оболочке ленты
и занимает только часть торца электрода. Оплавление порошковой
ленты по ширине вследствие блуждания дуги происходит равномерно.
Благодаря постоянному перемещению дуги глубина проплавления
основного металла при наплавке лентой меньше, чем при наплавке
проволокой. В этом заключается одно из важнейших преимуществ
наплавки лентой, позволяющее экономно расходовать дорогостоящие
наплавочные материалы из коррозионно-стойких и цветных сплавов.
При наплавке электродной лентой под флюсом форма валиков
(рис. 11) характеризуется шириной Ьо, глубиной проплавления Лп,
высотой с и коэффициентом формы X, который может быть вы-
464
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
числен по формуле
Рис. 11. Геометрические ха-
рактеристики наплавленного
валика
Доля основного металла в наплавленном у определяется отно-
шением площади проплавления основного металла Fo к площади
всего сечения шва, включающего и площадь сечения наплавленной
части валика FH, т. е.
Г о + FH
Наибольшее влияние на глубину проплавления и перемешивания
основного металла с наплавленным оказывает скорость наплавки. С ее
ростом увеличивается глубина проплавления, уменьшается ширина и
толщина наплавленного валика; доля участия основного металла
в наплавленном резко возрастает. При малых скоростях наплавки
между торцом электрода и наплавленной поверхностью образуется
значительное количество жидкого металла.
Изменение производительности наплавки в зависимости от ширины
ленты, сварочного тока и вылета электрода показано на рис. 12. С ро-
стом ширины электродной ленты (до 15 — 25 мм) производительность
наплавки сначала возрастает и достигает максимума при оптималь-
ной ширине ленты Ьопт.
Кривые оптимальной ширины ленты (мм) и соответствующие им
максимальные значения производительности (кг/ч) могут быть описаны
зависимостями
Ьопт = 14 + 0,388 \/l - 1200 ;
Этах = 26 + 0,834 \/l - 1200.
Эти зависимости справедливы для сварочного тока I = 1200 ч-
ч-1800 А, напряжения дуги 30 В, скорости наплавки vH= 1,7 см/с, вы-
лета электрода h3 =.35 мм и толщины ленты s = 0,5 мм.
С повышением сварочного тока производительность наплавки воз-
растает, ее экстремальное значение смещается в сторону большей ши-
рины ленты. Такой же характер изменения кривых имеет место
при увеличении вылета электрода.
Плавление флюса наиболее наглядно характеризует относительная
масса шлака, т. е. количество расплавленного флюса в граммах, прихо-
дящегося на 1 г расплавленного электродного металла.
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
465
Рис. 12. Зависимость производительности наплавки:
а — от ширины ленты Ьл, толщина ленты 5 = 0,5 мм при различных значе-
ниях тока /; б — от ширины ленты Ьл при различных вылетах электрода h3
при /=1200 А; € — от толщины ленты j при разных значениях ширины ленты
Ьл ; s = 0,5 мм, Аз = 35 мм, U = 30 В, vH = 1,66 см/с
Повышение скорости наплавки с 0,28 до 0,42 см/с вызывает уве-
личение относительной массы шлака на 10—15 %. Повышение напря-
жения дуги также приводит к увеличению относительной массы шлака.
Увеличение тока свыше 700 А незначительно изменяет относительную
массу шлака. Поэтому изменение режимов наплавки лентой в доста-
точно широком диапазоне не вызывает резкого изменения взаимо-
действующих масс расплавленного флюса и электродного металла.
На рис. 13 показано изменение коэффициента наплавки ап и мак-
симальной производительности дн, соответствующих значениям плот-
ности тока jmax и ширины ленты bmax.
Как видно из рисунка, при ограниченной мощности источника
наибольшая производительность достигается при наплавке электрод-
466
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 13. Максимальные значения коэффициента наплавки ан и производительности
процесса qH в зависимости от толщины ленты s при 7=900 — 1100 А:
сплошные линии — лента из стали 08Х18Н10Т, флюс керамический; штриховые
линии — лента из стали 08кп, флюс АН-348
ними лентами толщиной не более 0,2 мм из стали О8Х18Н1ОТ.
При наплавке лентой толщиной 0,1 мм из стали 08кп устойчивость
ее плавления лучше, чем при наплавке лентой из стали 08Х18Н10Т-
Из сравнения ан и #н для лент из различных сталей нетрудно
заметить, что максимальная производительность расплавления ленты
из стали 08Х18Н10Т значительно выше, чем ленты из стали 08кп.
Электродными лентами толщиной 0,1-0,2 мм можно производить
наплавку на малом токе, что уменьшает тепловложение в основной
металл и делает возможным наплавку цилиндрических деталей малых
диаметров.
Применение тонких лент позволяет увеличить ширину электродов
до 110 мм при питании от источников средней мощности (1000 А).
Наиболее технологична для наплавки лента толщиной 0,2 мм.
Электрошлаковая наплавка. Технические особенности и преимущест-
ва электрошлаковой наплавки позволяют поставить этот способ в один
ряд с самыми распространенными способами наплавки, а разнооб-
разие форм применения дает возможность использовать его в тех
случаях, когда другие способы применить трудно или невозможно.
В зависимости от положения наплавляемой поверхности в про-
странстве электрошлаковую наплавку подразделяют на горизонталь-
ную (рис. 14,6 и г), вертикальную (рис. 14, а) и наклонную (рис. 14,6).
Наиболее полно исследована электрошлаковая наплавка в горизонталь-
ном положении, так- как техника ее выполнения наиболее проста.
В этом случае образовавшиеся шлаковая и металлическая ванны ог-
раничиваются со всех сторон (перед плавящимся электродом - смесью
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
467
Рис. 14. Схемы электрошлакового процесса для наплавки
флюса, легирующей шихты, с боковых сторон - специальными во-
доохлаждаемыми планками, с хвостовой части слоем закристаллизо-
вавшегося наплавленного металла).
Для обеспечения кристаллизации металлической ванны и удержания
расплавленной шлаковой ванны устанавливают медную водоохлаж-
даемую коробку. В качестве электродного присадочного материала
может быть использована лента определенной ширины (обычно
50 — 70 мм) либо несколько проволок диаметром 1,6 — 3 мм. В от-
дельных случаях может быть использована проволока большого диа-
метра с применением поперечных колебаний. На рис. 15 приведена
схема горизонтальной электрошлаковой наплавки, отличающаяся от
предыдущей схемы тем, что плавление электродных материалов и
флюса производится в замкнутом объеме водоохлаждаемого кокиля.
К задней стенке кристаллизатора примыкает водоохлаждаемый валок-
кристаллизатор, который улучшает условия кристаллизации наплавлен-
ного слоя и обеспечивает получение слоя определенного размера.
Рассмотренная схема в отличие от предыдущей обеспечивает вы-
полнение наплавки не только на плоских деталях, но и дает воз-
можность наплавлять тела вращения (как внутренние, так и наружные
поверхности).
По первой схеме (см. рис. 14,6) скорость наплавки t?H ограничи-
вается необходимостью расплавления определенной порции флюса и
шихты перед электродами. При скорости наплавки более 3 м/ч флюс
не успевает расплавляться, процесс переходит в дуговой и нарушает-
ся формирование наплавленного металла. Рекомендуемый режим такой
468
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
наплавки: сила сварочного тока 1100-1200 А, напряжение 28 — 30 В,
число проволок 15 шт, диаметр проволоки 3 мм, расстояние между
проволоками 6 мм, скорость подачи проволоки 15 м/ч, флюс марки
АН-348А, вылет электродов 45 — 60 мм, скорость наплавки 1,2 м/ч. Глу-
бина проплавления при этом составляет 2 — 2,5 мм, трлщина наплав-
ленного слоя 11 мм. Наплавленный металл имеет очень ровную
поверхность без характерных чешуек, наблюдаемых при электродуго-
вом способе.
Способ электрошлаковой наплавки можно успешно применять для
изготовления биметаллических деталей нанесением на рабочую по-
верхность износостойкого или антикоррозионного слоя.
Металл при электрошлаковой наплавке можно легировать при-
мением специальной электродной или порошковой проволоки, керами-
ческого флюса. Состав наплавленного металла может изменяться
в широких пределах в результате одновременной подачи в зону
дуги электродных проволок разных марок.
Возможно проведение процесса надлавки в вертикальной плоскости
(рис. 16). Плавление электродных материалов происходит в кокиле-
кристаллизаторе 7, для создания
направленной кристаллизации и по-
лучения более тонких слоев допол-
нительно устанавливают валок-
кристаллизатор или другое устрой-
20-25мм
Рис. 15. Схема горизонтальной наплавки тонких слоев:
1 — водоохлаждаемый кокиль-кристаллизатор; 2 — шлаковая ванна; 3 — метал-
лическая ванна; 4 — наплавляемая деталь; 5 — наплавленный слой; б — валок-
кристаллизатор
Рис. 16. Схема вертикальной наплавки тонких слоев (обозначения см. рис. 15)
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
469
ство того же назначения. Для получения более толстых слоев такое
устройство не обязательно. Процесс может осуществляться по схеме,
приведенной на рис. 14, а, но в качестве присадочных материалов может
быть использована катаная лента определенной ширины (до 200 мм)
либо несколько лент меньшей ширины или проволок с поперечными
колебаниями вдоль плавильного пространства между кристаллиза-
тором и поверхностью детали.
На характер кристаллизации наплавленного металла существенное
влияние оказывают геометрические размеры используемых устройств,
в частности поверхностей, соприкасающихся с расплавленным шла-
ком и металлом.
Применение стального водоохлаждаемого кристаллизатора при оп-
ределенной шлаковой системе не гарантирует отсутствия смачива-
емости контактной поверхности жидким расплавленным металлом
ванны. В связи с этим известный интерес представляет применение
кристаллизаторов, контактная поверхность которых покрывается слоем
тугоплавких материалов, имеющих отрицательный угол смачивания.
В данном случае такими материалами могут быть вольфрам, мо-
либден или графит.
При электрошлаковой наплавке в качестве присадочного материа-
ла применяют сварочные проволоки (одну или несколько), которые
могут иметь возвратно-поступательное движение, а также электродные
ленты, пластины или стержни большого сечения. Размер электродов, их
форму и число выбирают, исходя из размеров и формы наплавляе-
мой поверхности.
При электрошлаковых процессах обычно применяют флюсы АН-8,
АН-22, АНФ-1 и др. (табл. 4).
При электрошлаковой наплавке (ЭШН) с малым зазором для изно-
состойких сталей наиболее пригоден флюс АН-22. Флюс АН-25 пред-
назначен для начала наведения шлакового процесса (твердый старт),
4. Состав флюсов, применяемых для электрошлаковой наплавки, %
Флюс	SiO2	А12Оэ	МпО	СаО	MgO	<2О и Na2O	FeO	CaF2
Фц-7	46-48	3	24-26	3	16-18	0,6-0,8	1,5	5-6
АН-22	18- 21,5	19-23	7-9	12-15	11,5-15	1,3-1,7	1,0	20-24
Фц-9	39,5	11,7	39	3,5	0,9	—	0,5	8,6
АН-51	31-33	21-23	5-6,5	12-15	14-17	1,5-2,5 ТЮ2	1,5	7-8,5
АН-8	33-36	11-15	21-26	4-7	5-7	—	1,5	13-19
АНФ-1	55,0	—	—	—	—	—	—	92
48-ОФ-6	4,0	23,5	0,03	19,5	3,0	—	1,5	52,5
АН-348	41 — 43,5	3	34,5 — 37,5	5,5	5,5-7,5	—	-	4-5,5
АН-25	7,0	—	—	13,5	3,0	35-40 TiO2	—	38
АНФ-5	2,0	—	—	—	17,25. NaF	—	-	75-80
470,
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
так как обладает электропроводностью в твердом состоянии. Наибо-
лее пригодны для ЭШ флюсы типа 48-ОФ-6 и АН-22.
Оптимальный состав флюса при наплавке высоколегированных чу-
гунов: 50% СаО, 15% А12Оз, 35% CaF2.
Примерные режимы электрошлаковой наплавки износостойкими
сплавами плоских, цилиндрических и конических поверхностей при-
ведены в табл. 5.
При электрошлаковой наплавке вместо электродной проволоки
можно применять электроды большого сечения, которые значительно
дешевле. Такими электродами особенно удобно восстанавливать разме-
5. Ориентировочные режимы электрошлаковой наплавки некоторых износостойких
сплавов
Параметр	Наплавляемые поверхности		
	плоские и цилиндрические	плоские	конические* *1
Электрод*2	Проволока диамет- ром 2,5 —3,0 мм	Пластинчатый шириной до 300 мм, тол- щиной 1 — 10 мм	Порошковая прово- лока диаметром 2,8 мм
Число электро-	Одна электродная	По ширине на-	Начало — одна элек-
дов	проволока на 45 — 60 мм ширины слоя или длины окруж- ности (без попереч- ных колебаний)	плавляемого слоя	тродная проволока, установившийся ре- жим - три электрод- ных проволоки (ча- стота	вращения 2 об/мин)
Сила сварочного	100 — 600 А на один	. Плотность элект-	200 — 280 А на один
тока	электрод	рического тока (поверхностная) 0,6 —2,0 А/мм2	электрод
Напряжение сварки, В Глубина шлако-	36-45	30-36	32-34
вой ванны, мм	30-45	30	30-45
Сухой вылет, мм	60 — 80	30	40-50
Марки флюсов	АН-8, АН-22	АНФ-1	АН-22
Типы наплавляе- мого износостой- кого сплава	Х12, Р18, Р9	Х18Н9Т	Х12ВФ
Толщина наплав- ляемого слоя, мм	12-15	12-15	16
*| Максимальные диаметр 170 mms длина 150 мм.
*2 Марка электродного материала соответствует химическому составу
наплавляемого сплава.
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
471
ры и повышать износостойкость деталей с торцовой рабочей по-
верхностью (рис. 14, г).
Основные преимущества ЭШН реализованы в способе кольцевой
электрошлаковой наплавки цилиндрических деталей в вертикальном
положении электродом-трубой, разработанным в Институте электро-
сварки им. Е. О. Патона (рис. 14, в).
Этот способ позволяет наплавлять на конструкционные стали
такие стали, как Р18, XI2, 9X2, хромоникелевые, высокованадиевые
стали и чугуны. Наибольшая производительность этого способа сос-
тавляет 150 кг/ч.
Наплавка в среде защитных газов* Этот способ целесообразно
применять в тех случаях, когда невозможна или затруднена наплавка
под флюсом, например при наплавке внутренних поверхностей глу-
боких отверстий, при наплавке деталей сложной формы, при много-
слойной наплавке сплавов с высоким содержанием примесей, ухуд-
шающих отделимость шлаковой корки, при наплавке мелких деталей.
-Эта наплавка осуществляется автоматическим и полуавтоматическим
способами. Для защиты зоны горения дуги и жидкого металла ванны
применяют обычно углекислый газ и аргон, а также их смеси (для
полуавтоматической сварки): Аг + Сог, Аг + Ог + Сог.
Для наплавки в среде аргона используют присадочную проволоку
химического состава, соответствующего составу наплавляемого метал-
ла, для наплавки в среде углекислого газа — проволоку с повышенным
содержанием раскислителей.
Наплавку деталей из углеродистых и низколегированных сталей
для восстановления размеров и повышения износостойкости выполня-
ют электродной проволокой марок Св-08ГС, Св-08Г2С, Св-12ГС,
Св-20ХГСА, 30ХГСА (ГОСТ 2246-70*), порошковыми проволоками
типа ПП-1Х14Т-О, ПП-Г13Н4-О и другими, разработанными Инсти-
тутом электросварки им. Е. О. Патона.
Для наплавки рабочего слоя применяют сварочную электродную
проволоку приведенных ниже марок.
Сварочная по ГОСТ Тип наплавля-	
2246-70*	емого металла
СВ-08Х14ГНТ	Х13
СВ-10Х17Т	Х17
Св-06Х19Н9Т	Х18Н9Т
Порошковая	
ПП-Р18Т	Р18
ПП-Р9Т	Р9
ПП-ЗХ2В8ГТ	ЗХ2В8
ПП-Х12ВФТ	Х12ВФ
ПП-30Х10Г10Т	30Х10Г10
Вибродуговая наплавка. Автоматическую вибродуговую наплавку
широко применяют для восстановления цилиндрических деталей не-
большого размеоа, особенно при ремонте деталей автомобилей и
472
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
тракторов, станочного оборудования (осей, валов, шпинделей, шлицевых
валов и др.). Напряжение источника тока 14 — 24 В, диаметр электрод-
ной проволоки 1,6 —2,5 мм, сила сварочного тока 100 — 250 А. Деталь,
зажатая в центрах или патроне станка, равномерно вращается с не-
обходимой скоростью, сварочная (вибродуговая) головка перемещается
вдоль наплавляемой детали.
Перенос металла небольшими каплями облегчает формирование
ровных плотных слоев наплавленного металла. К месту наплавки по-
дают охлаждающую жидкость, через которую в дугу вводят соли,
содержащие ионизирующие элементы для стабильности горения дуги.
В качестве охлаждающей жидкости применяют 2,5 —6%-ный водный
раствор кальцинированной соды или 20 %-ный водный раствор глицери-
на. Образующийся пар защищает расплавленный металл от воздейст-
вия кислорода и азота воздуха, чем способствует получению валика
с более высокими механическими свойствами.
В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработан метод
вибро дуговой наплавки под слоем флюса, который с успехом при-
меняют для наплавки изделий большого диаметра. Применение флюса
обеспечивает более спокойное горение дуги и замедленное остывание
металла, что предотвращает образование трещин.
Быстрое охлаждение малых порций расплавленного металла обеспе-
чивает возможность наплавки вибродуговым способом деталей не-
большого диаметра, так как нет опасности стекания металла с де-
тали. Практически диапазон диаметров деталей, наплавляемых этим
способом, 8-200 мм. Вибродуговая наплавка дает возможность полу-
чать ровные слои толщиной от нескольких сотых миллиметра до
3 мм за один проход. Ниже даны рекомендуемые диаметры про-
волоки в зависимости от толщины наплавляемого слоя, мм:
Толщина наплавляемого слоя	1	1—2	2
Диаметр электрода	1,0-1,5	1,5-2,5	2,0 —3,0
Ориентировочные режимы вибродуговой наплавки приведены в
табл. 6.
6. Ориентировочные режимы вибродуговой наплавки в струе жидкости
Параметр	Диаметр электродной проволоки, мм	Скорость подачи проволо- ки, мм/с	Сила тока, А
Напряжение < 15 В Напряжение > 15 В Сила постоянного тока от генератора ПС-300 (С/=20 В), А	1,8-2,2 1,8-2,2 2,0	13-17 15-22 150-180	110-130 150-180 130; 180; 210
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
473
Рис. 17. Методы механизированной наплавки открытой дугой:
а — голой проволокой с цепочечными покрытиями; б — проволокой с армиро-
ванным покрытием (флюсом); г — газоэлектрическая наплавка; д — порошко-
вой проволокой с внутренней защитой
Твердость наплавленного слоя зависит от состава электродной
проволоки и режимов наплавки.
Вибродуговой наплавкой восстанавливают стальные и чугунные де-
тали, на которые нужно нанести равномерный тонкий слой металла при
минимальной их деформации, при этом на поверхности деталей допу-
стимы мелкие дефекты. Наплавлять можно и закаленные детали,
причем твердость их при наплавке снижается незначительно.
При наплавке проволокой Св-08 наплавленная поверхность легко
обрабатывается резанием. Для получения износостойких поверхностей
применяют проволоку из сталей 45, 70, 60С2, У7, У8. При исполь-
зовании такой проволоки поверхность после наплавки обрабатывают
только шлифованием.
Преимущества вибродуговой наплавки: незначительные нагрев и де-
формации детали в процессе наплавки, получение твердой поверхности
без термической обработки, несложное оборудование, достаточно вы-
сокая производительность процесса, получение равномерных тонких
слоев наплавленного металла.
Наплавка открытой дугой порошковой проволокой. Этот способ
применяется при наплавке деталей сложной формы, когда наплавка
их под слоем флюса затруднительна.
Наплавку ведут автоматическим и полуавтоматическим способами,
при этом дуга горит в атмосфере воздуха и газов, образующихся
в процессе плавления электродного материала; в отдельных случаях
474
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
7. Порошковая проволока для наплавки открытой дугой
Проволока	Химический состав наплавленного метал				
	С	Сг	Мп	W	Si
ПП-ЗХВЗФ-О	0,27-0,32	4,0-5,5	0,1-0,5	3,0-4,5	0,6
ПП-У15Х12М-О	1,45-1,70	11,0-12,5	0,6	—	0,6 —0,8Мс
ПП-У25Х17Т-0	2,2-2,6	16,0-18,0	0,4-0,6	-	0,4-0,6
ПП-1Х14Т-0	0,15	14,0	0,6	-	0,6
ПП-Г13-0	1,0- 1,2	-	12-14	-	0,3
ПП-30Х10Г10-0	0,25-0,30	9-11	9-11	—	0,35
ПП-Р18Т	1,10	4,30	0,40	19,0	0,40
ПП-Р9Т	1,40	4,50	0,40	10,0	0,40
ПП-ЗХ2В8Т	0,65	3,0	1,20	10,0	0,35
ПП-Х12ВФТ	2,50	15,0	0,70	1,3	0,60
♦1 Детали перед наплавкой нагревают.
*2 Твердость НВ.
Пр имечание. Буква О в обозначении марки порошковой проволоки
открытой дугой.
для получения более высокого качества наплавку производят с до-
полнительной подачей СОг.
Существует ряд методов наплавки этим способом (рис. 17). Наиболее
совершенный способ механизированной наплавки открытой дугой -
наплавка с применением порошковой проволоки, в состав сердечника
которой наряду с легирующими компонентами входят газо- и шла-
кообразующие вещества, составляющие 10—12% от массы прово-
локи (см. рис. 17, г и Э).
При плавлении такой проволоки легирующие элементы шихты и ме-
талла оболочки переходят в шов, образуя наплавленный металл. По-
рошковые проволоки с внутренней защитой для автоматической и
полуавтоматической наплавки изготовляют диаметрами: 1,6; 2,0; 2,8; 2,5
и 3,0 мм. При этом применяют ту же методику расчета химического
состава проволок и используют то же самое оборудование, что и при
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
475
ла, %			Твердость HRC наплавленного металла		Условия эксплуатации наплавляемых деталей
	V	Ti			
			после наплавки	после наклепа	
	0,3-0,6	—	40-46	-	Повышенные температуры и боль- шие удельные нагрузки
	0,4	0,1	40-42	50-56	Абразивный износ и ударные на- грузки* 1
	—	0,7	40-44	50-52	Интенсивный абразивный износ и ударные нагрузки
	—	0,7	42-46	—	Износ трением скольжения (уплот- нительные поверхности деталей
					арматуры, плунжеры насосов и другие детали*1)
	—	—	200 —220* 2	450 —	Абразивный износ и сильные удар-
				500*2	ные нагрузки
	—	0,1-0,3	200—240*2	—	Кавитационный износ
	1,50	1,50	61-64	—	Повышенные температуры и боль- шие ударные нагрузки
	2,50	1,50	61-64	—	
	0,50	1,20	40-44	—	Повышенные температуры и боль-
	1,0	1,40	40-44	—	шие удельные нагрузки
указывает, что данная порошковая проволока предназначена для наплавки
изготовлении порошковых проволок для сварки и наплавки в среде
углекислого газа или под слоем флюса.
Назначение порошковых проволок некоторых марок, а также хими-
ческий состав и свойства наплавленного ими металла приведены в
табл. 7.
Для наплавки порошковой проволокой с внутренней защитой можно
использовать большинство автоматов и полуавтоматов, предназначен-
ных для сварки и наплавки сплошными электродными проволоками
под флюсом или в среде защитных газов.
Для питания сварочным током используют источники с жесткой
внешней характеристикой (преобразователь ПСГ — 500 и выпрямители
ВС-400 и ВС-600).
Ориентировочные режимы наплавки открытой дугой приведены
в табл. 8.
476
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 18. Схема процесса наплавки с подачей
дополнительной присадочной проволоки:
7 — канал-сопло; 2 — защитное сопло; 3 —
плазменный факел; 4 — присадочная прово-
лока; 5 — изделие; а — смещение горелки
с зенита; а — угол наклона горелки
Специальные способы наплавки. На-
ряду с перечисленными способами на-
плавки в производственной практике
применяют ряд специальных способов.
Наплавка плазменной дугой. В по-
следнее время широкое распростране-
ние получили способы наплавки, где
в качестве источника теплоты исполь-
зуется сжатая дуга (плазма).
Выполнение наплавочных работ мо-
жет осуществляться при различных
схемах введения присадочного материала. На рис. 18 приведена
схема наплавки с подачей дополнительной присадочной проволоки.
Проволока подается отдельным механизмом с регулируемой скоростью
8. Режимы наплавки открытой дугой порошковыми проволоками
Диаметр про- волоки, мм	Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость на- плавки, м/ч	Шаг наплав- ки, мм
	Наплавка прессового инструмента			
2,0-2,5	I 250-280 |	|	21-22	|	I	16-20	1	I 6-7*1
2,8-3,0	1	1 340-360 1	1	22-23	1	25-30	1	1	6-7*1
	Наплавка стали типа Г13			
2,5	150-250	18-23	10-15	5
2,8	220-350	20-25	15-20	5
3,0	300-500	22-28	25-30	6
Наплавка штампов				
2,0	240-250	26-28	16-20	4
2; 2,5; 2,8	280-300	26-28	25-30	4-6
2,8; 3,0	380-400	26-28	40-55	5-6
Наплавка кавитационно-стойкого сплава
2,0	160-190	21-23	10-14	3
2,5	180-220	22-24	15-18	4
3,0	220-250	24-26	20-25	5
*! В мм/об.
