ГОСТ 30482-97

ГОСТ 30482-97 Зварювання сталей електрошлакове. Вимоги до технологічного процесу

ГОСТ 30482-97

Група В05

МІЖДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ

ЗВАРЮВАННЯ СТАЛЕЙ ЕЛЕКТРОШЛАКОВА

Вимоги до технологічного процесу

Electroslag welding of steels. Requirements for технологічних процесів

МКС 25.160.10
ОКСТУ 0072

Дата введення 2002-01-01

Передмова

1 РОЗРОБЛЕНО Інститутом електрозварювання ім. Є. О. Патона Національної Академії наук України; Міждержавним технічним комітетом зі стандартизації МТК 72 «Зварювання та споріднені процеси"

ВНЕСЕН Державним комітетом України зі стандартизації, метрології та сертифікації

2 ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол N 11 від 23.04.97)

За ухвалення проголосували:

3 Постановою Державного комітету Російської Федерації зі стандартизації та метрології від 22 січня 2001 р. N 26-ст міждержавний стандарт ГОСТ 30482-97 введено в дію безпосередньо як державний стандарт Російської Федерації з 1 січня 2002 р.

4 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює вимоги до технологічного процесу електрошлакового зварювання (далі — ЕШС) дротяним електродом або мундштуком вуглецевих і низьколегованих сталей, що плавиться, з вмістом легуючих елементів не більше 2,5%.

Стандарт не поширюється на електрошлакове зварювання пластинчастим електродом.

2 Нормативні посилання

У цьому стандарті використані посилання на такі стандарти:

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартів безпеки праці. Загальні санітарно-гігієнічні вимоги до повітря робочої зони

ГОСТ 12.4.028-76 Система стандартів безпеки праці. Респіратори ШБ-1 «Пелюстка». Технічні умови

ГОСТ 17.2.3.02 −78 Охорона природи. атмосфера. Правила встановлення допустимих викидів шкідливих речовин промисловими підприємствами

ГОСТ 380-94 * Сталь вуглецева звичайної якості. Марки
________________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 380-2005 . Тут і надалі. - Примітка виробника бази даних.

ГОСТ 859-78 * Мідь. Марки
________________
* На території Російської Федерації діє ГОСТ 859-2001 . Тут і надалі. - Примітка виробника бази даних.

ГОСТ 977-88 Виливки сталеві. Загальні технічні умови

ГОСТ 1050-88 Прокат сортовий, калібрований, зі спеціальним оздобленням поверхні із вуглецевої якісної конструкційної сталі. Загальні технічні умови

ГОСТ 1577-93 Прокат товстолистовий та широкосмуговий з конструкційної якісної сталі. Технічні умови

ГОСТ 2226-88 (ІСО 6590-1-83, ІСО 7023-83) Мішки паперові. Технічні умови

ГОСТ 2246-70 Дріт сталевий зварювальний. Технічні умови

ГОСТ 2789-73 Шорсткість поверхні. Параметри, характеристики та позначення

ГОСТ 3242-79 З'єднання зварені. Методи контролю якості

ГОСТ 4543-71 Прокат із легованої конструкційної сталі. Технічні умови

ГОСТ 5520-79 Прокат листової з вуглецевої, низьколегованої та легованої сталі для котлів та судин, що працюють під тиском. Технічні умови

ГОСТ 5632-72 Стали високолеговані та сплави корозійно-стійкі, жаростійкі та жароміцні. Марки

ГОСТ 7566-94 Металопродукція. Приймання, маркування, упаковка, транспортування та зберігання

ГОСТ 9087-81 Флюси зварювальні плавлені. Технічні умови

ГОСТ 14637-89 (ІСО 4995-78) Прокат товстолистової з вуглецевої сталі звичайної якості. Технічні умови

ГОСТ 14792-80 Деталі та заготовки, що вирізуються кисневою та плазмово-дуговою різкою. Точність, якість поверхні різу

ГОСТ 15164-78 Електрошлакове зварювання. З'єднання зварені. Основні типи, конструктивні елементи та розміри

ГОСТ 19281-89 (ІСО 4950-2-81, ІСО 4950-3-81, ІСО 4951-79, ІСО 4995-78, ІСО 4996-78, ІСО 5952-83) Прокат із сталі підвищеної міцності. Загальні технічні умови

ГОСТ 19903-74 Прокат листовий гарячекатаний. Сортамент

ГОСТ 24297-87 Вхідний контроль продукції. Основні положення

ГОСТ 25054-81 Поковки з корозійностійких сталей та сплавів. Загальні технічні умови

ГОСТ 26131-84 Поковки з жаростійких і жаростійких сплавів. Загальні технічні умови

3 Визначення

У цьому стандарті застосовують такі терміни з відповідними визначеннями:

3.1 вхідна кишеня: Пристрій для забезпечення початку зварювання при ЕШС.

3.2 Вивідні планки: Пристрій для забезпечення виведення шлакової ванни при завершенні ЕШС шва.

