Теория сварочных напряжений и деформаций

Перенос электродного металла в дуге

При дуговой сварке плавящийся электродный металл в виде капель и паров переходит в сварочную ванну. Наиболее легко этот процесс наблюдается при сварке открытой дугой. В первый период происходит образование капли и оплавление конца электрода. Затем капля вытягивается и замыкает дуговой промежуток. Образовавшийся жидкий мостик малого сечения вследствие высокого электрического сопротивления мгновенно испаряется. Капля со взрывом переносится в сварочную ванну, и процесс возобновляется. При этом надо иметь в виду, что весь процесс идет при весьма высокой температуре и с обильным газовыделением: металл кипит и перенос его происходит бурно, толчками, а не путем плавного перетекания с электрода в ванну. Однако указанный процесс переноса существенно изменяется при наличии покрытия на электроде или флюсе: капли становятся значительно меньше, периоды замыкания дугового промежутка отсутствуют. Исследования И. Р. Пацкевича по ручной сварке и И. И. Фрумина по автоматической сварке под флюсом позволяют оценить размер переносимых капель. Оба исследователя установили, что с увеличением силы сварочного тока размеры капель уменьшаются. При сварке толстопокрытыми электродами и под флюсом 60-80% капель имеют диаметр менее 2 5 мм, а при сварке голым электродом таких капель не более 30% и остальные капли более крупные. В том случае, когда дуга горит в защитных газах, процесс переноса имеет свои особенности. Так, при стальном электроде диаметром 0,8 мм, плавящемся в среде С02, перенос крупнокапельный с частым замыканием дугового промежутка. Устойчивый мелкокапельный перенос металла в среде СО2 может иметь место при больших плотностях тока (100-300 а/мм2). При сварке проволокой из нержавеющей стали 1Х18Н9Т диаметром 1,6-2,5 им в среде аргона наиболее устойчивое горение дуги и лучшее формирование шва получается при так называемом «струйном» переносе (А. В. Петров). При таком струйном переносе расплавленный металл перетекает с электрода на изделие в виде непрерывной тонкой струйки, состоящей из мельчайших капель. Способствует струйному переносу добавка в аргон 1-4% кислорода, что снижает поверхностное натяжение металла и приводит к уменьшению величины критического тока. До настоящего времени нет единой точки зрения по вопросу о главном факторе, обусловливающем перенос металла с электрода на изделие. Очевидно на процесс переноса влияет несколько факторов: 1) сила тяжести; 2) сила поверхностного натяжения; 3) силы газообразования; 4) электрические силы (электростатические и электродинамические). Сила тяжести имеет второстепенное значение в процессах переноса. Силы поверхностного натяжения металла и межфазового (металл - шлак) интересны с точки зрения удержания сварочной ванны на изделии и частично в связи с переносом. Очевидно, что жидкая капля электрода, будучи приближена к поверхности сварочной ванны, притягивается последней под действием молекулярных сил. Между молекулами поверхностного слоя и каплей возникает взаимодействие, и капля сливается со сварочной ванной. Приближенный расчет, без учета силы притяжения капли к электроду, показывает, что капля диаметром 2,5 мм может быть подтянута сварочной ванной на расстояние 18 мм. Однако сила притяжения капли к электроду составляет значительную величину, и поэтому дуговой промежуток для потолочной сварки должен быть гораздо меньше. Практически при потолочной сварке поддерживают длину дуги 1,5-2 мм, и диаметр электрода выбирают 3-4 мм с тем, чтобы образовались капли сравнительно небольших размеров. Некоторые исследователи считают силы газообразования основным фактором, обусловливающим перенос металла. Газы образуются, в основном, от сгорания углерода, входящего в состав стержня электрода. Углерод сгорает в СО; аналогичное выгорание происходит и в сварочной ванне. При сварке голыми