Способ сварки корпусных конструкций из алюминиевых сплавов

 

Изобретение относится к области сварки и может быть использовано для ручной, полуавтоматической и автоматической сварки корпусных конструкций в судостроении и нефте- и газодобывающей промышленности. Сущность изобретения заключается в том, что листы алюминия длиной по 3 м, подготовленные под сварку, укладывают на стенд с обеспечением клинового зазора в сварном соединении величиной 0⁺¹ мм в месте начала сварки и 2-4 мм на расстоянии 1 м от начала автоматической сварки неплавящимся электродом. Зазор выдерживают симметричным относительно оси формирующей канавки без постановки электроприхваток. При сборке листов длиной более 3 м сборку выполняют на электроприхватках. Свариваемые кромки листов плотно обжимают прижимной балкой стенда при отсутствии смещения кромок относительно формирующей канавки. Проволоку подают равномерно. В начале и конце стыка устанавливают технологические планки размером 100·100 мм при толщине, равной толщине свариваемых кромок детали. Планку, на которой производят окончание шва, приваривают к одному листу. Начальную планку приваривают к обоим листам ручной дуговой сваркой. В процессе сварки следят за формированием шва и осуществляют необходимую корректировку положений горелки и проволоки относительно оси соединения, что значительно повышает качество сварного шва и увеличивает их срок службы по сравнению с обычными традиционными, классическими способами сварки. 24 з.п. ф-лы, 4 ил., 10 табл.

Изобретение относится к области судового машиностроения и может быть использовано для сварки алюминиево-магниевых сплавов корпусных конструкций в судовом машиностроении, работающих в условиях агрессивных сред, повышенных температур и давлений.

Известен способ сварки пульсирующей дугой плавящимся электродом, преимущественно под флюсом, с формированием униполярных импульсов тока непрерывным чередованием одинаковых по продолжительности и периодов подачи проволоки и пауз между ними, причем для улучшения качества сварных соединений из алюминиево-магниевых сплавов путем исключения искажений формы импульса тока и частотных характеристик процесса за 0,1-0,15 с до окончания каждого импульса плавящемуся электроду сообщают отрицательное ускорение (авт. св. СССР N 1046047, кл. В 23 K 9/10, б.и. N 37, 1983).

Известный способ трудоемок, нетехнологичен, не учитывает сварочные свойства материала электродов и свариваемых деталей с учетом выбора режима сварки в зависимости от типа сварочных работ пространственное положение, на плоскости стыковые угловые и тавровые соединения.

Наиболее близким к изобретению является известный способ сварки корпусных конструкций из алюминиевых сплавов, при котором осуществляют сборку стыковых, угловых и тавровых соединений и выполняют аргонодуговую сварку неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки в среде защитного газа сварочным автоматом, содержащим горелку с мундштуком и газовым соплом, причем при сборке стыковых соединений свариваемые листы укладывают на стенд с формирующей канавкой и кромки листов плотно прижимают к поверхности стенда (см. Справочник, т.1, Сварка в машиностроении, под ред. Н.А. Ольшанского, М. Машиностроение, 1978, с. 223-228).

Известный способ также трудоемок, нетехнологичен, не использует физико-механические свойства сварочных материалов и свариваемых алюминиево-магниевых сплавов, а также режимы их сварки при ручном, полуавтоматическом и автоматическом способах.

Техническая задача решается за счет того, что листы алюминия длиной до 3 м, подготовленных под сварку, укладывают на стенд с обеспечением клинового зазора в соединении величиной 0^+1,0 мм в месте начала сварки и 2,5-4,0 мм на расстоянии 1,0 м от начала автоматической сварки неплавящимся электродом, зазор выдерживают симметричным относительно оси формующей канавки без постановки электроприхваток, при сборке листов длиной более 3 м и сборку выполняют на электроприхватках, свариваемые кромки листов плотно обжимают прижимной балкой стенда, при отсутствии смещения кромок относительно формирующей канавки проволоку подают равномерно, в начале и в конце стыка устанавливают технологические планки размером 100х100 мм при толщине, равной толщине свариваемых кромок детали, планку, на которой производят окончание шва, приваривают к одному листу, начальную планку приваривают к обоим листам ручной дуговой сваркой, и в процессе сварки следят за формированием шва и осуществляют необходимую корректировку. положений горелки и проволоки относительно оси соединения.