3.3 мундштук, що плавиться: Пристрій для струмопідводу та напрямки подачі електродного дроту; плавиться одночасно з дротом при ЕШС.

3.4 підкишеньковий пристрій: Пристрій, що утримує флюс для підстрахування кишені від прогорання на початку ЕШС кільцевого шва.

3.5 зварювання з коливаннями електрода: Зварювання зі зворотно-поступальними переміщеннями електрода в зазорі за товщиною шва.

3.6 сухий виліт електрода: Довжина електрода від нижнього торця струмопідвідного мундштука до дзеркала шлакової ванни.

3.7 формує пристрій: Пристрій, що забезпечує формування зовнішньої поверхні шва і утримує від витікання розплавлений шлак і метал при ЕШС.

3.8 шлакова ванна: Об'єм розплавленого флюсу при ЕШС, обмежений кромками заготовок, що зварюються, і формуючими пристроями.

4 Позначення

У цьому стандарті прийнято такі позначення:

- Товщина стінок металу, що зварюється заготовок, мм;

— розрахунковий зазор, що заварюється між зварюваними кромками заготовок, мм.

- ширина зазору, що заварюється між заготовками, мм;

- Довжина шва, мм;

- Швидкість подачі електродного дроту, м / год;

- Швидкість зварювання, м / год;

- Напруга зварювального струму на електродних дротах, В;

- Сила зварювального струму, А;

- Глибина шлакової ванни, мм;

- Сухий виліт електрода, мм;

- Кількість електродних дротів, шт.;

- Відстань між електродами, мм;

- Сумарна площа поперечного перерізу електродних дротів, , см ;

- площа зазору, що заварюється, , см ;

- Швидкість поперечних коливань електрода, м / год;

- Відстань між суміжними електродами в момент знаходження їх у протилежних крайніх положеннях при здійсненні коливань, мм;

- Найменша відстань від електродного дроту до кромки заготівлі при її коливальних рухах, мм;

- Тривалість зупинки електродних дротів у формуючих пристроїв, с;

- Площа поперечного перерізу мундштука, що плавиться, , см ;

- ширина мундштука, що плавиться, мм;

- Товщина пластини мундштука, що плавиться, мм;

- Об'єм флюсу, см .

5 Вимоги

5.1 Вимоги до основних та допоміжних зварювальних матеріалів

ЕШС застосовують для зварювання сталей:

- Вуглецевих звичайної якості марок Ст3 і Ст5 за ГОСТ 380 ;

- Вуглецевих якісних конструкційних марок 20, 25, 30 за ГОСТ 1050 ; 15К, 20К за ГОСТ 5520 ; 15Л, 20Л, 25Л, 30Л, 35Л за ГОСТ 977 ;

- Легованих конструкційних марок 09Г2С, 16ГС за ГОСТ 19281 ; 35Х, 30ХГСА, 35ХМ, 20ХНМФ, 20ХНЗМА за ГОСТ 4543 ; 20ГСЛ, 08ГДНФЛ за ГОСТ 977 ; 16ГНМА, 10ГН2МФА, 15Х2МФА, 08Х18Н10Т, 12Х18Н10Т згідно з ГОСТ 5632 .

Сталі застосовують у вигляді заготовок з товстолистового прокату поковок та виливків.

Товстолистовий прокат поставляють товщиною не більше 160 мм відповідно до ГОСТ 14637 , ГОСТ 1577 , ГОСТ 5520 , ГОСТ 19903 .

Поковки повинні відповідати ГОСТ 25054 , ГОСТ 26131 .

Виливки повинні відповідати ГОСТ 977 .

Поковки та виливки можуть бути поставлені замовнику за іншими узгодженими нормативними документами.

ЕШС стали виконують електродним дротом діаметром 3 мм за ГОСТ 2246 .

Перед використанням у технологічному процесі ЕШС дріт із бухти, за наявності на ній заводського ярлика та номера партії, необхідно перемотати на котушку та за необхідності очистити дріт від технологічної плівки, а кінець дроту після намотування вставити в отвір на щоці котушки та загнути.

Категорично забороняється кінець дроту на котушці заводити під витки з метою запобігання розмотування.

При необхідності допускається з'єднувати кінці дроту контактним стиковим зварюванням. Місце стику має бути ретельно зачищене до номінального діаметра дроту та позначене білою фарбою для контролю проходу стику в мундштук.

Флюс слід просушити в сушильній шафі від 3 до 4 год при температурі, вказаній у НД, для конкретної марки флюсу.

Транспортування флюсу зі складу в цех і цеху повинно здійснюватися тільки в закритій тарі.

При ЕШС використовують плавлені флюси АН-8, АН-22 за ГОСТ 9087 .

Для ущільнення зазорів між пристроями, що формують, і зварюваними кромками заготовок використовують глину.

Категорично забороняється використовувати для ущільнення мокрий азбест, оскільки він є канцерогенним матеріалом.

Для охолодження пристроїв, що формують зовнішню поверхню шва, використовують воду із цехової системи водопостачання із замкнутим циклом водовикористання.