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
477
Рис. 19. Схема высокопроизводительной наплавки с использованием плазмы:
а — газометаллической плазменно-дуговой; 1,3 — источники питания; 2 — непла-
вящийся электрод; 4 — кассета с присадочной проволокой; б — плазменно-
дуговой с горячей проволокой; 1 — источник питания; 2 — плазменная горелка;
3 — плавкая приставка; 4 — двигатель подачи; 5 — проволока; 6 — источник для
подогрева; 7 — изделие
подачи. Расплавление происходит в наиболее разогретой части плаз-
менной дуги. Этот способ позволяет регулировать тепловложение
в основной металл, обеспечивает малую глубину проплавления (прак-
тически можно добиться нулевого проплавления); применим для на-
плавки различных материалов; обеспечивает производительность на-
плавки 5 — 7 кг/ч. Для увеличения ширины наплавленного валика при-
меняют колебательные движения головки. Обычно амплитуда коле-
баний не превышает 20 — 30 мм.
С целью повышения производительности наплавки плазменной
дугой используют две присадочные проволоки.
На рис. 19 приведены схемы газометаллической плазменно-дуговой
наплавки и плазменно-дуговой наплавки с горячей проволокой. В
обоих случаях присадочная проволока нагревается под действием тока,
проходящего через проволоку. Проволока в первом случае плавится в
ванне, а во втором случае — в плазменном столбе. Слой определен-
ной ширины получается путем возвратно-поступательного перемеще-
ния головки. Эти методы дают высокую скорость наплавки. Произво-
дительность процесса достигает 30 кг/ч. Вследствие регулирования
мощности источника теплоты и скорости подачи присадочных про-
волок, а также скорости колебаний и шага наплавки обеспечивается
малое выгорание легирующих элементов.
Наплавка под керамическим стержнем. Наряду с наплавкой порош-
ковой проволокой применяется процесс наплавки под керамическим
стержнем. В зону горения дуги подается проволока, на которую
опирается керамический стержень. По мере оплавления под действием
478
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
силы тяжести либо под действием встроенного в держатель виб-
ратора стержень подается в зону горения дуги. Состав применяемой
проволоки может быть различным. В состав стержня входят стаби-
лизирующие, газообразующие, шлакообразующие и легирующие эле-
менты.
Этим способом можно наплавлять металл любого состава, в том
числе и высоколегированные чугуны. Наплавку выполняют при гори-
зонтальном положении наплавляемой детали. Производительность
процесса составляет 8 — 12 кг/ч. Большой вклад в дело распространения
и развития этого способа внес ЦНИИТМАПГ, где разработано
несколько марок керамических стержней для наплавки специальных
сталей и сплавов.
Наплавка по схеме «дубль-процесс». С целью уменьшения глубины
проплавления и более рационального использования тепловой мощ-
ности дуги, сохраняя условия стабильности горения, в зону наплавки
дополнительно вводят присадочную ленту. Особенно эффективна такая
схема процесса при наплавке бронзы на поверхности стальных де-
талей.
Наибольший экономический эффект достигается при наплавке боль-
ших объемов бронзы. Схема устройства для наплавки этим способом
приведена на рис. 20. Проволочный электрод 5 подается в зону
горения дуги роликами 4. Присадочная лента 7 подается в плавильное
пространство роликами 6 второго подающего механизма. Направляю-
щее устройство 8 обеспечивает изгиб ленты и направление ее по ка-
сательной к наплавляемому изделию 1 соосно с проволочным электро-
дом. Присадочная лента находится в контакте с наплавляемой по-
верхностью и является своеобразным экраном между дугой и изделием.
Проволока *и лента, расплавляясь, образуют валики наплавленного
Рис. 20. Наплавка по схеме «дубль-процесс»:
гп — скорость подачи проволоки; гл — скорость движения ленты; ин - скорость
наплавки
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
479
9. Влияние режимов наплавки на геометрические размеры валика
№ режи- ма	Сила тока, А	На- пряже- ние дуги, В	Ско- рость пода- чи прово- локи, м/ч	Ско- рость пода- чи ленты, м/ч	Коэффи- циент подачи присадоч- ной ленты ^п.л	Степень проплав- ления основного металла 7пр> %	Произво- дитель- ность наплавки, G, кг/ч	Коэффи- циент наплавки Г /(А • ч)
141	470	34		46	0,5	7,7	14,9	30,4
142	470			54	0,62	—	15,8	32,2
151	440			62,6	0,78	2,7	16,8	38,2
152	450	36	102	70	0,85	4,8	17,7	39,3
161	440			80,6	1,0	з,з	18,9	42,9
162	460			90	1,1	1,5	19,9	43,3
211	300	35	60,4	0	0	, 14,6	5,76	19,2
металла 2. Питание дуги производится постоянным током от источ-
ника питания 9, токоподвод к электроду осуществляется токосъем-
ником 3 мундштука. Обычно в качестве плавящегося электрода ис-
пользуют проволоку диаметром 4 мм. Наплавка осуществляется под
флюсом. В качестве дополнительной присадки используют ленту ши-
риной 12 — 20 мм и толщиной 1 мм.
Обобщенные результаты исследования влияния мощности дуги и
коэффициента подачи присадочной ленты Кпл на геометрические раз-
меры валика наплавляемой бронзы Бр. АМц 9 — 2 под флюсом АН-60
приведены в табл. 9. Коэффициент подачи присадочной ленты показы-
вает соотношение в наплавленном валике масс расплавленного лен-
точного и проволочного электродов и определяется по формуле
где 6Л - производительность плавления дополнительной ленты, кг/ч;
Gn — производительность плавления электродной проволоки, кг/ч.
Применение нетоковедущей ленты, подаваемой под дугу, эффектив-
но при наплавке проволочным электродом. Так, дополнительный
ленточный материал позволяет значительно уменьшить степень про-
плавления основного металла при одновременном повышении про-
изводительности процесса. Если оптимальным режимом наплавки
бронзы электродной проволокой диаметром 4 мм считать режим
№211 (см. табл. 9), то применение дополнительной ленты размером
15 х 1 мм понижает степень проплавления с 14,6 до 1,5 —3,0% при
одновременном повышении производительности процесса с 5,76 до
19,9 кг/ч. Коэффициент наплавки также возрастает с 19,2 до 43,4 г/(А ч)
(см. режимы № 161 и 162).
480
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 21. Зависимость пара-
метров валика наплавленной
бронзы от погонной энергии
наплавки и коэффициента
подачи лёнты:
В — ширина валика; Нн— вы-
сота наплавки; Япр—глуби-
на проплавления: 1 — q/v =
= 2880 кал/с;	2 — q/v =
= 3980 кал/с
Таким образом, по экономическим показателям процесс наплавки
бронзы по схеме «дубль-процесс» превосходит большинство дуговых
способов наплавки. Аналогичные результаты получены и при приме-
нении в качестве плавящегося электрода ленты размером 12x1 мм.
Зависимость параметров валиков наплавленного металла от погонной
энергии наплавки и коэффициента подачи ленты приведена на рис. 21.
Большое влияние на степень проплавления основного металла при
прочих равных условиях оказывает скорость наплавки. С увеличением
скорости наплавки бронзы проволочным электродом с 10 до 20 м/ч
степень проплавления повышается на 35 % и более. Результаты ис-
следования влияния скорости наплавки на степень проплавления ос-
новного металла и параметры валиков наплавленного металла рассмат-
риваемого способа приведены на рис. 22. Из графика видно, что
область оптимальных скоростей наплавки находится в пределах
20-25 м/ч.
Необходимо отметить высокую технологичность способа. Во всем
исследуемом диапазоне режимов отмечалось хорошее формирование
валика с гладкой поверхностью и самопроизвольное отделение шла-
ковой корки. Коэффициент расхода флюса на 20 — 30% меньше, чем
при наплавке одним проволочным электродом. Понижение темпера-
туры ванны жидкого металла и уменьшение коэффициента расхода
Рис. 22. Зависимость сте-
пени проплавления основного
металла и параметров наплав-
ленного валика от скорости
наплавки (у — степень про-
плавления, %)
1О 20	20
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
481
Рис. 23. Изменение коэффициента на-
плавки металлокерамической лентой
в зависимости от силы тока и вылета
электрода:
-О- лента с добавкой 5% CaF2;
лента без добавки CaF?; 1 —
/э=120 мм; 2 — /, = 80 мм; 3 —
/э = 40 мм
флюса оказывает благоприятное
влияние на химический состав
наплавленного металла.
Важным преимуществом способа наплавки по схеме «дубль-про-
цесс» являются простота и надежность применяемого оборудования,
обеспечивающего получение стабильных результатов по качеству наплав-
ленного металла. Способ можно успешно применять при наплавке
как крупногабаритных, так и небольших по размерам деталей из-
за сравнительно небольшой ванны жидкого металла.
При наплавке цветных сплавов на основе меди нецелесообразно
увеличение размеров ленточных электродов и режимов наплавки,
так как это вызывает повышение доли основного металла в на-
плавленном'.
При наплавке специальных сталей и сплавов, для которых повыше-
ние этой доли сказывается не столь сильно, возможно применение
ленточных электродов больших размеров.
В Институте электросварки им. Е. О. Патона разработан вариант
наплавки по схеме «дубль-процесс» с использованием металлокерами-
ческой ленты 60 х 1 мм под слоем флюса.
Пористая микронеоднородная лента имеет повышенное электриче-
ское сопротивление, что обеспечивает более высокий нагрев ее про-
ходящим током. Выигрыш в производительности расплавления в этом
случае по сравнению с холоднокатаной лентой составляет в среднем
30 %. Возможно дальнейшее повышение электрического сопротивления
ленты введением в ее состав неметаллических добавок, в частности
до 7% CaF2 (рис. 23).
Наплавку по схеме «дубль-процесс» можно осуществить по двум
вариантам. Первый заключается в том, что неподвижная присадоч-
ная лента расплавляется на поверхности изделия со скоростью пере-
мещения дуги (перемещение аппарата). При втором варианте при-
садочная лента подается в зону дуги со скоростью, которая может
отличаться от скорости перемещения аппарата (см. рис. 20).
В табл. 10 приведены результаты наплавки металлокерамическими
лентами. При этом размеры основной ленты 60 х 1 мм, присадоч-
ной — 50 х 1. Наплавка производилась под слоем флюса при напря-
жении дуги 30 — 32 В и скорости наплавки 9,5 м/ч.
16 п/р. В. В. Степанова
482
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 24. Схема наплавки компо-
зиционных сплавов:
10. Некоторые характеристики процесса
наплавки двумя лентами
Сила тока, А	Скорость подачи присадоч- ной лен- ты, м/ч	Размеры валика (ширина х х высо- та), мм	Произво- дитель- ность наплавки, кг/ч
750	9,5	62x4,0	18,0
750	14,0	63 х 4,0	19,2
750	19,0	63 х 4,5	21,8
750	24,0	64 х 5,0	23,4
750	28,5*1	64x5,5	24,5
750	33,2	66 х 5,5	26,2
850	38,0*1	67 х 6,0	28,3
850	42,0	69 х 6,0	30,8
1000	42,0	69 х 6,5	40,0
1000	47,5*1	70 х 7,0	42,6
1200	47,5	70 х 7,5	48,3
1200	52,0*1	72x8,0	50,0
1 — форма; 2 — деталь; 3 — ре- *1 Оптимальные значения,
лит; 4 — мельхиор	_________________________
При использовании металлокерамической ленты с повышенным
электрическим сопротивлением производительность наплавки может
достигать 60 кг/ч.
При наплавке специальных сталей и сплавов на изделия из
обычных сталей нередко приходится выполнять большое число слоев
для обеспечения малой доли участия основного металла в наплавлен-
ном (не более 2 — 4%). При использовании двух лент низкое со-
держание примесей достигается уже во втором слое, так как доля
участия основного металла в первом слое может быть снижена
до 8%.
Наплавка композиционных сплавов. Суть способа заключается в
том, что поверхность наплавляемой детали обрабатывают с нанесением
грубых канавок. На деталь с определенным зазором (обычно 5 — 15 мм)
устанавливают контрдеталь, в образовавшуюся полость засыпают на-
полнитель (обычно карбиды вольфрама или лом твердых сплавов ти-
па ВК и ТК), полость герметизируют сваркой. В верхней части
контрдетали устанавливают бункер, в который помещают металл-
связку (медь, латунь, медно-никелевые сплавы). Полости бункера и де-
тали сообщаются между собой. К бункеру приваривают газоотвод-
ную трубку, которую заваривают при определенной температуре вне
зоны печи (рис. 24). По окончании подготовительных работ деталь
помещают в печь и нагревают по необходимому термическому циклу.
При этом металл-связка расплавляется и заполняет полость между
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ
483
деталью и контрдеталью. После охлаждения контрдеталь и бункер
удаляют механическим путем до наплавленного слоя. Производи-
тельность наплавки определяется временем нахождения детали в
печи и массой наплавляемого сплава, Максимальная производитель-
ность, достигнутая в настоящее время при этом способе, составляет
100 кг/ч.
Наплавка этим способом возможна на наружные и внутренние
поверхности цилиндрических, конических и плоских деталей.
Композиционные сплавы можно наплавлять дуговым способом,
с использованием плазменной дуги, токов высокой частоты, но эти
способы уступают по производительности, качеству и однородности
композиционного сплава, рассмотренного выше.
Наплавка по схеме «балк-процесс». Одной из разновидностей вы-
сокопроизводительного процесса наплавки с дополнительной пода-
чей присадочного материала является наплавка по схеме балк-
процесс».
Суть способа заключается в том, что процесс ведется под слоем
флюса проволоками большого диаметра (обычно 5 — 8 мм) с попереч-
ными колебаниями (амплитуда колебаний до 200 мм). В качестве
присадочного материала используется металлическая крошка или гра-
нулированные порошки с размерами зерен 0,5 — 3 мм, подаваемые спе-
циальным дозатором с регулируемой скоростью подачи количества
присадочного материала (рис. 25). Данный способ обеспечивает воз-
можность наплавки различных по составу сплавов за счет изменения
состава и количества подаваемой присадки, состава флюса (плавленого,
керамического или с легирующими добавками), состава основной
проволоки. Изменением скорости поперечных колебаний и шага на-
плавки, а также количества подаваемой присадки можно регулиро-
вать глубину проплавления основного металла. Производительность
процесса составляет 20 — 30 кг/ч.
Техника механизированной наплавки. Качество формирования нап-
лавленного слоя, его химический состав и структура в основном за-
висят от режима наплавки (рис. 26 — 28).
Выбор правильных термических условий (температуры предвари-
тельного подогрева, температуры процесса и скорости охлаждения)
весьма важен для предупреждения образования трещин. Детали перед
наплавкой подогревают в электрических или пламенных' печах, газо-
выми горелками, токами промышленной или высокой частоты. В печах
осуществляют, как правило, общий предварительный подогрев.
Чем больше склонность наплавленного металла к образованию
трещин, тем выше должна быть температура подогрева и тем меньше
должна быть скорость охлаждения детали. Так, для наплавки стали
ЗХ2В8 температура подогрева должна быть 350 —400 °C, а скорость
охлаждения — не выше 15 —25°С/с, для сплава Сормайт-1 — соответ-
ственно 540—600 °C и 1,5 —2,0°С/с.
В отдельных случаях при наплавке высоколегированных сплавов
можно отказаться от общего предварительного подогрева деталей.
16*
484
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 25. Наплавка по схеме «балк-процесс»:
7 — наплавочная головка; 2 — наплавляемая деталь; 3 — бункер с флюсом;
4 - подающий механизм; 5 — дозатор для подачи присадочных материалов
Рис. 26. Влияние шага наплавки на долю основного металла в составе
наплавленного слоя:
а - т = b = 0,65 %; б - т = О,57> = 0,45 %; т — шаг наплавки; b — ширина валика
В этом случае процесс наплавки проводят с применением местных
источников сопутствующего и последующего подогрева.
Схема такого процесса с использованием в качестве источников
нагрева щелевых закалочных горелок показана на рис. 29. Прбведение
Рис. 27. Изменение доли основного металла в наплавленном металле в зависи-
мости от параметров режима:
а — от напряжения дуги; б — от скорости наплавки; в — от’наклона изделия;
г - от наклона электрода; д — от диаметра электрода; е — от типа флюса
МЕХАНИЗИРОВАННЫЕ СПОСОБЫ НАПЛАВКИ	485
Рнс. 28. Изменение доли основного металла в наплавленном металле:
а — при применении проволочного электрода; б — при применении широкой
ленты; в — при поперечных колебаниях электрода; г - при поперечном колеба-
нии узкой ленты; А — амплитуда колебаний
процесса наплавки по этой схеме обеспечивает выполнение условий
качественной наплавки высоколегированных сплавов, т. е. создает ус-
ловия предварительного подогрева до температуры 600 °C и скорости
последующего охлаждения, не превышающие 2 °С/с.
При наплавке сплавов, допускающих большие скорости охлажде-
ния, возможно применение процессов наплавки широкими кольцами
(с поперечными колебаниями электрода) под слоем флюса, либо
порошковой лентой открытой дугой с поперечными колебаниями.
Скорость охлаждения в большинстве случаев находится в пределах
10 —30°С/с. При такой скорости охлаждения наплавленный слой ох-
лаждается одновременно с изделием, что в отдельных случаях пре-
дотвращает появление трещин. Крупные изделия после окончания
Рис. 29. Схема процесса наплавки твердых сплавов с использованием системы
горелка — дуга — горелка:
/—горелка; 2 — дуга; 3 — изотермы на поверхности наплавляемой детали
486
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 30. Схемы наплавки:
а — цилиндрической поверхности по винтовой линии; б — цилиндрической по-
верхности с поперечными колебаниями электрода; в - внутренней поверхности
в среде СО2; А — направление движения горелки; Б — направление вращения
изделия; 7 — токоподводящий мундштук; 2 - трубка подвода СОг; 3 — наплав-
ляемое изделие
наплавки подогревают и затем охлаждают вместе с печью либо
в сухом песке или утепленном коробе.
Наплавка тел вращения. Схемы и примеры наплавки цилиндри-
ческих деталей приведены на рис. 30 и 31.
Скорость подачи проволоки, а следовательно, и силу сварочного
тока выбирают в зависимости от диаметра и формы изделия, под-
лежащего наплавке. Рекомендуемые режимы наплавки под флюсом
цилиндрических деталей малого и большого диаметров приведены в
табл. 11 и 12. Наплавку цилиндрических деталей производят на спе-
циальных наплавочных установках или на токарных станках, приспо-
собленных для этой цели.
Рис. 31. Способы наплавки цилиндрических деталей:
а — трехэлектродная с общей ванной; б — многодуговая
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
487
11. Режимы наплавки цилиндрических деталей малого диаметра
Диаметр детали, мм	Диаметр электродной проволоки, мм	‘Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость на- плавки, м/ч
200	2,0	220-260	27-30	28-32
160	2,0	200-240	27-30	24-28
120	2,0	170-200	26-29	20-24
90	1,6	150-180	26-29	16-20
60	1,2	110-130	25-28	14-18
12. Ориентировочные режимы автоматической наплавки под флюсом
Тип электродного материала	Диаметр проволоки и размеры лен- ты, мм	Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость на- плавки, м/ч
Проволока сплошная	2 3 4 5	300-400 300-600 400-800 500-1000	28-34 30-36 34-40 36-45	15-60
Проволока порошко- вая	2,0 2,5 3,0 3,6	150-250 180-300 200-400 240-450	26-30 28-34 30-38 34-40	20-50
Лента электродная сплошная	60 X 0,5 100x0,5	500-800 800-1000	24-28 30-34	10-20
Лента порошковая (открытая дуга)	17x4 18x3	650x7	30-32	40-60
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
Легирование наплавленного металла. При наплавке под флюсом су-
ществует несколько способов получения легированного металла за-
данного химического состава, обладающего требуемым комплексом
свойств (рис. 32).
Кроме приведенных способов, металл можно легировать укладкой
на поверхность изделия легированного присадочного прутка, насыпкой
порошка, нанесением паст. Процесс наплавки можно вести по слою
легированной шихты, которая через специальные дозаторы подается
486
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 30. Схемы наплавки:
а - цилиндрической поверхности по винтовой линии; б — цилиндрической по-
верхности с поперечными колебаниями электрода; в — внутренней поверхности
в среде СО2; А - направление движения горелки; Б — направление вращения
изделия; 1 — токоподводящий мундштук; 2 — трубка подвода СОг; 3 — наплав-
ляемое изделие
наплавки подогревают и затем охлаждают вместе с печью либо
в сухом песке или утепленном коробе.
Наплавка тел вращения. Схемы и примеры наплавки цилиндри-
ческих деталей приведены на рис. 30 и 31.
Скорость подачи проволоки, а следовательно, и силу сварочного
тока выбирают в зависимости от диаметра и формы изделия, под-
лежащего наплавке. Рекомендуемые режимы наплавки под флюсом
цилиндрических деталей малого и большого диаметров приведены в
табл. 11 и 12. Наплавку цилиндрических деталей производят на спе-
циальных наплавочных установках или на токарных станках, приспо-
собленных для этой цели.
Рис. 31. Способы наплавки цилиндрических деталей:
а — трех электродная с общей ванной; б — многодуговая
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
487
11. Режимы наплавки цилиндрических деталей малого диаметра
Диаметр детали, мм	Диаметр электродной проволоки, мм	‘Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость на- плавки, м/ч
200	2,0	220-260	27-30	28-32
160	2,0	200-240	27-30	24-28
120	2,0	170-200	26-29	20-24
90	1,6	150-180	26-29	16-20
60	1,2	110-130	25-28	14-18
12. Ориентировочные режимы автоматической наплавки под флюсом
Тип электродного материала	Диаметр проволоки и размеры лен- ты, мм	Сила тока, А	Напряжение дуги, В	Скорость на- плавки, м/ч
Проволока сплошная	2 3 4 5	300-400 300-600 400-800 500-1000	28-34 30-36 34-40 36-45	15-60
Проволока порошко- вая	2,0 2,5 3,0 3,6	150-250 180-300 200-400 240-450	26-30 28-34 30-38 34-40	20-50
Лента электродная сплошная	60 X 0,5 100x0,5	. 500-800 800-1000	24-28 30-34	10-20
Лента порошковая (открытая дуга)	17x4 18x3	650x7	30-32	40-60
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
Легирование наплавленного металла. При наплавке под флюсом су*
ществует несколько способов получения легированного металла за-
данного химического состава, обладающего требуемым комплексом
свойств (рис. 32).
Кроме приведенных способов, металл можно легировать укладкой
на поверхность изделия легированного присадочного прутка, насыпкой
порошка, нанесением паст. Процесс наплавки можно вести по слою
легированной шихты, которая через специальные дозаторы подается
488
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Рис. 32. Способы легирования при наплавке под флюсом:
а — лиированная проволока; б — порошковая или составная проволока; в —
легирующий флюс; г — нанесение примесей на наплавляемую поверхность
впереди дуги. Для этих целей разработана специальная аппаратура,
подробную характеристику которой можно найти в соответствующих
каталогах по сварочному оборудованию.
На рис. 33 показана схема проведения процесса, которая позво-
ляет в широких пределах изменять состав наплавляемого металла,
производить наплавку высоколегированных материалов на низкоугле-
родистый и аустенитный подслой с дополнительной присадкой спе-
Рис. 33. Схема проведения процесса наплавки с различной комбинацией'электрод-
ных проволок:
а - легирование проволоки; б —с дополнительной присадкой карбидов; в-
наплавка по подслою; г — наплавка по подслою с дополнительной присадкой
карбидов; / — легированная проволока; 2 —карбиды; 3 — аустенитная или
низкоуглеродистая проволока
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
489
Рис. 34. Диапазон режимов наплавки, при которых состав наплавленного металла
отклоняется в пределах ±10% от номинального:
а - легированной проволокой; б — порошковой проволокой; в — под легирую-
щим флюсом; г — по слою легирующих примесей
циальных карбидов. Этот способ легирования может осуществлять-
ся и ленточными электродами в виде цельнокатаной, металлокера-
мической и порошковой лент.
При сварке в среде защитных газов химический состав наплав-
ленного металла регулируется изменением легирующих элементов
в электродном материале.
Большими возможностями легирования обладает процесс наплавки
металлокерамическими и порошковыми лентами. Применение таких
материалов позволяет практически получить наплавленный металл
любого химического состава при более широком диапазоне режимов.
Диапазоны режимов для способов, показанных на рис. 32, приве-
дены на рис. 34. Способы, показанные на рис. 32, а и б, обеспе-
чивают широкий диапазон режимов (рис. 34, а и б), поэтому случайные
колебания силы тока и напряжения дуги, неизбежные при наплавке
в производственных условиях, незначительно влияют на химический
состав наплавленного металла. Способ, показанный на рис. 32, в,
обеспечивает узкий диапазон допустимых режимов; случайные отклоне-
ния от заданного состава здесь вероятней, чем при использовании
легированной проволоки.
13. Химический состав сталей для изготовления электродной проволоки для наплавки, %
Сталь		Si	Мп		Ni	S	Р	Прочие элементы
	С			Сг		не более		
30ХГСА	0,27-0,35	0,90-1,20	0,80-1,10	0,80-1,10	>0,40		0,03	
12X13	0,09-0,15					0,03	0,03	
2X13 30X13	0,16-0,25 0,25-0,35	>0,8	>0,8	12,0-14,0	>0,6		0,035	—
Х15Н60	>0,15	>1,00	>1,50	15,0-18,0	55,0-61,0	0,025		
Х20Н80	>0,15	0,50	1,50	20,0-32,0	75,0-78,0	0,025	0,030	
Х20Н80Т 65Г 60ХЗВ10Ф	>0,12 0,60-0;70 0,55-0,65	>0,8 0,17-0,37 0,40-0,70	>0,7 0,90-1,20 1,30-1,80	19,0-23,0 >0,30 2,60-3,60	Основа >0,30 >0,35	0,015 0,040 0,40	0,020 0,040 0,040	0,4 Ti 9,0-10,5 W 0,30-0,50 V
490	НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
491
Наплавка по слою легирующих примесей (рис. 32, г) позволяет
получить заданный состав только в очень узком диапазоне режимов.