После окончания сварки стыка выключают сварочную цепь кнопкой "стоп", отводят автомат и отжимают прижимную балку.

Если свариваемая конструкция имеет пересечения сварных швов, усиление шва в районе крестовины удаляют заподлицо с основным металлом с двух сторон на величину 210-220 мм, и после сварки удаленное усиление шва восстанавливают наплавкой ручным аргонодуговым методом.

При вынужденной остановке автомата в процессе сварки кратер шва подрубают и зачищают металлической щеткой и только после этого продолжают сварку, перекрывая место остановки на длине не менее 10 мм.

Направление движения сварочного автомата совпадает с направлением движения подачи сварочной проволоки и угол наклона оси мундштука к изделию составляет 90^o.

Вылет электрода составляет 3-5 мм, считая от среза сопла, высота сопла над поверхностью наплавленного валика не превышает 5 мм, а начальный зазор между электродом и изделием составляет 2-4 мм.

Механизированную полуавтоматическую и автоматическую сварку выполняют пульсирующим однополярным электрическим током обратной полярности и применяют для угловых и тавровых соединений, причем автоматическую сварку тонколистового материала (2-4 мм) производят при наклоне горелки в сторону ее движения по стыку "углом назад", что обеспечивает стабильное горение дуги и высокое качество шва, а более толстые материалы толщиной свыше 5 мм варят "углом вперед".

Угол наклона горелки к изделию составляет 75-80^o и вылет электродной проволоки устанавливают равным 5-10 мм.

При механизированной сварке мундштук горелки не выступает из газового сопла, расстояние между их нижними срезами составляет 3-5 мм.

Расстояние между нижним срезом сопла и поверхностью наплавленного металла составляет 5-10 мм.

При сварке угловых и тавровых соединений деталей одинаковой толщины электродная проволока направлена в угол соединения и располагается симметрично относительно плоскостей деталей, а при сварке деталей с элементами разной толщины конец электродной проволоки смещают в сторону более толстого металла на 1-2 мм.

При выборе режима сварки обеспечивают стабильный процесс с мелкокапельным переносом электродного металла, что достигают регулированием скорости подачи проволоки и уровня импульсного напряжения.

Полуавтоматическую сварку угловых и тавровых соединений в вертикальном положении выполняют "углом вперед".

С целью обеспечения провара при сварке тавровых соединений с двусторонней разделкой производят вырубкой корня шва.

В случае если установленные параметры тока не обеспечивают стабильного мелкокапельного переноса электродного металла и при этом возникают крупные капли, повышают импульсное напряжение, причем чрезмерное увеличение импульсного напряжения сопровождается разбрызгиванием металла и колебаниями длины сварочной дуги.

Кратеры в местах окончания швов заделывают в момент окончания сварки или выводят на технологические планки, размеры которых по толщине равны толщине свариваемых кромок.

При наличии в кратере трещин шва производят вырубку дефектного участка до здорового металла.

При многопроходной сварке перед наложением каждого последующего валика предыдущий тщательно зачищают от налета, окислов и брызг металлической щеткой, причем зачистку производят по горячему металлу.

Места остановок в отдельных проходах многослойных швов смещают относительно друг друга не менее чем на 30-40 мм по длине.

Периодически по мере загрязнения очищают внутреннюю поверхность газового сопла от брызг и других загрязнений, так как наличие брызг ухудшает качество газовой защиты шва.

Ручную аргоно-дуговую сварку неплавящимся электродом применяют для сварки корпусных конструкций в монтажных условиях во всех пространственных положениях, сварку осуществляют на переменном токе установками типа "Удар", УДГ, ТИР-630, МАРК-50ХВ, МАРК-5000 с исправными электроизмерительными приборами и ротаметрами типа РМ и РС, отградуированными по аргону с снабженную газовыми горелками с керамическими соплами типа ГРАД-400/2, ГРАД-400/3, ГРАД-200-/2.