5.2 Вимоги до підготовки зварювальних заготовок та зварювальних матеріалів

Матеріали піддаються вхідному контролю відповідно до вимог ГОСТ 24297 .

Перед запуском у виробництво товстолистовий прокат, ковані та литі заготовки повинні бути очищені від випадкових забруднень та вологи.

Розмір заготовок з листового прокату визначають з урахуванням розрахункового зазору відповідно до ГОСТ 15164 .

Заготовки з листової вуглецевої та низьколегованої сталі вирізають механізованою кисневою різкою.

Допустима шорсткість поверхні різу та граничні відхилення різу від перпендикулярності для листової сталі товщиною до 100 мм повинні відповідати вимогам, що пред'являються до заготовок 2-го класу точності за ГОСТ 14792 ; при товщині листа більше 100 мм окремі виступи та западини не повинні бути більше 3 мм та відхилення від перпендикулярності поверхні різу не повинно бути більше 4 мм.

Підготовку кромок у місці зварювання литих та кованих заготовок товщиною 200 мм і більше виконують різанням на металообробних верстатах.

Підготовку кромок заготовок з середньолегованих сталей виконують різанням на металообробних верстатах.

На литих заготовках прибутку не повинні розташовуватись у місцях зварювання.

У литих і кованих заготовках поверхню під планки, що формують, виконують різанням з шорсткістю поверхні. 125 мкм за ГОСТ 2789 на ширину трохи більше 80 мм від кромки у місцях зварювання.

У заготовках з прокату поверхню під планки зачищають від окалини та задирок шліфуванням переносним наждачним колом.

Кромки під кільцеві шви виконують обробкою металу кисневим різанням.

Для ультразвукового контролю зварного з'єднання поверхню заготовки, прилеглу до зварного шва на ширину, рівну 1,5 товщини металу, що зварюється, обробляють з шорсткістю 1,6 мкм за ГОСТ 2789 .

При формуванні поверхні шва нерухомими або переставними мідними водоохолоджуваними накладками поверхню під них допускається не обробляти.

Форма оброблення кромок у місцях зварювання та її геометричні параметри за ГОСТ 15164 .

Для компенсації деформації заготовок, що зварюються, і збереження в процесі зварювання заданого заварювального зазору останній повинен мати форму клина, що розширюється догори.

Розміри зазору між заготовками, що зварюються, повинні відповідати зазначеним у таблиці 1.


Таблиця 1

У міліметрах

Фіксацію заготовок, що зварюються при складанні здійснюють скобами і (або) планками.

Конструкція та розміри скоб повинні відповідати наведеним на малюнку 1. Скоби слід виготовляти з листового металу завтовшки 30-50 мм.

Малюнок 1 — Конструкція та розміри скоб для фіксації заготовок при ЕШС

Малюнок 1 — Конструкція та розміри скоб для фіксації заготовок при ЕШС

Відстань між скобами встановлюють 500-800 мм уздовж зазору, що заварюється між заготовками.

Скоби та планки приварюють односторонніми кутовими швами. Шви слід розташовувати не ближче 80 мм від країв заготовок.

Розміри зварювальних планок і скоб залежать від товщини і маси заготовок, що зварюються, і при необхідності транспортування конструкції в зборі повинні бути розраховані разом зі швами на міцність.

Для початку електрошлакового процесу з одного кінця заварюваного зазору встановлюють вхідну кишеню. Для виведення усадкової раковини з іншого кінця проміжку встановлюють вивідні планки (рисунок 2).

Малюнок 2 — Схема ЕШС прямого зазору, що заварюється, між заготовками.

1 - заготовки, що зварюються; 2 - вхідна кишеня; 3 - вивідні планки; 4 - закріплювальні скоби

Малюнок 2 — Схема ЕШС прямого зазору, що заварюється, між заготовками.

Приварювання вхідної кишені, вивідних планок, скоб та складальних планок до сталей, схильних до загартування, проводять з підігрівом місць зварювання до 200 °C. Для запобігання утворенню холодних тріщин у заготовках із сталей з вуглецевим еквівалентом 0,5 слід вести ЕШС із попереднім підігрівом місць зварювання. Вуглецевий еквівалент сталі у відсотках обчислюють за формулою

, (1)

де , , , , , , , , - Масовий вміст у відсотках відповідних хімічних елементів.

Режими підігріву сталей залежно від вуглецевого еквівалента повинні відповідати зазначеним у таблиці 2.


Таблиця 2

Складання кільцевих зазорів, що заварюються, виконують за допомогою центруючих складальних планок і дистанційних прокладок, що фіксують значення необхідного зазору. Для початку ЕШС в зазорі встановлюють кишеню та підкишеню (рисунок 3) по розмітці.

Малюнок 3 — Схема ЕШС кільцевого зазору, що заварюється між заготовками.

Малюнок 3 — Схема ЕШС кільцевого зазору, що заварюється між заготовками.

У точці I (дно кишені) розмір зазору має бути мінімальним ( ).

