Обратноступенчатый способ сварки длинных швов

Обратноступенчатый способ сварки

Содержание:

Обратноступенчатым называется особенный вид сварки. При его применении весь шов разделяют на участки, а затем каждый из них заваривают поочередно в направлении, противоположном увеличению его длины. Окончание конкретной ступени совпадает с началом предыдущей. Обратноступенчатый способ сварки предполагает предварительное разделение всей протяженности свариваемого шва на одинаковые участки. Их размер зависит от размера шва.

Виды швов

Сварные швы в зависимости от длины делятся на короткие, средние и большие. Максимальная длина первых – 300 мм. Средние находятся в диапазоне от этой величины до 1000 мм. А длинные, соответственно, обладают протяженностью свыше 1000 мм. Принадлежность к каждому из видов определяет способ сваривания.

Короткие сваривают в одном и том же направлении, перемещая электрод беспрерывно. Средние делят на некоторое количество одинаковых ступеней. Затем сварку производят одним из двух способов: от середины к краям или в одном направлении.

Длину ступени выбирают таким образом, чтобы при ее сварке расходовались 2-4 электрода. Обратноступенчатый способ сварки длинных швов осуществляется от середины шва к его краям. Вторым вариантом является сварка вразброс.

Преимущества метода

Важно понимать, для каких целей используется схема обратноступенчатой сварки. Обратноступенчатая сварка является эффективным методом сведения к минимуму деформаций и напряжений, возникающих при работе. Кроме того, такой способ помогает избегать коробления свариваемых деталей.

Напряжение внутри детали появляется вследствие неодинакового нагревания и понижения температуры различных ее частей, когда происходит их сжатие и расширение. Уменьшение размеров сварочной ванны как следствие ее усадки может привести к деформациям частей металлических изделий, граничащих со швом. Это происходит потому, что при остывании она сужается, что приводит к растягиванию ближайших слоев металла и появлению в них перекосов.

При грамотном выполнении работы напряжения внутри хотя и присутствуют, но сильных деформаций свариваемых изделий не вызывают. Данный способ уменьшает внутренние напряжения. При наложении соседних маленьких участков шва деформации в них имеют противоположные направления.

Выполнение обратноступенчатого метода

Метод предполагает применение электродов, имеющих большой диаметр. Разновидностями обратноступенчатой сварки являются движение от середины шва к краям и вразброс.

При работе необходимо соблюдать существующие правила электробезопасности. Все виды электросварочного оборудования должны иметь паспорт с отметкой о последней дате поверки и инструкцию по эксплуатации.

Обратный провод

Необходимо разбираться в такой тонкости, как обратный провод, и что допустимо применять в его качестве при сварке. Обратный провод при сварочных работах – это провод, обеспечивающий соединение с источниками тока. В качестве него используются:

• провода – жесткие и гибкие;
• шины в виде полосок минимального сечения 40х4 мм из стали или алюминия;
• сварочные плиты.

Обратный провод обязан иметь такую же изоляцию, как и прямой. Элементы, которые используются для него, должны быть надежно соединены между собой.

Интересное видео

Особенности выполнения обратноступенчатого способа сварки швов

Одним из оснований деления сварочных швов на виды является их длина (протяженность). Этот показатель очень важен, так как от него зависит определение порядка их выполнения. По этому основанию швы можно разделить на три группы: швы короткой, средней и большой длины.

Виды швов в зависимости от длины (протяженности)

Короткие швы имеют длину до 300 мм. Средняя длина шва составляет от 300 до 1000 мм. Швы длиной более 1000 мм называют длинными или швами большой протяженности. Каждый вид имеет свои особенности, о которых нужно знать в процессе сварочных работ.

Короткие сварные швы варятся в одном направлении. Средние швы разделяются на несколько зон, каждая из которых сваривается в направлении, противоположном предыдущему. В этом случае нужно выбрать такую длину зоны, чтобы на ней можно было использовать от двух до четырех электродов. Для варки средних по протяженности швов может использоваться обратноступенчатый способ сварки. Использование длинных швов происходит в резервуаростроении, судостроении. В этом случае также используется обратноступенчатая сварка.

Обратноступенчатая сварка используется для минимизации сварочных деформаций и напряжений при сварочных работах со швами средней и большой длины, а также во избежание коробления деталей.

Напряжения и деформации

Чтобы знать для каких целей необходимо сводить к минимуму появление напряжений и деформаций, нужно понимать, что означают эти понятия. Известно, что все металлы при нагреве расширяются, а при остывании — сжимаются. Напряжения – это силы, которые приложены к одной единице площади детали (как поверхности, так и поперечного сечения). Деформация – это изменение формы и/или размеров изделия под воздействием температурных изменений и/или механических и иных воздействий.