электродами СО выделяется через открытую поверхность, а при толстопокрытых электродах - через слой покрытия (в виде пузырей). Подсчеты показывают, что при температуре 3000° С из малоуглеродистой проволоки с содержанием углерода 0,25% выделяется около 10 см3 окиси углерода СО. Кроме окиси углерода, образуются пары марганца, кремния и железа. Давление выделяющихся газов намного превышает атмосферное; оно создает усилие, отрывающее и выталкивающее капли в сварочную ванну, а частично, и в сторону от нее (разбрызгивание). С другой стороны, газы и пары металла, выделяющиеся из сварочной ванны, создают реактивные силы, направленные против движения капли. Действие этих сил в районе активного пятна способствует увеличению размеров капель, образующихся на электроде. Если между перетекающей каплей металла и поверхностью электрода образуется шейка или жидкий мостик, то на этом участке цепи создается высокое омическое сопротивление. В участке с повышенным сопротивлением происходит усиленное выделение теплоты, жидкий мостик мгновенно испаряется и образовавшиеся пары сообщают оторвавшейся капле дополнительную кинетическую энергию. И. И. Фрумин установил, что с повышением содержания в электродном стержне углерода размеры капель становятся меньше, что, по-видимому, объясняется обильным образованием СО. Однако объяснять перенос только действием сил газообразования нельзя, так как это явление специфическое для стали и не может быть причиной переноса при сварке других металлов, например алюминия. Многие исследователи (К. К. Хренов, И. И. Фрумин, А. В. Петров) основным фактором, определяющим перенос электродного металла в дуге, считают силы электрического происхождения (электродинамические и частично электростатические). Электростатические силы обусловливаются напряженностью электрического поля дуги, которое в прикатодной области достигает 10 в 6 степени в/см (правда, на очень малом протяжении). Напряженность электрического поля вызывает направленное движение ионов, получающих дополнительную энергию для ускорения движения газов в столбе дуги. Эти силы не являются основными и не играют решающей роли в переносе металла; тем не менее они частично искажают поверхность сварочной ванны, делая ее вогнутой. Вдавливание поверхности ванны происходит от ударов о нее потока ионов, получивших кинетическую энергию от электрического поля. Ионы, ускоряемые электрическим полем, увлекают за собой молекулы газа, находящегося в дуговом пространстве, и создают поток газов в столбе. Газы и пары увлекают за собой и мелкие капли жидкого металла. Более существенную роль в переносе играют электродинамические силы, возникающие в результате так называемого «пинч-эффекта». Явление пинч-эффекта состоит в том, что при прохождении тока по проводнику в последнем возникают сжимающие силы магнитного поля, направленные нормально линиям тока. Под действием этих сил проводник стремится уменьшить поперечное сечение. Радиальное давление, создаваемое пинч-эффектом, ввиду своей незначительной величины не сказывается на форме твердого проводника (электрода), однако оно может изменять форму газообразного или жидкого проводника. В электродном стержне линии тока параллельны и влияние эффекта сказывается наиболее сильно. В массе изделия ток расходится, и пинч-эффект уменьшается. Благодаря такому постепенному исчезновению поперечных сжимающих сил вдоль электрода и дуги возникают силы давления, направленные вдоль оси электрода. Под действием такой осевой силы начинается перемещение материальных частиц газа и жидких капель с конца электрода по направлению к свариваемому изделию. По-видимому, нельзя какой-либо один фактор считать основным; действует комплекс сил и в зависимости от условий сварки, рода материалов, наличия газообразующих веществ и силы тока - силы газообразования или силы электродинамические могут играть наиболее существенную роль в переносе.