Небольшие отклонения силы тока и напряжения от требуемых ве-
личин неизбежно приводят к недопустимым отклонениям состава
наплавленного металла.
Электродная проволока. Во многих случаях для наплавки можно
успешно применять стандартную проволоку, выпускаемую по ГОСТ
2246-70* и ГОСТ 10543-75.
Кроме сварочной проволоки, для наплавки можно использовать
высококачественную углеродистую проволоку по ГОСТ 9389 — 75,
предназначенную для изготовления пружин и проволоку из сталей,
приведенных в табл. 13, ГОСТ 10543-75.
Электродная лента. В настоящее время для сварки и наплавки
широко применяют стандартные холоднокатаные ленты из низко-
углеродистой, инструментальной, пружинной и коррозионно-стойкой
стали, ленты из никеля, инконеля, монель-металла, меди, бронзы,
а также металлокерамические и порошковые ленты. Для получения
наплавленного металла высокой твердости с содержанием до 0,35 % С
и до 14 % Сг используют твердосплавные материалы, спеченные
металлокерамические и порошковые ленты.
В зависимости от требуемой твердости и других свойств на-
плавленного металла можно применять холоднокатаные ленты из
сталей 40, 50, 50Г, 65Г, 50ХФА, 10X13, 20X13 и др.
14. Состав*1 лент из углеродистых сталей, %
Сталь	С	Мп	Si	Сг
08кп	0,05-0,11	0,25-0,50	0,03	-
10 20	0,07-0,14 0,17-0,24	0,35-0,65	0,17-0,37	0,15
30	0,27-0,35		0,17-0,36	
40 50	0,37-0,45 0,47-0,55	0,50-0,80	0,17-0,37	0,25
60Г 65Г	0,57-0,65 0,62-0,70	0,7-1,00 0,9-1,20		0,025 0,25
** Во всех приведенных сталях содержится 0,25 % Си; 0,040 % S;
0,035 % Р.
15. Состав*1 лент из коррозионно-стойких сталей (ГОСТ 5632 — 72*), %
Сталь	С	Мп	Сг	Ni	Ti	S	Р
						не более	
08X13 12X13 20X13 10Х13Н4Г9 20Х13Н4Г9 04Х18Н10 08Х18Н10 08Х18Н10Т 12Х18Н10Т 12Х18Н9 12Х19Н9Т 08Х18Н13М2Т*2	0,08 0,09 0,16-0,25	0,8	12,0-14,0	-	-	0,025	0,030
	0,15-0,30	8,0-10,0		3,7-5,0 3,7-4,7		0,030 0,025	0,035 0,050
	0,04	2,0	17,0-19,0	9,0-11,0		0,020	0,035
	0,08				р	р	р	р 1 II Y* 1 р	р	р	р ~-J	ОО	ОО		
						0,20	
	0,12						
				8,0-10,0 8,0-9,5 12,0-14,0		0,020	
	0,08		16,0-18,0				
** Содержание Si во всех сталях 0,8 °о.
♦2 2,0 —3,0% Мо.
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
493
Для восстановления деталей из углеродистых сталей наиболее ча-
сто применяют стальную холоднокатаную ленту из низкоуглеродистой
стали 08кп (ГОСТ 503-81). Лента поставляется промышленностью
в рулонах, максимальная ширина которых равна 400 мм; толщина
ленты может быть различной.
Химический состав некоторых холоднокатаных лент из углероди-
стых сталей приведен в табл. 14, ГОСТ 1050—74**.
Наплавку коррозионно-стойких сплавов осуществляют лентами из
стали аустенитного, ферритного, аустенитно-мартенситного и мартен-
ситного классов. Химический состав применяемых для наплавки
холоднокатаных лент из коррозионно-стойких сталей приведен в
табл. 15. Размеры и условия поставки лент из коррозионно-
стойких сталей такие же, как и лент из стали 08кп.
Вследствие высоких антикоррозионных свойств никелевых сплавов
в сварочной технике применяют ленты из чистого никеля и спла-
вов монеля и инконеля.
Химический состав никеля и никелевых сплавов приведен в
табл. 16.
Для наплавки цветных сплавов применяют ленты из безоловян-
ных бронз (табл. 17), оловянных бронз (табл. 18), а также из
меди и алюминия.
Для наплавки используют холоднокатаные ленты шириной 20 —
100 мм. Применение узких лент не обеспечивает высокой произ-
водительности, а очень широкие ленты образуют большую сва-
рочную ванну, причем поверхность наплавки при этом получается,
16. Состав никеля и никелевых сплавов (ГОСТ 492-73*), %
Сплав*	Основные компоненты				Si, не более
	Ni	Си	Fe	Мп	
Никель марганцевьГ:					
НМц 2,5 НМц 5	Остальное			2,3-3,3 4,6-5,4	1,5 2,0
					
Никель:					
НП1	99,9	—	—		0,1
НП2	99,5			—	0,5
НПЗ	99,3				0,7
НП4	99,0				1,0
Монель НМЖМц28- 2,5-1,5	Остальное	27,0-29,0	2,0-3,0	1,20-1,80	-
Инконель*1		<0,5	6-10	<1,0	<0,5
♦’ 14-17% Сг; 0,12	°/о С.				
15. Состав*1 лент из коррозионно-стойких сталей (ГОСТ 5632 — 72*), %
Сталь	С	Мп	Сг	Ni	Ti	S	Р
						не более	
08X13 12X13 20X13 10Х13Н4Г9 20Х13Н4Г9 04Х18Н10 О8Х18Н1О 08Х18Н10Т 12XI8H10T 12Х18Н9 12Х19Н9Т 08Х18Н13М2Т*2	0,08 0,09 0,16-0,25	0,8	12,0-14,0	-	-	0,025	0,030
	0,15-0,30	8,0-10,0		3,7-5,0 3,7-4,7		0,030 0,025	0,035 0,050
	0,04	2,0	17,0-19,0	9,0-11,0		0,020	0,035
	0,08				0,5-0,7 0,5-0,8 0,5-0,8 0,5-0,7		
						0,20	
	0,12						
				8,0-10,0 8,0-9,5 12,0-14,0		0,020	
	0,08		16,0-18,0				
** Содержание Si во всех сталях 0,8 °о.
♦2 2,0-3,0>о Мо.
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
493
Для восстановления деталей из углеродистых сталей наиболее ча-
сто применяют стальную холоднокатаную ленту из низкоуглеродистой
стали 08кп (ГОСТ 503-81). Лента поставляется промышленностью
в рулонах, максимальная ширина которых равна 400 мм; толщина
ленты может быть различной.
Химический состав некоторых холоднокатаных лент из углероди-
стых сталей приведен в табл. 14, ГОСТ 1050—74**.
Наплавку коррозионно-стойких сплавов осуществляют лентами из
стали аустенитного, ферритного, аустенитно-мартенситного и мартен-
ситного классов. Химический состав применяемых для наплавки
холоднокатаных лент из коррозионно-стойких сталей приведен в
табл. 15. Размеры и условия поставки лент из коррозионно-
стойких сталей такие же, как и лент из стали 08кп.
Вследствие высоких антикоррозионных свойств никелевых сплавов
в сварочной технике применяют ленты из чистого никеля и спла-
вов монеля и инконеля.
Химический состав никеля и никелевых сплавов приведен в
табл. 16.
Для наплавки цветных сплавов применяют ленты из безоловян-
ных бронз (табл. 17), оловянных бронз (табл. 18), а также из
меди и алюминия.
Для наплавки используют холоднокатаные ленты шириной 20 —
100 мм. Применение узких лент не обеспечивает высокой произ-
водительности, а очень широкие ленты образуют большую сва-
рочную ванну, причем поверхность наплавки при этом получается,
16. Состав никеля н никелевых сплавов (ГОСТ 492-73*), %
Сплав*	Основные компоненты				Si, не более
	Ni	Си	Fe	Мп	
Никель марганцевьГ:					
НМц 2,5 НМц 5	Остальное			2,3-3,3 4,6-5,4	1,5 2,0
					
Никель:					
НП1	99,9	—	—		0,1
НП2	99,5			—	0,5
НПЗ	99,3				0,7
НП4	99,0				1,0
Монель НМЖМц28- 2,5-1,5	Остальное	27,0-29,0	2,0-3,0	1,20-1,80	-
Инконель*1		<0,5	6-10	<1,0	<0,5
♦’ 14-17% Сг; 0,12	°/о С.				
494
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
17. Состав*1 безоловянных бронз (ГОСТ 493 — 79), %
Сплав	Основные компоненты							Примеси, не более			
	Ml		Ni		Другие элементы			As		Sb	
Бр.АМц9 —2 Бр-БНТ 1,9 Бр.КМцЗ —1 Бр.А5	8-10 4-6		0,2-0,4		1,5-2,5 Мп 1,85-2,1 Be 1-1,5 Мп			0,010 0,002 0,010		0,002 0,002 0,002	
Сплав	Примеси, не более										
	Sn	Si		Al	Ni	Pb	р	Fe	Zn	Мп	Всего
Бр.АМц9-2 Бр.БНТ 1,9 БР.КМцЗ —1 Бр.А5	0,1 0,25 0,10	0,10 0,15 0,10		0,15	0,5 0,2 0,5	0,030 0,005 0,030 0,030	0,01 0,05 0,01	0,50 0,15 0,30 0,50	1,0 0,5 0,5	0,5	1,7 0,5 1,1 1,6
*! Си — остальное.
18. Состав*1 оловянных бронз (ГОСТ 5017 - 74*), %
Сплав	Основные компоненты				Примеси, не более		
	Sn	Другие элементы			Fe		Pb
Бр.ОФб —5 —0,15 Бр.ОЦ4 —3 Бр.ОЦС4 —4 —2,5	6 —.7 3,5-4,0 3,5	0,1-0,25 Р 2,7-3,3 Zn 3-5 Zn; 1,5-3,5 Pb			0,05		0,02
							-
Сплав	Примеси, не более						
	Sb	Bi	Al	Si		P	Всего
Бр.ОФб-5-0,15 Бр.ОЦ4 —3 Бр.СЩС4- 4-2,5	0,002	0,002	0,002	0,002		-	0,1
				-		0,03	0,2
*1 Си — остальное.
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
495
19. Состав*1 наплавленного металла, %
Лента	С	Мп	Si	Сг	Ni	Другие элементы
ЛМ-20Х10Г10Т	0,2-0,4	16-18	<0,3	11-12	—	1,5-2,0 Ti
ЛМ-70ХЗНМ	0,9- 1,1	<0,4	<0,4	4,2-4,8	0,9-1,2	0,8-1,1 Мо
ЛМ-1Х14НЗ	0,2-0,4	0,2-0,4	<0,3	16-18	3-4	—
ЛМ-5Х4ВЗФС	0,6-0,8	<0,3	<0,3	3,5-5,5	—	3,5-4,5 W; 0,6-0,8 V
ЛМ-ЗХ2В8	0,65- 0,70	1,5-1,7	0,3 — 0,34	3,2- 3,55	—	10,4 W; 0,41 V
ЛМ-70ХЗМ	0,9- 1,3	0,76- 1,0	0,74 — 0,90	4,2-5,0	—	0,7-0,9 Мо
ЛМ-5Х4ВЗФ	0,64 — 0,80	1,2-1,6	<0,3	4,5-5,5	—	3,4-4,5 W; 0,6-0,8 V
♦! Fe — остальное.
как правило, неровной. Наиболее часто применяют ленту шири-
ной 60 мм.
Металлокерамические ленты, предназначенные для высокопроиз-
водительной механизированной наплавки под флюсом теплостойких,
износостойких и коррозионно-стойких сплавов, изготовляют прокат-
кой порошкообразной шихты соответствующего состава с после-
дующим ее спеканием. Применение лент из прессованных порошков
позволяет получить для наплавки электродный материал практи-
чески любого химического состава. Спеченная таким образом элект-
родная лента обладает высокой прочностью и достаточной гиб-
костью.
Применение металлокерамических лент экономически целесо-
образно, особенно для наплавки трудно деформируемых и высоколе-
гированных сталей и сплавов. Значительно повышается долговеч-
ность быстроизнашивающихся деталей (прокатных валков, плунжеров
гидропрессов, деталей грузовых автомобилей и нефтехимического
оборудования).
Химический состав наплавленного металла некоторых металло-
керамических лент приведен в табл. 19 (ТУ ИЭС им. Е. О. Патона).
Для наплавки износостойких сплавов применяют ленты 70ХЗНМ
и 5Х4ВЗФС, для антикоррозионно-стойких наплавок сплавы монель-
металл, инконель-606; инконель-718, хромоникелевую ленту
03X21Н9Т, особостойкую к межкристаллитной коррозии 06X21Н9Т,
а также стали 20Х10Г10, 10Х10Г10Т, 25Х25Н16Г7Т, 1Х14НЗ,
1Х12Н2В2Ф и др.
Ширина выпускаемых промышленностью металлокерамических
лент 30 — 80 мм (через 5 мм), толщина 0,8 —1,2 мм. Лента по-
ставляется в рулонах массой до 50 кг.
20. Рекомендуемые расчетные составы поройжовои проволоке, %
Проволока	С	Si	Мп	Сг	V	Ti	W	S	Р	NajSiF6	Марка флюса
								не более			
Для наплавки под флюсом
ПП-ЗХ2В8	0,б‘	0,30	1,45	2,8	0,30		9,75	—	—	2,0	АН-20
ПП-Х12ВФ	2,4	0,4	0,6	15,0	0,30		1,30	—	—	2,8	АН-30
ПП-У 15Х17Н2*1	2,0	0,7	0,8	20,0	—		—	—	0,04	3,0	АН-20
ПП-Х10В14	4,0	0,4	0,4	10,0	—	—	14,5	0,04	—	3,0	АН-20
ПП-Р18	1,0	0,4	0,4	4,3	1,5		19,0	—	—	4,0	48-ОФ-6
ПП-Г13А	1,2	0,5	15,3	—	—		—	—	0,027	2,0	АН-16
ПП-У 12Х6Н2Ф2*2	1.7	2,0	1,2	8	1,4		1,6 Мо	—	0,04	—	АН-20 АН-30
Для наплавки в СО2
ПП-4Х2В8Т	0,50	0,30	1,0	3,0	0,35		10,0	—	0,04	0,8
ПП-У45Х25Г6Т	5,3	0,90	7,0	25,0	1,0		-	—	0,05	—
ПП-Р18Т	1,3	0,5	0,4	4,7	1,4	1,0	20,0	0,04	0,04	0,4
ПП-Х12ВФТ	2,5	0,6	0,4	15,0	1,0		1,3	—	—	0,5
ПП-И2	0,4 0,30	0,4 0,35	0,5 14	15,0 13	0,5				0,03	0,03		
ПП-ЗОХЮГЮТ						1,2	-			-
*1 2,0% Ni.
♦2 3,0% Ni; 1,6% Mo.
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
497
Порошковая проволока. Вместо сплошной проволоки сложного
химического состава применяют порошковую, изготовленную из низко-
углеродистой стальной ленты, свернутой в трубку, внутрь которой
помещают шихту — порошкообразный сердечник, состоящий из смеси
ферросплавов, железного порошка, графита и других компонентов.
Обычно применяют ленту размерами 15 х 0,8; 15 х 0,5; 18 х 0,5;
18 х 0,8; 12 х 0,6; 10 х 0,6; 9 х 0,4 мм. Для расчета состава шихты
порошковых проволок следует пользоваться существующими и хо-
рошо зарекомендовавшими себя методиками, разработанными Инсти-
тутом электросварки им. Е. О. Патона и кафедрой сварки Ураль-
ского политехнического института им. С. М. Кирова.
Химический состав наплавленного металла зависит от состава
шихты и соотношения количества шихты и ленты в проволоке.
Составы некоторых порошковых проволок приведены в табл. 20.
Порошковая электродная лента. Для широкослойной наплавки
все большее применение находит порошковая электродная лента
(рис. 35), состоящая из двух или одной тонких (0,3 —0,5 мм)
стальных (сталь 08кп) лент и засыпанной между ними шихты.
Шихту для ленты получают так же, как и для порошковой про-
волоки. Изготовляют порошковую ленту на специальных станках.
Порошковая лента состоит из оболочки из мягкой холоднока-
таной ленты и сердцевины из смеси порошков графита, ферросплавов,
чистых металлов и других компонентов. Порошковую ленту изго-
товляют из отдельных секций шириной 12—14 мм на специальном
станке, а затем собирают в широкую ленту.
Широкое применение в промышленности находят порошковые
ленты ИЭС им. Е. О. Патона. Ленты выпускаются шириной
30—.60 мм и толщиной 1,5 —3,0 мм. Широкая порошковая лента,
состоящая из одной секции, не всегда обеспечивает необходимую
однородность наплавленного металла, так как при ее изготовлении
трудно обеспечивать равномерное распределение материалов шихты
по всему сечению уленты. Поэтому для наплавки преимущественно
применяют ленту небольшой ширины (до 30 мм).
Наиболее часто используют порошковые ленты ПЛ-УЗОХЗОГЗТЮ,
ПЛ-АН101 (ПЛ-УЗООХ25НЗСЗ), ПЛ-АН102 (ПЛ-30Х25Н4С4) и др.
Рис. 35. Конструкция порошковых лент:
а - в — с двумя замками; г - с одним замком
17 п/р. В. В. Степанова
21. Порошковые ленты для наплавки бронз, ТУ УЗТМ
Лента	Химический состав* наплавленного металла, %								Твердость НВ после наплавки
	Sn	Ni	Р	Al	* Fe	Мп	Pb	Si	
ПЛ-БрАМц9-2 ПЛ-БрАЖМц1О-3-1,5	-	-		9-11	0,3-0,6 28-3,2	1,5-2 1,8 -2,2		0,8-1,2	130-146 160-173
ПЛ-БрАЖНМц9-3-4-4	-	3-4	-		3—4	3-4	-		168-179
ПЛ-БрОНЮ-1,5	10-15	1,5-2,5			0,3-0,4				
								0,3-0,4	130-140
ПЛ-БрОФН 10-0,2-1,5	10-12	1,5-1,7	0,12-0,20	-		0,3-0,4			
ПЛ-БрОС8-12 ПЛ-БрОС8-21	8-9	-	-		-		11-13 20-22	0,3-0,4	120-130 110-120
* Си — остальное.
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
22. Состав легирующих керамических флюсов, %
Компонент	КС-Х12Т	КС-Х12М
Мел	4,0-34,0	38,0-42,0
Фтористый каль-	5,0-6,0	5,0-6,0
ций		
Двуокись титана	5,0-6,0	5,0-6,0
Кремнезем	8,6-10,0	8,6-10,0
Окись магния	—	—
Окись натрия	1,5-1,7	1,5-1,7
Углерод	2,3-3,0	2,0-2,4
Кремний	0,7	0,7
Марганец	*16,5-18,0	16,5-18,0
Вольфрам	-	—
Ванадий	—	—
Молибден	—	0,8-1,4
Алюминий	0,7-1,1	0,7-1,1
Титан	3,5-4,0	3,5-4,0
Сера	0,1	0,1
Фосфор	0,1	0,1
Карбид бора	—	-
Железо (из фер-	14,0-19,0	14,0-19,0
росплавов)		
КС-Х14Р	КОЗХ2В8	КС-Р18Р	КС-Р9Р
37,0-40,0	40,0-43,0	25,0-28,0	31,5-33,5
'	8,0-10,0	8,0-9,5	8,5-9,0	8,0-10,0
	13,5-14,5	8,5 —9,8	8,0-9,0
8,6-10,0	3,0-5,0	3,0-5,0	4,0-5,5
12,0-14,0	-	-	—
1,5-1,7	1,5-2,0	1,5-2,0	1,4-1,6
2,0-2,3	0,4-0,55	1,5-1,4	1,5-1,8
2,1-2,4	2,0-2,5	0,7	0,7
17,0-18,5	3,0-3,6	4,9-6,2	4,9-6,2
—	10,0-12,0	20,0-22,5	13,0-15,0
-	0,4-0,7	2,2-3,0	4,0-5,5
—	—	—	—
—	0,2-0,3	0,6-0,9	0,6-0,9
—	1,0-1,5	0,7-1,0	0,7-1,0
0,1	0,1	0,15	0,15
0,1	0,1	0,15	0,15
2,8-3,0	—	0,7-0,8	0,3-0,4
7,0-10,0	10,0-14,0	17,5-19,0	17,0-20,0
A
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
500
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
23. Порошковые ленты для износостойких наплавок
Лента	Состав наплавленного						
	С	Сг	Мп	Si	Ni	W	
ПЛ-101 (ТУ ИЭС им. Патона)	3-3,5	25-28	1,5	3-4	2-3		
ПЛ-111	-	40-45 карбид хрома	-	-	Осталь- ное	-	
ПЛ-ЖС-2			1,0-1,5 10-12; осталь- ное медь	0,6	8-12		
ПЛ-ЖС-1	0,1-0,25	4,0-6,0			10-12	40-45 (кар- бид воль- фрама]	
ПЛ-15Х5Г5МЗБЗФТ (ТУ УЗТМ) ПЛ-45Г5МЗБ2ФТ (ТУ УЗТМ)	0,4-0,5	4-6	4-6	1,2-1,5	—		
ПЛ-60Х5Н4МЗР2ТФЮ (ТУ УЗТМ)	0,6-0,8	5-6	о,з	0,4	4-5		
ПЛ-120Х6МЗБ2ФТ (ТУ УЗТМ)	1,0-1,2		0,8	1,2-1,4	1,5-2		
							
ПЛ-Х18Н9С2Т (ТУ ИЭС им. Патона)	0,12- 0,12	18-20	1,5-2	1,5-2	9-11		
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ НАПЛАВКИ
501
металла,		°/ /о				Твердость HRC наплавленного металла		Условия эксплуатации наплавляемых деталей
	V	Nb	Мо	Ti	В	после на- плавки	после термиче- ской об- работки	
	-	-	3-5	3-4	-	52-54 48-54 35±5 54-58	45±5	При абразивном и газоабразив- ном износе, при нормальных и по- вышенных темпе- ратурах То же При абразивном, гидроабразив- ном кавитацион- ном износе Детали засыпных агрегатов — до- менных печей
	0,8-1,2	2-3 1,5-2	2-3	0,35		49-52	52-54	В условиях удар- но-усталостного нагружения при нормальных и по- вышенных темпе- ратурах При абразивном и ударно-аб- разивном износе, при нормальных температурах При абразивном, газоабразивном износе, при нор- мальных и по- вышенных темпе- ратурах Детали плунже- ров и узлов, ра- ботающих в аг- рессивных средах
		-				40-44	46-48	
		1,5-2				47-49	52-54	
		-	-			25-27	36-42	
502
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
Лента	Состав наплавленного					
	С	Сг	Мп	Si	Ni	W
ПЛ-60Х6МЗФБ2Т (ТУ УЗТМ)	0,4-0,6	6-8	0,8	0,8-1,2	1,5-2	
ПЛ-30Х10Г10Т (ТУ УЗТМ)	0,25 — 0,3	8-10	8-10	0,3-0,4		
						
ПЛ-ЗХ2В8 (ТУ УЗТМ)	0,28 — -0,32	2-3	0,6-0,8	0,6-0,8	—	8-10
ПЛ-Р6М6Т (ТУ УЗТМ)	1,1-1,25	3-4	0,8-1,2	0,8- 1,2		6-7
Ленту марки ПЛ-УЗОХЗОГЗТЮ применяют для износостойких
наплавок режущих органов землеройных машин, деталей строитель-
ных машин.
Механизированная наплавка пояса конуса и чаш засыпных ап-
паратов производится лентой ПЛ-УЗООХ25НЗСЗ-11, ПЛ-
30Х25Н4С4. Этой лентой наплавляют режущие кромки грейферов,
лопастей бетоносмесительных машин, катков тракторов, зубьев и
ковшей погрузчиков и др.
Важным преимуществом этих порошковых лент является воз-
можность их использования без применения флюсов или защитных
газов. Это достигнуто за счет введения в ленту кроме легирующих
элементов веществ, обеспечивающих хорошее раскисление сварочнрй
ванны и связывание азота врздуха в стойкие нитриды. При на-
плавке лентой ПЛ-АН101 достигается минимальное разбрызгивание
электродного металла и высокая однородность химического со-
става наплавленного металла.
Концентрация вредных выделений при наплавке лентой ПЛ-АН 101
ниже, чем при наплавке другими порошковыми лентами. Составы
некоторых порошковых лент приведены в табл. 21 и 23.
КЛАССИФИКАЦИЯ НАПЛАВОЧНЫХ СПЛАВОВ
503
Продолжение табл. 23
металла,		°/ /о				Твердость HRC наплавленного металла		Условия эксплуатации наплавляемых деталей
	V	Nb	Мо	Ti	В	после на- плавки	после термиче- ской об- работки	
		1,8-2,2	2,5-3,2	'0,15 — 0,25		52-54	56-58	В услрвиях удар- но-усталостных нагрузок при нормальных и по- вышенных тем-
	0,2-0,3 0,4-0,6	0,2-0,3	-		-	37-35 48-52	52 — 54 52-54	пературах То же и в услови- ях кавитацион- ного износа То же и при абра- зивном износе при повышенных
	1,2-1,4	-	6-7	0,2-0,3		58-63	64 — 67	температурах Режущий инстру- мент и штампы для горячей об- работки металла
Флюсы для наплавки. Наибольшее применение имеют плавленые
флюсы по ГОСТ 9087 — 81. По строению частиц плавленые флюсы
могут быть стекловидными и пемзовидными.
Состав легирующих керамических флюсов приведен в табл. 22.
КЛАССИФИКАЦИЯ НАПЛАВОЧНЫХ СПЛАВОВ
Состав наплавленного металла, обладающего полным комплек-
сом физико-механических и технологических свойств, выбрать до-
вольно сложно. Применяются две основные группы наплавочных
материалов.