При толщине деталей более 12 мм применяют предварительный подогрев кромок ацетилено-кислородным пламенем газовой горелки до температуры не свыше 130^oC и контроль температуры подогрева осуществляют термопарами касания или термокарандашами.

Сварку производят "углом вперед" и угол наклона оси электрода к изделию составляет 60-80^o, угол между осью электрода и присадочной проволокой составляет 80-90^o, причем при сварке в вертикальном положении присадку подают сверху.

Расстояние от выступающего конца вольфрамового электрода до нижнего среза газового сопла составляет 3-5 мм при сварке стыковых и 4-8 мм при сварке угловых и тавровых соединений.

При сварке тонкого металла толщиной (2-4)мм процесс сварки осуществляют без поперечных колебаний горелки и присадочного прутка.

Присадочный прут размещают и подают встречно перемещению горелки плавными поступательными движениями, конец присадочного прутка выводится в переднюю часть сварочной ванны, причем для исключения соприкосновения с вольфрамовым электродом нельзя вводить пруток непосредственно в дуговой промежуток.

Подачу присадки и поступательное движение горелки начинают после наведения сварочной ванны на поверхности основного металла.

В целях обеспечения качественной защиты сварочной ванны ее ширина составляет не более 10-12 мм и подачу присадочного прутка производят без поперечных колебаний.

С целью исключения непровара сварку стыковых соединений толщиной до 6 мм включительно в нижнем положении "на весу" выполняют на проплавление с последующим удалением проплава (провисшего металла).

Проплав удаляют механическим способом (строжкой, рубкой) с последующей подваркой.

С целью исключения непровара угловых и тавровых соединений с двусторонней разделкой сварку выполняют с последующей вырубкой корня шва.

При выполнении сварки осуществляют следующие виды контроля: а) качество подготовки кромок под сварку; б) качество сборки; в) сварочных материалов; г) режимов сварки; д) исправности сварочного оборудования; е) качество выполненных швов, причем протеки, наплывы, бугристость и завышение усиления устраняют подрубкой зубилом, борфрезой, или фрезерованием, а подрезы и западания шва устраняют дополнительной наплавкой металла на дефектный участок.

Наружные поры, непровары, кратеры и крупные включения во шве устраняют вырубкой металла до полного удаления дефекта и подваркой вырубленного шва.

Сквозные трещины и прожоги устраняют вырубкой дефектного участка и заваркой на всю толщину с двух сторон.

Заварку удаленных участков шва производят ручным или полуавтоматическим аргонодуговым способом с использованием присадочных материалов, предназначенных к сварке соединений (по марке), причем исправление дефектного участка производят не более двух раз.

На фиг.1 приведена форма и размеры канавки для обратной стороны швов; на фиг. 2 схема направления движения сварочного автомата с направлением подачи сварочной проволоки; на фиг. 3 схема полуавтоматической сварки: а тонких листов при наклоне горелки в сторону ее движения по стыку "углом назад", б - толстых материалов при их сварке "углом вперед"; на фиг.4 схема сварки угловых и тавровых соединений деталей: а одинаковой толщины (дано направление электродной проволоки в угол соединения с расположением симметрично плоскостей деталей), б разной толщины (конец электродной проволоки смещают в сторону более толстого материала).

Способ осуществляют следующим образом: материал свариваемых деталей по химическому составу и механическим свойствам, а также сварочная проволока должны отвечать требованиям ГОСТ-7871-75 "Проволока сварочная из алюминия и алюминиевых сплавов". Марка сварочной проволоки выбирается в соответствии с маркой свариваемого сплава согласно табл.1. Диаметр сварочной проволоки или присадочных прутков выбирают в зависимости от толщины свариваемого материала и способа сварки. При сварке деталей из сплавов разных марок применяют сварочную проволоку или присадочные прутки, применяемые при сварке более высокопрочного сплава. При сварке неплавящимся электродом в качестве неплавящегося электрода применяют вольфрамовые прутки диаметром 2-6 мм в зависимости от толщины свариваемого материала, способа и режима сварки.