У точці II перетину радіусу, перпендикулярного до лінії АВ із зовнішнім колом крайок зварюваних заготовок розмір зазору повинен бути максимальним ( ). Лінія АВ проведена через точку перетину лінії стику кільцевого зварного шва із зовнішнім колом кромок заготовок, що зварюються, і їх центр.

У точці /// розмір зазору має становити .

Розміри зазору між кромками кільцевих заготовок, що зварюються, повинні відповідати зазначеним у таблиці 3.


Таблиця 3

У міліметрах

Вхідну кишеню та підкишеньку виконують з листової сталі товщиною 30-40 мм. По зовнішньому колу кільцевого зазора, що заварюється, приварюють до заготовок складальні планки на відстані 500-600 мм один від одного, при цьому шви не повинні доходити до зварюваних кромок заготовок на 80 мм.

Перевищення однієї кромки над іншою не повинно перевищувати 1 мм.

Форма мундштука, що плавиться визначається конфігурацією заварюваного зазору між заготовками. Мундштук, що плаває, являє собою набір сталевих пластин або стрижнів, забезпечених напрямними каналами діаметром від 4,5 до 5 мм для подачі електродного дроту діаметром 3 мм. Напрямні канали можуть мати форму спіралі, навитої зі зварювального дроту. Довжину мундштука визначає довжина зазору, що заварюється між заготовками з урахуванням довжин вхідної кишені, вихідних планок і конструкції тримача мундштука. По довжині мундштука з боку кромок заготовок на відстані від 200 до 250 мм закріплюють ізолятори для запобігання замиканню електричного струму на корпус виробу при ЕШС.

Ізолятори виготовляють зі склотканини та рідкого скла або з суміші плавикового шпату та рідкого скла за Н. Д. Кількість електродних дротів у мундштуку визначають за формулою (2). Отримане значення округляють до цілого числа і знову підставляють у формулу (2), уточнюючи значення .

. (2)

Товщину пластини мундштука, що плавиться, вибирають в залежності від відстані між електродними дроти згідно таблиці 4.


Таблиця 4

У міліметрах

При установці мундштука, що плавиться, в заварюваний зазор нижній торець його повинен знаходитися на відстані 40-50 мм від дна вхідної кишені. Крайні канали мундштука повинні бути паралельні кромкам заготовок і знаходитися на відстані 15-17 мм від поверхні.

5.3 Вимоги до технологічного процесу зварювання

ЕШС виконують з допустимим відхиленням до ±15° від вертикального положення зазора з примусовим формуванням шва і використанням змінного або постійного струму. Виконання всього шва слід здійснювати без випадкових (вимушених) зупинок.

Дротовим електродом виконують зварювання прямолінійних і кільцевих швів при товщині металу, що зварюється 30-450 мм.

Мундштуком, що плавається, виконують зварювання прямолінійних і криволінійних швів при товщині зварюваного металу 30-3000 мм.

5.3.1 Вимоги до складу та послідовності технологічних операцій ЕШС

5.3.1.1 Зварювання прямолінійних швів дротяними електродами

До початку зварювання необхідно:

— встановити зварювальний апарат на зазор;

- Виставити необхідний виліт електродів шляхом зміни положення формувальних пристроїв;

— перевірити точність руху формуючих пристроїв щодо зазору, що заварюється;

- Встановити апаратом необхідну площину руху електродів посередині довжини зазору і відрегулювати розмах коливань електродів;

- перемістити апарат в кишеню так, щоб електроди знаходилися від дна кишені на відстані 110-120 мм, встановити і притиснути до заготовок формувальні пристрої;

- Формуючі пристрої зовні обмазати глиною по контуру прилягання до поверхні заготовок, що зварюються, і пустити воду для охолодження;

- На дно кишені засипати шар металевої стружки або крупки товщиною 10-12 мм, потім шар флюсу товщиною 10-15 мм;

- Зварювальний апарат привести в робочий стан.

Зварювання починають, коли швидкість подачі електродного дроту становить 200-250 м/год. Після виникнення дуги слід знизити швидкість подачі дроту до (150±50) м/год протягом 3-4 хв створити в зазорі необхідної глибини шлакову ванну і забезпечити стійкий електрошлаковий процес зварювання. При підході дзеркала шлакової ванни до верхнього зрізу формувальних пристроїв треба увімкнути механізм вертикального переміщення.

Необхідно зрівняти швидкість переміщення зварювального апарату зі швидкістю зварювання заготовок.

Протягом ЕШС необхідно забезпечити герметичність шлакової ванни.

Після закінчення процесу ЕШС виводять електроди з шлакової ванни і через 2-3 хв знімають пристрої, що формують, і припиняють подачу води для їх охолодження.

5.3.1.2 Зварювання кільцевих швів дротяними електродами

До зварювання виробу дно кишені необхідно розташувати горизонтально і встановити зварювальний апарат до зазору, що заварюється. Необхідно визначити положення мундштуків і відстань між електродами, амплітуду коливань електродів, положення кінцевих вимикачів, прилягання формуючого пристрою.