Первая группа — материалы, имеющие высокие физико-механи-
ческие свойства, не изменяющиеся при работе или сохраняющиеся
продолжительное время. К этой группе материалов относятся стали
мартенситного, ледебуритного и аустенитного классов, высоколеги-
рованные чугуны, сплавы на основе кобальта и никеля.
Вторая группа — материалы, изменяющие свои свойства при
приложении рабочих нагрузок. Это материалы нестабильного, мар-
тенситно-стареющего и дисперсионно-твердеющего классов. В резуль-
504
НАПЛАВОЧНЫЕ РАБОТЫ
тате воздействия рабочих нагрузок в этих материалах протекают
фазовые превращения, которые повышают физико-механические ха-
рактеристики и снижают уровень остаточных напряжений, возни-
кающих при наплавке и последующем охлаждении. В таких ма-
териалах фазовые превращения возникают, как правило, под дей-
ствием пластических деформаций, которые нарушают стабильность
структуры, вызывая появление новообразований.
В мартенситно-стареющих и дисперсионно-твердеющих сплавах
процесс новообразований (выделение, интерметаллидных фаз и др.)
связан с изменением рабочей температуры. Повышение ее до опре-
деленных значений вызывает изменения в структуре материала.
Намечается тенденция к созданию композиционных износостой-
ких сплавов, основу которых составляют карбиды тугоплавких ме-
таллов, заключенные в связке из никеля или тройных сплавов,
например медь — никель — марганец.
Современная сварочная техника использует для наплавки сплавы
весьма разнообразного состава. Они различаются по химическому
составу, назначению и свойствам. Для классификации наплавленного
металла принята стандартная система маркировки и разбивки на
группы по химическому составу, безотносительно к назначению или
способу наплавки.
ДЕФЕКТЫ НАПЛАВКИ
Основными дефектами наплавок являются трещины в наплавлен-
ном слое и в зоне сплавления с основным металлом детали, поры
и раковины, шлаковые включения, несплавления слоя с основным
металлом, надрывы и др.
Дефекты могут быть внешними, выходящими на поверхность
наплавок, и внутренними, располагающимися внутри наплавленного
слоя.
Внешние дефекты обнаружить сравнительно легко путем осмотра
наплавок, с помощью магнитной дефектоскопии и др. Обнаружение
внутренних дефектов представляет сложную и не всегда надежно
разрешимую задачу. В этом случае пользуются следующими ме-
тодами контроля: просвечиванием рентгеновскими или гамма-лу-
чами, магнитной и ульразвуковой дефектоскопией, металлографи-
ческими исследованиями макро- и микрошлифов и др.
Трещины являются наиболее опасным дефектом наплавок, так
как под воздействием быстроизменяющихся нагрузок или тепловых
колебаний они могут развиваться, т. е. увеличиваться в размерах,
что может привести к преждевременному выходу .детали из строя.
В связи с этим контролю на обнаружение трещин необходимо
уделять наиболее серьезное внимание.
Возникновение трещин зависит от содержания углерода и серы
в наплавленном металле, от недостаточного предварительного по-
ДЕФЕКТЫ НАПЛАВКИ
505.
догрева детали при наплавке, жесткости изделия и пр. Холодные
трещины могут возникать при отсутствии замедленного охлажде-
ния детали после наплавки.
Поры образовываются при использовании влажного или отсы-
ревшего флюса, при наличии ржавчины на наплавляемых по-
верхностях, при недостаточном слое флюса и др. Поры появляются
при наплавке по металлу, ранее наплавленному электродами с ме-
ловой обмазкой, который содержит повышенное количество азота.
Поры — менее опасный дефект, чем трещины, но они снижают изно-
состойкость и прочность наплавленного металла.
Шлаковые включения чаще наблюдаются при многослойной
наплавке. Они являются результатом наплавки по неудаленной
или плохо удаленной шлаковой корке с предыдущих слоев. Шлак
не успевает расплавиться и всплыть на поверхность металла, вслед-
ствие чего остается в металле в виде шлаковых включений.
Несплавления наплавленного металла с основным металлом дета-
ли могут образоваться при несоответствии, например, выбранной
скорости наплавки и типа оборудования, неправильной установке
электрода, загрязнении наплавляемых поверхностей, нарушении ре-
жима наплавки и др. Наличие этих дефектов может привести к
отколу наплавленного слоя в процессе работы восстановленной
детали.
При установке наплавленных деталей на машины без последую-
щей механической обработки (ножи бульдозеров, опорные катки
тракторов и др.) важным требованием является гладкая поверхность
наплавленного слоя. Причиной наплывов и подрезов в наплавлен-
ном слое является нарушение режима наплавки — силы тока, напря-
жения дуги, скорости наплавки, смещения электрода с зенита при
наплавке цилиндрических деталей, изменение величины вылета элект-
рода и др.
Причиной поверхностных дефектов наплавленного слоя может
быть и плохая устойчивость дуги.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением/Под
ред. Б. Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. 768 с.
2.	Юзвенко Ю. А., Кирилюк Г. А. Наплавка порошковой проволокой.
М.: Машиностроение, 1973. 45 с.
3.	Степанов Б. В. Высокопроизводительные методы наплавки. М.: Маши-
ностроение, 1977. 75 с.
4.	Справочник сварщика/Под ред. В. В. Степанова. — 3-е изд. М.: Ма-
шиностроение, 1975. 520 с.
5.	Кравцов Т. Г. Электро дуговая наплавка электродной лентой. М.:
Машиностроение, 1978. 160 с.
6.	Фрумнн И. И. Автоматическая электродуговая наплавка. Харьков: Ме-
таллургиздат, 1966. 421 с.
7.	Многоэлектродная автоматическая наплавка под флюсом/Труды Всесоюз-
ного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта, вып.
239. М.: Трансжелдориздат, 1962, 136 с.
506
СВАРКА ЧУГУНА
Глава 14
СВАРКА ЧУГУНА
Свойства чугуна. Чугун представляет собой сплав' железа с
углеродом (содержание углерода более 2 %) и относится к группе
плохо сваривающихся металлов. Плохая свариваемость чугуна объясня-
ется высоким содержанием углерода, а также серы и фосфора.
Содержание серы в чугуне допускается до 0,15%, а фосфора —
ДО 0,5 %.
В зависимости от состояния углерода в чугуне различают
два вида чугуна: серый и белый. Серый чугун имеет в изломе
серый цвет. Большинство отливок изготовляют из серого чугуна.
Серый чугун хорошо обрабатывается резанием. В белом или отбе-
ленном чугуне весь углерод находится в химическом соединении
с железом в виде цементита (Fe3C). Цементит очень тверд и
хрупок, поэтому белый чугун обладает высокой твердостью и хруп-
костью и не поддается обработке обычным режущим инструментом.
В изломе белый чугун имеет белый цвет. Если белый чугун под-
вергать длительному отжигу (томлению), то ^цементит в чугуне
распадается и углерод выделяется в свободном состоянии.
Чугун, полученный путем отжига из белого чугуна, называют
ковким. В отличие от серого чугуна в ковком чугуне углерод
находится не в виде пластинчатого графита, а в виде хлопьевид-
ного. Ковкий чугун хорошо обрабатывается режущим инструментом
и по сравнению с серым чугуном обладает более высокими ме-
ханическими свойствами, в особенности пластичностью и вязкостью.
В промышленности получил большое применение высокопрочный
и легированный чугун. В высокопрочном чугуне углерод находится
в виде шаровидного графита. Этот jiyryH имеет высокий предел
прочности (400 — 600 МПа), а также достаточную пластичность. Ле-
гированный чугун в отличие от обычного содержит в своем составе
один или несколько легирующих элементов.
Чугун сваривают обычно только при ремонтно-восстановитель-
ных работах и при исправлении дефектов в чугунных отливках.
Основные факторы, затрудняющие сварку чугуна, следующие:
образование трещин в околошовных зонах в процессе сварки
и при охлаждении после сварки. Причина — низкие пластические
свойства и возникновение в процессе сварки больших внутренних
напряжений;
при сварке наблюдается выгорание кремния, сопровождающееся
появлением отбеленных зон в металле шва и в основном металле,
прилегающем к шву. Высокая твердость этих зон затрудняет после-
дующую механическую обработку и, кроме того, приводит к обра-
зованию трещин;
СПОСОБЫ СВАРКИ ЧУГУНА
507
чугун при нагреве очень быстро переходит из твердого со-
стояния в жидкое, и наоборот. Это свойство чугуна почти исклю-
чает его сварку в потолочном положении и затрудняет в других
положениях;
интенсивное выгорание углерода делает сварной шов пористым.
На образование пористости также влияет быстрый переход чугуна
из жидкого состояния в твердое, при котором газы не успевают
удалиться из сварочной ванны;
при сварке происходит окисление кремния, окислы кремния
имеют температуру плавления выше, чем свариваемый металл,
вследствие чего процесс сварки затрудняется;
чугунные изделия имеют разнообразный химический состав и
структуру. Разнообразие химического состава и структуры иногда
может наблюдаться в различных участках одного и того же изделия.
Это происходит в результате того, что более тонкие части чугун-
ных отливок остывают быстрее и в них наблюдается частичный
отбел, а более толстые части остывают медленнее и имеют струк-
туру серого чугуна. Наиболее плохо сваривается чугун с крупнозер-
нистой структурой. Чугун с мелкозернистой структурой сваривается
значительно лучше. На структуру чугуна влияет в основном его
химический состав.
Чугунные детали, работающие длительное время при высоких
температурах, почти не поддаются сварке. Это происходит в ре-
зультате того, что под действием высоких температур (300 — 400 °C
и выше) углерод и кремний окисляются и чугун становится очень
хрупким. Чугун с окисленным углеродом и кремнием называют
горелым. Также плохо свариваются чугунные детали, работавшие
длительное время в соприкосновении с маслом и керосином. В таких
случаях поверхность чугуна как бы пропитывается маслом и керо-
сином, которые при сварке сгорают и образуют газы, способствую-
щие появлению сплошной пористости в сварном шве.
СПОСОБЫ СВАРКИ ЧУГУНА
Чугун можно сваривать дуговой сваркой металлическим или
угольным электродами, газовой сваркой, термитной сваркой и за-
ливкой жидким чугуном.
По состоянию свариваемой детали различают три способа свар-
ки чугуна: холодную, полугорячую и горячую. Холодную сварку
выполняют без подогрева свариваемых деталей, полугорячую — при
полном или местном подогреве до температуры 300 —400 °C, горя-
чую — при полном нагреве до температуры 600 —800 °C. Эти способы
сварки подразделяют на отдельные методы в зависимости от вида
сварки, применяемых электродов и присадочного металла.
Выбор способа и метода сварки зависит от требований, предъ-
являемых к сварному соединению, а в некоторых случаях и от
508
СВАРКА ЧУГУНА
производственных возможностей. При выборе метода сварки учитыва-
ют необходимость механической обработки металла шва и околошов-
ной зоны после сварки, необходимость получения однородности
металла шва с металлом свариваемых деталей, требования к плот-
ности сварного шва, а также нагрузки, при которых должны рабо-
тать свариваемые детали.
Холодная сварка. Этот способ сварки имеет несколько разно-
видностей: стальными электродами, стальными электродами со спе-
циальными покрытиями, стальными электродами с помощью шпилек,
чугунными электродами, комбинированными электродами, медными
электродами, электродами из монель-металла, электродами из ни-
келевого аустенитного чугуна, газовая (ацетилено-кислородным пла-
менем).
Сварку стальными электродами применяют при ремонте неответ-
ственных чугунных изделий небольших размеров с малым объемом
наплавки, не требующих после сварки механической обработки.
Сварное соединение неоднородно по структуре, часто не обладает
достаточной плотностью и имеет низкую прочность.
Сварку электродами с защитно-легирующими покрытиями выпол-
няют с V или Х-образной разделкой кромок. Для устранения
неравномерного разогрева детали сваривают отдельными участками
вразбивку. Длина отдельных наплавленных участков сварного шва
не должна превышать 100—120 мм. После наплавки отдельных
участков им дают возможность остыть до температуры 60 —80 °C.
При сварке изделий толщиной 8—15 мм сварку ведут с увеличен-
ной шириной усиления шва (рис. 1). Сварку электродами с по-
крытиями ОММ-5 и .К-5 можно выполнять на переменном или
на постоянном токе. Наилучшие результаты получают при сварке
электродами с покрытием УОНИ-13/45. Сварку электродами с по-
крытием УОНИ производят на постоянном токе обратной полярности.
Сварка с помощью шпилек требует специальной подготовки
изделий под сварку. Этим способом восстанавливают ответственные
изделия как малых, так и больших габаритов (гидравлические и
воздушные цилиндры, станины прессов, станков и др.), работаю-
щие при значительных нагрузках и не требующие обработки после
сварки.
При этом способе кромки свариваемых деталей скашивают под
углом 45 ° (при толщине деталей свыше 5 — 6 мм). Общий угол
разделки должен составлять 90° В подготовленных кромках про-
сверливают отверстия и нарезают резьбу. В отверстия ввертывают
Рис. 1. Сварка чугунных де-
талей стальными электродами
с увеличенной шириной усиле-
ния сварного шва
СПОСОБЫ СВАРКИ ЧУГУНА
509
Рис. 2. Подготовка чугунных деталей
под сварку с помощью шпилек
1. Диаметр шпилек в зависимости от
толщины свариваемых чугунных дета-
лен (см. рис. 2), мм
Толщина сваривае- мого ме- талла	Диаметр шпильки	Расстояние меж- ду шпильками, (см. рис. 2)	
		/	
10-20	10	40-60	5-10
20-25	12	48-50	10-12
25-30	14	50-56	12-15
>30	16	50-80	15-20
шпильки из низкоуглеродистой стали. Шпильки располагают в шах-
матном порядке (рис. 2). Они могут быть разных диаметров в за-
висимости от толщины свариваемых деталей, при толщине сваривае-
мых деталей до 10 мм диаметр шпилек не должен превышать
6 мм. При большей толщине свариваемых деталей диаметр шпилек
ориентировочно выбирают по табл. 1. При этом в разделку уста-
навливают шпильки большего диаметра, а около разделки ставят
шпильки меньшего диаметра, как показано на рис. 2. Высота
возвышения шпилек над поверхностью свариваемого металла должна
быть 0,5—1,0 диаметра шпильки. Перед сваркой шпильки плотно
ввертывают в тело свариваемого металла^ Глубина посадки шпилек
должна составлять 1 — 2 диаметра шпильки. Разделка кромок может
быть V- и Х-образная. Наиболее часто применяют V-образную
разделку на половину толщины свариваемого металла. Подготовлен-
ный под сварку с ввернутыми шпильками металл должен быть
очищен от грязи, масла, влаги и литейной корки.
Сварку выполняют на постоянном или переменном токе с ис-
пользованием электродов с защитно-легирующими покрытиями типов
Э42, Э42А, Э50 и Э50А. При толщине металла до 5 мм диаметр
электрода берут 3 — 4 мм, при толщине 5—10 мм диаметр электрода
4—5 мм. Ориентировочный режим сварки следующий:
Диаметр электрода, мм	3	4	5
Сила тока, А	90-100	130-160	180-200
В процессе сварки вначале обваривают шпильки кольцевыми
швами, затем заполняют участки между обваренными шпильками.
После этого заплавляют уже всю разделку. При выполнении всех
перечисленных операции сварку нужно вести короткими участками
по 100—150 мм, чтобы не разогревать сильно изделие. Во избежа-
ние коробления количество наплавленного металла должно быть
510
СВАРКА ЧУГУНА
Рис. 3. Сварка чугунных деталей с помощью
шпилек и анкеров
минимальным, тонкостенные изделия реко-
мендуется перед сваркой закрейлять.
При толщине металла 10 мм в ответ-
ственных деталях рекомендуется устанавли-
вать между шпильками анкеры, изготовлен-
ные из полосовой или круглой низко-
углеродистой стали. Анкеры устанавливают
под углом 450 или перпендикулярно к
сварному шву (рис. 3), после того как будут
заварены учавтки между шпильками. Ан-
керы должны плотно прилегать средней
частью к наплавленному металлу, а кон-
цами к свариваемой детали. По толщине
анкеры можно заваривать неполностью. Длину анкеров берут в за-
висимости от ширины свариваемого участка, а толщину или диаметр
в пределах 6—12 мм.
Стальными электродами со специальным покрытием сваривают
изделия несложной формы, средних размеров и массы, с тол-
щиной стенок до 15 мм, работающие при незначительных стати-
ческих и ударных нагрузках. Сварное соединение неоднородно по
структуре, однако металл сварного шва по составу и свойствам
достаточно близок к серому чугуну. При правильном и достаточно
тщательном выполнении сварки можно получить плотное соединение,
поддающееся обработке режущим инструментом. Этот метод сварки
пригоден для заварки литейных дефектов с небольшим объемом
наплавки.
Существуют несколько составов специальных покрытий электро-
дов. Эти покрытия в основном состоят из графита, ферросилиция
и меди. В зависимости от процентного содержания тех или иных
компонентов в электродном покрытии можно получить различный
химический состав наплавленного металла. Важную роль в составе
покрытия играет ферросилиций, который как графитизатор способ-
ствует получению серого чугуна. Стальные электроды со специаль-
ными покрытиями имеют стальной стержень из низкоуглеродистой
сварочной проволоки Св-08 или Св-08А. Составы наиболее распро-
страненных специальных покрытий приведены в табл. 2. Режимы
сварки берут такие же, как и при сварке чугуна обычными сталь-
ными электродами.
Сварку чугунными электродами в холодном состоянии в боль-
шинстве случаев применяют для исправления дефектов чугунного
литья — мелких литейных пор, рыхлостей, раковин и трещин. Металл
сварного шва можно получить близким по химическому составу
к основному металлу, однако в металле сварного шва и приле-
СПОСОБЫ СВАРКИ ЧУГУНА
511
2. Составы специальных покрытий стальных электродов для сварки чугуна, %
Компоненты	1	2	3	4	5	6	7
Графит	40	50	7,8	40	20	40	32,2
Ферросилиций	—	40	79,0	50	' —	50	28,5
Карборунд	60	—	—	5	—	—	—
Мел	—	10	13,2	5	40	10	17,8
Плавиковый шпат	—	—	—	—	40	—	14,3
Железная окалина	—	-	—	—	—	—	7,2
жащих к нему зонах наблюдается отбел, что затрудняет последую-
щую механическую обработку.
Чугунные электроды изготовляют из круглых литых прутков
следующих размеров, мм:
Диаметр	4	6	8, 10, 12
Длина	250	350	450
Допускаемое отклонение длины прутков ± 15 мм. На поверхности
прутков не должно быть пор, раковин и других дефектов. Прут-
ки изготовляют из чугуна двух марок: А и Б (табл. 3). Прутки
3. Химический состав чугунных электродных прутков, %
при горячей сварке, марки Б — для стержней электродов, предназна-
ченных для холодной, полугорячей и горячей сварки. Компоненты
электродных покрытий для чугунных электродов замешивают на
жидком стекле.
Чугунными электродами можно сваривать только в нижнем по-
ложении как на постоянном, так и на переменном токе. Режимы
холодной сварки чугунными электродами приведены в табл. 4.
512
СВАРКА ЧУГУНА
4. Режимы холодной сварки чугунными
электродами
Толщина сва-	Диаметр	Сила тока,
риваемого	электро-	А
металла, мм	да, мм	
До 15	6	270-300
Св. 15 до 30	8	300 - 400
» 30 » 40	10	450-500
» 40	12	500-650
Медными электродами сва-
ривают изделия, работающие
при незначительных статических
нагрузках, а также изделия,
требующие плотных швов. Вы-
полненный медными электро-
дами сварной шов обрабаты-
вают режущим инструментом.
Этот способ сварки можно
применять для заварки мелких
дефектов в отливках, а также
для ремонта малогабаритных
деталей.
Медные электроды изготовляют из стержней диаметром 3 — 6 мм,
которые затем обертывают стальной низкоуглеродистой лентой или
проволокой. На подготовленный стержень наносят меловое покрытие.
Вместо обертки из стальной ленты для медных электродов при-
меняют также специальное покрытие, имеющее следующий состав
масс.ч:
Титановая руда	5
Ферросилиций	50
Алюминий в порошке 15
Графит	20
Мрамор	15
Плавиковый шпат	10
Медными электродами можно сваривать на постоянном и на
переменном токе. Лучшие результаты получаются при сварке на
постоянном токе обратной полярности.
Сварку электродом из монель-металла применяют в тех слу-
чаях, когда от сварного соединения не требуется большой проч-
ности. В большинстве случаев этот метод сварки применяют для
заварки дефектов литья, расположенных в неответственных местах
отливки. Сварной шов хорошо обрабатывается режущим инстру-
ментом.
Электроды из монель-металла состоят из медно-никелевых стерж-
ней диаметром 3 — 6 мм и специального покрытия. Составы по-
крытий для электродов приведены в табл. 5. Сварку производят
на постоянном токе обратной полярности. Валики накладывают
короткими участками по 60 — 70 мм, после чего им дают остыть.
В процессе сварки валики подвергают легкой проковке.
Сварку электродами из никелевого аустенитного чугуна приме-
няют при исправлении дефектов в отливках. Механическая обра-
ботка наплавленного металла затруднительна, особенно при одно-
слойной наплавке. Сварное соединение имеет достаточно высокую
прочность.
СПОСОБЫ СВАРКИ ЧУГУНА
513
Электроды состоят из чугунных легированных никелем прутков
н специальных покрытий.
Примерный химический состав никелевого чугуна следующий, %:
Углерод	2,5
Кремний	2-2,5
Марганец	0,6-0,8
Никель	20-22
Медь	5
Сера	0,05-0,6
Фосфор	0,1-0,2
Покрытие состоит из 70 % карборунда и 30 % углекислого
бария или углекислого стронция, разведенных на жидком стекле.
Кроме того, можно применять покрытие УЗТМ-81, наносящееся
на электродный стержень в два слоя. Первый слой состоит из
алюминиевого порошка, а второй слой имеет следующий состав, %:
Графит	55
Титановая руда	30
Алюминий металли- 10
ческий в порошке
Мрамор	5
Сварку выполняют как на леременном, так и на постоянном
токе. При многослойной сварке швы подвергают легкой проковке.
Сварные швы, выполненные в несколько слоев, поддаются обработ-
ке режущим инструментом.
Газовая сварка является весьма распространенным способом
ремонта чугунных деталей. При использовании в качестве приса-
дочного металла латунных прутков сварной шов получается доста-
точно плотным и поддается механической обработке. Газовую свар-
ку чугуна можно разделить на сварку и на пайку. При сварке в
качестве присадочного металла применяют стальную сварочную про-
волоку Св-08 и Св-08А или стержни из чугуна марки А, при
514
СВАРКА ЧУГУНА
6. Примерный химический состав латуни и бронзы, применяющихся в качестве
присадочного металла при газовой панке чугуна, %
Присадочный металл	Си	Zn	Pb	Fe
Латунь	58-59	38-40	0,9-1,1	0,5-1
Латунь	58-59	38-40	0,9-1,1	0,5-1
ЛК 62-0,5	60,5-65	39	0,55	0,6
Бронза сварочная (бронза «Тобина»)	56-62	38-41	1-3,5	0,7-1
Присадочный металл	Мп	Ni	Р	S
Латунь	0,4-0,8	—	0,01	—
Латунь	0,4-0,8	0,5	0,12	0,25
ЛК 62-0,5	—	—	0,02	0,4-0,6
Бронза сварочная (бронза «Тобина»)	0,5-0,8	0,3-0,8	—	—
пайке — латунные прутки, химический состав которых приведен в
табл. 6. Состав флюсов, применяющихся при сварке и пайке, при-
ведён в табл. 7.
В холодном состоянии с применением в качестве присадочного
металла чугунных прутков сваривают неответственные детали с
малым объемом наплавки. Ориентировочные режимы газовой сварки
приведены в табл. 8. Для обеспечения выхода газов жидкий ме-
талл сварочной ванны перемешивают концом присадочного чугун-
ного прутка.
При ремонте чугунных де-
талей в холодном состоянии в
большинстве случаев применя-
ют газовую пайку. Она харак-
теризуется тем, что присадка
или припой расплавляются, а
8. Ориентировочные режимы газовой
сварки чугуна с применением
чугунных присадочных прутков
7. Составы флюсов для сварки и пайки
чугуна, %
Компоненты	1	2	3	4
Бура	100	56	70	56
Поваренная соль	—	22	20	—
Углекислый калий (поташ)	—	22	—	22
Борная кислота	—	—	10	—
Углекислый натрий (сода)	—	—	—	22
Примечание. Флюсы составов
1 — 3 используют при газовой сварке и
пайке, а также при сварке угольным
электродом, а флюс состава 4 — при га-
зовой пайке.
Толщина металла	Номер наконеч- ника горелки	Мощность пла- мени из рас- чета расхода ацетилена, л/ч
До 5	3-4	400-500
Св. 5 до 10	4-5	700-1100
» 10» 15	5-6	1100-1700
» 15	6-7	1700-2800
СПОСОБЫ СВАРКИ ЧУГУНА
515

Рис. 4. Подготовка кромок для панки чугуна латунью
металл детали остается в нерасплавленном состоянии. Для увеличения
поверхности сцепления наплавленного металла с металлом детали
кромки последней подготовляют, как показано на рис. 4. Перед сваркой
кромки детали прогревают, а затем посыпают флюсом. После этого
разделку заплавляют латунью. Наконечник горелки берут из расчета
расхода 50—75 л/ч ацетилена на 1 мм толщины свариваемой де-
тали. В процессе сварки в жидкий металл периодически подают
флюс, а сварочную ванну непрерывно перемешивают концом при-
садочного прутка.