При сварке корпусных конструкций из алюминия и его сплавов используют следующее оборудование: а) автоматическую сварку неплавящимся электродом стыковых соединений полотнищ производят автоматом АДСВ-5 с источником питания МАРК-500, или МАРК-501; б) автоматическую сварку плавящимся электродом угловых и тавровых соединений выполняют автоматом АСУ-5М или специализированным автоматом тракторного типа марки АЛУ-2 с импульсным источником ВДГИ-301У3; в) полуавтоматическую сварку плавящимся электродом производят с использованием полуавтомата ПДГИ-303 с источником питания ВДГИ-301, полуавтоматом ФУ-5 с источником питания 5000 или полуавтоматом "Клос" с источником 353;
г) ручную аргонодуговую сварку производят на переменном токе установками типа УДАР, УДГ, ТИР-630, МАРК-500ХВ, -5000.

При подготовке деталей и сборке соединений необходимо осуществить следующее:
а) кромки деталей под сварку обрабатывают механическим способом резка на гильотине, строжка, фрезерование;
б) свариваемые кромки и прилегающие к ним участки на ширине 40-50 мм перед сборкой зачищают металлической щеткой и обезжиривают; обезжиривание производят ветошью, смоченной в ацетоне или уайт-спирте;
в) прихватки при сборке конструкций выполняют ручной аргоно-дуговой или полуавтоматической сваркой теми же присадочными материалами, которые предусмотрены для сварки соединений;
г) длину прихваток и расстояние между ними выбирают в зависимости от толщины свариваемых деталей в соответствии с табл.2;
д) прихватки производят от середины соединения поочередно в обе стороны, причем крайние прихватки располагают на расстоянии не менее 10-20 мм от края соединения;
е) при односторонней разделке кромок прихватки располагают со стороны противоположной разделке;
ж) прихватки не должны иметь трещин, пор, подрезов, наплывов, незаделанных кратеров и других дефектов, причем дефектные прихватки удаляют вырубкой и заменой качественными;
з) при механизированных способах сварки начало и окончание сварки выполняют на привариваемых технологических планках.

Технологию автоматической сварки неплавящимся электродом осуществляют следующим образом:
1. Автоматическую сварку неплавящимся электродом применяют для стыковых соединений в нижнем положении. Сборку и сварку выполняют в сборочно-сварочных стендах, обеспечивающих прижим свариваемых кромок листов и формирование обратной стороны шва на стальных подкладках для стыков до 6 м.

2. Форма и размеры канавки для обратной стороны швов приведены на фиг.1. Сварку начинают со стороны, обратной наложению прихваток. Листы длиной до 3 м, подготовленные под сварку, укладывают на стенд с обеспечением клинового зазора в соединении величиной до 0^+1,0 мм в месте начала сварки и 2,5-4,0 мм на расстоянии 1 м от начала сварки. Зазор выдерживается симметрично относительно оси формирующей канавки без постановки электроприхваток. При сборке листов более 3 м сборку выполняют на электроприхватках. Свариваемые листы кромок плотно обжимают прижимной балкой стенда. При этом необходимо проверить отсутствие недопустимого смещения кромок относительно формирующей канавки.

3. Перед началом работы необходимо выполнить следующие операции по подготовке сварочного оборудования:
а) установить в горелке цангу для вольфрамового электрода и керамическое сопло; вылет электродов составляет 4-5 мм;
б) установить кассету со сварочной проволокой;
в) включить электропитание сварочной установки и автомата;
г) включить пакетный переключатель, проверить на холостом ходу работу подающего механизма перемещения автомата;
д) проволоку подают равномерно и не имеют смещений относительно стыка; нажимом кнопок "вверх" и "вниз" проверить соответствие движения сварочной проволоки.

В начале и конце стыка устанавливают технологические планки размером 100х100 мм. Толщина планок должна быть равной толщине свариваемых кромок деталей. Планку, на которой производят окончание шва, приваривают к одному листу. Начальную планку приваривают к обоим листам. Сварка ручная дуговая.