Металлургические процессы в период плавления и переноса металла в дуге

При ручной сварке толстопокрытым электродом по мере повышения температуры электрода идут следующие процессы. При нагреве электрода выше 100° С из покрытия испаряется попавшая при хранении влага. На участках электрода, нагретых до температуры более 200-250° С, начинают распадаться органические вещества (если они имеются в покрытии), образуя защитные газы. В участках, нагретых свыше 350-450° С, из покрытия испаряется кристаллизационная вода. Непосредственно у торца электрода происходит распад некоторых соединений: переход высших окислов в низшие, диссоциация окислов и окисление элементов освобождающимся кислородом, окисление некоторых элементов электрода и покрытия. Эти реакции уменьшают количество раскислителей и легирующих добавок, вводимых из покрытия в металл. На торце электрода происходит расплавление электродного стержня и покрытия с образованием капли, перегретой до температуры 2300° С, покрытой шлаком и имеющей внутри шлаковые включения. В этой зоне протекают основные реакции легирования металла капли (легирование достигает 75-80% конечной концентрации); кроме того, в ней происходит выгорание некоторых элементов. Отрывающиеся капли электродного металла пролетают через дугу с большой скоростью. Они покрыты слоем шлака и внутри имеют шлаковые включения. Кроме того, в каплях находится значительное количество газов, главным образом СО. Время пребывания капель в дуге (время переноса) 10~3-10~4 сек. Так как температура столба дуги составляет 6000-8000° С, в ней интенсивно протекает и в основном заканчивается процесс легирования металла капли, а также происходит испарение отдельных элементов. Испарение металла в дуговом промежутке для элементов с наименьшей упругостью паров может составить значительную величину от исходного состояния в электродном стержне. При попадании в зону дуги кислорода происходит и окисление этих элементов. При сварке под флюсом в капле и в дуговом промежутке также происходит интенсивное легирование металла капли. По данным Института электросварки, содержание кремния и марганца в капле металла на торце электрода резко возрастает за счет флюса и составляет около 90-100% от конечной концентрации в металле шва. При сварке в среде инертных газов (Аr, Не) процесс плавления и переноса металла электрода в дуге проходит как процесс переплавки электродного металла без легирования. Однако в связи с высокой температурой дуги возможно испарение отдельных компонентов. Таким образом, сварка в среде инертных газов способствует получению наиболее стабильного химического состава металла шва и наибольшего его соответствия расчету. При сварке в среде СО2 положение меняется, так как этот газ является химически активным. В результате воздействия дуги углекислый газ диссоциирует с образованием газовой смеси, состоящей из С02, СО и О2. Металл капли, сильно нагретый на торце электрода и летящий через дугу, поглощает газы: в результате этого наряду с испарением происходит и частичное окисление отдельных компонентов. Потери отдельных компонентов в зависимости от режима, условий сварки и состава электродной проволоки могут составить от 10 до 60% от исходной концентрации.

Особенности металлургических процессов при электрошлаковой сварке

Отметим следующие особенности протекания металлургических процессов при электрошлаковой сварке: 1) наличие слоя разогретого жидкого шлака над жидкой металлической ванной; 2) значительно меньшее влияние флюса на металлургические процессы, чем при дуговой сварке под флюсом, в связи с резким уменьшением расхода флюса. Существенное значение имеет то обстоятельство, что шлаковая ванна разогрета умеренно (ее температура значительно ниже температуры дуги) и она является единственной фазой, с которой взаимодействует металлическая ванна. В то же время очень важно, что металлическая ванна велика по объему и в процессе сварки постоянно имеет жидкую поверхность, что обеспечивает благоприятные условия для очищения металла ванны от шлаков и газов. Указанное обстоятельство обеспечивает весьма высокую чистоту металла шва. При электрошлаковой сварке процесс плавления электрода происходит не только с торца, но и по боковым поверхностям; электродной проволоки при погружении ее в шлаковую ванну. Переход металла в шлаковой ванне носит капельный характер; средний вес капель колеблется в пределах 200-300 мг; количество капель 10-15 в секунду (Г. 3. Волошкевич). Таким образом, основной зоной протекания металлургических процессов является шлаковая иинна, где с расплавленным шлаком непрерывно взаимодействуют с одной стороны капли металла, а с другой - поверхность самой металлической ванны. При более высоких температурах реакции идут справа налево, а при понижении температуры - слева направо. Химический состав металла шва зависит от химического состава основного и электродного металла и характера реакции в шлаковой ванне. В связи с тем, что расходуется небольшое количество флюса, шлак обогащается закисью железа (FeO) и содержание легирующих элементов (Мn и Si) по высоте шва несколько уменьшается. Так как обмен шлака небольшой, переход вредных примесей из металла шва в шлак проходит значительно слабее, чем при дуговой сварке. В связи с указанными особенностями металлургических процессов легирование металла шва можно эффективно проводить лишь введением легирующих элементов в электродную проволоку. Очевидно также, что должны быть повышенными требования к чистоте основного и электродного металла и к флюсу по содержанию серы и фосфора.