Полугорячая сварка. Подогрев свариваемой детали до 300—
400 °C способствует более замедленному охлаждению металла шва
и прилежащих к нему зон после сварки. Замедленное охлаждение
в значительной степени предотвращает получение отбеленных зон,
что позволяет производить механическую обработку сварных соеди-
нений. Детали перед сваркой нагревают в термических печах, гор-
нах или с помощью газовых горелок ацетилено-кислородным пла-
менем. При подогреве газовой горелкой необходимо следить за
равномерностью нагрева подогреваемой поверхности.
Полугорячую сварку чугуна можно осуществлять низкоуглеро-
дистыми стальными электродами с защитно-легирующими покры-
тиями типа ОММ-5, МР-3, К-5 и У ОНИ-13, стальными электродами
со специальным покрытием, чугунными электродами и ацетилено-
кислородным пламенем с применением чугунных присадочных прут-
ков. При сварке сквозных трещин или при заварке дефектов, на-
ходящихся на краю деталей, необходимо применять графитовые
формы, предотвращающие вытекание жидкого металла из сварочной
ванны. Во время сварки следует непрерывно поддерживать зна-
чительный объем расплавленного металла в сварочной ванне и тща-
тельно его перемешивать концом электрода или присадочного стержня.
Для замедленного охлаждения заваренные детали засыпают мелким
древесным углем или сухим песком.
Горячая сварка. Мелкие детали предварительно подогревают
до 500 — 700 °C, крупногабаритные (толщина стенок более 30 мм) —
до 700-800 °C.
Горячая сварка складывается из следующих последовательных
операций: механической обработки под сварку, формовки сваривае-
мых деталей, нагрева, сварки и охлаждения сваренных деталей.
516
СВАРКА ЧУГУНА
Рис. 5. Горячая сварка чугуна:
1 — формовочная земля; 2 — графитная пла-
стинка; 3 — свариваемые детали; 4 — элек-
трод
Механическая обработка заключается в вырубке дефектных участ-
ков и зачистке их от масла, грязи, шлака и формовочной земли.
При сварке двух сломанных частей скоса кромок не делают, а
оставляют между ними зазор, обеспечивающий доступ электрода.
Стенки деталей в зазоре должны быть механически обработаны.
Для предохранения расплавленного металла от вытекания, участ-
ки, подлежащие сварке, формуют с помощью формовочной земли
и графитовых пластинок (рис. 5).
Детали нагревают в специальных нагревательных печах, колод-
цах, горнах или с помощью индукционных подогревателей. В не-
которых случаях на месте сварки сооружают временные нагреватель-
ные горны и печи.
Для горячей сварки применяют чугунные электроды со стержнями
марок А и Б. Наиболее распространенными электродными покры-
тиями для горячей сварки являются ОМЧ-1 и УЗТМ-74. Ввиду
значительного объема наплавленного металла при горячей сварке
применяют электроды больших диаметров (8—16 мм).
Чугунные детали сваривают чугунными электродами на сле-
дующих режимах:
Диаметр электрода, 8	10	12	16
мм
Сила тока, А	600-700	750-800	1000-1200	1500-1800
Сварку ведут без перерывов, чтобы металл сварочной ванны
все время был в расплавленном состоянии. После сварки детали
должны медленно охлаждаться вместе с нагревательной печью или
под слоем мелкого древесного угля. Охлаждение крупногаба-
ритных деталей может длиться несколько суток.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	Батманов В. А. Сварка чугуна. М.: Машгиз, 1963. 144 с.
2.	Елистратов А. С. Металлургические основы сварки чугуна. М.: Машгиз,
1957. 156 с.
3.	Елистратов П. С. Сварочные свойства чугуна. М.: Машгиз, 1950. 145 с.
4.	Стеренбоген Ю. А., Хорунов В. Ф., Грецкий Ю. Я. Сварка и на-
плавка чугуна. Киев: Наукова думка, 1966. 210 с.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
517
Глава 15
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Контроль качества сварочных работ начинается еще до того,
как сварщик приступил к сварке изделия. При этом проверяют
качество основного металла, сварочных материалов (электродов, сва-
рочной проволоки, флюса и др.), заготовок, поступающих на сборку,
состояние сварочной аппаратуры и качество сборки, а также квали-
фикацию сварщиков. Все эти мероприятия носят название пред-
варительного контроля.
В процессе сварки проверяют внешний вид шва, его геометри-
ческие размеры, производят обмер изделия, осуществляют постоян-
ное наблюдение за исправностью сварочной аппаратуры, за выпол-
нением технологического процесса. Указанные операции составляют
текущий контроль.
Последней контрольной операцией является проверка качества
сварки в готовом изделии. Для этой цели существуют следующие
виды контроля: внешний осмотр и обмер сварных соединений, ис-
пытание на плотность, просвечивание рентгеновскими или гамма-
лучами, контроль ультразвуком, магнитные методы контроля, лю-
минесцентный метод контроля, металлографические исследования,
механические испытания.
Вид контроля качества швов сварных соединений выбирают в
зависимости от назначения изделия и требований, которые предъяв-
ляются к этому изделию техническими условиями или ГОСТом.
При выборе вида контроля следует руководствоваться ГОСТ 3242 — 79.
Проверка квалификации сварщиков. Квалификацию сварщиков про-
веряют при установлении разряда, при допущении к выполнению
ответственных сварочных работ, инспектируемых Госгортехнадзо-
ром СССР, непосредственно перед изготовлением ответственной кон-
струкции. В каждом случае проверяют как теоретические знания,
так и практические навыки.
Разряд устанавливают согласно требованиям, предусмотренным
тарифно-квалификационными справочниками. Испытание сварщиков
перед допуском к ответственным работам производят по правилам
аттестации сварщиков, утвержденным Государственным комитетом по
надзору за безопасным ведением работ в промышленности и гор-
ному надзору при Совете Министров СССР. Эти правила обязатель-
ны для всех министерств и ведомств.
После удовлетворительной сдачи испытаний специальной комис-
сии, создаваемой на заводе, сварщикам выдают удостоверение на
право выполнения ответственных сварочных работ. В удостоверении
указывают конструкции, которые может сваривать сварщик. Сварщи-
ки, допускаемые к ответственным работам, должны проходить
518
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
ежегодные практические и теоретические испытания. Для выполнения
ответственных работ по сварке специальных сталей сварщики про-
ходят дополнительные испытания.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Контроль качества основного металла. Качество основного метал-
ла должно соответствовать требованиям сертификата, который посы-
лают заводы-поставщики вместе с партией металла. В нем указы-
вают наименование завода-изготовителя, марку и химический состав
стали, номер плавки, профиль и размер материала, массу металла
и номер партии, результаты всех испытаний, предусмотренных стан-
дартом, номер стандарта на сталь данной марки. При отсутствии
сертификата металл запускают в производство лишь после тщатель-
ной проверки: необходимо произвести наружный осмотр, пробу на
свариваемость, установить механические свойства и химический состав
металла. Методы испытания металла на свариваемость приведены
в гл. 3.
При наружном осмотре металла проверяют отсутствие на ме-
талле окалины, ржавчины, трещин, расслоения и прочих дефектов.
Предварительная проверка металла с целью обнаружения дефектов
поверхности является необходимой и обязательной, поскольку она
предупреждает применение некачественного металла для сварки из-
делия.
Механические свойства основного металла определяют испыта-
ниями стандартных образцов на прессах и копрах в соответствии
с ГОСТ 1497 — 73* «Металлы. Методы испытания на растяжение»,
ГОСТ 14019 —80 — «Металлы. Методы технологических испытаний на
изгиб», ГОСТ 9454 — 78 «Металлы. Метод испытания на ударный
изгиб при пониженной, нормальной и повышенной температурах».
Контроль качества сварочной проволоки. ГОСТ 2246 — 70* на
сварочную проволоку и ГОСТ 10543 — 75 на проволоку стальную
наплавочную устанавливают марку и диаметры сварочной проволоки,
химический состав, правила приемки и методы испытания, требо-
вания к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению.
Каждая бухта сварочной проволоки должна иметь металлическую
бирку, на которой указано наименование и товарный знак предприя-
тия-изготовителя, условное обозначение проволоки согласно стандарту
и номер партии.
В сертификате, сопровождающем партию проволоки, имеются
следующие данные: товарный знак предприятия-изготовителя, услов-
ное обозначение проволоки, номер плавки и партии, состояние
поверхности проволоки (омедненная или неомедненная), химический
состав в процентах, результаты испытаний на растяжение, масса
проволоки (нетто) в килограммах.
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
519
Таким образом, наличие бирки, прикрепленной к бухте сва-
рочной проволоки, а также сертификата на проволоку является
гарантией того, что проволока пригодна для сварки. На поверхнос-
ти сварочной проволоки не должно быть окалины, ржавчины,
грязи и масла. Проволока из высоколегированной стали не должна
иметь остатков графитовой смазки.
Сварочную проволоку, на которую не имеется документации,
подвергают тщательному контролю. Наиболее важным является про-
верка химического состава проволоки, для чего от каждой партии
отбирают 0,5 % бухт, но не менее двух. Стружку для химического
анализа берут от обоих концов каждой контролируемой бухты
или из двух участков на расстоянии не менее 5 м один от
другого. Произведя химический анализ, устанавливают марку сва-
рочной проволоки и определяют возможность ее применения для
сварки в соответствии с технологическим процессом.
Контроль качества электродов. При сварке конструкций, в чер-
тежах которых указан тип электрода, нельзя применять электроды,
не имеющие сертификата. Электроды без сертификата можно ис-
пользовать после тщательной проверки. При этом в соответствии
с ГОСТ 9466-75, ГОСТ 9467-75, ГОСТ 10051-75 проверяют
прочность покрытия, сварочные свойства электродов, определяют
механические свойства металла шва и сварного соединения на об-
разцах, сваренных электродами из проверяемой партии. О .пригодности
электродов для сварки судят также и по качеству наплавленного
металла, который не должен иметь пар, трещин и шлаковых
включений.
Внешний вид электродов должен удовлетворять требованиям
стандарта, где указывается, что покрытие электрода должно быть
прочным, плотным, без пор, трещин, вздутий и комков неразме-
шанных компонентов. Электроды с отсыревшим покрытием в про-
изводство не допускаются.
Контроль качества флюсов. Флюс проверяют на однородность
по внешнему виду, определяют его химический состай, размер
зерна, объемную массу и влажность.
Технические требования и методы испытания широко применя-
емых плавленых флюсов АН-348А, ОСЦ-45, АН-348АН, ОСЦ-45М,
АН-8, АН-20С и других регламентированы ГОСТ 9087 — 81. На-
пример, для определения влажности флюса берут навеску в 100 г,
сушат ее при температуре 105 + 5 °C и взвешивают через определен-
ные промежутки времени. Когда результаты предпоследнего и по-
следнего взвешивания будут одинаковы, дальнейшую сушку пре-
кращают. По разности между последним и первым взвешиванием
определяют количество содержащейся влаги во флюсе. Во избежание
образования пор в металле шва влажность должна быть не бо-
лее 0,1 %.
Лучшим способом определения качества флюса является его
испытание при сварке. Дуга под флюсом должна гореть устойчиво.
520
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Поверхность шва должна быть чистой, без пор, свищей и трещин.
После остывания шва шлак должен легко отделяться от металла.
КОНТРОЛЬ ЗАГОТОВОК
Перед поступлением заготовок на сборку проверяют чистоту
поверхности металла, габаритные размеры заготовок, качество под-
готовки кромок и углы их скоса.
Дефекты заготовок под сварку в значительной степени ска-
зываются на качестве и производительности сварочных работ. На-
пример, увеличение угла скоса кромок приводит к увеличению ко-
личества наплавленного металла, к увеличению времени сварки и к
излишнему расходу электроэнергии и электродов. Кроме того, соеди-
нение после сварки будет сильнее деформироваться, так как чем
больше наплавленного металла, тем больше его усадка при остыва-
нии. Предупреждение дефектов в заготовках избавит от лишней работы
по их исправлению.
КОНТРОЛЬ СБОРКИ
В собранном узле контролируются: зазоры между кромками
свариваемых деталей, отсутствие или малая величина которых при-
водит к непровару корня шва, а большая — к прожогам и увели-
чению трудоемкости процесса сварки; превышение одной кромки
относительно другой в стыковом соединении, относительное поло-
жение деталей в собранном узле, правильное наложение прихваток.
Примеры контроля соединения, собранных под сварку, показаны на
рис. 1.
Рис. 1. Примеры контроля сборки:
а — проверка угла скоса и зазора между кромками стыкового соединения;
б — проверка превышения кромок; в — проверка величины зазора
КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ
521
КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СВАРКИ
Перед тем как приступить к сварке, сварщик знакомится с
технологическими картами, в которых указаны последовательность
операций, диаметр и марка применяемых электродов, режимы сварки
и требуемые размеры сварных швов. Несоблюдение порядка на-
ложения швов может вызвать значительную деформацию изделия,
трудно устранимую впоследствии.
Не менее важным является соблюдение режима сварки. Силу
сварочного тока и напряжение на дуге контролируют по пока-
заниям амперметра и вольтметра. Скорость сварки и скорость
подачи электродной проволоки определяют по сменным шестерням
и по положению регулятора скорости, а также непосредственными
замерами.
При ручной дуговой сварке, кроме наблюдения за показаниями
амперметра, проверяют технику наложения шва. Режим газовой
сварки определяется номером применяемого наконечника.
После того как закончена сварка изделия, сварные швы за-
чищают от шлака, наплывов, а поверхность узла — от брызг ме-
талла. Затем готовое изделие проходит ряд контрольных оцераций.
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
Внешний осмотр и обмер сварных швов. Внешним осмотром
выявляют несоответствие шва требуемым геометрическим размерам,
наплывы, подрезы, глубокие картеры, прожоги, наружные трещины,
непровары, свищи и поры и другие внешние дефекты (рис. 2).
Размеры швов должны соответствовать указайным на чертеже.
Не допускается какое бы то ни было уменьшение фактического
размера шва по сравнению с заданным (номинальным) размером.
Рис. 2. Наружные дефекты сварного шва:
а —наплывы; б— подрезы; в —непровары; г - прожог; д - трещина в основ-
ном металле
522
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
На рис. 3, а показан контрольный шаблон, имеющий вырезы под
определенный размер шва. Универсальный измеритель со шкалой
(рис. 3,6) служит для определения катета углового шва, величины
усиления и подрезов в стыковом шве. Он может быть применен
также для контроля подготовки деталей под сварку. Для контроля
шага прерывистого шва можно использовать обычный мерительный
инструмент.
Методы контроля плотности сварных швов. Испытаниям на плот-
ность подвергают емкости для горючего, масла, воды, трубопрово-
ды, газольдеры, паровые котлы и др. Существуют несколько методов
контроля плотности сварных швов. Методы испытаний на непрони-
цаемость и герметичность корпусов металлических судов регламенти-
рованы ГОСТ 3285 — 77, метод испытания металлических труб гид-
равлическим давлением — ГОСТ 3845 — 75. Нормы и правила гид-
равлических и воздушных испытаний машин, механизмов, паровых
котлов, сосудов и аппаратов судов указаны в ГОСТ 22161 —76*.
Гидравлическое испытание. При этом методе испытания в сосуде
после наполнения его водой с помощью насоса или гидравли-
ческого пресса создают избыточное давление. Давление при испыта-
нии обычно берут в 1,5 — 2 раза больше рабочего. Величину дав-
ления определяют по проверенному и опломбированному мано-
метру. Испытываемый сосуд под давлением выдерживают в течение
5—10 мин. За это время швы осматривают на отсутствие течи,
капель и отпотеваний. Для гидравлического испытания применяют
не только воду, но и авиационное масло или дизельное топливо
(при контроле плотности швов в масляных и топливных баках,
трубопроводах).
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
523
Кроме того, испытание может производиться наливом воды.
Так испытывают вертикальные резервуары для хранения нефти и
нефтепродуктов, газгольдеры и другие емкости.
Пневматическое испытание. При пневматическом испытании сжа-
тый газ (воздух, азот, инертные газы) или пар подают в испы-
тываемый сосуд. Сосуды небольшого объема погружают в ванну с во-
дой, где по выходящим через неплотности в швах пузырькам газа
обнаруживают дефектные места. Более крупные сварные резервуары
и трубопроводы испытывают путем смазывания сварных швов
пенным индикатором. Наиболее распространённым пенным индика-
тором является водный раствор мыла. Для испытания при отри-
цательных температурах пригодны смесь мыльного раствора с гли-
церином, льняное масло и др.
При пневматических испытаниях необходимо строго соблюдать
правила техники безопасности. На подводящей магистрали должны
быть запорные краны и предохранительные клапаны. Кроме рабочего
манометра при испытаниях предусматривают контрольный мано-
метр. При испытании под давлением не допускается обстукивание
сварных швов и исправление дефектов.
Вакуум-испытания. Участок шва, проверяемый на плотность, сма-
чивают водным раствором мыла. На шов устанавливают вакуум-
камеру, представляющую собой коробку с открытым дном и прозрач-
ной верхней крышкой из плексигласа. По контуру открытого дна
вакуум-камера* имеет резиновое уплотнение. Из камеры выкачивают
воздух до определенного разрежения. По вспениванию мыльного рас-
твора, которое наблюдают через крышку, обнаруживают расположение
дефектов. Этот метод нашел применение при контроле стыковых
швов днищ резервуаров.
Испытание керосином. Этот метод испытания основан на явлении
капиллярности, которое заключается в способности многих жид-
костей, в том числе и керосина, подниматься по капиллярным труб-
кам (трубкам малого поперечного сечения). Такими капиллярными
трубками являются сквозные поры и трещины в металле сварного
шва. Одну сторону стыкового шва покрывают водным раствором
мела, после высыхания которого другую сторону смачивают кероси-
ном. Время выдержки изделия после смачивания керосином зависит
от толщины свариваемых деталей: чем больше толщина и чем ниже
температура воздуха, тем больше время выдержки.
Испытание аммиаком. Сущность этого метода заключается в том,
что испытываемые швы покрывают бумажной лентой или марлей
(рис. 4), которая пропитана 5 %-ным водным раствором азотно-
кислой ртути или фенолфталеином. В изделие нагнетается воздух
до определенного давления и одновременно подают некоторое коли-
чество газа (аммиака). Проходя через поры шва, аммиак оставляет
на бумаге черные (бумага пропитана раствором азотнокислой рту-
ти) или красные (фенолфталеиновая бумага) пятна.
524
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Рис. 4. Схема испытания плотности швов
аммиаком
Испытания с помощью течеискателей.
При этом методе испытания применяют
гелиевые или галоидные течеискатели.
При применении гелиевых течеискателей
внутри испытываемого сосуда создают ва-
куум, а снаружи сварные швь! обдувают
смесью воздуха с гелием. При. наличии
неплотностей гелий проникает внутрь
сосуда, а затем поступает в течеискатель,
где имеется специальная аппаратура для
его обнаружения.
В случае применения галоидных тече-
искателей внутри испытываемого сосуда создают избыточное давление
й вводят небольшое количество галоидного газа. Газ проникает через
неплотности шва, отсасывается снаружи сосуда и поступает в специаль-
ную аппаратуру. По наличию галоидного газа определяют неплотность
шва.
Этот метод обладает высокой чувствительностью и применяется
для контроля ответственных сварных изделий. Для контроля соеди-
нений конструкций атомной энергетики, например, применяют гелиевые
течеискатели ПТИ-6, ПТИ-7, имеющие чувствительность контроля
10“7 — 10“8 м.мкм/см. Значительно меньшую чувствительность
(10~4 м-мкм/с) имеют галоидные течеискатели ГТИ-2, ГТИ-3,
ВАГТИ-4.
Механические испытания сварных швов и изделий. От химического
состава и структуры наплавленного металла, режимов сварочного
процесса, наличия дефектов в металле шва зависят его механические
свойства. Кроме механических свойств металла шва, во многих слу-
чаях надо определить и механические свойства сварного соединения
в целом. При этом сравнивают прочность металла шва с проч-
ностью основного металла и металла зоны термического влияния.
Наплавленный металл часто является слабым местом сварного со-
единения. Для практической проверки квалификации сварщиков обя-
зательным является испытание стыковых соединений на растяжение
и изгиб. При сварке ответственных изделий изготовляют контроль-
ные образцы, результаты испытаний которых являются критерием
качества сварки.
Характер механических испытаний образцов зависит от того,
какую нагрузку несет сварное соединение при эксплуатации. Ис-
пытания бывают статические (с постоянной или медленно возрастаю^
щей нагрузкой), динамические (с ударной нагрузкой) и вибрацион-
ные. При вибрационном испытании, или испытании на выносливость,
нагрузка изменяется в течение определенного времени по величине
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
525
1. Размеры образцов для испытания металла различных участков сварного
соединения (см. рис. 5, д), мм
Тип об- разца	^0	d	К"	D	h	л,	R	^0	/	L
I	3±0,1	—	0,03	6	4	2	1	15	18	30± 1
11	6±0,1	—	0,03	12	10	2,5	1,5	30	36	61 ±1
111	10 + 0,2	—	0,04	16	10	3	3	50	60	86± 1
IV	6±0,1	10	0,03	М12	15	5	—	30	36	86± 1
V	10± 0,2	12	0,04	М16	15	5	—	50	60	110± 1
К — допускаемая разность наибольшего и наименьшего диаметров на
длине рабочей части образца.
Пр имечание. Допускается увеличение диаметра головки образца.
и направлению много раз. Порядок механических испытаний сварных
швов и соединений регламентирован ГОСТ 6996-66*.
Испытание металла различных участков сварного соединения на
статическое (кратковременное) растяжение производят на стандартных
образцах. При этом определяют: предел текучести (физический от
или условный о02); предел прочности ов (временное сопротивление);
относительное удлинение после разрыва 5s (на пятикратных об-
разцах); относительное сужение после разрыва ф. ГОСТом предусмот-
рено пять типов образцов. Для испытаний, проводимых при нор-
мальной или пониженной температуре, применяют образцы всех
типов.
Формы и размеры образцов должны соответствовать приведен-
2. Размеры образцов для испытания сварного соединения на статическое
растяжение (см. рис. 5,6), мм
Толщина металла а	Ширина рабочей части образца b	Ширина захватной части образца Ь}	Длина рабочей части образца /
До 6,0	15 ± 0,5	25	50
Св. 6,0 до 10	20 ±0,5	30	60
» 10 » 25	25 + 0,5	35	100
» 25 » 50	30 ±0,5	40	160
» 50 » 75	35 ±0,5	45	200
Пр имечания. 1. Общая длина образца L = /+2A; длину захватной
части образца устанавливают в зависимости от конструкции испытательной
машины.
2. Размеры образца при толщине металла более 75 мм устанавливаются
техническими условиями.
526
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Тил	Тип Л, у
Рис. 5. Формы образцов для испытания сварных соединений:
а - на статическое растяжение различных участков; б — на статическое растяже-
ние сварного шва; в — стыковых соединений стержней; г - прочности металла
шва; д — на изгиб при расположении сварного шва; А — вдоль образца;
Б и В - поперек образца
ным на рис. 5, а и в табл. 1. Для испытания при повышенной
температуре применяют образцы типов IV и V.
Образцы вырезают из швов угловых или стыковых соединений
или из специально подготовленных наплавок.
Испытание сварного соединения на статическое растяжение про-
изводят на образцах, форма и размеры которых даны на рис. 5,6
и в табл. 2. Усиление шва снимают до уровня основного ме-
талла. В отдельных случаях разрешается производить испытание
образцов без снятия усиления. При этом площадь сечения образца
принимают вне шва. При испытании образца со снятым усиле-
нием определяется прочность наиболее слабого участка соединения.
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
527
3. Размеры образцов для испытания стыковых соединений стержней (см. рис. 5, в), мм
Диаметр стержня d	Длина рабочей части образца /	Общая длина образца
До 10	60	
Св. 10 до 25	100	
» 25 до 50	160	L = / + 2h
» 50 до 75	200	
Примечания. 1. Длину захватной части образца устанавливают в зави-
симости от конструкции испытательной машины.
2. Размеры образцов при диаметре стержня более 75 мм устанавливают
соответствующими техническими условиями.
Для испытания стыковых соединений стержней применяют об-
разцы круглого сечения. Форма и размеры образцов должны соот-
ветствовать приведенным на рис. 5, в и в табл. 3. Для определе-
ния прочности металла шва в стыковом соединении применяют об-
разец, показанный на рис. 5, г.
Размеры образца в зависимости от толщины металла приведе-
ны в табл. 4. Усиление шва должно быть снято механической обра-
боткой до уровня основного металла. Предел прочности при испы-
тании таких образцов определяют по формуле
ав = К—,
г
где ов — предел прочности, Па; К — поправочный коэффициент; Р —
максимальное усиление, Н; F — площадь поперечного сечения образ-
ца в наименьшем сечении до испытания, мм2(м2). Для углеродистых
и низколегированных конструкционных сталей К =0,9; для других
4. Размеры образцов для определения прочности металла шва (см. рис. 5, г), мм
Толщина металла а	Ширина захватной части образца Ь\	Ширина рабочей части образца b	Радиус закругления R	Длина рабочей части образца 1
До 6,0	25	15± 0,5	6±1	40
Св. 6,0 до 10	30	20 ±0,5	12± 1	60
» 10 » 25	38	25 ±0,5	20 + 2	70
» 25 » 40	45	30 ±0,5	25 + 2	90
» 40 » 50	55	35 ±0,5	30 ± 2	110
Примечания. 1. Общая длина образца L = I 4- 2Л.
2. Длину захватной части образца h устанавливают в зависимости от
конструкции испытательной машины.
3. Размеры образца при толщине металла более 50 мм устанавливаются
техническими условиями.
528
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Рис. 6. Схема испытания образцов на изгиб
металлов значения коэффициента К приведены в соответствующей
технической документации.
Испытание на изгиб дает представление о пластических свой-
ствах стыкового соединения. Форма и размеры образцов приведены
на рис. 5, д и в табл. 5. Испытание образцов типа А (рис. 5, д)
проводят по схеме, показанной на рис. 6, а, а испытание образцов
типов Б и В — по схеме рис. 6,6; причем для образцов типа
БК = 2,5, а для образцов типа ВК = 3. Нагрузку прикладывают
равномерно до появления первой трещины. Угол загиба до появления
трещины является мерой пластических свойств сварного соединения.