Зазори між кромками заготовок, кишенею, підкишеньником і пристроєм, що формує, ущільнюють (замазують) глиною. Між кишенею та підкишенькою засипають шар флюсу.

При необхідності здійснюють попередній підігрів газовим полум'ям виробу у зоні початку зварювання.

На дно кишені під електроди засипають залізний порошок або дрібну стружку, потім шар флюсу завтовшки 20-30 мм.

Зварювання починають одним електродним дротом із верхнього мундштука. Середню та нижню електродні дроти включають після утворення шлакової ванни.

Зварювання початкової ділянки шва та заварювання кишені ведуть до підйому рівня розплавленого металу у ванні на горизонтальний діаметр шляхом підйому зварювального апарату без обертання виробу. Кінець кишені заварюють при нерухомому апараті і виробі, що обертається.

Зварювання починають, коли швидкість подачі електродного дроту становить 200-250 м/год. Після виникнення дуги знижують швидкість подачі дроту до (110±10) м/год. У міру розплавлення флюсу зазор підсипають нові порції флюсу для отримання необхідної глибини шлакової ванни.

Після утворення шлакової ванни послідовно включають подачу середньої та нижньої електродних дротів.

При зменшенні сухого вильоту електродних дротів до 70 мм стабілізують його підйомом зварювального апарату. При збільшенні відстані між мундштуком та похилою стінкою кишені по горизонталі до 20 мм включають коливання електродів з постійним збільшенням їхньої амплітуди. Значення при цьому має становити 15-18 мм. Одночасно зі збільшенням амплітуди коливань розсувають мундштуки.

Коли між рівнем шлакової ванни і верхньою частиною кишені залишається 20-30 мм, встановлюють і притискають до кромок, що зварюються, передню частину формуючого пристрою так, щоб її верхній зріз підносився над верхом кишені від 45 до 50 мм. Зазор між формуючим пристроєм та виробом ущільнюють (замазують) глиною.

Після підняття верхньої частини формуючого пристрою на (55±5) мм вище горизонтального діаметра подальший підйом апарату припиняють і включають обертання виробу.

При заварці кільцевого зазору необхідно періодично перевіряти положення електродів у зазорі, режим зварювання, підхід електродів до формуючого пристрою, глибину шлакової ванни, щільність прилягання формуючого пристрою. Температура води, що охолоджує, повинна бути не більше 60 °C на виході з формуючого пристрою.

Після повороту виробу від 0,3 до 0,4 обороту в процесі зварювання початкову ділянку шва вирізують газовою різкою шаблоном з шириною зазору 28-32 мм.

Перед замиканням шва (малюнок 4, а ) початкову ділянку підігрівають газовими пальниками разом з підйомом апарата для замикання шва і закінчують, коли шлакова ванна стосується початку замикання шва (малюнок 4, б ).

Малюнок 4 - Схема заварювання замикання кільцевого шва

Малюнок 4 - Схема заварювання замикання кільцевого шва

Обертання виробу припиняють і включають підйом апарату тоді, коли прямолінійна частина початку шва займе вертикальне положення (рисунок 4, а ).

При підйомі апарату до початку шва контролюють відстань від електродів при їх зупинці до пристрою, що формує. Безпосередньо перед підходом рівня шлакової ванни до початку шва внутрішню частину формуючого пристрою піднімають уздовж початку шва на 50-60 мм і плавно знижують швидкість подачі електродів (30±10) м/год без зміни напруги зварювання.

З моменту торкання розплавленим шлаком ванни початку шва і в міру звуження плавильного простору мундштуки зближують та зменшують амплітуду коливання електродів.

Після зварювання вертикальної частини початку шва підйом апарату припиняють і включають обертання виробу. У міру зменшення амплітуди коливань електродів зменшують напругу на (4±1) і знижують швидкість подачі електродів, забезпечуючи швидкість зварювання 0,3-0,35 м/год.

При зменшенні амплітуди коливань до 30 мм нижній електрод виводять з роботи, припинивши його подачу і встановивши на виріб над пристроєм, що формує поперечну металеву планку для перегорання електрода, якщо електрод при зворотно-поступальному переміщенні (рисунок 4, в ) досягне планки.

Після виведення нижнього електрода відстань між середнім і верхнім електродами збільшують з 55 до 85 мм (рисунок 4, г ) і уточнюють підхід електродів до пристрою, що формує. У міру зменшення плавильного простору виводять із роботи середній електрод аналогічно до виведення нижнього електрода (рисунок 4, д ). Підвищують напругу на (6±1) і швидкість подачі верхнього електрода на (50±10) м/год, коригуючи його підхід до формуючого пристрою (рисунок 4, е ). Через (4±1) хв починають постійно знижувати напругу та швидкість подачі дроту.

При зменшенні плавильного простору до коливання електрода зупиняють і зварювання продовжують до порушення стійкості електрошлакового процесу, після чого процес припиняють, а невелику порожнину, що залишилася, заварюють ручним зварюванням.