Шовно-точечная сварка на подвесных машинах

За последнее время в производстве автомобильных кузовов все шире применяется шовно-точечная сварка на шовных машинах вместо точечной. Применение этих машин позволяет в большей степени автоматизировать процесс сварки. При этом достигается некоторое увеличение производительности в результате того, что не расходуется время на сжатие и обратный ход электродов при сварке каждой точки. Свариваемые детали зажимаются только в начале сварки и разжимаются по окончании процесса сварки всех точек. При работе на подвесных шовных машинах значительно облегчаются и условия труда по сравнению с подвесными точечными машинами, так как необходимо осуществлять только направление движения клещей вдоль свариваемого шва. При этом исключается необходимость точной установки электродов относительно места сварки для каждой точки. При шовно-точечной сварке улучшается внешний вид соединения, так как выпучивание листов в месте сварки получается меньше. Ролики машины при этом плотно прижимают металл в течение всего процесса сварки. Шаг между точками выдерживается постоянным: электронное реле времени автоматически отсчитывает этот шаг. Все это позволяет в некоторых случаях допустить применение на лицевых поверхностях кузовов легковых автомобилей открытых сварных швов. Для удобства работы на подвесных шовных машинах большое значение имеет их правильная подвеска. Для производства шовно-точечной сварки на автозаводе были созданы две специальные установки, при разработке которых максимально использовались стандартная аппаратура завода „Электрик" и аппаратура собственного изготовления. К таким узлам относятся: сварочный трансформатор, электронное реле времени, подвески установок и прочее. Специальной частью этих установок являются сварочные клещи. Вся установка монтируется на типовой подвеске, которая принята на заводе для подвесных сварочных машин. Аппаратура управления монтируется на специальной площадке, установленной выше монорельса, по которому передвигается тележка подвески. Установки отличаются одна от другой в основном конструкцией клещей. Клещи с шаговой подачей имеют более простую конструкцию, чем клещи с приводом от высокочастотного электрического двигателя. Для уменьшения габаритов клещи имеют пневмо-гидравлический привод создания усилий на электродах. Пружина служит для разжатия клещей. Вращение роликов осуществляется храповым механизмом, который приводится в движение двумя параллельно работающими пневматическими цилиндрами. Эти цилиндры не имеют возвратных пружин, прямой и обратный их ход осуществляется пневматикой. Привод подачи одновременно на два ролика позволяет избежать проскальзывания роликов при сварке на криволинейных поверхностях. Регулировка шага между точками осуществляется двумя регулируемыми упорами. Применение шаговой толкающей подачи значительно упрощает конструкцию клещей, кроме того, в процессе сварки сварочный ток проходит при неподвижном ролике, что улучшает внешний вид места сварки. Для уменьшения коэффициента трения в скользящих контактах клещей применены тонкостенные стальные вкладыши. Как показал опыт эксплуатации, такие вкладыши работают при плотностях тока в контактах в 2 а/мм2 вполне удовлетворительно. Срок службы шпинделей с такими вкладышами значительно увеличивается. Для большей стойкости ролики изготавливаются из сплава МЦ-4. При шаге между точками в 15 мм на этой машине обеспечивается линейная скорость сварки в 1,7 м/мин, при этом в минуту происходит сварка точек. Скорость сварки могла бы быть еще увеличена, но этого не требуется, так как она выбрана по скорости движения конвейера, на котором находится кузов. Сварочные клещи при этом не имеют линейного перемещения. Схема собрана на базе сварочной подвесной точечной машины МТПГ-75. Для поворота роликов добавлен электропневматический клапан ЭПК-2, который управляет работой пневматического цилиндра. Поворот роликов осуществляется за время, определяемое диапазоном „сжатие", обратный ход поршня пневматического цилиндра -- во время диапазона „пауза". Описанная выше установка для шовно-точечной сварки в течение длительного времени эксплуатируется в цехах автозавода и показала хорошие результаты. Описанная конструкция используется для сварки сточных желобков с крышей в кузове автомобиля.