5. Размеры образцов для испытания на изгиб (см. рис. 5, Э), мм
Тип образца	Толщина основного металла а	Ширина образца b	Общая длина образца L
А	До 5 Св. 5 до 50	а + 15 а + 30	2.5D + 80
Б В	До 50 До 10 Св. 10 до 25	1,5 а, но не менее 10 20 30	2,5D + 80 3D+ 80
Примечания. 1. D — диаметр оправки, мм.
L
2. Длина рабочей части образца / = —.
Ударную вязкость металла шва и переходной зоны определяют
при испытании образцов с надрезом на ударный изгиб. Форма об-
разца показана на рис. 7, а размеры даны в табл. 6. Надрез
образца делают по шву, по линии сплавления или по зоне терми-
ческого влияния в зависимости от цели испытания.
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ 529
Рис. 7. Образец для определения ударной
вязкости
о^о.
Обработка V
по профилю
Места маркиробки
t
Твердость сварного соединения, характеризующая прочность ме-
талла, измеряется с помощью приборов Роквелла и Виккерса. От-
дельные схемы измерения твердости показаны на рис. 8.
Кроме стандартных образцов механическим испытаниям подвер-
гают готовые изделия и конструкции. Целью такого испытания,
6. Размеры образцов для определения ударной вязкости (см. рис. 7), мм
Тип	ь	Л|	h
I п	10±0,1 5±0,1	8±0,1	10± 0,1
			
III		6±0,1	8 ±0,1
5 — толщина металла.
Примечание. Длина образцов / = 55 ± 0,6 мм.
которое большей частью проводят в условиях, близких к условиям
работы изделия, является выявление его прочности.
Рентгеновское просвечивание. Рентгеновские лучи являются электро-
магнитными волнами. Они обладают следующими свойствами: спо-
собностью проникать сквозь непрозрачные тела; действуют на фото-
графическую пленку, как и световые; под действием1 этих лучей
некоторые вещества, например сернистый цинк, светятся (люми-
несцируют); вызывают ионизацию газов, в том числе и воздуха,
и делают его электропроводным; в больших дозах вызывают вред-
ное физиологическое действие на живой организм, разрушая его
ткани.
Рис. 8. Схемы измерения
твердости (твердость измеря-
ют в точках пересечения ли-
ний 1 - 10)
975 6810
Место марки робки
18 п/р. В. В. Степанова
530
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Рис. 9. Схема просвечивания рентге-
новскими лучами:
/ — рентгеновская трубка; 2 - кассета;
3 — фотопленка; 4 — экраны
В промышленности для просве-
чивания изделий применяют серий-
ные рентгеновские аппараты типа
РУП. Так, аппарат РУП-120-5-1
применяют для просвечивания ме-
талла из стали толщиной до 25 мм
и легких сплавов толщиной до
100 мм.
Схема просвечивания сварного
соединения показана на рис. 9.
Источник излучения (рентгеновскую
трубку) помещают на определен-
ном расстоянии от шва, так, чтобы лучи были направлены перпен-
дикулярно к его оси. С противоположной стороны крепят свето-
непроницаемую кассету, которая должна плотно и равномерно при-
лагать к просвечиваемому участку изделия. В кассете расположены
рентгеновская пленка и два усиливающих экрана. При просвечива-
нии пленку выдерживают под лучами определенное время, называемое
экспозицией. Экспозиция зависит от толщины просвечиваемого ме-
талла, фокусного расстояния, интенсивности излучения и чувстви-
тельности пленки. Усиливающие экраны служат для сокращения эк-
спозиции. После просвечивания пленку вынимают из кассеты и про-
являют. Затем негатив промывают и фиксируют для получения стой-
кого фотографического изображения. Полученное на негативе изобра-
жение участка шва будет неодинаковым по степени потемнения от-
дельных мест. Лучи, попавшие на пленку, через дефект поглотят-
ся в меньшей степени по сравнению с лучами, прошедшими че-
рез плотный металл, и окажут более сильное засвечивающее дейст-
вие на определенный участок светочувствительного слоя пленки.
При просвечивании рядом ср швом (параллельно ему), со сто-
роны источника излучения, устанавливают дефектометр (рис. 10),
который служит для определения глубины залегания и величины
обнаруженного дефекта. Дефектометр — это пластинка, изготовленная
из того же материала, что и просвечиваемый металл. Толщина
пластинки должна быть равна усилению шва. На дефектометре
имеются канавки различной глубины. При одинаковой интенсивности
потемнения пленки под одной из канавок с потемнением дефекта,
при известной глубине канавки, определяют величину дефекта (по
высоте). Кроме пластинчатых дефектометров применяют проволочные
эталоны чувствительности. Качество просвеченного сварного шва оп-
ределяют сравнением пленки с эталонными снимками, установлен-
ными для определенного изделия или группы изделий. Просвечиванием
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
531
Рис. 10. Устройство пластинчатого дефектометра (размеры указаны в мм)
можно обнаружить большинство внутренних дефектов: непровары,
поры, включения, крупные трещины.
При просвечивании стыкового шва с У-образной подготовкой
кромок кассету с пленкой обычно устанавливают со стороны ниж-
ней части разделки, что позволяет выявить непровар вершины. Для
обнаружения непровара по кромкам источник лучей устанавливают
в два различных положения (П и III), как показано на рис. 11.
Непровар по кромке фиксируется на пленке в виде темной полоски,
выделяющейся на более светлом фоне сварного шва. Газовые поры
и шлаковые включения одинаково выявляются при любой схеме про-
свечивания.
Просвечивание сварных швов гамма-лучамн. Гамма-лучи, так же
как и рентгеновские, представляют собой электромагнитные волны.
Получение гамма-лучей связано со свойствами некоторых элементов
(уран, радий, торий) самопроизвольно испускать лучи. Это явление
называется радиоактивностью.
Недостатком применения для просвечивания естественных ра-
диоактивных веществ является их дороговизна. Сейчас при просве-
чивании применяют более дешевые искусственные радиоактивные ве-
щества. Их получают облучением какого-либо химического элемен-
та ядерными частицами — нейтронами. Из искусственных радиоактив-
ных изотопов чаще применяют для просвечивания изотопы ко-
бальт-60, тулий-170 и иридий-192.
Из-за вредного действия гамма-лучей на организм человека ра-
диоактивные изотопы хранят в специальных контейнерах.
Для просвечивания в цеховых условиях промышленность выпус-
кает установки ГУП-Со-0,5-1, ГУП-Со-5-1 и ГУП-Со-50.
Техника просвечивания сварных соединений гамма-лучами подоб-
на технике рентгеновского просвечивания. Схемы гамма-просвечива-
ния показаны на рис. 12.
По сравнению с рентгеновским контролем просвечивание гамма-
лучами имеет следующие преимущества: радиоактивный препарат
18*
532
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Рис. 12. Схемы гамма-просвечивания:
а — стыкового шва; б — кольцевого шва; / -свинцовый кожух; 2-ампула;
3 — сварная деталь; 4 - кассета; 5 — экран; б — пленка; 7 - шов
можно установить для просвечивания в такие места конструкции,
где не поместится громоздкая рентгеновская установка; гамма-лу-
чами возможно одновременно контролировать несколько деталей, а
также кольцевые швы изделий; контейнер с ампулой удобен в по-
левых условиях благодаря легкости его транспортирования; затра-
ты на гамма-просвечивание меньше, чем при просвечивании рентге-
новскими лучами.
Препарат радиоактивного изотопа кобальт-60 безотказен в работе
и может непрерывно использоваться свыше пяти лет.
Недостаток просвечивания гамма-лучами - более низкая чувстви-
тельность к выявлению дефектов в швах толщиной меньше 50 мм,
чем при рентгеновском просвечивании.
Методы контроля сварных швов рентгенографированием и гам-
маграфированием регламентированы ГОСТ 7512 — 75.
Длительное воздействие на человека больших доз излучения при-
водит к лучевой болезни. Радиационная безопасность обеспечивает-
ся строгим соблюдением «Основных санитарных правил работы с
радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих
излучений ОСП-72», «Норм радиационной безопасности НРБ-76»,
«Правил безопасности при транспортировании радиоактивных веществ
(ПБТРВ-73).
Ультразвуковой метод контроля. Этот метод основан на способ-
ности ультразвуковых волн отражаться от границы раздела двух сред,
обладающих разными акустическими свойствами. При помощи
ультразвука можно обнаружить трещины, раковины, расслоения
в листах, непровары, шлаковые включения, поры.
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
533
Рис. 13. Схема ультразвукового дефектоскопа:
1 — щуп; 2 — генератор; 3 — усилитель; 4 — катодная трубка; 5 — блок питания;
б — развертывающее устройство; 7 — деталь
Ультразвук представляет собой упругие колебания материальной
среды с частотой колебания выше 20 кГц, т. е. выше верхней границы
слухового восприятия. Существует несколько способов получения
ультразвуковых колебаний. Наиболее распространенным является спо-
соб, основанный на пьезоэлектрическом эффекте некоторых кристал-
лов (кварца, сегнетовой соли) или искусственных материалов (ти-
таната бария). Этот эффект заключается в том, что если противо-
положные грани пластинки, вырезанной из кристалла, например,
кварца, заряжать разноименными зарядами электричества, то она
будет деформироваться в такт изменения знаков зарядов. Изменяя
знаки электрических зарядов с частотой выше 20 тыс. колебаний
в секунду, получают механические колебания пьезоэлектрической
пластинки той же частоты, передающейся в виде ультразвука.
Работа ультразвуковых дефектоскопов — приборов для выявления
дефектов в изделиях, в том числе и в сварных швах — основа-
на на пьезоэлектрическом эффекте. Для проверки качества свар-
ного шва дефектоскоп подключают к сети переменного тока (рис. 13).
Рядом со сварным швом устанавливают пьезоэлектрический щуп 1
с пластинкой из титаната бария. Автоматического изменения знаков
зарядов на поверхности пластинки достигают при помощи лампо-
вого генератора 2. Если от этого генератора сообщить пластинке
импульс электрических колебаний, то пластинка пошлет в шов
534
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
короткий ультразвуковой импульс такой же частоты. Первоначаль-
ный электрический импульс после его усиления в усилителе 3 будет
зарегистрирован на экране катодной трубки 4 в виде пика а све-
тящегося луча. Попав в бездефектный шов, пучок ультразвука
достигает противоположной стороны сварного соединения и, отра-
зившись от него, снова попадает на пластинку. К Этому моменту
пластинка уже прекратит испускать ультразвук из-за кратковремен-
ности электрического импульса. Вместо источника ультразвуковых
колебаний она становится их приемником. Ультразвуковые колебания,
отразившиеся от дна изделия и попавшие на пластинку, преоб-
разуются в механические, а затем и в электрические колебания.
Последние после усиления попадают на катодную трубку осцил-
лографа. На его экране появится донный сигнал в виде пика в.
Если же в шве имеется какой-либо дефект, например трещи-
на, то часть пучка ультразвука отразится от нее, а другая часть
отразится от противоположной стороны сварного соединения. В этом
случае на экране будут видны уже три пика. По среднему пику б
устанавливают, что в шве залегает какой-то дефект. Расстояние
между пиками а и б позволяет определить, на какой глубине
находится дефект.
По принципу отражения ультразвуковых волн работают ультра-
звуковые дефектоскопы УЗД-7, УДМ-1М, У ДМ-3, с помощью которых
можно обнаружить дефекты, расположенные на глубине 1 - 2500 мм
под поверхностью. Методы ультразвукового контроля сварных швов
регламентированы ГОСТ 14782 — 76.
Люминесцентный метод контроля. Этот метод основан на свечении
некоторых веществ при действии на них ультрафиолетовых лучей.
Люминесцентный метод контроля применим для обнаружения по-
верхностных дефектов, главным образом мельчайших трещин.
Перед контролем исследуемый участок шва очищают от загряз-
нений, затем на очищенные места наносят жидкий раствор, содер-
жащий люминофор. Таких веществ — люминофоров — известно несколь-
ко. Например, раствор дефектоля в бензине светится ярким жел-
то-зеленым светом при освещении его ультрафиолетовыми лучами.
После 10-15 мин выдержки раствор смывают и изделие сушат в струе
теплого воздуха. Подвергая изделие ультрафиолетовому облучению
в затемненном помещении, по свечению раствора, оставшегося в тре-
щинах, обнаруживают дефектные места.
Магнитные методы контроля. Магнитные методы контроля осно-
ваны на принципе использования магнитного рассеяния, возникаю-
щего над дефектом при намагничивании контролируемого изделия.
Если сварной шов не имеет дефектов, то магнитные силовые линии
по сечению шва распределяются равномерно (рис. 14, а). При наличии
дефекта в шве вследствие меньшей магнитной проницаемости де-
фекта магнитный силовой поток будет огибать дефект, создавая маг-
нитные потоки рассеяния (рис. 14,6).
ПРОВЕРКА КАЧЕСТВА СВАРКИ В ГОТОВОМ ИЗДЕЛИИ
535
Рис. 14. Прохождение магнитного силового потока по сварочному шву:
а — без дефекта; б — с дефектом
В зависимости от способа фиксирования потоков рассеяния су-
ществуют метод магнитного порошка и индукционный метод. В
первом случае неравномерность поля определяют по местам скоп-
ления ферромагнитного порошка, нанесенного на поверхность из-
делия. Во втором случае потоки рассеяния улавливают индукцион-
ной катушкой. Изделие намагничивают электромагнитом, соленои-
дом или пропусканием тока непосредственно через сварное соеди-
нение.
При выборе метода намагничивания нужно учитывать, что вы-
явление дефектов магнитным методом возможно только в случае,
когда они расположены перпендикулярно к направлению магнитного
потока.
Существуют два способа контроля магнитным порошком — сухой
и мокрый. При сухом способе порошок закиси —окиси железа равно-
мерно наносят на поверхность изделия, применяя ручное сито или
пульверизатор. Во многих случаях в качестве порошка используют
железную окалину, которую предварительно измельчают в шаровой
мельнице и просеивают через тонкое сито. В момент пропускания
электрического тока изделие слегка обстукивают, что обеспечивает
подвижность частиц порошка, распределяющихся в наведенном маг-
нитном поле. Излишек порошка сдувают с детали слабой воздушной
струей. При мокром способе применяют так называемую магнитную
суспензию — смесь какой-либо жидкости (керосин, трансформатор-
ное масло) с магнитным порошком, мельчайшие частицы которого
равномерно распределены по ее объему. Операцию контроля начинают
с того, что контролируемый участок сварного соединения поливают
или опрыскивают суспензией. Дефекты обнаруживают по скоплениям
магнитного порошка. Один и тот же участок проверяют дважды.
После проверки качества всех сварных швов изделие размагничивают.
Метод магнитного порошка пригоден для контроля только в
ферромагнитных материалах. Этим методом можно обнаружить все
поверхностные трещины и те внутренние трещины и непровары, ко-
торые залегают на глубине до 6 мм. Для контроля сварных соеди-
нений применяют магнитные дефектоскопы, выпускаемые промышлен-
ностью, например переносный магнитный дефектоскоп 77ПМД-ЗМ.
При индукционном методе в контролируемом изделии наводят
переменный магнитный поток при помощи электромагнита, подклю-
536
КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА СВАРКИ
Рис. 15. Схема индукционного метода
контроля:
1 - искатель; 2 — усилитель;
3 — электромагнит
ценного к сети переменного тока. Если в шве есть дефект, магнитные
силовые линии поведут себя точно так же, как и при контроле мето-
дом магнитного порошка. Рассеянные магнитные поля над дефектом
обнаруживают при помощи искателя. Индукционный ток усиливается
ламповым усилителем, с которым соединена катушка искателя. Уси-
ленные электрические сигналы попадают на телефон, в котором слы-
шатся резко усиленные звуки. Одновременно с этим загорается сиг-
нальная лампа. Упрощенная схема индукционного метода контроля
показана на рис. 15.
В отечественной промышленности применяют следующие индук-
ционные дефектоскопы: ЭМНД-2, ЭМНД-3, ЭМНД-4, ЭМНД-6,
ЭМНД-8, ДНМ-500, ДНМ-15, ППД-1, ВД-1, ВД-1ГА, ЭДМ-66 и др.
Разновидностью магнитной дефектоскопии является магнитогра-
фический способ контроля, при котором поля рассеяния фиксируют-
ся на ферромагнитной ленте. Наиболее совершенными магнитогра-
фическими дефектоскопами являются МДУ-29, МГК-1.
Магнитные методы контроля часто применяют для составления
предварительного заключения о качестве сварного соединения. Окон-
чательное установление качества производится по снимку, полученному
просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами.
Металлографические исследования. Посредством металлографиче-
ского анализа проверяют качество структуры металла сварного соеди-
нения. В зависимости от того, с каким увеличением рассматривают
зерно металла, различают макроструктуру и микроструктуру.
Под макроструктурой понимают структуру металла сварного
соединения, рассматриваемую или в натуральную величину или че-
рез лупу. Макроструктуру исследуют на шлифах, травленых спе-
циальными реактивами. После травления на макрошлифе ясно видны
дефекты, попавшие в его сечение. Кроме того, на макрошлифе мож-
но обнаружить скопления серы и фосфора по границам кристаллов.
Скопление серы выявляют следующим образом: на макрошлиф накла-
дывают засвеченный листок фотобумаги, смоченный 15 %-ным рас-
твором серной кислоты. В тех местах, где бумага соприкасалась
с сернистыми включениями, на ней остаются коричневые пятна.
Макроструктуру исследуют не только на специально обработанных
шлифах, но и по излому образцов после их механических испытаний.
ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
537
Макрошлиф или излом сварного соединения исследуют тогда, когда
программой испытания предусмотрено изготовление контрольных
образцов.
Макроконтроль сварного соединения можно осуществлять так-
же с помощью сверления. В этом случае определенное место шва
сверлят так, чтобы образовавшееся углубление вскрыло вершину
шва. Засверленное место шлифуют наждачной бумагой, затем травят
реактивом, рассматривают через лупу и в случае отсутствия де-
фектов снова заваривают.
В отличие от макроскопического исследования, которое дает
представление о металле шва в целом, при микроскопическом ис-
следовании изучают отдельные участки сварного соединения. Микро-
исследование проводят при помощи микроскопа с увеличением в
100 — 500 раз. Микроисследование позволяет выявить дефекты струк-
туры, микротрещины и др.
ОРГАНИЗАЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ
Схема контроля качества продукции на заводах определяется
условиями производства. На каждом заводе имеется отдел техни-
ческого контроля (ОТК), который подчиняется непосредственно ди-
ректору завода. На многих заводах применяется смешанная систе-
ма контроля. ОТК завода контролирует исходные материалы и про-
изводит окончательный контроль готовой продукции. Контрольные
же операции в процессе производства производят контролеры цеха,
которые подчиняются начальнику цеха. В случае установившегося
технологического процесса контрольные функции могут быть возло-
жены на мастеров, бригадиров и самих рабочих. При этом ОТК про-
изводит выборочную проверку качества сварки отдельных узлов,
деталей и операций.
Объем контроля зависит от степени отвегсвенности изделия, квали-
фикации производственного и контролируемого персонала, степени
освоения технологии производства. Объем контроля указывается в пра-
вилах контроля или в технических условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Контроль качества сварки/Под ред. В. Н. Волченко. М.: Машино-
строение, 1975. 328 с.
2. Правила испытания сварщиков. М.: Металлургия, 1971. 33 с.
538
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
Глава 16
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
СВАРОЧНЫХ РАБОТ
Техническое нормирование предусматривает установление техни-
чески обоснованных норм времени на выполнение различных свароч-
ных работ. Технически обоснованные нормы времени позволяют
сварщику производительно использовать рабочее время, полностью
загружать сварочное оборудование, а при рациональных приемах
сварки перевыполнять установленные нормы/
В норму времени на выполнение сварочных работ входят:
основное, или машинное, время сварки, включающее время го-
рения дуги или время плавления электрода при сварке 1 м шва.
Основное время определяют и подсчитывают с учетом технологии
сварки, производительности сварочного оборудования и режимов
сварки;
подготовительно-заключительное время, которое складывается из
затрат времени на получение задания и производственный инструк-
таж, на настройку и наладку аппаратуры, на сдачу работ. Обычно
это время составляет 4 — 8% основного времени;
вспомогательное время, необходимое на установку детали на
рабочее место, поворот ее в процессе сварки, зачистку швов, ус-
тановление режима сварки и на другие аналогичные операции;
время, затрачиваемое на обслуживание рабочего места, на отдых
и личные надобности.
НОРМИРОВАНИЕ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Для расчета основного времени сварки необходимо знать мас-
су наплавленного металла, силу сварочного тока и коэффициент
наплавки электрода.
Массу наплавленного металла определяют по заданным чертежом
размерам шва. Объем наплавленного металла Ин (см3) определяют
по формуле VH = Fl, где F — площадь поперечного сечения шва, см2;
/ — длина шва, см. Масса наплавленного металла (г) QH = Ину, где
у — плотность металла, г/см3 (для стали у = 7,8 г/см3).
Сила сварочного тока определяется условиями сварки, диаметром
электрода, положением шва в пространстве и другими данными,
устанавливаемыми технологическим процессом.
Количество металла, наплавленного в течение 1 ч горения дуги,
отнесенное к единице силы тока /, называют коэффициентом на-
плавки. Его размерность выражается в г/(А • ч). Обычно коэффициент
наплавки обозначают через <хн.
НОРМИРОВАНИЕ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
539
1. Зависимость коэффициента наплавки от марки электрода
Марка	Коэффициент наплавки а, г/(А • ч)	Коэффи- циент пе-| рехода 1 металла в шов	Марка	Коэффициент наплавки а, г/(А • ч)	Коэффи- циент перехода металла в шов
ЦМ-7 ЦМ-7С	11,0 11,5-12,5	0,90	УОНИ-13/45 К-5	9,0	0,95 0,73
					
ОММ-5	7,25	0,80	УКР	10,7 10,5	1,04
МР-3	9,0		АНО-11		1,03
При ручной сварке коэффициент наплавки ан зависит от марки
электрода (табл. 1).
Основное время сварки
fде Qn — масса наплавленного металла, г.
Вспомогательное время при ручной дуговой сварке складывается
из времени, затрачиваемого на установку детали на рабочее место,
снятие детали, поворот или перемещение ее в процессе сварки,
включение и выключение рубильника сварочной машины, смену элект-
родов, зачистку свариваемых кромок перед сваркой, зачистку швов
от шлака, осмотр, клеймение швов, переход от одного участка
шва к другому при сварке прерывистых швов и другие операции,
необходимые для выполнения основной работы.
Затраты вспомогательного, подготовительно-заключительного вре-
мени на обслуживание рабочего места, отдых и естественные на-
добности составляют в среднем 30-50% и определяются путем
хронометражных наблюдений.
Норма расхода Н3 (кг) покрытых электродов и сварочной про-
волоки на изделие Н3 = G3lm, где G3 — удельная норма расхода
электродов на 1 м шва данного типоразмера, кг/м.
В общем виде удельную норму расхода рассчитывают по фор-
муле
Gj = KpWijj,
где = pFH- 10“3,	— расчетная масса наплавленного металла, кг/м;
Кр — коэффициент расхода, учитывающий неизбежные потери электро-
дов и проволоки; р — плотность наплавленного металла, г/см3;
FH — площадь поперечного сечения наплавленного металла шва, мм2.
При сварке электродами с тонкими покрытиями р = 7,5 г/см3,
Кр = 1,2 ч- 1,3; с толстыми покрытиями р = 7,8 г/см3, Кр = 1,40 ч- 1,60.
540
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
2. Удельный расход электроэнергии при сварке
Род тока	кпд сварочного поста	Расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВтч	Мощность холостого хода, кВт
Переменный Постоянный:	0,8-0,9	3-4	0,2 — 0,35
однопостовая уста- новка	0,3-0,6	4-6	2,5-4,0
многопостовая уста- новка	0,24-0,5	5-8	—
Площадь FH подсчитывают как сумму площадей элементарных
геометрических фигур, на которые она может быть разбита. Расход
электроэнергии (кВт ч), определяемый обычно на 1 кг наплавлен-
ного металла, зависит от рода тока (табл. 2). Норма времени при
ручной дуговой сварке обычно дается на 1 м шва заданного сече-
ния или изготовление определенной детали или изделия. Во всех
случаях она называется штучным временем.
Норма расхода флюса на изделие Яф определяется по расходу
сварочной проволоки на изделие Яэ, т. е. Яф = КфЯэ, где Кф - коэф-
фициент, выражающий отношение массы израсходованного флюса
к массе сварочной проволоки и зависящий от типа сварного соеди-
нения и способа сварки. Для автоматической сварки без скоса кромок
Кф = 1,3, для сварки в разделку Кф = 1,2, для полуавтоматической
без скоса кромок Кф = 1,4, для сварки в разделку Кф = 1,3. Значение
Кф для электрозаклепочных соединений составляет 2,7 — 3, для электро-
шлаковой сварки — 0,05 —0,1.
Норма расхода защитного газа на изделие Яг = бг/ш 4- 2ДОП,
где Qr — удельная норма расхода газа на 1 м шва данного типо-
размера, л; /ш — длина шва, м; бдоп - дополнительный расход газа
на подготовительно-заключительные операции: продувку газовых ком-
муникаций перед началом сварки, защиту вольфрамового электрода от
окисления после окончания сварки при сварке неплавящимся электро-
дом, настройку режимов сварки.
Удельная норма расхода газа Qr = дг*о>.гДе Чг — оптимальный рас-
ход защитного газа по ротаметру, л/мин; t0 — машинное (основное)
время сварки 1 м шва, мин. Основное время при сварке плавящимся
электродом можно определить по формуле
_ тд‘60103
to ~~ г ,
анЛ»
где Жн — масса наплавленного металла шва Данного типоразмера,
кг/м; ан — коэффициент наплавки, г/А - сила сварочного тока, А.