5.3.1.3 Зварювання мундштуком, що плавиться

Перед початком зварювання, з'єднавши зварювальний апарат і встановлений в заварюваному зазорі кишені електроізольований від кромок заготовок мундштук, що плавиться, заправляють дріт в канали мундштука, що плавиться. На дно заварюваного зазору кишені засипають сталевий порошок, крупку або стружку. На шар стружки засипають 20-30% загального обсягу флюсу і зазор закривають пристроями для формування поверхні шва. Місця нещільного прилягання формуючих пристроїв до поверхні заготовок, що зварюються, замазують глиною. Як формуючі пристрої використовують складові мідні водоохолоджувані накладки.

Зварювання починають усіма електродами або послідовно вводять їх по одному при швидкості подачі 150-170 м/год. Напруга холостого ходу джерела живлення має бути 48-50 В. Після встановлення стабільного дугового процесу швидкість подачі дроту знижують до (95±5) м/год, до зазору досипають флюс.

Після утворення шлакової ванни необхідної глибини швидкість подачі електродів збільшують до розрахункової, перевіряють напругу зварювання та проведення зварювання заготовок.

При мимовільній зупинці дроту її подачу відновлюють при оплавленні низу мундштуку шлаковою ванною.

5.3.2 Вимоги до режимів та параметрів ЕШС

ЕШС виконують одним, двома або трьома електродними дротиками.

Відстань між зварювальним дротом , мм, визначають за формулою

. (3)

Значення - 17-18 мм. Значення - 4-5 мм при глибині канавки в повзуні пристрою, що формується від 1 до 2 мм. При глибині канавки у повзуні від 8 до 10 мм. 0.

Швидкість зварювання, напруга зварювального струму на електродних дротах, кількість електродних дротів повинні відповідати зазначеним у таблиці 5.


Таблиця 5

Глибина шлакової ванни при ЕШС будь-якої товщини металу має бути 40-50 мм; довжина сухого вильоту електродного дроту - 80-100 мм; швидкість поперечних коливань електродних дротів у зазорі, що заварюється, повинна становити 40 м/год; час зупинки електродних дротів у повзунів - 4-5 с.

Розташування електродних дротів у заварюваному зазорі при ЕШС з поперечними коливаннями повинно відповідати вказаному на малюнку 5.

Малюнок 5 — Схема розташування електродних дротів у зазорі, що заварюється при ЕШС з поперечними коливаннями.

Рисунок 5 — Схема розташування електродних дротів у зазорі, що заварюється.
при ЕШС з поперечними коливаннями

Швидкість подачі електродного дроту , м/год, визначають за формулою

. (4)

Силу зварювального струму , А, на одному електродному дроті визначають за формулою

. (5)

Швидкість подачі електродного дроту , м/год, при зварюванні мундштуком, що плавиться, визначають за формулою

. (6)

При ЕШС мундштуком, що плавиться, швидкість зварювання і напруга зварювального струму на мундштуку повинна відповідати зазначеним у таблиці 6.


Таблиця 6

Швидкість подачі електрода повинна бути не більшою за критичні значення, наведені в таблиці 6.

Сумарний зварювальний струм , А, визначають за формулою

. (7)

Необхідний обсяг флюсу , см , Визначають за формулою

. (8)

5.4. Вимоги до основного та допоміжного технологічного обладнання

Для виконання ЕШС необхідно наступне зварювальне обладнання:

- Комплект зварювальної апаратури з джерелом зварювального струму;

- пристрої для закріплення (переміщення або обертання) заготовок, що зварюються;

- пристрої для переміщення вздовж заварюваного зазору зварювального апарату та (за потреби) зварювальника-оператора.

5.4.1 Вимоги до основного технологічного обладнання

Основне обладнання складається з власне зварювального апарату із системою управління та джерела живлення.

При ЕШС електродним дротом зварювальний апарат повинен забезпечити:

- Подачу електродного дроту в зону зварювання із заданою швидкістю;

- Переміщення апарата вгору вздовж шва зі швидкістю зварювання;

— зворотно-поступальний рух електродних дротів у зазорі, що заварюється між заготовками;

- Переміщення водоохолоджуваних повзунів формуючого пристрою для примусового формування зовнішньої поверхні зварних швів.

Швидкість подачі електродного дроту регулюють, як правило, від 65 до 480 м/год.

Швидкість переміщення зварювального апарату при зварюванні регулюють від 0,15 до 9,0 м/год.

У зварювальних апаратах для ЕШС мундштуком, що плавиться швидкість подачі електродного дроту регулюють від 14 до 306 м/год.

Джерело живлення змінного або постійного струму для ЕШС повинен мати жорстку або порожнисту характеристику і можливість регулювання напруги під навантаженням.

Обладнання має забезпечити зварювання без вимушених зупинок.

5.4.2 Вимоги до допоміжного технологічного обладнання

Допоміжне обладнання при ЕШС забезпечує встановлення та переміщення заготовок перед зварюванням та в процесі зварювання шва, кріплення та переміщення зварювального апарату, можливість обслуговування зони зварювання.