4. В процессе сварки необходимо следить за формированием шва и производить необходимую корректировку положений горелки и проволоки относительно оси соединения, причем конструктивные элементы подготовки кромок под сварку и размеры сварных швов должны соответствовать данным, приведенным в табл.3. Режимы сварки указаны в табл.4. После окончания сварки стыка сварочную цепь выключить кнопкой "стоп", отвести автомат и отжать прижимную балку.

5. Если свариваемая конструкция имеет пересечения сварных швов, усиление шва в районе крестовины удалить заподлицо с основным металлом с двух сторон на величину 210-220 мм. После сварки удаленное усиление шва восстановить наплавкой ручным аргонодуговым способом.

6. При вынужденной остановке автомата в процессе сварки кратер шва необходимо подрубить и зачистить металлической щеткой и только после этого продолжать сварку, перекрывая место остановки на длине не менее 10 мм. Направление движения сварочного автомата должно совпадать с направлением подачи сварочной проволоки. Угол наклона оси мундштука к изделию должен быть 90^o (фиг. 2). Вылет электрода должен быть 3-5 мм, считая от среза сопла. Высота сопла над поверхностью наплавленного валика не должна превышать 5 мм. Начальный зазор между электродом и изделием составляет 2-4 мм.

Технология полуавтоматической и автоматической сварки плавящимся электродом производится следующим образом:
1. Механизированную сварку плавящимся электродом выполняют пульсирующим однополярным электрическим током на обратной полярности и применяют для угловых и тавровых соединений. Полуавтоматическую сварку тонколистового материала (2-4) мм производят при наклоне горелки в сторону ее движения по стыку "углом назад" (фиг.3, а). В этом случае дуга горит стабильнее и шов формируется лучше. Более толстый материал (более 5 мм) варят "углом вперед" (фиг. 3, б) и угол наклона горелки к изделию составляет 75-80^o. Вылет электродной проволоки устанавливают равным 5-10 мм.

2. При механизированной сварке мундштук горелки не должен выступать из газового сопла, а расстояние между их нижними срезами составляет 3-5 мм. Расстояние между нижним срезом сопла и поверхностью наплавленного металла составляет 5-10 мм. При сварке угловых и тавровых соединений деталей одинаковой толщины электродную проволоку направляют в угол соединения и располагают симметрично относительно плоскостей деталей (фиг.4, а). При сварке деталей с элементами разной толщины конец электродной проволоки следует смещать в сторону более толстого металла на 1-2 мм (фиг.4, б).

3. Конструктивные элементы подготовки кромок под сварку, размеры сварных швов и режимы автоматической и полуавтоматической сварки приведены в табл. 5-8. Режимы механизированной импульсной дуговой сварки устанавливаются соответствующими потенциометрами, расположенными на источнике питания. Контроль режимов производится с контрольно-измерительных приборов, расположенных над ручками потенциометров.

4. При выборе режима сварки необходимо обеспечить стабильный процесс с мелкокапельным переносом электродного металла, что достигается регулированием скорости подачи проволоки и уровня импульсного напряжения. Полуавтоматическую сварку угловых и тавровых соединений в вертикальном положении выполняют "углом вперед". С целью обеспечения провара при сварке тавровых и соединений с двусторонней разделкой производят вырубку корня шва. Основными параметрами режима, от величины и соотношения которых зависит устойчивость горения сварочной дуги и качество сварки, являются:
среднее значения тока и напряжения дуги,
длительность импульса тока,
частота следования импульсов тока,
диаметр электродной проволоки.

В случае если установленные параметры импульсов тока не обеспечивают стабильного мелкокапельного переноса электродного металла и при этом наблюдаются крупные капли, следует повысить импульсное напряжение. Чрезмерное увеличение импульсного напряжения сопровождается разбрызгиванием металла и колебаниями длины дуги.

Если при установленных параметрах импульсов тока мелкокапельный перенос сопровождается значительным разбрызгиванием металла и колебаниями длины дуги, а наплавленный валик имеет на поверхности темный налет, то необходимо уменьшить длительность импульса тока.