Кроме этой установки, была разработана другая конструкция сварочных клещей с приводом вращения роликов от высокочастотного (на 180гц) электродвигателя мощностью 0,5 квт. Применение высокочастотного электродвигателя позволяет несколько снизить вес установки. Электрическая схема ее также монтируется на основе узлов подвесной точечной машины типа МТПГ-75.

Металлургические процессы в сварочной ванне

Размеры и время существования сварочной ванны могут сильно изменяться в зависимости от способа и режима сварки; в то же время эти два фактора имеют важнейшее значение с точки зрения полноты проходящих химических реакций, очистки жидкого металла от газов и шлаков, формирования шва. Необходимо учитывать различие в степени участия основного и электродного металла в формировании шва в зависимости от способа сварки. Так, при ручной сварке доля участия основного металла в формировании шва не превышает 30-35%, а при автоматической и полуавтоматической сварке обычно составляет 50%, но может увеличиваться и до 70%. Количество и состав шлаков при ручной сварке и при сварке под флюсом различны. При ручной сварке капли из дугового промежутка, двигаясь с большой скоростью, погружаются в сварочную ванну, перемешиваются в ней с металлом и перемещаются от дугового пятна назад и в стороны. При движении капель в ванне происходит разделение металла и шлака вследствие разрушения шлаковых оболочек из-за значительного газообразования внутри капель и разницы в удельном весе металла и шлака. Весь металл в ванне энергично перемешивается и выделяющиеся нерастворимые газы удаляются в атмосферу. В сварочной ванне продолжаются интенсивные окислительно-восстановительные реакции с образованием легкоплавких шлаков, всплывающих на поверхность шва и создающих шлаковый покров. Кроме того, происходит очищение металла ванны от серы. Основное значение металлургических реакций в сварочной ванне - раскисление металла шва и очищение его от вредных примесей и газов. Указанные процессы в полной мере заисят от состава толстого покрытия электрода, чистоты свариваемых кромок, влажности кромок и покрытия электрода, размеров и времени существования сварочной ванны. Наилучшим образом раскисляют и очищают металл шва электроды, содержащиe в покрытии большой процент мрамора (СаСО3) и значительный процент ферросплавов. При наличии на кромках окалины в сварочную ванну попадает кислород, что вызывает интенсивное образование FeO, в свою очередь, приводящее к выгоранию углерода и возможному образованию пор в шве. Влажность кромок или покрытия и наличие ржавчины приводят к окислению металла шва и насыщению его водородом по реакции Fe + H2O = FeO + 2H. О вредной роли закиси железа и водорода говорилось ранее. Таким образом, для обеспечения качества сварки важное значение имеют чистота и сухость свариваемых кромок и отсутствие влаги в покрытии электродов. При сварке под флюсом дуга горит в газовом пузыре, закрытом оболочкой расплавленного флюса и слоем гранулированного (насыпного) флюса. Для металлургических процессов, протекающих при сварке под флюсом, характерна более эффективная защита зоны сварки от действия воздуха, больший объем сварочной ванны и лучшая очистка металла ванны от газов и шлаков, а также наличие определенной зависимости между режимом сварки и химическим составом металла шва. Указанные обстоятельства обеспечивают достаточно высокую прочность металла шва при значительно меньшем его легировании, чем в процессе ручной сварки. В связи с тем, что температурный режим под флюсом в разных частях зоны сварки различен, металлургические процессы в них протекают по-разному. Условно зону сварки делят на две области: 1) область высоких температур вблизи дуги, где плавится металл и флюс, и 2) более холодная - в задней части ванны, где происходит остывание и ванны, и шлака. Как показали опыты, с флюсом в наибольшей степени взаимодействует электродный металл; поэтому при постоянных химических составах флюса и основного электродного металла, но при разных режимах сварки, химический состав металла шва меняется. Так, с увеличением длины дуги и напряжения увеличивается и количество расплавляемого флюса, а следовательно, усиливается взаимодействие жидкого флюса и металла. При укорочении дуги и увеличении силы тока количество расплавляемого флюса уменьшается и металлургические реакции идут в меньшем объеме и менее полно. Химический состав шва приближается к исходному составу стали и проволоки. Этому способствуют более глубокое проплавление основного металла и уменьшение доли участия электродного металла в шве, что уменьшает взаимодействие металла с флюсом. Атмосфера дуги при сварке под флюсом состоит в основном из окиси углерода и водорода, паров флюса и металла. Многие из этих газов благодаря высокой температуре находятся в диссоциированном состоянии. Избыток атомарного водорода в дуге приводит к насыщению им металла шва, что вызывает пористость шва. В связи с этим возникает необходимость предотвратить растворение водорода в сварочной ванне, для чего главным образом применяется фтор, который связывает водород в нерастворимый в металле фтористый водород по реакции

CaF2 + H -- CaF + HF.