Складання заготовок та встановлення їх у зручне для зварювання положення виконують на універсальних та спеціалізованих складально-зварювальних стендах. При зварюванні кільцевих швів для обертання виробу зі швидкістю зварювання використовують роликові стенди та торцеві обертачі.

Допускається застосування роликових стендів із приводними роликами.

Для кріплення та переміщення зварювальних апаратів використовують рейкові колони, візки та портали. Для обслуговування зони зварювання зварювальником-оператором за необхідності використовують підйомні майданчики.

5.5 Вимоги до технологічного оснащення

При ЕШС до технологічного оснащення відносять пристрої, що формують: повзуни, нерухомі (переставні) накладки для формування зовнішньої поверхні зварного шва, пристрої для їх кріплення, вхідні кишені, вихідні планки.

Формуючі пристрої (повзуни) повинні щільно прилягати до поверхні кромок, що зварюються, з метою запобігання витіканню із заварюваного зазору рідкого шлаку і металу.

Повзуни та накладки виготовляють із міді марок M1 та М2 за ГОСТ 859 . Їхні робочі поверхні повинні відповідати вимогам ГОСТ 15164 .

Для забезпечення необхідного тепловідведення формують пристрої мають канали для протікання охолоджуючої води.

Довжину нерухомої накладки визначають довжиною шва, що зварюється.

Переставні накладки застосовують завдовжки 250-350 мм. Для гарного прилягання з метою запобігання витіканню шлаку в переставних накладках вгорі та внизу роблять скоси під кутом 45°.

Для кріплення накладок використовують клини та Г-подібні скоби з листа товщиною 10-15 мм. Скоби приварюють залежно від стану поверхні та конфігурації шва через (370±130) мм.

Вхідна кишеня та вивідні планки виготовляють із сталевого листа товщиною 50-100 мм.

Вхідна кишеня і вивідні планки разом з пристроями, що формують, повинні забезпечити утримання шлакової ванни при початку і завершенні ЕШС.

5.6 Вимоги щодо поопераційного контролю

Поопераційний контроль проводять усім технологічних операціях ЕШС від обробки заготовок до відділення початкових кишень і вивідних планок.

У процесі зварювання перевіряють:

- Напруга зварювання;

- силу зварювального струму;

- глибину шлакової ванни;

- Швидкість подачі електродного дроту;

- Швидкість зварювання;

- Відстань, на яку наближається електрод до формуючого пристрою при зворотно-поступальному переміщенні його вздовж зазору;

- положення електрода щодо кромок, що зварюються;

- Значення сухого вильоту електрода;

- температуру води у формуючих пристроях;

- Якість поверхні шва.

Напругу зварювання та силу зварювального струму контролюють вольтметрами та амперметрами (клас точності 0,5).

Контроль значень напруги зварювання та сили зварювального струму проводять безперервно (самописці) або періодично через (7±3) хв на початку та при завершенні зварювання та через (25±5) хв на погонній частині шва.

Контроль глибини шлакової ванни проводять механічним щупом через (25±5) хв (при ЕШС з повзунами).

Швидкість подачі електродного дроту контролюють періодично через (7±3) хв за кількістю оборотів ролика, що подає в одиницю часу.

Швидкість зварювання контролюють за кількістю пройдених крейдових рисок в одиницю часу, нанесених уздовж зазору, що заварюється через 0,5 м.

Положення електрода всередині зазору, що зварюється, контролюють з точністю ±3 мм.

Температура води у пристроях, що формують, не повинна перевищувати 60 °C.

Зварні сполуки, виконані ЕШС, піддають комплексному контролю, що включає візуальний контроль, ультразвукову дефектоскопію (тільки після високотемпературної обробки) або радіаційний контроль (рентген, -Променями) відповідно до ГОСТ 3242 .

Візуальним контролем виявляють поверхневі дефекти: непровари, підрізи, тріщини, пори, напливи.

Ультразвуковою дефектоскопією виявляють дефекти всередині зварного з'єднання: розшарування, непровари, підрізи, шлакові включення, пори та тріщини будь-якої орієнтації при будь-якій товщині металу, що зварюється.

Радіаційний метод дозволяє виявляти ті ж дефекти в металі, що зварюється обмеженої товщини: рентгенівськими променями — до 70 мм, -променями - до 250 мм.

5.7 Вимоги до характеристик робочого місця та виробничого приміщення

Ділянка для ЕШС повинна бути розташована в приміщенні, що добре вентилюється, за обсягом і площею, що відповідає санітарним нормам.

Ділянка повинна розташовуватися в безпосередній близькості до термічних печей або пристроїв місцевої термообробки. Бажано, щоб комплекс ЕШС та термічні печі знаходилися у сусідніх прольотах одного й того ж цеху.

Зварювальні установки (стенди) повинні бути розташовані в торці прольоту або біля цехових колон. Ця вимога обумовлена ??необхідністю виключити транспортування вантажів цеховими кранами над установкою або апаратом під час їх роботи.