При сварке на падающих базовых характеристиках регулирование дуги производится изменением как среднего, так и импульсного напряжения. Для увеличения амплитуды импульсов тока при постоянной длине дуги увеличивают импульсное напряжение при одновременном уменьшении среднего напряжения. При сварке на жестких базовых характеристиках выпрямителя ВДГИ-301У3 регулирование длины дуги осуществляется преимущественно потенциометром "среднее напряжение", а регулирование амплитуды импульсов тока потенциометром "импульсное напряжение".

5. Кратеры в местах окончания швов должны быть заделаны в момент окончания сварки или выведены на технологические планки, размеры выводных планок 100х100 мм. Толщина планок должна быть равной толщине свариваемых кромок. Места обрыва дуги на шве при вынужденной остановке следует тщательно зачистить металлической щеткой от налета и брызг. Выводить кратеры швов на основной металл за пределы разделки запрещается. При наличии в кратере шва трещин необходимо произвести вырубку дефектного участка до здорового металла. При многопроходной сварке наложением каждого последующего валика предыдущий необходимо тщательно зачистить от налета окислов и брызг металлической щеткой. Зачистку целесообразно производить по горячему металлу. Места остановок в отдельных проходах многослойных швов смещаются относительно друг друга не менее чем на 30-40 мм по длине.

6. Периодически по мере загрязнения необходимо прочищать внутреннюю поверхность газового сопла от брызг и других загрязнений, так как наличие брызг ухудшает качество газовой защиты сварного шва.

Технология ручной аргонодуговой сварки неплавящимся электродом осуществляется следующим образом:
1. Ручную аргонодуговую сварку неплавящимся электродом применяют для сварки соединений корпусных конструкций в монтажных условиях во всех пространственных положениях. Сварка выполняется на переменном токе от специализированных установок.

2. При толщине деталей более 12 мм допускается применение предварительного подогрева кромок ацетилено-кислородным пламенем газовой горелки до температуры не выше 130^oC. Контроль температуры подогрева осуществляют с помощью термопары касания или термокарандашом. Сварку производят "углом вперед". Угол наклона оси электрода к изделию должен быть 60-80^o. Угол между осью электрода и присадочной проволокой составляет 80-90^o. При сварке в вертикальном положении присадку подавать сверху.

3. Расстояние от выступающего конца вольфрамового электрода до нижнего среза газового сопла составляет 3-5 мм при сварке стыковых и 4-8 мм при сварке угловых и тавровых соединений.

При сварке тонкого металла (2-4 мм) процесс сварки выполняют без поперечных колебаний горелки и присадочного прутка.

Присадочный пруток располагают и подают встречно перемещению горелки поступательными движениями. Конец присадочного прутка вводят в переднюю часть сварочной ванны. Для исключения соприкосновения с вольфрамовым электродом нельзя вводить пруток непосредственно в дуговой промежуток. Подачу присадки и поступательное движение горелки в начале шва необходимо начинать только после наведения сварочной ванны на поверхности основного металла.

В целях обеспечения качественной защиты сварочной ванны ее ширина не должна быть более 10-12 мм. Подача присадочного прутка должна производиться без поперечных колебаний.

4. С целью исключения непровара сварку стыковых соединений толщиной до 6 мм включительно в нижнем положении "на весу" выполняют на проплавление с последующим удалением проплава (провисшего металла). В этом случае должен быть обеспечен провар свариваемых кромок по всему сечению. Проплав необходимо удалять механическим способом (строжкой, рубкой) с последующей подваркой.

5. С целью исключения непровара сварку угловых и тавровых соединений с двусторонней разделкой выполняют с последующей вырубкой корня шва. Конструктивные элементы подготовки кромок соединений и размеры сварных швов, режимы ручной аргонодуговой сварки в нижнем положении приведены в табл.6-9. Раскладка швов, приведенная в табл.6, 7, 9 рекомендуется с целью уменьшения сварочных угловых деформаций. При сварке листов разной толщины режим сварки следует выбирать в зависимости от условий сварки меньшей толщины. Сила сварочного тока выбирается в зависимости от диаметра вольфрамового электрода (табл.10)
При выполнении сварки осуществляют следующие виды контроля:
качества подготовки кромок под сварку,
качество сборки,
сварочных материалов,
режимов сварки,
исправность сварочного оборудования,
качества выполненных швов.