Напряжения внутри изделия при сварке возникают в результате неравномерного нагревания, охлаждения или литейной усадки сварочной ванны в жидком состоянии. Этот процесс характерен как для черных, так и для цветных металлов. Литейная усадка сварочной ванны приводит к остаточным напряжениям и деформациям в тех частях металла, которые прилегают ко шву. Такое может произойти из-за того, что при остывании сварочной ванны, она становится меньше, сужается в объеме, и начинает растягивать ближние слои металла. В этом случае изделие может быть деформировано и впоследствии стать некачественным. То есть, деформация является последствием неправильной работы сварщика и большого количества внутренних напряжений. Если работу осуществлять правильно, внутренние напряжения будут присутствовать, однако, их показатели не будут выходить за рамки установленной нормы и это не вызовет деформацию изделия.

Деформации подразделяются на несколько видов: упругая и остаточная (пластическая). Упругая деформация появляется при нагреве и приложении определенного количества силы на изделие, и пропадает, когда деталь либо остывает, либо прекращается воздействие силы. При остаточной деформации, возврат детали в первоначальную форму не происходит. Деформации увеличиваются на швах длинной протяженности и большого сечения.

Главный способ устранить деформацию – варить изделие в кондукторах. Кондуктор – это специальное приспособление для фиксации изделия. Это называется методом предварительного изгиба. Он широко применяется для деформаций, возникающих при варке угловых швов и сварке внахлёст. Если в качестве деталей для сварки выступают металлические листы, их выгибают в сторону, обратную предполагаемой деформации.

Обратноступенчатая сварка используется для однослойных и многослойных швов. При работе с многослойными швами начала и окончания каждой ступени в проходе нужно смещать по отношению к предыдущим на 20-40 мм. Шов разделяют на отдельные части длиной 100-300 мм. Обратноступенчатая сварка требует использования больших в диаметре электродов и работы с повышенными величинами и показателями электрического тока. Схема работы такова, что каждый новый участок должен свариваться новым электродом и в направлении, противоположном предыдущему. В зависимости от этого и происходит определение размера участка, на которые будет разделятся сварной шов.

Обратноступенчатая сварка бывает нескольких разновидностей: от середины к краям и вразброс.

Как и при любом сварочном процессе, обратноступенчатый способ сварки требует соблюдения правил электробезопасности. Важно знать, что можно использовать в качестве обратного провода. Обратный провод – это провод, соединяющий свариваемое изделие со сварочным аппаратом. В качестве него можно использовать гибкие провода или стальные шины.

Выбор способа выполнения сварных швов

В зависимости от положения шва в пространстве, жесткости конструкций, длины и толщины свариваемых элементов, температуры воздуха, а также марки стали следует применять различные способы сварки швов (рис. 25).

Рис. 25. Способы сварки швов
а — сварка «напроход»; б — сварка от середины к краям; в — обратно-ступенчатый способ; е — обратно-ступенчатый способ от середины к краям; д — сварка двойным слоем; е, з — сварка каскадом и горкой; ж — сварка секциями

Швы длиной до 250 мм обычно выполняют «напроход» (рис. 25, а), (длинные стрелки на рисунке определяют общее направление сварки);
швы средней длины — до 1000 мм выполняют способом от середины к краям (рис. 25, б) или обратноступенчатым способом.

Обратноступенчатый способ сварки (рис. 25, в) заключается в том, что стык разбивают на короткие участки (100—250 мм). На каждом участке сварку ведут в направлении, обратном общему направлению сварки и конец последующего участка совпадает с началом предыдущего.

Этот способ применяется при выполнении одно- и двухслойных швов длиной свыше 800 мм, а также при наложении слоев секционным и другими способами сварки многослойных швов. Способ уменьшает остаточные сварочные напряжения и деформации.

Длинные швы выполняют обратноступенчатым способом от середины к краям (рис. 25, г). Этот способ уменьшает сварочные напряжения и деформации. При сварке металла большой толщины шов выполняют за несколько проходов слоями или валиками.

Практика показала, что при сварке слоями внутренние напряжения и, следовательно, деформации снижаются в большей степени, чем при сварке валиками.

Сварка двойным слоем (рис. 25, д) предназначается в основном для наложения первых слоев шва в жестких конструкциях или на сталях с повышенной склонностью к трещинообразованию. Такой способ позволяет выполнять корневые слои шва с увеличенным поперечным сечением и обеспечивает снижение скорости охлаждения накладываемых участков шва. При сварке двойным слоем на первый шов длиной 150—200 мм немедленно (после очистки от шлака) накладывается второй слой. В такой же последовательности сваривают шов и на всех других участках.

С целью сокращения времени между наложением отдельных слоев при многослойной сварке разделку рекомендуется заполнять каскадным методом или горкой (рис. 25, е). Сварку осуществляют таким образом, чтобы каждый последующий шов частично накладывался на еще не остывший металл предыдущего слоя. Сварка горкой — разновидность каскадного способа. При большой длине шва сварку ведут от середины к краям одновременно 2 сварщика.

Сварку каскадом или горкой рекомендуется использовать для стали большой толщины и стали, обладающей повышенной склонностью к развитию трещин. Этот способ сварки снижает объемные сварочные напряжения в соединениях и уменьшает скорость охлаждения металла шва.