При наличии во флюсе большого количества SiO2 в зоне высоких температур из CaF2 образуется летучее соединение. Оно связывает водород. Химический состав металла шва зависит не только от реакции в столбе дуги, но и от реакций, происходящих между шлаком и металлом в сварочной ванне. Основными из них являются кремне- и марганцевосстановительные процессы. Вблизи дуги в области высоких температур эти реакции идут справа налево, т. е. происходит восстановление кремния и марганца и частичное легирование металла шва этими элементами. Однако следует подчеркнуть, что основной процесс легирования проходит ранее, еще в каплях электродного металла. Во второй, остывающей части ванны при бэлее низких температурах реакции идут слева направо и происходит восстановление железа с образованием легкоплавкого шлака в виде комплексных соединений (шлаков), всплывающих на поверхность ванны и образующих шлаковую корку. При недостаточном содержании Мn и Si может происходить раскисление железа углеродом, однако эта реакция, приводящая к пористости шва, подавляется кремнием, вводимым в металл шва в пределах 0,20 - 0,30%. Реакция очищения сварочной ванны от серы происходит за счет марганца. Обычно флюсы не могут усваивать фосфор, так как при относительно низкой концентрации кислорода в сварочной ванне фосфорный ангидрид разрушается по реакции

P2O5 + 5Fe -- 2P + 5FeO.

Вследствие этого фосфор не может быть связан в нерастворимые соединения, переходящие в шлак, и попадает непосредственно в металл шва. В связи с этим при сварке под флюсом строго ограничивается содержание фосфора в присадочных материалах - проволоке и флюсе. Таким образом, при сварке под флюсом химический состав металла шва регулируется соответствующим подбором сварочной проволоки и флюса, а также режима сварки. При сварке в среде аргона процессы в сварочной ванне зависят от химического состава основного и присадочного металла. При сварке неплавящимся (вольфрамовым) электродом без присадочного прутка (тонкий металл) получается металл шва, по составу близкий к основному, так как в процессе сварки происходит только переплавление основного металла в нейтральной среде аргона, не растворяющегося в жидком металле. Сварка тонкого металла производится при малых сварочных токах, и поэтому сколько-нибудь значительного испарения компонентов не происходит. При сварке неплавящимся электродом с подачей присадочного прутка в сварочную ванну могут попасть небольшие количества азота и кислорода из воздуха (за счет адсорбции этих газов поверхностью прутка). Эти газы могут привести к образованию в ванне нитридов и окислов, которые остаются в шве и могут заметно снизить пластические свойства металла (например, при сварке титана и его сплавов). В том случае, когда сварка ведется плавящимся электродом, возможно более интенсивное испарение компонентов в дуге, а также некоторое окисление металла за счет небольших примесей кислорода в аргоне или на поверхности проволоки (это наиболее существенно для химически высокоактивных металлов - алюминия и титана). В связи с этим присадочная проволока обычно имеет повышенное содержание элементов-раскислителей и элементов, компенсирующих угар. Основные металлургические процессы в сварочной ванне - образование растворов (в отдельных случаях - химических соединений), взаимная диффузия и очищение ванны от газов. При сварке в среде углекислого газа положение изменяется, так как защитный газ может растворяться в жидком металле, а в ванну может попадать из воздуха некоторое количество кислорода и влаги. В результате наряду с потерей отдельных легирующих элементов в сварочной ванне металл ванны может быть сильно насыщен окисью углерода (при большом содержании углерода), либо парами воды и водородом (при малом содержании углерода). В обоих случаях металл шва будет пористым. Повышенная склонность к пористости металла шва - основное осложнение при сварке в среде СО2. Применение обычных электродных проволок (Св08, Св08А) и даже проволок с повышенным содержанием раскислителей (Св10ГС) не гарантирует получения металла шва без пор. Только разработанные в ЦНИИТМАШ (Центральный научно-исследовательский институт техно- и машиностроения) специальные марки электродных проволок - Св08ГС и Св08Г2С, содержащие достаточное количество раскислителей, позволяют успешно вести сварку в среде СО2 углеродистых и низколегированных судостроительных сталей без образования пор.

