Использование бортовых швов при сваривании тонколистовой стали аппаратом ESAB.

Стальные листы и полосы толщиной до 2 мм допускают неразрывное соединение сварочными инверторами (или иным профильным оборудованием) посредством бортовых швов. На практике наибольшее распространение получила «бортовая» сварка таких деталей в атмосфере CO₂ с помощью угольных электродных стержней. Это связано с большей стойкостью к механическим нагрузкам и лучшей герметичностью «угольно-углекислого» способа, по сравнению с другими методами – например, с помощью ацетилено-кислородных горелок.

Сварка тонкой стали с низким уровнем углеродного легирования бортовыми швами предпочтительна на прямой полярности. Так были подключены аппараты сварочные ESAB, на сайте шведского концерна достоинства метода описаны следующим образом – наблюдалось не науглероживание швов, а обратный процесс частичного выгорания примесного состава листов. Зафиксированы значения снижения в химическом составе ЗТВ содержания углерода (незначительное, несколько сотых процента), кремния и марганца (Mn до 0.20 %, что уже ощутимо для свойств ЗТВ). Отмечается, что структурный состав таких бортовых швов при сварке в углекислоте и техническом аргоне идентичен.

Кроме низкоуглеродистых стальных сплавов малой толщины, метод успешно применялся для стыков из разнородных материалов – той же стали с ферроникелем. Дуга от угольного электрода инвариантна относительно пространственного положения стыков и не предполагает ограничений при вертикальной или потолочной сварке – разумеется, при условии тонкости листов и прямолинейности швов. Более того, теоретически при такой работе не требуется даже манипуляций держаком, кроме линейного движения по вектору сварки. Даже маломощный сварочный инвертор обеспечивает свободное формирование бортового шва ввиду малого количества расплава. Однако точная сборка протяженных листов и полос малого сечения и больших габаритов часто затруднена по объективным технологическим причинам, да и «человеческий» фактор ощутим на любом производстве. Тем самым качество формирования шовных линий тонкого сечения заметно осложняется и приходится прибегать к различным хитростям.

Заметный качественный эффект при отклонениях от точности сборки стыков дает сварка «углом вперед» и «на спуск». При условии одномоментного наклона электродного стержня на 10…15° к вертикальной оси и наклона на12…20° самих изделий образуются швы вполне приемлемого качества в диапазоне толщин 0.4…1 мм и «разбросом» зазоров на величину толщины листов. Характерными примерами использования качественных аппаратов сварочных (ESAB, EWM и т.д.) с использованием угольных электродов в атмосфере CO₂ для работы по тонкой стали являются такие виды работ:

• Сваривание неповоротных стыков тонкостенных труб среднего и малого диаметра. Выполняется с накладыванием усиливающей конструкции (присадочные и бортовые шайбы, вспомогательные прокладки), сечение шайб рекомендуется выбирать несколько больше поперечника трубы. Точный размер этого «превышения габаритов» следует подбирать на месте, для чего необходим набор типоразмеров прокладок и/или шайб. Например, при вертикальном неповоротном стыке наилучшее качество получается при его «старте» с потолочного положения. Усредненные рабочие значения при сварке стальных труб диаметром 100 мм и стенкой 3 мм характеризуются такими цифрами. Рабочий ток до 150 Ампер, длина дуги – не более 4 мм, диаметр угольного электрода – большой, 5 или 6 мм, скорость сваривания – порядка 1 метра шва в минуту, расход защитного газа – не более 10 литров на погонный метр стыка.
• Трубы из стали малоуглеродистого состава подвергаются испарению кремния и марганца при сварочной термообработке с формированием бортовых стыков. Поэтому важно использовать для подобных изделий усиливающие шайбы с повышенным содержанием выгорающих металлов. Такое импровизированное «легирование» должно обеспечивать высокую прочность – например, при испытании стальных тонкостенных труб после сварки они должны выдерживать растягивающее усилие от 40 кг/мм².
• Сваривание труб с отбортовкой, в том числе неповоротных стыков. Именно невысокая толщина стенок (на практике – до 2 мм) позволяет варить стыки герметичными бортовыми швами, а механическая предсварочная подготовка выполняется на элементарных приспособлениях малой механизации. Скорость такой сварки – до 1 метр/минуту, длину дуги поддерживают в 2..2.5 мм (стенка 1.5 мм) и до 3 мм (стенка 2 мм). Рабочий ток – от 90 до 130 А, расход CO₂ – около 8 литр/мин.

Сварка тонкостенных стальных труб методом посредством угольных электродных стержней в углекислой защитной среде отличается высокой герметичностью и качественным внешним видом стыков. При должном соблюдении технологии, качественном оборудовании и достаточной квалификации персонала надежность таких швов такова, что можно не волноваться о тонкой толщине базового металла даже в долгосрочной перспективе и при интенсивной эксплуатации. Метод получил широкое распространение в приборостроении, монтаже вентиляции, других систем жизнеобеспечения и ответственных технологических цепочек, при изготовлении обширных тонкостенных емкостей и др.

Информация предоставлена интернет-гипермаркетом сварочного оборудования Тиберис - tiberis.ru