Сварку секциями (рис. 25, ж) следует применять при выполнении протяженных многослойных швов на стали толщиной более 20 мм и особенно стали, склонной к образованию трещин. Этот способ сварки уменьшает остаточные сварочные напряжения и деформации, а также снижает скорость охлаждения металла шва. При сварке секциями многослойный шов выполняют отдельными участками длиной 500—800 мм. Каждую секцию можно сваривать обратноступенчатым способом, двойным слоем или каскадом. Сварку секциями рекомендуется выполнять без длительных перерывов до окончания сварки всего шва.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Обратноступенчатый способ – сварка

Обратноступенчатый способ сварки применяют для однослойных и многослойных швов. [1]

При многослойном обратноступенчатом способе сварки начала и концы отдельных ступеней в каждом проходе следует смещать относительно предыдущих на 20 – 40 мм. [3]

При сварке длинных швов листовых конструкций применяют обратноступенчатый способ сварки . [4]

Способ, показанный на рис. 60 д, предпочтителен, называется он так: обратноступенчатый способ сварки от середины к краям шва вразбивку. [5]

Для избежания возникновения значительных деформаций необходимо соблюдать следующие правила: применять электроды большого диаметра и большие величины тока; вести сварку одновременно двумя сварщиками; применять обратноступенчатый способ сварки . [7]

При автоматической сварке однослойных швов любой длины и при сварке коротких швов ( до 300 мм) вручную их заваривают от начала до конца – напроход. При обратноступенчатом способе сварки весь шов разбивают на отдельные участки длиной 100 – 300 мм. [9]

Во время сварки и особенно наплавки необходимо избегать непрерывного подвода тепла в одном направлении. Для этой цели используется обратноступенчатый способ сварки , сварка и наплавка вразброс. При наплавке больших поверхностей их разбивают на ряд равносторонних треугольников или прямоугольников с длиной сторон 130 – 150 мм. Каждую из таких маленьких площадок наплавляют паралелельными валиками, но при переходе от площадки к площадке направление наплавляемых валиков изменяют. Рекомендуется наплавка с перерывами. В этом случае исключается возможность непрерывного и интенсивного нарастания внутренних напряжений и деформаций. [10]

Сварку ведут от центра к краям. Лучшие результаты получаются при обратноступенчатом способе сварки . [11]

При монтаже решетчатых металлических конструкций монтажные швы сваривают ручной электродуговой сваркой, полуавтоматической порошковой проволокой и в защитной среде углекислого газа. При сварке рельсов подкрановых путей применяют ванную сварку. При этом сварку низкоуглеродистых сталей выполняют во всех пространственных положениях электродами Э42, Э42А, Э46 и Э50 с применением существующих приемов и технологии ручной электродуговой сварки – поперечного колебания электрода поперек угла раскрытия шва, обратноступенчатого способа сварки длинных швов , сварки горкой и каскадным методом, а также сварки углом назад и вперед. Сварку порошковой проволокой применяют только в нижнем положении. [12]

Длину участка выбирают такой, чтобы провести сварку целым чис – Лом электродов. При сварке тонкого металла участки делают короче, при сварке более толстого – длиннее. Сварку каждого участка ( ступени) ведут в направлении, обратном общему направлению сварки. Обратноступенчатый способ сварки имеет несколько разновидностей. Швы средней длины сваривают обратноступенчатым способом от одного конца шва к другому. Сварка каждой ступени производится в направлении предыдущего сваренного участка таким образом, что конец каждой ступени сваривают с началом предыдущей. [13]

Можно также взять флюс, состоящий из смеси 50 % буры и 50 % борной кислоты или 80 % буры и 20 % окиси кремния. Флюс замешивается на воде до консистенции сметаны. На кромки изделия он наносится за 15 – 20 мин до сварки. Наносить флюс необходимо с лицевой и с обратной сторон кромок. Для уменьшения коробления применяется обратноступенчатый способ сварки , причем начинают сварку на расстоянии 75 – 100 мм от края изделия. Желательно также св-арку вести на медной или стальной подкладке, что усиливает отвод тепла от шва. Сварку следует вести быстро и в один проход, колебаний проволокой не производить. Сварочная ванна должна быть покрыта тонким слоем шлака, а конец проволоки – погружен в ванну. Сварка производится как левым, так и правым способами. [14]

После приемки узлов конденсатора-холодильника производят сортировку узлов и деталей ящика с учетом последовательности их сборки и монтажа. Сборку ящика начинают со сборки днища. Листы днища собирают встык с зазором 3 – 4 мм на прихватках через 300 – 400 мм. По окончании сборки днища листы днища сваривают с применением главным образом полуавтоматической или автоматической сварки. Швы сваривают без разделки кромок на остающейся стальной подкладке толщиной 2 – 3 мм и шириной 300 – 400 мм, которую прихватывают перед стыковкой листов. Сварку ведут от центра к краям. Лучшие результаты получаются при обратноступенчатом способе сварки . [15]