Кислородная резка

Газо-кислородное пламя широко используется не только для подогрева металла при сварке и пайке, но и для различных других видов обработки металла, из которых наиболее распространенным является резка. Процесс кислородной резки металла заключается в сжигании твердого подогретого металла в струе чистого кислорода. Поверхность (или кромка) разрезаемой детали подогревается пламенем газо-кислородной смеси, выходящей из канала резака. Когда поверхность нагрета до температуры воспламенения, по каналу подается концентрированная струя так называемого режущего кислорода, которая быстро окисляет подогретый металл. Образовавшиеся в месте реза жидкие окислы выдуваются, а окружающий его металл остается твердым. За счет теплоты, выделяемой в процессе горения, подогреваются смежные зоны металла, которые при попадании на них струи режущего кислорода также сгорают, и процесс таким образом продолжается непрерывно. В отходы (в шлак) попадает сравнительно небольшое количество металла. Процесс кислородной резки по своей экономичности превосходит процессы механической обработки. Повышение точности кислородной резки, достигнутое за последние годы, значительно расширило область ее применения: она стала эффективно применяться для обработки металлов не только при изготовлении металлических конструкций, но и в машиностроении. Особенно большое распространение кислородная резка получила в производстве листовых металлических конструкций, в частности, в судостроении. Кислородной резке могут подвергаться металлы и сплавы, удовлетворяющие следующим требованиям. 1. Температура воспламенения металла в струе чистого кислорода должна быть ниже температуры его плавления, т. е. металл в процессе резки должен сгорать не расплавляясь. Этому требованию удовлетворяют далеко не все металлы. Железоуглеродистые сплавы удовлетворяют ему при содержании углерода меньше 0,7%. Следует отметить, что разделить детали на части можно и путем выплавления металла из места разреза. Однако точность резки, а также качество поверхности реза и экономические показатели процесса будут в этом случае неудовлетворительными. Поэтому резка выплавлением практически применяется редко, главным образом для цветных металлов, чугуна и высоколегированных сталей, резать которые обычным способом невозможно. 2. Температура плавления окислов должна быть ниже температуры плавления металла, что делает возможным удаление продуктов сгорания из места разреза (в противном случае тугоплавкие окислы застрянут в разрезе и нарушат процесс). Медь, алюминий, чугун и высокоуглеродистые стали по этому признаку резке не поддаются. 3. Металл не должен содержать примесей, ухудшающих процесс резки (это условие вытекает из содержания первых двух требований). Одни примеси повышают температуру плавления окислов, другие препятствуют воспламенению металла, наконец, третьи ухудшают свойства металла в зоне разреза и приводят к появлению трещин. К примесям, ухудшающим процесс резки стали, относятся: молибден, если содержание его превышает 0,25%; углерод, если содержание его превышает 0,7%; хром, если содержание его превышает 7-10%, и др. При содержании углерода более 0,4% резка возможна, но приводит к появлению на поверхности разреза закалочных структур и даже трещин. Для предотвращения этого явления необходимы специальные меры, например предварительный подогрев. 4. Для обеспечения непрерывности процесса реакция горения металла в кислороде должна быть экзотермической, т. е. должна сопровождаться выделением теплоты. Если бы при резке теплота поглощалась, а не выделялась, то процесс не смог бы идти непрерывно и после сгорания нагретого участка резак пришлось бы останавливать для подогрева следующего очередного участка. За счет выделенной теплоты происходит подогрев следующих очередных участков разрезаемого материала. Однако продолжать процесс только за счет самоподогрева не удается. Во-первых, вытекающий шлак уносит с собой большое количество теплоты, а во-вторых, часть теплоты отводится в окружающий металл. Кроме того, выходящий из сопла режущий кислород вследствие дросселирования также охлаждает место разреза. Главную долю подогревающего тепла все же составляет теплота реакции горения железа. По наблюдениям некоторых исследователей, тепло, выделяемое подогревательным пламенем, составляет более половины общего баланса тепла при газовой резке и зависит от толщины разрезаемого материала. 