Сварка порошковой проволокой

Сварка порошковой проволокой при выполнении строительно-монтажных работ

Большой объем сварочных работ выполняется в условиях открытых площадок, на монтаже. По данным Минспецстроя СССР, сварочные работы составляют примерно 12—19% трудоемкости всех монтажных работ. Поэтому повышение уровня механизации процессов сварки в монтажных условиях весьма актуально. Внедрение сварки порошковой проволокой позволяет резко повысить уровень механизации и производительность труда при выполнении монтажных работ. Это подтверждается опытом применения сварки порошковой проволокой при сооружении объектов металлургической, горнодобывающей, химической и других отраслей промышленности, в гражданском строительстве, при постройке судов и пр.

Условия применения сварки на монтажных работах имеют ряд особенностей, ограничивающих возможность применения механизированных способов сварки. К числу этих особенностей относятся: невозможность кантовки конструкции, необходимость выполнения сварки швов, находящихся в различных пространственных положениях; трудность обеспечения стабильных условий сварки; сложные климатические условия и ряд других. Все это приводит к тому, что возрастает вспомогательное время на сварку, зачастую требуется принятие специальных мер защиты места сварки от ветра, дождя, снега и т. д. В связи с уникальностью и единичностью ряда объектов нецелесообразна во многих случаях разработка специальной аппаратуры для основных и вспомогательных операций.

Способ сварки самозащитной порошковой проволокой выгодно отличается от других способов механизированной сварки. Благодаря простоте, маневренности, высокой производительности и низкой чувствительности к изменению внешних условий сварка этим способом стала одним из основных направлений механизации изготовления металлоконструкций, чему во многом способствовала разработка порошковой проволоки малого диаметра для сварки в различных пространственных положениях, специальных способов сварки и соответствующей сварочной аппаратуры.

Наибольшее применение на монтаже нашла порошковая проволока малого диаметра (2,0—2,4 мм), как, например, проволока марок ПП-АН7, ПП-АН11, ПП-1ДСК, ПВС-1Л, ПП-2ДСК, позволяющая выполнять сварку не только в нижнем положении. При использовании специальных методов сварки используют проволоку большего диаметра. На специализированных базах, где возможна сварка в нижнем положении, применяют проволоку диаметром 2,8—3,0 мм при толщинах металла более 5 мм.

Ниже описаны наиболее распространенные области применения порошковой проволоки в монтажных условиях.

Сооружение доменных комплексов. Доменные и мартеновские комплексы в отношении технологии сварки делятся на несколько основных категорий конструкций. К числу сооружений с преобладанием листовых конструкций относятся кожухи печей, газопроводы, бункера и т. п. Большой объем занимает сварка при монтаже балок, опор, колонн, рам, рабочих площадок, лестничных шахт и т. д.

Полуавтоматическая сварка порошковой проволокой применялась при сооружении пяти крупных доменных комплексов.

При сооружении доменного комплекса с печью объемом 2700 м2 порошковая проволока использовалась для сварки кожуха доменной печи, воздухонагревателей, пылеуловителя, сосудов газоочистки, гидроизоляции отстойника гидросмыва и скиповых ям, кровли литейных дворов. Всего по комплексу на долю сварки порошковой проволокой пришлось около 24% всех сварочных работ, рассчитанных по количеству наплавленного металла. Работы выполнялись специализированным участком, объединявшем собственно сварщиков, аппаратчиков, монтажников-пневмо рубщиков, компрессорщиков , контролеров и других специалистов, и проводились на укрупнительных площадках и на месте монтажа с подмостей.

Для сварочного оборудования были подготовлены монтажные машинные залы, связанные с участками сварки через схемы разводки. В машинных залах размещали также часть вспомогательного оборудования (электропечи, станок для перемотки проволок и др.). Полуавтоматическую сварку проводили с помощью полуавтоматов А-1114 и ПДММ—63/4. Горизонтальные швы кожуха из стали 10Г2С1 толщиной 40 мм выполняли одновременно шесть сварщиков. При сварке проволокой ПП-2ДСК сварочный ток достигал 320— 340 а на заполняющих разделку проходах. Подобный ток на аналогичных видах швов применяли и при сварке проволокой ПП-АН7 диаметром 2,3 мм. Для сварки горизонтальных швов кожуха использовали также проволоку ПСК-3.

Качество швов контролировали ультразвуковым методом и гамма-графированием . Несмотря на потери времени, связанные с подготовкой и отладкой сварочной аппаратуры, производительность сварки полуавтоматом, по сравнению с ручной, возросла примерно в два раза.