На ділянці повинні бути розташовані пости ручного дугового зварювання та газового різання, верстат для очищення та намотування зварювального дроту, розподільний пристрій водопостачання та злив відпрацьованої води, пристрій автономного водопостачання, пристрій для попереднього, супутнього та подальшого підігріву заготовок, що зварюються. Ділянку слід розміщувати у зоні дії цехового крана достатньої вантажопідйомності.

Живлення ділянки електроенергією має бути переважно від окремого розподільного щита потужністю 500 чи 1000 кВ·А.

5.8 Вимоги до продукції, отриманої ЕШС

Зварні з'єднання, виконані ЕШС, повинні забезпечувати службові характеристики, встановлені конструкторською документацією та нормативним документом на виріб та погоджені із замовником.

У разі виявлення неприпустимих дефектів, зварні з'єднання підлягають ремонту. Метод відновлювального ремонту (видалення дефекту, заварювання, подальша термо- та механічна обробка) призначається відповідно до технологічного процесу, розробленого на підприємстві, що здійснює ремонт.

Дефекти швів повинні бути повністю видалені механічним шляхом, а обробка, що утворилася, заварена.

5.9 Вимоги до маркування продукції

Маркування повинне відповідати зазначеній у конструкторській документації чи нормативному документі на продукцію. Маркування слід виконувати відповідно до ГОСТ 7566 .

5.10 Вимоги до транспортування та зберігання

5.10.1 Вимоги до транспортування

Вимоги до транспортування прокату та виробів подальшого переділу - за ГОСТ 7566 .

Вимоги до транспортування виливків та поковок встановлюють у РД та НД на ці вироби. Флюси слід транспортувати упакованими в паперові мішки за ГОСТ 2226 маса нетто одного мішка - 20-50 кг.

Зварювальний дріт слід транспортувати у бухтах масою до 80 кг. За згодою зі споживачем допускається маса бухт понад 80 кг.

5.10.2 Вимоги до зберігання

Вимоги до зберігання прокату та виробів подальшого переділу - за ГОСТ 7566 .

Вимоги до зберігання виливків встановлюють у РД та НД на виливки.

Вимоги до зберігання поковок - за ГОСТ 25054 , ГОСТ 26131 .

Вимоги до зберігання флюсу - за ГОСТ 9087 .

Вимоги до зберігання зварювального дроту - за ГОСТ 2246 .

5.11 Вимоги до виробничої санітарії та техніки безпеки

При ЕШС великогабаритних заготовок із попереднім підігрівом параметри мікроклімату на робочих місцях зварювальників повинні відповідати вимогам СН N 4088 [1]. Робочу зону зварювальника необхідно екранувати подачею повітря, що охолоджується.

Балкон зварювальника спеціалізованої установки для ЕШС заготовок товщиною 1000-3000 мм має бути обладнаний термоізольованою кабіною з кондиціонованим повітрям.

Вміст шкідливих речовин у повітрі робочої зони при ЕШС не повинен перевищувати гранично допустимих концентрацій (ГДК) згідно з ГОСТ 12.1.005. Приміщення, де виконується ЕШС, має бути обладнане загальнообмінною вентиляцією відповідно до СП N 1009 [2], а також пристроями місцевої витяжної вентиляції.

Контроль вмісту шкідливих речовин у повітрі робочої зони зварювальника повинен здійснюватися відповідно до вимог СН N 4945 [3] за основними шкідливими складовими зварювального аерозолю: фториди марганцю, кремнію, заліза, титану, фториду водню, оксиду вуглецю, озону та оксиду азоту.

Якщо система вентиляції, що існує у виробничому приміщенні, не забезпечує зниження зазначених шкідливих речовин за ГДК, то для додаткового захисту органів дихання зварювальника рекомендується застосовувати респіратор ШБ-1 «Пелюстка» за ГОСТ 12.4.028.

5.12 Вимоги щодо охорони навколишнього середовища

При ЕШС заготівель для захисту атмосферного повітря від забруднень шкідливими речовинами, що виділяються, повинні бути передбачені заходи відповідно до вимог ГОСТ 17.2.3.02.

Утилізацію відходів основних та допоміжних зварювальних матеріалів слід проводити відповідно до вимог ГОСТ 380 , ГОСТ 977 , ГОСТ 2246 , ГОСТ 5632 , ГОСТ 9087 .

Для охорони навколишнього середовища при використанні електрошлакового зварювання необхідно:

- Використовувати системи автономного водопостачання із замкнутим циклом водокористування для охолодження водою формують шов пристроїв;

- застосовувати витяжні пристрої (місцеві та загальні) для уловлювання та очищення повітря від шкідливих речовин, що утворюються при ЕШС.

5.13 Вимоги до кваліфікації зварювальників

До виконання робіт, пов'язаних з технікою та технологією ЕШС, допускаються зварювальники, які отримали на спеціальних курсах необхідну теоретичну та практичну підготовку та атестовані не нижче за четвертий кваліфікаційний розряд за чинним нормативним документом.