НОРМИРОВАНИЕ СВАРКИ
541
Основное время при сварке неплавящимся (а также и плавящимся)
электродом Го = 60/гсв.
Оптимальные значения qr, /св, vCB задаются режимом сварки
для данного технологического процесса и уточняются при отработке
технологии сварки.
Дополнительный расход газа 2ДОП (л) на подготовительные и за-
ключительные операции не зависит от скорости сварки, 2Д0П =
= *п.зЯг> гДе *п.з — время на подготовительно-заключительные операции,
мин.
При сварке неплавящимся электродом tn 3 % 0,2 мин; при сварке
плавящимся электродом гп 3 = 0,05 мин.
Норма расхода защитного газа, рассчитанная по формуле, при
сварке коротких швов (менее 50 мм) и при сварке мелкой арма-
туры диаметром менее 20 мм должна быть увеличена на 20% об-
щего расхода газа. При сварке с применением газовой защиты об-
ратной стороны шва дополнительный расход газа определяется ум-
ножением qT на коэффициент 1,3— 1,5.
НОРМИРОВАНИЕ АВТОМАТИЧЕСКОЙ
И ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКИ
Норму времени на автоматическую и полуавтоматическую свар-
ку определяют по тому же методу, что и при ручной дуговой
сварке.
Основное время находят по площади поперечного сечения шва,
вычисленной по заданным размерам шва. При автоматической сварке
основное время при одной и той же толщине металла меньше, чем
при ручной сварке. Сила сварочного тока определяется по данным
технологического процесса. Коэффициент наплавки зависит от состава
проволоки и флюса, от полярности и плотности тока. В среднем
коэффициент наплавки составляет 11 — 18 г/(А • ч).
Расход проволоки при автоматической сварке Qnp » 1,1Q, где Q —
масса наплавленного металла.
Подготовительно-заключительное время состоит из времени на
получение задания, ознакомление с работой, производственный ин-
структаж, установку определенного режима сварки, подготовку и ус-
тановку приспособления, сдачу работы.
Вспомогательное время включает в себя затраты времени на
зачистку и осмотр свариваемых кромок, насыпание в бункер флюса,
сбор флюса, установку и снятие детали, осмотр швов, клеймение
и другие операции, необходимые для выполнения основной работы.
На обслуживание рабочего места при автоматической сварке
затрачивают значительно меньше времени, чем при ручной дуговой
сварке. Подготовительно-заключительное и вспомогательное время,
а также время на обслуживание рабочего места на отдых при ав-
542
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
тематической сварке обычно составляет 10-30% основного времени
сварки. Расход электроэнергии определяют так же, как и при ручной
сварке.
НОРМИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
При контактной сварке под нормой времени понимают время,
необходимое для выполнения одного свариваемого изделия. Норма
выработки в этом случае определяется числом изделий, свариваемых
за час или за смену. Норма времени при контактной сварке
складывается также из основного, вспомогательного, подготовительно-
заключительного времени, времени на обслуживание рабочего места
и на отдых.
Основное время зависит от степени механизации контактной
машины и ее мощности. Основное время обычно имеет меньшее
значение при работе на механизированных контактных машинах.
Вспомогательное время — время, затрачиваемое на установку за-
готовок, их центрирование, зажатие (при стыковой сварке), переме-
щение (главным образом при точечной сварке) и др. Вспомогатель-
ное время зависит от конструкции зажимных устройств, требуемой
точности при сварке и наличия приспособлений, фиксирующих за-
готовки.
Подготовительно-заключительное время при контактной сварке
имеет сравнительно небольшую величину.
Время обслуживания рабочего места — время, затрачиваемое на
подготовку машины к сварке (смена электродов, их зачистка, зачистка
контактов контактора).
При нормировании контактной сварки основное и вспомогатель-
ное время можно определять по таблицам. Подготовительно-заклю-
чительное время и время на обслуживание рабочего места и на отдых
составляют 10 — 20% суммы основного и вспомогательного времени.
Основное время при стыковой сварке оплавлением можно опре-
делять по табл. 3, а вспомогательное время — по табл. 4.
3. Основное время при стыковой сварке оплавлением, мм
Диа- метр заго- товки, мм	Время непре- рывного оплав- ления и осадки при сварке на машинах с ав- томатическим управлением	Время подо- грева, оплав- ления и осадки при сварке на машинах с не- автоматическим управлением	Диа- метр заго- товки, мм	Время непре- рывного оплав- ления и осадки при сварке на машинах с ав- томатическим управлением	Время подо- грева, оплав- ления и осадки при сварке на машинах с не- автоматическим управлением
6	0,067	0,067	35	0,416	0,70
10	0,117	0,133	50	0,583	—
16	0,167	0,35	70	0,750	—
22	0,183	0,54	100	1,0	—
28	0,267		2J2	1	L__		
НОРМИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
543
Основное время при точечной
сварке to — ntb где п - число точек
в детали; — основное (машинное)
время на сварку одной точки.
Вспомогательное время при то-
чечной сварке на универсальных
одноточечных машинах стационар-
ного типа определяют по табл. 5.
Основное время при шовной
сварке го = //v, где I — длина шва, м;
v — скорость сварки, м/мин.
Вспомогательное время при
шовной сварке зависит от массы
свариваемой детали:
4. Вспомогательное время при стыко-
вой сварке на машинах с рычаж-
ными зажимами, мин
Масса детали, кг	С упорами и фикса- торами	Без упо- ров, но с фиксато- рами
До 1,0	0,2-0,25	0,3-0,35
Св. 1,0 до 3,0	0,25-0,35	0,35-0,45
» 3,0 » 5,0	0,35-0,45	0,45-0,55
» 5,0 » 7,5	0,45-0,55	0,55-0,65
Масса детали, кг	3	3-5	5-10	10-15
Вспомогательное				
время, мин	0,30	0,38	0,50	0,60
При контактной	сварке происходит	износ	рабочих	контактных
частей машины. При стыковой сварке изнашиваются контактные губ-
ки, при точечной — электроды, при шовной — ролики, при рельефной —
контактные плиты. Быстрота износа этих частей зависит от ма-
териала, из которого они изготовлены, от состояния поверхности
свариваемых заготовок и от режима сварки. Стойкость рабочих
частей повышается, если их изготовить из более твердых материалов,
тщательно зачищать свариваемые поверхности заготовок от загрязне-
ний, а также зачищать контактные поверхности самих рабочих
частей.
При точечной и шовной сварке рабочие контактные части ма-
шин следует делать из специальных сплавов, что повышает их стой-
s. Вспомогательное время при точечной сварке, мин
Характеристика детали	Масса детали, кг		
	Св. 1	Св. 1 до 3	Св. 3 до 5
Деталь собранная, готовая для сварки	0,18	0,21	0,25
Деталь, собираемая из двух заготовок, вза- имно сопрягающихся без приспособления	0,22	0,30	0,35
Деталь, собираемая из двух заготовок по шаблону	0,27	0,32	0,37
Деталь, собираемая из двух заготовок по шаблону с закреплением быстродействующим зажимом	0,34	0,40	0,46
544
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
кость в 2 — 3 раза и более. Ориентировочные нормы стойкости ра-
бочих частей и расход меди на их изготовление следующие:
Число точек, свариваемых на декапированной	стали до пол-	10000 - 30000
ного износа электродов из красной меди Расход меди на сварку 1000 точек при сварке	декапированной	25-70
стали, г Число свариваемых стыков до полного износа	губок	5000-15000
Расход меди на сварку 1000 стыков, г Длина шва, свариваемого до полного износа роликов из крас-		20-450 2000
ной меди (при сварке декапированной стали охлаждением роликов), м Расход меди на 100 м сварного шва, г	с интенсивным	100-300
Расход электроэнергии на килограмм наплавленного металла
где ил — напряжение дуги, В; ан — коэффициент наплавки, г/(А ч);
г| — КПД установки; Ки — коэффициент, учитывающий время горения
дуги в общем времени сварки.
В табл. 6 приведены значения Ки при различных способах
сварки и характерах производства.
При стыковой сварке оплавлением стальных деталей расход
электроэнергии, кВт ч/стык: Q3 = КШРСВ1ОПЛ, где Гсв — площадь сечения
свариваемых деталей, см2; /опл — суммарный припуск на оплавление,
см; Кш — коэффициент, равный 0,012 — 0,016.
При точечной сварке расход электроэнергии (кВт ч/100 точек)
рассчитывается по приближенной формуле
Ncos<pl/2C> .
~	361/2
где N — номинальная мощность машины, кВт; 1/св — вторичное на-
пряжение холостого хода на ступени, принятой для сварки, В;
6. Коэффициент, учитывающий время горения дуги в общем времени на сварку
при различных способах сварки и характерах производства
Сварка	«п
Ручная дуговая:	
крупносерийное и массовое производство	0,60-0,75
единичное и мелкосерийное производство	0,35-0,55
Автоматическая под флюсом:.	
обслуживание одним автоматом поточной линии	0,50-0,65
единичное и мелкосерийное производство, обслуживание	0,25-0,45
одним автоматом нескольких рабочих мест	
НОРМИРОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ
545
7. Расход электроэнергии при сварке стальных деталей
Стыковая сварка оплавлением		Точечная сварка на автоматических машинах		Шовная сварка де- капированной стали	
Площадь поперечного сечения в месте сварки, мм2-	Расход элект- роэнергии на сварку одного стыка, кВт ч	Суммарная толщина свариваемых листов, мм	Расход электроэнер- гии на 100 точек, кВтч	Суммар- ная тол- щина сва- риваемых листов, мм	Расход на 1 м шва, кВт • ч
100	0,006				
200	0,024	—	—	—	—
300	0,060	2	0,04.	0,5	0,04-0,08
500	0,125	4	0,08	1	0,08-0,14
1000	0,400	6	0,13	1,5	0,1-0,20
1500	0,825	8	0,23	2	0,12-0,24
2000	1,275	10	0,38	3	0,25-0,50
2500	1,725	12	0,62	4	0,5-1,00
UH — вторичное напряжение холостого хода на номинальной (предпо-
следней) ступени, В; coscp — коэффициент мощности всей машины,
который обычно для стационарных машин равен 0,45-0,55, а для
подвесных 0,75 — 0,85; г0 — время включения машины при сварке
100 точек, с.
При шовной сварке расход электроэнергии (кВт • ч/м шва) можно
определить как
е,=
Ncos<pU2№
60vaU2„
где cos ср можно принять 0,6 —0,7; Ки = 0,5 (для сварки низко-
углеродистых сталей); гсв — линейная скорость сварки, м/ч. Ориенти-
ровочные данные приведены в табл. 7.
Расход электроэнергии при дуговой и электрошлаковой сварке
приведен в табл. 8.
НОРМИРОВАНИЕ АЦЕТИЛЕНО-КИСЛОРОДНОЙ СВАРКИ
Основное время (мин), затрачиваемое на сварку 1 м шва,
tCB = Ks, где К — коэффициент, зависящий от типа сварного соедине-
ния, вида шва и свариваемого металла (табл. 9); s — толщина сва-
риваемого металла, мм.
Подготовительно-заключительное время включает в себя получение
задания, инструктаж, выбор номера наконечника горелки, установку
баллонов, зарядку генератора, проверку водяного затвора, сдачу го-
товой продукции.
Вспомогательное время состоит из времени зажигания и тушения
горелки, регулирования пламени, разогревания свариваемых кромок
546
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
8. Расход электроэнергии при дуговой и электрошлаковой сварке
Сварка	Расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, кВт-ч
Автоматами тракторного типа под флюсом на переменном токе	3-4
Шланговыми автоматами и полуавтоматами на переменном токе	3,5-4
Автоматами и полуавтоматами на постоянном токе	5-6
Автоматическая трехфазная под флюсом	2-2,5
Электрошлаковая аппаратом А-340 на постоянном токе	2,5
Электрошлаковая аппаратом А-372РП на пере- менном токе	1,4
Ручная на переменном токе	3,5-4
Ручная при работе от однопостового сварочного агрегата постоянного тока с приводом от электро- двигателя	6-7
Ручная при работе от многопостового сварочного агрегата постоянного тока	10-11
При питании дуги от выпрямителя	4-4,5
9. Зависимость коэффициента К от вида шва и рода металла
Тип соединения и вид шва	Метод сварки	Свариваемый металл							
		Ннзкоуглеро- дистая сталь	Средне- и высо- коуглеродистые стали, чугун и	1 медные сплавы |	| Медь, никель ]	Алюминий и его сплавы	Магниевые сплавы	| Свинец	j	| Цинк	|
Стыковые и угловые с	Левый	5,0	4,5		4,0	4,0	3,0	3,5	3,5
присадочным материа-	Правый	4,0	3,5		3,5	3,5	—	—	—
лом С отбортовкой и угловой	Левый	4,0	3,5		3,5	3,0	2,0	3,0	з,о
без присадочного мате- риала Тавровые	Левый	6,5	6,0		6,0	5,0	4,0	4,0	4,0
	Правый	5,5	5,0		5,0	4,5	—	—	—
Внахлестку	Левый	—	—		—	4,5	—	2,5	3,0
Примечание. При сварке вертикальных швов основное время умножают
на 1,2, горизонтальных швов — на 1,4 и потолочных - на 1,6.
НОРМИРОВАНИЕ НАПЛАВОЧНЫХ РАБОТ
547
до плавления, перехода с одного места сварки на другое, промера
и осмотра шва, очистки кромок и шва, клеймения и уборки изделия.
Время на обслуживание рабочего места, отдыха и личные на-
добности включает в себя уборку рабочего места, уборку баллонов
и аппаратуры.
Обычно подготовительно-заключительное и вспомогательное вре-
мя, а также время на обслуживание рабочего места и отдых со-
ставляет при газовой сварке 30 — 50% основного времени.
Примерный расход материалов в зависимости от толщины свари-
ваемого металла s для низкоуглеродистой стали следующий:
Расход газов на 1 м шва, л:
ацетилена	8s
кислорода	9,5s
Расход проволоки на	1 м шва, г	10s
НОРМИРОВАНИЕ НАПЛАВОЧНЫХ РАБОТ
При ручной газопламенной наплавке время на наплавку 1 см3
присадочного прутка определяют в зависимости от долщины на-
плавляемой детали, номера наконечника сварочной горелки (табл. 10).
Нормой времени при наплавке порошкообразных смесей может
служить часовая производительность, при которой наплавляют по-
10. Время наплавки 1	см3
присадочного прутка	при
ацетилено-кнслородной сварке
и наплавке
И. Коэффициент наплавки К для ннзкоугле-
родистых проволок, флюсов ОСЦ-45 и
АН-348А (при вылете электрода, равном
десяти его диаметрам)
Толщина наплавля- емой де- тали, мм	Номер нако- неч- ника	ВремА на- плавки (включая подогрев стали), мин	Сила тока, А	Напря- жение дуги, В	Коэффициент наплавки, кг/(А ч), при диаметре электродной проволоки, мм				
					3	4	5	6	8
1-1,5		1,3	400	27-30	12,3	11,5						
	1		500	27-30	13,8	12,6	13,3	—	—
2 — 4	2	1,1	600	32-35	15,4	13,8	14,0	—	—
С *7		0,73	700	32-35	17,0	16,0	14,8	13,8	—
J — /	3		800	36-38	18,5	—	15,6	14,3	—
8-9	4	0,62	900	36-38	—	—	16,3	14,8	14,4
10-12	5	0,52	1000 1100	37-40 38-45					17,1	15,2 15,7	14,8 14,9
13-18	6	0,42	1200	38-45	—	—	—	16,1	15,1
19-30	7	0,38	1300 1400	38-45 38-45	-	-	—	16,7 17,3	15,3 15,6
548
ОСНОВЫ ТЕХНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
Рис. 1. Зависимость производительности наплавки от силы сварочного тока:
/ — штучными электродами вручную; 2 — проволокой сплошного сечения под
флюсом; 3 — порошковой проволокой открытой дугой; 4 — порошковой лентой
открытой дугой (однодуговая наплавка); 5 — порошковой лентой открытой
дугой (двухдуговая наплавка)
верхность площадью 60-100 см2, толщиной слой 1,5—2 мм; при
этом масса наплавленного металла составляет 0,15—0,18 кг.
При определении нормы основного времени на механизирован-
ную наплавку решающее значение имеет коэффициент наплавки, зна-
чения которого приведены в табл. 11-13.
При наплавке порошковой проволокой открытой дугой с внутрен-
ней защитой коэффициент наплавки равен 13 — 16 г/(А ч), при этом
расход проволоки на 1 кг наплавленного металла составляет
1,25-1,42 кг.
При расчете нормы основного времени на наплавку удобнее ис-
пользовать часовую производительность, т. е. при определении вре-
мени учитывать количество наплавленного металла тем или иным
способом в час. Для простоты расчета можно пользоваться графиком,
приведенным на рис. 1. Вспомогательное время определяется по дан-
ным хронометража для уникальных деталей и может колебаться от
30 до 150% основного времени. Вспомогательное время для на-
плавки серийных или повторяющихся деталей с учетом постановки
их на наплавочную установку, подогрев и снятие с установки
обычно составляет 20 — 35% основного времени.
При ручной дуговой наплавке время наплавки (мин) одной детали
гн определяют:
для случая, когда коэффициент наплавки известен,

бое„
Он^св
Кп,
где Кп = 1,5 - коэффициент, учитывающий вспомогательное время
на организационно-техническое обслуживание и перерывы на отдых;
НОРМИРОВАНИЕ НАПЛАВОЧНЫХ РАБОТ
549
12. Коэффициент наплавки при полуавтоматической сварке под флюсом на
переменном токе (диаметр электрода 2 мм, вылет электрода 25 — 35 мм)
ZcB’ А.	С/д, в	Коэффициент наплавки ан, г/(А • ч)	Ссв, А	l/д. В	Коэффициент наплавки ан, г/(А • ч)
200		13,4	430		17,0
210		13,6	440		17,1
220		13,8	450		17,3
230	32-34	13,9	460	36-40	17,5
240		14,0	470		17,7
250		14,2	480		18,0
260		14,4	490		18,2
270		14,6	500		18,5
280		14,7	510		18,8
290		14,9	520		19,1
300		15,0	530		19,4
310	34-38	15,2	540		19,8
320		15,4	550		20,1
330		15,6	560	38-42	20,4
340		15,8	570		20,7
350		15,9	580		21,0
360		16,0	590		21,3
370		16,1	600		21,6
380	36-40	16,2	610		21,9
390		16,3	620		22,3
400		16,4	630	40-44	22,7
410		16,6	640		23,1
420		16,8	650		23,5
13. Коэффициент наплавки при сварке в углекислом газе на обратной полярности,
г/(А-ч)
7Св» А	Диаметр электрода, мм			7Св, А	Диаметр электрода, мм		
	1,6	2,0	2,5		1,6	2,0	2,5
200	14,2	12,2		450	24,1	19,0	15,6
250	15,1	12,6	—	500	28,3	22,3	17,8
300	16,5	13,5	И,1	550	—	—	20,5
350	18,6	14,8	12,4	600	—	—	24,2
400	21,1	16,8	13,9				
для случая, когда коэффициент наплавки неизвестен, „FKat
или гн = 'н^п, гДе — время наплавки 1 см3 при определенной
толщине сплава; — время наплавки 1 см3 сплава, мин; V — объем на-
плавки, см3
550
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Черняк В. С., Вощанов К. П. Справочник молодого сварщика. М.:
Трудрезервиздат, 1958, с. 459 — 467.
2. Юрьев В. П. Справочное пособие по нормированию материалов и
электроэнергии для сварочной техники. М.: Машиностроение, 1972, с. 28,
147-149.
Глава 17
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Санитарно-гигиенические условия и обязательные мероприятия
по технике безопасности регламентируются «Системой стандартов
безопасности труда», «Строительными нормами и правилами»
(СНиП), правилами техники безопасности и производственной
санитарии при выполнении отдельных видов работ, правилами
устройств и безопасной эксплуатации отдельных видов обору-
дования, едиными требованиями безопасности к конструкциям обо-
рудования, различными инструкциями, указаниями и другими доку-
ментами. Все лица, поступающие на работу, связанную со сваркой,
должны проходить предварительные и периодические медицинские
осмотры.
1. Допустимая концентрация (ДК) некоторых вредных веществ в воздухе рабочей
зоны сварщика
Вещество	ДК, мг/м3
Берилий и его соединения Свинец и его неорганические соединения Торий Озон Хромовый ангидрид, хроматы, бихроматы (в пересчете на Сг2О3) Марганец (в пересчете на МпО2) Фтористый водород Соли фтористоводородной кислоты (в пересчете на HF) Окись железа с примесью: окислов марганца до 3 % фтористых или 3 —6%-ных марганцевых соединений	0,001 0,01 0,05 0,1 0,1 0,3 0,5 1,0 6,0 4,0
Примечание. Наибольшую опасность для здоровья сварщиков пред-
ставляют соединения хрома, марганца, фтора, а также озон. Независимо от
состава аэрозолей их суммарная концентрация в зоне дыхания сварщика не
должна превышать 8,0 мг/м3.
ВЕНТИЛЯЦИЯ
551
ВЕНТИЛЯЦИЯ
Основными профессиональными заболеваниями сварщиков явля-
ются пневмокониоз и интоксикация марганцем, характер развития
которых и тяжесть течения зависят от концентрации и содержания
аэрозоля в зоне дыхания сварщика.
Министерством здравоохранения СССР установлены нормы до-
пустимых концентраций (ДК) вредных веществ в воздухе рабочей
зоны (табл. 1) и количество воздуха, необходимое для растворения
вредных аэрозолей до ДК (табл. 2).
Скорость движения воздуха у источников выделения вредных
веществ должна быть в пределах, указанных в табл. 3.
2. Количество воздуха, необходимое для растворения вредных аэрозолей до ДК
Технологическая операция	Количество воздуха, м3/кг
Ручная электродуговая сварка:	
низкоуглеродистых и низколегированных сталей	5600
высокохромистых сталей	154000
меди и ее сплавов	130Q0
Полуавтоматическая сварка:	
порошковой проволокой	2900
стальными проволоками в среде углекислого газа	7 300
меди с защитой азотом	7000
алюминия с защитой аргоном	14000
титана и его сплавов с защитой аргоном	500
Автоматическая сварка под флюсом марок:	
АН-20, АН-26, АНФ-14, АНФ-16, 48-ОФ-6	400
ОСЦ-45, АН-30, АН-60, АН-348А	250
Плазменное напыление	38 700
3. Скорость движения воздуха, создаваемого местными
отсосами
Технологическая операция	Скорость воздуха, м/с
Ручная электродуговая сварка Автоматическая и полуавтомати-	>0,5
ческая :	
в углекислом газе	<0,5
в среде аргона	<0,3
Резка:	
газовая	>1,0
плазменная	<1,4
Плазменное напыление	>1,3
552
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ
При дуговой электросварке открытой дугой, а также при кон-
тактной сварке оплавлением, газовой сварке и особенно резке,
брызги расплавленного металла разлетаются на значительные рас-
стояния, вызывая опасности пожара. Поэтому сварочные цехи должны
сооружаться из негорючих материалов. В местах сварки недопусти-
мо скопление воспламеняющихся смазочных материалов, обтирочной
ветоши и др.
При газовой сварке и резке возможность взрывов и пожаров
обусловлена также применением горючих газов и паров горючих
жидкостей, которые в смеси с воздухом могут взрываться при
повышении температуры или давления. С медью, серебром и
ртутью ацетилен образует соединения, которые могут взрываться
при температуре выше 120 °C от ударов и толчков.
При воспламенении барабана с карбидом или ацетиленового
генератора для тушения необходимо пользоваться сжатым азотом
или углекислотными огнетушителями.
Для быстрой ликвидации очагов пожара вблизи места сварки
всегда должны быть бочка с водой и ведро, ящик с песком,
лопата, а также ручной огнетушитель. Пожарные краны, рукава,
стволы, огнетушители и другие средства тушения пожара необходимо
содержать в исправности и хранить в определенных местах по
согласованию с органами пожарного надзора.
Пожар может возникнуть не сразу, поэтому при окончании
работы необходимо внимательно проверить, не тлеет ли что-нибудь,
не пахнет ли дымом и гарью.
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
Состояние изоляции проводов должно соответствовать Прави-
лам устройства электроустановок (ПЭУ). Сопротивление изоляции
проверяется не реже одного раза в месяц, а состояние подвижных
контактов и клемм — не реже одного раза в три дня.
Напряжение холостого хода на зажимах генератора или транс-
форматора не должно превышать 110 В для машин постоянного
тока и 70 В для машин переменного тока. Сварочные машины
должны находиться под наблюдением специалистов. Установку и
ремонт их должны производить только электромонтеры.
Все установки, предназначенные для сварки в особо опасных
условиях (внутри металлических емкостей, при наружных работах),
должны быть снабжены устройствами автоматического отключения
напряжения холостого хода или ограничения его до напряжения
12 В с выдержкой времени не более 0,5 с.
ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТЬ
553
Корпуса сварочной аппаратуры и источников тока необходимо
заземлять. Кроме того, обязательно должно быть заземлено сва-
риваемое изделие. Электросварочное оборудование передвижного типа,
защитное заземление которого представляет трудности, должно быть
снабжено устройством защитного отключения.
При появлении напряжения на частях аппаратуры и оборудо-
вания, не являющихся токоведущими, необходимо прекратить сварку,
вызвать мастера или дежурного электрика.
Перед присоединением сварочной установки следует произвести
внешний осмотр, обратив внимание на состояние контактов' и за-
земляющих проводников, наличие и исправность защитных средств.
При обнаружении неисправностей включать установку запрещается.
Все электросварочные установки снабжают пусковыми реостатами
и измерительными приборами для непрерывного контроля за работой.