Сварку угловых швов на металле толщиной 6—12 мм (бункера, желоба, ригели) производили в один-два слоя на токах 260—340 а проволокой диаметром 2,2—2,3 мм. При использовании проволоки ПП-АНЗ диаметром 3,0 мм сварку вели на токе 420—450 а.

Кожухи пылеуловителей, скрубберов в большинстве случаев изготавливали методом полистовой сборки, в результате чего объем монтажной сварки оказался довольно значительным; применялись режимы сварки, принятые для угловых швов.

Воздухонагреватели, электрофильтры при толщинах металла более 14 мм также собирали методом полистовой сборки. Объем сварки этих конструкций порошковой проволокой на ряде объектов достигает 50%.

Для выполнения горизонтальных швов кожуха доменной печи из металла толщиной 50 мм применяли способ автоматической сварки с полупринудительным формированием проволокой ПП-АНЗС. Значительно повысилась производительность труда.

Сварка конструкций промышленных зданий. Большие объемы работ выполнены по сварке порошковой проволокой конструкций мартеновских цехов, агломерационных фабрик. В табл. 71 приведены сведения о некоторых видах работ по сварке указанных объектов порошковой проволокой диаметром 2,0—2,5 мм на монтаже.

Рамы и фермы, колонны, балки, опоры, чугуновозные эстакады металлургического завода, конверторный цех металлургического завода и ряд других объектов сваривали порошковой проволокой ПП-АНЗ в заводских условиях и затем при монтаже этих конструкций использовали полуавтоматическую сварку порошковой проволокой.

Значительное повышение производительности труда сварщиков-операторов в монтажных условиях получено при сварке тормозного настила цеха металлургического завода (рис. 129), металлоконструкций нагревательных печей прокатного стана и др.

Основной объем работ составляют монтажные стыки и различные узлы с тавровыми и нахлесточными швами. Как и при сооружении доменных комплексов, на участках собственно монтажной сварки наилучшие результаты получены при использовании проволоки диаметром 2,0—2,5 мм марок ПП-1ДСК, ГТП-АН7, ПП-2ДСК.

Сварка технологических трубопроводов. Определенная часть элементов трубных заготовок, особенно прямолинейные участки при возможности их вращения свариваются в цехах или на трубоза-готовительных базах.

На монтаже выполняют сварку неповоротных стыков на прямолинейных участках и приварку заготовленных трубных узлов, таких как отводы, тройники, переходы, присоединения фланцев к участкам труб. Как правило, межцеховые и магистральные трубопроводы, а также трубопроводы специального назначения монтируются из труб диаметром более 200 мм.

Трубы перед сваркой собирают с помощью центраторов и других специальных приспособлений и производят прихватку покрытыми электродами.

Полуавтоматическая сварка порошковой проволокой использовалась при монтаже водовода из труб длиной 6 м и диаметром 1420 мм с толщиной стенки 14 мм. На монтаже выполняли сварку секций, состоящих из трех труб. После ручной подварки изнутри секции на вращателе роликового стенда Т-30 сваривались полуавтоматом А-1035 с применением порошковой проволоки. Сварку выполняли в два слоя на токе 300—350 а проволокой ПП-1ДСК диаметром 2,2 мм. Полуавтоматом сварщик выполнял сварку четырех стыков в смену, а вручную только двух стыков. По мере сварки водовода вращатель и передвижная электростанция перемещались вдоль трассы с помощью трубоукладчика.

Монтажные организации накопили опыт сварки трубопроводов III, IV и V категорий порошковой проволокой. Успешно применена сварка порошковой проволокой для узлов трубопроводов, работающих под давлением 15—20 атм. При этом использовались проволоки марок ПП-АН1, ПП-1ДСК, ПП-АН4.

Узлы трубопроводов с малой толщиной стенки успешно свариваются проволокой с сердечником рутил-органического типа. Проволока ПП-АН1 применяется для сварки тонколистового металла (толщина 1,6—2,0 мм) при изготовлении деталей трубопроводов и пневмотранспорта зернопродуктов .

Продольные и кольцевые швы сваривают, учитывая малую толщину металла, внахлестку. Наилучшее качество обеспечивается при сварке изделий, наклоненных под углом 25—30° способом сверху вниз. Применение порошковой проволоки способствует повышению производительности труда на этих работах примерно на 40% по сравнению с ручной сваркой и улучшению товарного вида технологических трубопроводов.

При монтаже технологических трубопроводов используют специальные полуавтоматы А-765, А-1035, а также полуавтоматы ПШ-5, ПШ-54, А-537, оборудованные специальными универсальными приставками. Монтажные управления монтируют тяжелые полуавтоматы на передвижных тележках, что позволяет расширить радиус действия монтажного поста до 30 м. Сварку порошковой проволокой производят на монтажных площадках также с использованием полуавтоматов ранцевого типа ПРМ-2, что обеспечивает большую мобильность.