Виды и объем контроля сварных швов должны соответствовать требованиям чертежей, таблиц контроля и норм допустимых дефектов согласно требованиям ОСТ.9413-83.

Обнаруженные недопустимые дефекты подлежат исправлению. Подготовка дефектных мест производится предварительным визуальным осмотром. Протеки, наплавы, бугристость и завышение усиления устраняются подрубкой зубилом, борфрезой или фрезерованием.

Подрезы и западания шва устраняются дополнительной наплавкой металла на дефектный участок. Наружные поры, непровары, несплавления, кратеры и крупные включения в шве устраняются вырубкой металла до полного удаления дефекта и подваркой вырубленного участка. Сквозные трещины и прожоги устраняют вырубкой дефектного участка и заваркой на всю толщину с двух сторон.

Заварку удаленных участков шва разрешается производить ручным или полуавтоматическим аргонодуговым способом с использованием присадочных материалов, предназначенных к сварке соединений (по марке). Все работы по выборке и исправлению дефектов выполняются лишь после тщательного их визуального осмотра. Швы и участки швов после удаления дефектов и исправления подвергают повторному контролю в объеме, предусмотренном для сварного соединения. Исправление дефектного участка разрешается производить не более двух раз.

Сущность способа состоит в том, что, осуществляя ручную, полуавтоматическую или автоматическую сварку плавящимся или неплавящимся электродом с учетом как сварочных материалов, так и свариваемых сплавов из алюминия, способствуют не только снижению трещинообразования и повышению качества сварных швов, но и почти в два раза увеличивают срок службы этих изделий по сравнению с традиционными, классическими способами сварки корпусных конструкций при работе их в условиях высоких давлений и температур, а также агрессивных сред.

Преимущества способа заключаются в том, что, производя сварку по определенному технологическому циклу, включающему подготовку сварных соединений под сварку и сборку, подбор сварочных материалов, выполнение технологии сварки в ручном, полуавтоматическом или автоматическом режимах в зависимости от температурных условий, материала электродов и пространственного расположения кромок свариваемых швов, значительно повышают качество сварных швов и увеличивают срок их службы.

Использование заявляемого изобретения позволит значительно сократить энергоемкость процесса сварки корпусных конструкций из алюминия и его сплавов, повысить качество сварных соединений и увеличить их срок службы по сравнению с традиционными способами сварки от 60 до 180%
Ожидаемый экономический эффект от внедрения заявляемого изобретения составляет 900-1200 млн.руб./г.

Формула изобретения

1. Способ сварки корпусных конструкций из алюминиевых сплавов, при котором осуществляют сборку стыковых, угловых и тавровых соединений и выполняют аргонодуговую сварку неплавящимся электродом с подачей присадочной проволоки в среде защитного газа сварочным автоматом, содержащим горелку с мундштуком и газовым соплом, причем при сборке стыковых соединений свариваемые листы укладывают на стенд с формирующей канавкой и кромки листов плотно прижимают к поверхности стенда, отличающийся тем, что листы длиной до 3 м укладывают на стенд с получением между свариваемыми кромками клинового зазора, симметричного относительно оси формирующей канавки, величиной до 1 мм в начале сварки и 2,5 4,0 мм на расстоянии 1 м от начала сварки, а листы длиной более 3 м укладывают на стенд и выполняют электроприхватки, перед выполнением сварки в начале и конце стыка на листах устанавливают технологические планки размером 100·100 мм и толщиной, равной толщине листов, для вывода начала и конца шва за его пределы, при этом технологическую планку для вывода на нее начала шва приваривают к обоим листам ручной дуговой сваркой, а технологическую планку для вывода на нее конца шва приваривают к одному из листов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в случае вынужденной остановки автомата в процессе сварки образовавшийся кратер шва вырубают, зачищают металлической щеткой и затем продолжают сварку, переваривая дефектный участок на длине не менее 10 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в процессе сварки присадочную проволоку подают в направлении движения сварочного автомата, а мундштук располагают под углом 90^o к поверхности листов.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что сварку осуществляют с вылетом электрода 3 5 мм, который располагают на расстоянии от поверхности листов, равном 2 4 мм, при этом сопло устанавливают от поверхности наплавленного валика шва на расстоянии не более 5 мм.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сварку угловых и тавровых соединений выполняют полуавтоматическую и автоматическую пульсирующим однополярным электрическим током обратной полярности, при этом полуавтоматическую сварку выполняют при наклоне горелки в сторону ее движения по стыку, причем углом назад для обеспечения стабильного горения дуги и высокого качества шва при сварке тонколистовых материалов толщиной 2 4 мм и углом вперед при сварке толстолистовых материалов толщиной более 5 мм.

6. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что сварку выполняют с расположением горелки под углом к поверхности свариваемых конструкций 75 - 80^o и с вылетом сварочного электрода 5 10 мм.

7. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что при сварке мундштук располагают в газовом сопле с заглублением 3 5 мм.

8. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что сопло располагают на расстоянии 5 10 мм от поверхности наплавленного металла.

9. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что при сварке угловых и тавровых соединений одинаковой толщины электрод располагают симметрично относительно поверхностей конструкций.

10. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что при сварке угловых и тавровых соединений разной толщины электрод смещают в сторону более толстого листа на 1 2 мм.

11. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что для тавровых соединений выполняют двустороннюю разделку кромок и сварку выполняют с вырубкой корня шва.

12. Способ по п.1 или 5, отличающийся тем, что выполняют многопроходную сварку стыковых, угловых и тавровых соединений, при этом перед наложением каждого последующего валика предыдущий тщательно зачищают от налета окислов и брызг металлической щеткой в горячем состоянии.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что в процессе многопроходной сварки осуществляют остановку сварочного автомата при выполнении отдельных слоев, причем места остановок смещают относительно друг друга не менее чем на 30 40 мм по длине стыка.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сварке конструкций толщиной более 12 мм выполняют предварительный подогрев кромок ацетилено-кислородным пламенем газовой горелки до температуры не выше 130^oС, при этом температуру предварительного подогрева контролируют термопарами или термокарандашом.

15. Способ по п.5, отличающийся тем, что при сварке углом вперед электрод располагают под углом к поверхности конструкции 60 80^o, а присадочную проволоку подают под углом 80 90^o к оси электрода.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сварке стыковых соединений конец электрода располагают на расстоянии 3 5 мм от газового сопла.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что при сварке угловых соединений конец электрода располагают на расстоянии 4 8 мм от газового сопла.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что присадочную проволоку подают в направлении навстречу перемещению горелки, вводя ее в переднюю часть сварочной ванны плавными поступательными движениями.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что подачу присадочной проволоки и поступательное движение горелки начинают только после наведения сварочной ванны.

20. Способ по п.1, отличающийся тем, что сварку стыковых соединений толщиной до 6 мм ведут в нижнем положении на весу с последующим удалением проплава с обратной стороны шва.

21. Способ по п.20, отличающийся тем, что проплав удаляют механическим путем с последующей проваркой.

22. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при выполнении сварки осуществляют контроль качества подготовки кромок под сварку, качества сборки сварочных материалов, режимов сварки, исправности оборудования качества швов, причем при обнаружении протеков, наплывов, бугристости и завышения усиления их устраняют подрубкой зубилом, борфрезой или фрезерованием, а при обнаружении подрезов и западания шва их устраняют дополнительной наплавкой металла на дефектный участок.

23. Способ по п.22, отличающийся тем, что при обнаружении наружных пор, непроваров, кратеров и крупных включений в шве их устраняют вырубкой металла до полного удаления дефекта и подваркой вырубленного участка.

24. Способ по п.23, отличающийся тем, что при обнаружении сквозных трещин и прожогов их устраняют вырубкой дефектного участка и заваркой на всю толщину с двух сторон.

25. Способ по любому из пп.22 24, отличающийся тем, что заварку удаленных участков шва производят ручной или полуавтоматической аргонодуговой сваркой с использованием присадочных материалов, предназначенных для основной сварки, причем исправление дефектного участка производят не более двух раз.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12