Устройства для переключений должны быть защищены кожухами,
но иметь свободный подход. Электросварочные установки снабжают
схемами и инструкциями, объясняющими назначение каждого прибора
и его действие.
ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОЙ РАБОТЫ НА УСТАНОВКАХ
ГАЗОВОЙ СВАРКИ И РЕЗКИ
Безопасность при эксплуатации газосварочных установок обуслов-
лена знанием свойств применяемых газов, например, кислород спо-
собен вызывать самовоспламенение некоторых материалов, а ацетилен
склонен к самопроизвольному взрывчатому распаду, образованию
взрывоопасных ацетиленидов и т. д.
Кислород и горючий газ хранят и перевозят в специальных
баллонах или подают по цеховым газопроводам. Баллоны и
газопроводы имеют опознавательную окраску: для кислорода —
голубой, ацетилена — белый, все другие горючие газы — красный.
Правила безопасной эксплуатации газопроводов и баллонов утвержде-
ны и контролируются Госгортехнадзором СССР.
На верхней сферической части каждого баллона должны иметься
следующие данные: товарный знак завода-изготовителя; номер бал-
лона, масса порожнего баллона, месяц и год изготовления и год
следующего освидетельствования, рабочее давление, вместимость,
клеймо ОТК завода-изготовителя.
Запрещается эксплуатировать баллон, у которого истек срок
освидетельствования, отсутствует клеймо, не исправен вентиль или
поврежден корпус (трещины, сильная коррозия, заметное изменение
формы).
Во время работы баллон должен быть укреплен в вертикаль-
ном положении на расстоянии не ближе 5 м от источников с от-
крытым пламенем и не ближе 1 м от приборов центрального
отопления.
554
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
Крепление редуктора к вентилю баллона должно быть надеж-
ным. Открывать вентиль нужно плавно, при резком открывании
возможно его воспламенение. Перед употреблением редукторы должны
быть тщательно проверены. При обнаружении на кислородном редук-
торе жира или масла, его промывают дихлорэтаном, четырех-
хлористым водородом или спиртом. Необходимо оберегать редукто-
ры от попадания в них окалины, стружек, песчинок, которые
могут привести к утечке газа. Исправность работы редуктора про-
веряют не реже одного раза в неделю.
Нельзя расходовать весь газ из баллона. Остаточное давление
кислорода в баллоне должно быть не менее 5 • 104 Па, а ацети-
лена не менее (5 — 20)Ю4Па при температуре плюс 15 — 20 °C.
В цехе, где работают не более 10 постов, допускается иметь
по одному запасному баллону кислорода и ацетилена для каждого
поста. При наличии более 10 постов должно быть устроено центра-
лизованное снабжение газами.
Ацетиленовые генераторы должны обеспечивать автоматическую
выработку определенного количества ацетилена в зависимости от
отбора газа. Перерыв в отборе газа не должен вызывать выбра-
сывание ацетилена в атмосферу. Нагрев воды в генераторе выше
60 °C не допускается. Для лучшего охлаждения расход воды дол-
жен быть 5—10 л на 1 кг карбида. Ил выгружают из генератора
только после полного разложения данной порции карбида. Иловые
ямы устраивают под открытым небом и оборудуют ограждениями,
а также надписями о запрещении проходить мимо с открытым
огнем и курить. В помещении на видном месте должна висеть
инструкция по уходу за генератором, утвержденная Инспекцией охра-
ны труда.
Каждый генератор должен иметь водяной затвор, установлен-
ный по ходу газа до горелок. На стационарных установках, кроме
постовых, должен быть установлен центральный водяной затвор не-
зависимо от числа постов. Пропускная способность постовых затво-
ров должна соответствовать максимальному расходу ацетилена в
горелке, а центрального — максимальной производительности генера-
тора. Предохранительная пластинка оловянной фольги должна разрыв
ваться при давлении до 23 104 Па. Установка более прочный
пластинок недопустима. Водяные затворы контролируют каждый
один-два месяца. При избыточном давлении газа в магистрали
(выше 1 • 104 Па) нужно пользоваться только закрытыми затворами.
Горелки или резаки крепятся к баллону или газопроводу гибки-
ми резиновыми рукавами оплеточной конструкции по ГОСТ 9356 — 75*;
Крепят рукава мягкой проволокой или специальным хомутом. При-
менять рукава, выгоревшие внутри, а также с расслоениями, тре-
щинами, выпучинами запрещается. Поврежденную часть рукава можно
вырезать и куски соединить двусторонним ниппелем (ГОСТ 1078 — 71).
___________средства индивидуальной защиты_____________
' д
Горелки и резаки должны содержаться в исправности. Чисти^
отверстие мундштука можно только деревянной палочкой или латугь
ной проволокой. Нагретую горелку охлаждают погружением в вед^®
с чистой водой, при этом ацетиленовый вентиль должен быть плотнд
закрыт, а кислородный немного приоткрыт, чтобы предотвратить
попадание воды внутрь горелки.
СРЕДСТВА ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЗАЩИТЫ
В соответствии с характером выполняемой работы сварщикам
выдается спецодежда и спецобувь для защиты от брызг расплав-
ленного металла и шлака, тепловых, механических и других воз-
действий. Одежда должна быть из специального легкого негорю-
чего материала, специальные ботинки с носками, защищенными
металлическими пластинками и боковой застежкой, исключающей
попадание искр и капель металла, рукавицы однопалые с крагами
из кожевенного спилка. При потолочной сварке для защиты верхней
части туловища выдается пелерина, для защиты предплечий — нару-
кавники. При плазменной сварке выдаются нарукавники, а для шеи
и груди — надгрудники из мягкого огнестойкого материала.
Для защиты лица и глаз от действия лучистой энергии дуги,
а также от брызг расплавленного металла, сварщики и операторы
плазменных установок обеспечиваются щитками и масками, а газо-
сварщики и вспомогательные рабочие — очками. При дуговой электро-
сварке и плазменной обработке применяют щитки защитные по
ГОСТ 12.4.035 — 78 со светофильтрами по ГОСТ 9411 —81Е. С наруж-
ной стороны светофильтр закрывают прозрачным стеклом, которое
меняют по мере загрязнения.
Газосварщики и газорезчики обеспечиваются защитными очками
закрытого типа со светофильтрами, которые выбирают в зависи-
мости от мощности пламени. Для защиты глаз вспомогательных
рабочих и крановщиков в сварочных цехах используют защитные
очки «Восход».
При выполнении тяжелых работ и при больших концентрациях
пыли для защиты органов дыхания могут быть использованы
маски с подачей чистого воздуха непосредственно в зону дыхания.
В некоторых случаях используют противопылевые и фильтрующие
противогазы.
В качестве средств защиты от шума при обслуживании плазмен-
ных установок используют противошумные наушники и шлемы.
556
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Предметный указатель
Автоматы для электродуговой сварки
в защитных газах - Марки 237, 238 —
Неисправности и способы их устране-
ния 239 —242 — Технические характе-
ристики 237, 238
Аппаратура для воздушно-плазменной
резки — Основные параметры 421 —
Технические характеристики 422-
424 —
Типы 425
Аппаратура для плазменной сварки
291 -292
Аппараты для сварки пластинами и
стержнями 204 — Схема работы 205,
206 — Технические характеристики 205,
207
Аппараты для механизированной свар-
ки под флюсом 129 — 136
Аппараты для повышения устойчивости
дуги 56 — 58
Аппараты для электрошлаковой сварки
безрельсового типа 201, 202
— плавящимся мундштуком 202 — 204
- рельсового типа 196-201
Баллоны для хранения и перевозки
горючего 401, 402, 553, 554
Вальцы трехвалковые листогибочные
388
Ванадий — Влияние на свариваемость 9
Вентиляция 550 — 552
Вольт-амперная (статическая) харак-
теристика дуги 26
Вольфрам — Влияние сваривае-
мость 9
Выпрямители сварочные —Воз
можные неисправности и способы их
устранения 71 — Назначение 47 -
Принцип работы 46, 47 — Типы 48 -
53 — Условия эксплуатации 67
Газы плазмообразующие 319
Генераторы ацетиленовые — Назначе-
ние 397, 398 — Схема устройства и
работы 399, 400 — Условия-эксплуата-
ции 554
Генераторы сварочные — Неисправно-
сти и способы их устранения 68 — 70
Типы 40 —46 — Условия параллельной
работы 64 —
Условия эксплуатации 67
Горелки 290, 405 — 407
Дефектоскопы 533, 534, 536
Деформации сварочные - Влияние на
качество сварных конструкций 377,
378 — Методы предотвра-
щения и устранения 379 —383 —Ме-
ханизм образования 373 — 375
Дроссель — Назначение 29, 270
Дуга электрическая сварочная - Физи-
ческие свойства 24 — 30
Затворы водяные 400, 401
Ионизация тепловая 24
Испытание качества сварных швов
522-524
Испытание на свариваемость 11 — Виды
12 - Методы 11 — 19
Источники питания для сварки и резки
сжатой дугой 62, 63
Источники питания для сварки — Па-
раллельная работа 63 — 65
— алюминия 58, 59
— малоамперной дугой 61, 62
Источники питания сварочной дуги -
Внешняя характеристика 30, 31 —
Настройка различных режимов сварки
31 — Режимы работы 32
Кабины рабочие - Оборудование 123
Клапаны электропневматические 270
Кондукторы — Конструкции 393
Конструкции сварные — Выбор мате-
риалов 337 —350 — Применение 336,
337
Контакторы 267, 268
Контроль качества сварных швов гам-
ма-лучами 531, 532
— люминесцентный 534
— магнитный 534 — 536
— металлографический анализ 536, 537
Коэффициент наплавки 547 — 549
Кремний — Влияние на свариваемость
10
Легирование наплавленного метал-
ла при наплавке под флюсом 487-*
489
Легирующие элементы 9, 10
Ленты электродные для наплавки 491,
492-502
Люминофоры 534
Марганец — Влияние на свари-
ваемость 9
М'аслораспределитель 270
Материал, напыляемый плазменной Ду-
гой 321 — Схема ввода в плазменный
поток 324, 326
Машины для кислородной резки —
Технические характеристики 414, 417
— для сварки трением — Технические
характеристики 308, 309
Машины электросварочные контакт-
ные — Классификация 257 — Техниче-
ские характеристики - 254 — 266
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
557
Мероприятия противопожарные при вы-
полнении сварочных работ 552
Металлы — Механические с в о й с т-
ва 338, 339, 518
Механизмы подачи электродной прово-
локи — Конструкции 131, 132
Молибден — Влияние на сваривае-
мость 9
Мундштуки для сварки электродной
проволокой диаметром 5 мм — Кон-
струкции 187
— для электрошлаковой сварки про-
волочными электродами — К о н-
струкции 208, 210 — Назначение 208
— плавящиеся 178—181
— подплавляющиеся 188, 189
— токоподводящие 131, 132
Наплавка — Дефекты 504, 505 — Диа-
пазоны режимов 489 — Классификация
механизированных способов 452 — 454
— Классификация сплавов для на-
плавки 503 — 504 — Состав наплавлен-
ного металла 495 — Способы легиро-
вания наплавленного металла 487 —
Технические параметры 483 — 486
— вибродуговая 472, 473
— в среде защитных газов 471
— композиционных сплавов 482, 483
— металлокерамической лентой по
схеме «дубль-процесс» 481, 482
— открытой дугой порошковой про-
волокой 473-476
— плазменной дугой 476 — 478
— под керамическим стержнем 477,
478
— под слоем флюса ленточными элек-
тродами 458 — 465
— под слоем флюса проволочными
электродами 454 — 458
— по схеме «балк-процесс» 483, 484
— по схеме «дубль-процесс» 478, 479
— тел вращения 486, 487
— электрошлаковая и з н о с о-
стойкими сплавами 470
— электрошлаковая 466 — 470
Напряжения сварочные — Влияние на
прочность сварных конструкций 376,
377 — Методы предотвращения и уст-
ранения 378 — 383 — Механизм возник-
новения остаточных напряжений 375,
376 — Механизм образования 372 —
375 - Признаки 371, 372
Напыление газотермическое — Класси-
фикация 315 — Способы нанесения по-
крытий 316 — Схема процесса 316 —
Технические характеристики аппара-
тов и установок 317
— плазменное — Марки порошков
319 — 321 — Методы оплавления п о-
крытия из самофлюсующих сплавов
332 — Режимы нанесения покрытий
331, 333 — Подготовка порошков 330
— Преимущества 320 - Сущность про-
цесса 318 - Схема процесса 318
Никель — Влияние на свариваемость 9
Ниобий — Влияние на свариваемость 9
Ножницы для резки металла - Схемы
работы 387
Нормирование сварочных работ—
Коэффициент, учитывающий время го-
рения дуги в общем времени на
сварку 544 — Расход электроэнергии
при сварке стальных деталей 545
— автоматической и полуавтоматиче-
ской сварки 542
— ацетилено-кислородной сварки
545-547
— дуговой сварки 546
— контактной сварки 542 — 544
— ручной дуговой сварки 539-541
— шовной сварки 545
Нормирование наплавочных работ — За-
висимость произвол и-
тельности наплавки от силы свароч-
ного тока 547 — Коэффициент наплав-
ки 547 - 549 — Норма времени 547,
548
Осцилляторы — Принципиальная элек-
трическая схема 56 — 57 — Технические
характеристики 59
Питатели для напыления — Назначение
326 — Принцип работы 328 — Техниче-
ские характеристики 327
Плазмотроны - К л а с с и ф и к а-
ция по способу стабилизации дуги
322 - Конструкции 321 - Назначе-
ние 322 — Свойства материалов, при-
меняемых для изготовления катода
324 - Схема плазменной струи 289 -
Схема работы в процессе воздушно-
плазменной резки 420 — Схемы уст-
ройства 288 — Технические характери-
стики 325 — Типы 288 — 292 — Химиче-
ский состав и сортамент вольфрамо-
вых прутков 323
Покрытия, напыленные плазменной ду-
гой — Методы контроля 333 — 335
Покрытия электродные - Виды 85 —
Назначение 83, 84 — Основные компо-
ненты и их назначения 83 — 89
Полуавтоматы для электро-
дуговой сварки в защитных газах пла-
вящимся электродом - Марки 231 —
238 — Неисправности и способы их
устранения 239 — 242 — Нормы расхода
запасных частей 245,246 — Технические
характеристики 229 — 236
558
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Преобразователи сварочные — Техниче-
ские характеристики 43, 44
Прерыватели синхронные 267 — 270
Прижим пневматический — Схема 393
Приспособления правильные — С х е-
ма .386
— сборочносварочные 395
- сборочные универсальные 391
Провода сварочные 126
Проволока стальная сварочная - Конт-
роль качества 519 — Обозначение 72,
73 — Химический состав 72
- в мотках 77
— для механизированной сварки под
флюсом 137
— для сварки алюминия и его сплавов
73-75
— для сварки меди и ее сплавов
73
— для сварки титана 73
— для сварки чугуна 73 — 76
— низкоуглеродистая и легированная
76-83
Проволока электродная — Марки 216,
217 — Покрытия 220 — Транспор-
тировка н хранение 220 — Химический
состав 216, 217
— для наплавки 490, 491
— для наплавки порошковая 496
— порошковая газозащитная 226 — 228
Прутки вольфрамовые для плазмен-
ного напыления — Химический состав
323
Регуляторы давления 270
— цикла сварки (контактной) — Техни-
ческие характеристики 268
Редукторы — Назначение 403 — Схема
устройства и работы 402, 403 - Тех-
нические характеристики 404
Резак — Схема устройства ручного ре-
зака инжекторного типа 410 — 412 —
Технические характеристики 411—414
Условия эксплуатации 554, ‘555
Резка воздушно-плазменная 420 — 427
— кислородная 409 — 418
— кислородно-флюсовая 418, 419
— микроплазменная 427
Резка электрическая дуговая — Пре-
имущества 428 — Способы 428
— автоматическая м е т а л л и-
ческим электродом под слоем флюса
430
— воздушно-электродуговая 430 — 432
— кислородно-дуговая 429 — 430
— ручная металлическим электродом
428, 429
— угольным электродом 429—430
Рукава (шланги) 403, 405
Свариваемость технологическая 8 —
Группы способов 10 — Определения
10, И
Сварка алюминия и его сплавов —
Ориентировочные режимы 434 — Под-
готовка под сварку 433 — Термическая
обработка 440
— автоматическая 437
— аргонодуговая 437-439
— газовая — Недостатки 439, 440 —
Составы флюсов 434, 435
— ручная дуговая металлическим элек-»
тродом 435—436
— угольными электродами 434, 435
Сварка бронзы 446 — 448
— латуни 445, 446
— никеля 451
— титана и его сплавов 448 — 450
Сварка газовая — Оборудование 397 —
401 — Технология процесса 401—408
— газопрессовая 409
—	диффузионная в вакууме 300 — 305
- плазменной дугой 287-291
—	с использованием ультразвука 297 —
300
—	трением 305 — 309
—	электронно-лучевая 293 — 295
Сварка дуговая ручная - Р е ж и-
мы 119—120 — Техника выполнения
швов 114—118
—	высокомарганцовистых сталей 122
— инструментальных сталей 123
— легированных сталей 120—123
- низкоуглеродистых сталей 120
— углеродистых сталей 120
— хромистых сталей 122
Сварка меди — Термическая обработка
444, 445 - Трудности процесса 440
— автоматическая дуговая под слоем
флюса 441 —442
—	аргонодуговая вольфрамовым элек-
тродом 444 — Режимы 443
—	газовая 444, 445
— ручная дуговая металлическим элек-
тродом 440, 441
— ручная дуговая угольным или гра-
фитированным электродом 441, 442
Сварка механизированная под слоем
флюса - Влияние режима сварки на
геометрию сварного соединения 145 —
Назначение подкладок 153-155 —
Преимущества 127, 128 — Материалы
сварочные 137—144— Обору-
дование 129 — 136 — Ориентировочные
режимы 129, 146, 153—160 — Подго-
товка основного металла и сборка
144, 145, 149 — Применение 129 — Рас-
чет основных параметров режима
149—155 — Схема процесса 127 — Тех-
ника выполнения 153, 154 — Технико-
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
399
экономические показатели 128 — Типы
свариваемых соединений 156—158 —
Флюсовые подушки 153 — 156
—	высоколегированных сталей 162 —
164
—	легированных сталей 161
—	углеродистых конструкционных 161
Сварка — Особенности 10 — Сущность
процесса 8
Сварка холодная — Подготовка по-
верхностей деталей 310, 311 — Свари-
ваемые материалы 310 — Сущность
процесса 310 — Технические характе-
ристики машин 313, 314
—	внахлестку 311
—	точечная без предварительного за-
жатия деталей 311 — 312
—	точечная с односторонним дефор-
мированием свариваемых деталей 312,
315
—	точечная с предварительным зажа-
тием деталей 311 — 312
Сварка чугуна газовая 513 — 515
—	горячая 515 — 516
—	полугорячая 515
—	холодная 508 — 512
Сварка электрическая контактная —
Виды 248 —255 — Дефекты и их при-
чины 285, 287 — Подготовка заготовок
к сварке 275 — Преимущества 247 —
Свариваемость различных металлов
и сплавов 254, 255 — Сущность про-
цесса 247
— рельефная 251 — Режимы 280, 283
— стыковая — Области приме-
нения 249 — Режимы 275 — 281 — Спо-
собы 248 — 250 — Схема процесса 248
— точечная — Применение 251 — Ре*
жимы 281 —283 — Сущность процесса
250, 251 — Схемы циклов 252 — шов-
ная — Режимы 282 — 284, 286 — Сущ-
ность процесса 251 —253 — Схема про-
цесса 254 — Характеристика и области
применения 253
Сварка электродуговая в среде за-
щитных газов — Выбор защитных га-
зов 215 — Классификация способов
210 — Оборудование 229 — 246 — С о-
став защитных газов 212 — 213
— азотно-дуговая 218
—	аргонодуговая 218, 219
—	в углекислом газе 220 —228 —Хи-
мический состав и марки проволок
сплошного сечения 216, 217
Сварка электрошлаковая — С п о с о-
бы 165 — Сущность процесса 164, 165
— Схема процесса 165 - Технология
сборки под сварку 168, 169 — коль-
цевых швов 174 — Значение сборочного
зазора в зависимости от толщины
свариваемого металла 176 Построе-
ние линии замыкания 174» 175 ^При-
менение составного карм1Ц* 171,^76
— Схема сборочно-сварочяеЯуЙЙЮ»-
ки со сдвоенным аппаратом. 171 -
Формирование внутренней ХЮМДОЮ*
сти шва 176, 177
—	на повышенном вылете	—
Особенности 189 — Схема проЙИММЛМ
— плавящимся мундштуком 1М,
178-183
—	подплавляющимся м у й Д
ком 167, 188, 189
—	проволокой диаметром 5 мм 117
— проволочными электродами 16S, 1Йб
— прямолинейных швов проволОЧМИг
ми электродами 171
Источники питания 141 — Р с ж 1*
мы 170 — 172 — Термические парамот*
ры 173
—	с дозированной подачей мощности
в зону сварки — Оборудование 191 —
Режимы 190, 191 — Сущность процес-
са 190
—	электродами большого сечения 164»
183-186
Сварщик — Проверка классификации.
517 — Средства индивидуальной защи-
ты 555
Светофильтры — Марки 124
Соединения сварные — Влияние свароч-
ных напряжений и деформаций 376—
378 — Значение эффективного коэффи-
циента концентрации напряжений 362,
Классификация 351— 353 — Контроль
качества 520 — Методы предотвраще-
ния и устранения сварочных напря-
жений и деформаций 378 —383 —Ме-
тоды расчета на прочность 353 —
Обозначение швов 364 — 366 — Приме-
ры условных обозначений стандарт-
ных швов 367 — 369 — Схемы контроля
качества 520 — Типы 351, 352 — Усадка
370 — Формулы для расчета 358 — 361
Соединения стыковые — Типы 167, 168
Сплавы алюминиевые — Механические
свойства 350
—	титановые — Механические свойст-
ва 350
Сплавы наплавочные — Классификация
503, 504
Стабилизаторы дуги импульсные 57,
58
Стали — Классы для строительных
конструкций 344 — Механические свой-
ства 342, 345 — 347, 349 — Нормируе-
мые показатели 340, 341 — Рекомен-
дации по применению 348, 349 —
Ударная вязкость 343
Стали легированные 23, 24
560
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
— углеродистые низко- и среднелеги-
рованные 20 — 22
Сталь листовая — Схема правки 385
— прокатная — Расчетное сопротивле-
ние 355
Статическая характеристика дуги — см.
Вольт-амперная характеристика дуги
Термоэлектронная эмиссия 25
Техника сварки — Определение 222
Технологический процесс производства
сварных конструкций 383 — Заготовка
деталей 384, 385 — Применение при-
способлений 386 — 395 — Техно-
логия сборки 390
Течеискателн — Способы применения
524
Титан — Влияние на свариваемость 9
Трансформаторы сварочные — Схема
параллельной работы двух сварочных
трансформаторов 64 — Условия парал-
лельной работы 63 — Условия эксплуа-
тации 65 — Характерные неисправно-
сти 65, 66
— для автоматической и полуавтома-
тической сварки под флюсом 38 — 40
— для сварки трехфазной дугой 55,
56
— с нормальным магнитным рассея-
нием и дополнительной реактивной
катушкой (дросселем) 32, 33
— с повышенным магнитным рассея-
нием 33 — 36, 37, 38
Углерод — Влияние на свариваемость 9
Ультразвуковые колебания 533
Установка портальная для сбор*
ки крупногабаритных коробчатых ба-
лок — Схема 394
Установки для диффузионной сварки
в вакууме — Технические характерис-
тики 302-304
— для сварки ультразвуком 299
— для электронно-лучевой сварки 294,
295
— для электрошлаковой сварки 191 —
197
Установки для кислородной резки —
Технические характеристики 414
— для кислородно-флюсовой резки —
Режимы резки 419
— для плазменного напыления — Кон-
струкция 321 — Технические характе-
ристики 388 — Типы 329, 330
Устройства дозирующие — Схемы
326 - Типы 326
Ферросплавы - Состав 88, 89
Фиксатор электромагнитный - Схемы
392
Фильтры-влагоотделнтели 270
Флюсы для наплавки 499, 503, 519,
520
Флюсы сварочные — Класси-
фикация 139 — Контроль качества 519,
520 — Назначение 138 — П о д г о-
товка под сварку 141, 143, 144 —
Свойства 149 — Требования 138
— сварки легированных и высоколе-
гированных сталей 139 — 143
— для сварки цветных металлор и
сплавов 141 — 144
— керамические для сварки сталей
141-143
— низкоуглеродистых и низколегиро-
ванных сталей 139, 140
Хром — Влияние на свариваемость 9
Чугун — Свойства 506, 507 — Способы
сварки 507 — 516
Швы сварные - Контроль плотности
522 — Наружные дефекты 521 — Рас-
четное сопротивление металла 356
Электробезопасность при выполнении
сварочных работ 552, 553
Электродержатели 124—126
Электроды - Классификация 83 - Кон-
троль качества 519 — Расчет расхода
95, 96 — большого сечения — Приме-
нение для электрошлаковой сварки
183 — Размеры электродов и их число
для свариваемого металла различной
толщины 185
— ленточные 185
— неплавящиеся 72
— плавящиеся 72
— пластинчатые 186
Электроды для сварки высоколегиро-
ванных сталей с особыми свойства-
ми — Марки 108—113 — Типы 112, 113
— Химический состав 102 — 107
— для наплавки поверхностных слоев
108-114
— для сварки конструкционных и низ-
колегированных сталей 86 — 94
— для сварки легированных теплоус-
тойчивых сталей 96—101
— для сварки углеродистых и легиро-
ванных сталей 86
Электроды контактных машин — Тех-
нические характеристики 271, 272
— для стыковой сварки 271—274
— для точечной сварки 273, 274
— для шовной сварки 271, 274
Элементы легирующие см. Легирую-
щие элементы