Сварка резервуаров и технологических емкостей. При небольших толщинах металла вертикальные цилиндрические резервуары монтируют из рулонированных заготовок. Толстостенные резервуары большой емкости изготовляются из отдельных листов.

Полуавтоматическая сварка порошковой проволокой при использовании рулонированных заготовок применяется для выполнения угарного шва и монтажных швов кровли резервуара. Наилучшие результаты получены при использовании порошковой проволоки ПП-2ДСК и ПП-АН7 диаметром 2,0—2,3 мм. Сварка выполняется при нижнем и наклонном положениях швов на токах до 300—350 а, что способствует значительному повышению производительности по сравнению с ручной сваркой.

Объем сварки, выполняемой непосредственно на монтаже, возрастает в случае сооружения резервуаров большой емкости. Стыковые и нахлесточные швы днища свариваются полуавтоматом порошковой проволокой (рис. 130). Сварка проводится обратно-ступенчатым методом. Кольцевой тавровый шов соединения корпуса с днищем обычно выполняется с двух сторон одновременно несколькими полуавтоматчиками .

Характер работы позволяет использовать при сварке резервуаров полуавтоматы типа А-1035. С применением порошковой проволоки успешно сварены крупные резервуары емкостью 50000 ж и небольшие резервуары емкостью 5000 м3.

Значительно повысить производительность при сооружении толстостенных крупных нефтяных резервуаров и газгольдеров позволит способ автоматической сварки горизонтальных швов с полупринудительным формированием. -

Порядок сборки и сварки газгольдеров близок к применяемому при сооружении нефтяных резервуаров.

Полуавтоматическая сварка порошковой проволокой успешно применяется при монтаже двухзвенных мокрых газгольдеров, при сооружении нестандартных емкостей нефтехимических заводов, газовых холодильников.

При строительстве химических и нефтехимических предприятий, как правило, предусматривается сооружение шаровых резервуаров, работающих под давлением. Применение специализированных кантователей дало возможность почти полностью исключить ручную сварку при сооружении шаровых резервуаров емкостью до 2000 м3 с толщиной стенок 16—22 мм. При сооружении резервуаров емкостью 10 000 м3 и более возможность использования манипуляторов ограничена, ведущую роль приобретают способы монтажной автоматической сварки. Опытно-производственную проверку при сооружении толстостенных шаровых резервуаров большой емкости проходит способ сварки вертикальных и наклонных швов автоматом с принудительным формированием в один или два прохода.

Полуавтоматическая сварка самозащитной порошковой проволокой открытой дугой применяется также монтажными трестами при сооружении варочных котлов и других технологических емкостей и аппаратов.

Сварка при монтаже в судостроении и судоремонте. Значительный объем сварочных работ при постройке судов выполняется на

стапеле . Во многих случаях монтаж судна из блоков осуществляется также на открытых площадках.

Механизация сварочных работ на стапелях осложняется тем, что рабочие пространства зачастую невелики, требуется исключительная маневренность аппаратов, их универсальность. Способ сварки самозащитной порошковой проволокой перспективен для механизации таких работ.

При сооружении судов с небольшим водоизмещением для выполнения сварочных работ на открытом стапеле по корпусу и надстройке успешно применяют самозащитную проволоку диаметром 2,0 и 2,3 мм, позволяющую выполнять сварку металла толщиной 4—10 мм в различных пространственных положениях.

При монтаже корпусов судов успешно применяется автоматическая сверка вертикальных и наклонных швов принудительным формированием. Корпуса судов из стали ВМСт . Зсп . и 09Г2 сваривают на стапеле порошковой проволокой ПП-АН5 с помощью аппаратов А-1150 (рис. 131). Это позволяет повысить производительность монтажных работ но корпусу судна, улучшить внешний вид швов, уменьшить деформации.

Из других областей применения сварки порошковой проволокой на монтаже следует отметить сварку конструкций нефтепромысловых сооружений, в частности балок эстакад из низколегированных сталей. Порошковая проволока обеспечивает необходимые прочностные и пластические характеристики швов, а также требуемую коррозионную стойкость соединений.

Среди принятых на монтаже способов механизированной сварки способ полуавтоматической и автоматической сварки порошковой проволокой уже сейчас занимает одно из ведущих мест в нашей стране и за рубежом. Расширение области применения известных способов и внедрение новых специализированных высокопроизводительных способов сварки порошковой проволокой является одной из важнейших неотложных задач повышения производительности монтажных работ.