5. Теплопроводность разрезаемого металла должна быть относительно небольшой, чтобы можно было довести температуру в зоне разреза до воспламенения. Для подогрева зоны разреза может быть применено ацетилено-кислородное пламя. Однако, поскольку роль пирометрического эффекта греющего пламени здесь не столь значительна, как при газовой сварке, для резки используются и различные заменители горючих газов - бензин, водород, природный газ и др. Кислородная резка осуществляется специальными резаками. На качество и точность резки оказывает влияние ряд факторов, а именно: форма и тепловые характеристики греющего пламени, форма струи и давление режущего кислорода, чистота его, скорость перемещения резака, расстояние от наконечника до разрезаемой поверхности и т. п. Важное значение имеет форма греющего пламени. Оно должно быть концентрически правильным и по возможности с наименьшим расходящимся конусом. Режущая струя кислорода должна располагаться непосредственно около греющего пламени. Наиболее выгодным расположением греющей и режущей струй является концентрическое. Конструктивно оба канала - для греющей смеси и для режущего кислорода - располагают в одной головке резака. Подача же газов осуществляется по отдельным трубкам. Большую роль в обеспечении качества разреза играет форма струи режущего кислорода. Струя, расходящаяся конусом, которая обычно получается при выходе сжатых газов из цилиндрического канала, будет давать клиновидную форму прорези. В профилированных соплах внутренний канал для режущего кислорода очерчен вдоль оси по кривой линии. Следует отметить, что диаметр внутреннего канала для кислорода в зависимости от толщины разрезаемого металла выбирается от 1 до 3 мм, поэтому при изготовлении наконечников профилирование канала по какой-либо кривой представляет большие технологические трудности. Форма струи зависит от давления режущего кислорода. При повышении давления повышается плотность струи и возникает эффект дросселирования. Зона разреза при этом охлаждается и качество резки ухудшается. При пониженном давлении кислород может не достигнуть нижних кромок, и разрез будет неполным. Качество и производительность газовой резки в большой степени зависят от чистоты кислорода. С понижением чистоты кислорода процесс окисления замедляется, а расход газов увеличивается. Скорость перемещения греющего пламени и кислородной струи оказывает влияние на глубину прогрева кромок и чистоту поверхности разреза. При слишком медленном перемещении пламени поверхность разреза может частично оплавляться. При повышенной скорости поверхность разреза получается недостаточно ровной, а шлак застревает в разрезе. Изменение расстояния между поверхностью металла и наконечником обусловливает изменение ширины разреза и нарушение теплового режима подогрева. Чтобы поддерживать это расстояние постоянным, в современных газорезательных автоматах иногда используют резаки, закрепленные на специальных «плавающих» суппортах. При ручной газовой резке стабильности большинства перечисленных факторов достигнуть не удается, поэтому качество резки невысокое: получаются «выхваты», скосы кромок и натеки. На современных газорезательных машинах при правильном выборе режима резки среднее квадратичное отклонение неровностей профиля поверхности от средней линии может быть достигнуто в пределах 0,06-0,1 мм, что соответствует первому классу чистоты обработки. Очертание заданной линии (с чертежа или с контура) может быть воспроизведено с точностью 0,1-0,15 мм. Прямой угол между поверхностью листа и поверхностью разреза может быть выдержан в пределах 10-15'. Таким образом, геометрия разреза, выполненного на исправных и точных газорезательных автоматах, может быть выдержана с точностью, значительно превышающей точность, требуемую при обработке деталей корпуса судна, и приближающейся к точности деталей, обработанных механическим способом. Следует, однако, указать, что при газовой резке точность вырезанных деталей определяется не только качеством машины и регулировкой пламени; большое влияние оказывает также нагрев кромок, которые, расширяясь и сокращаясь, искажают намеченную конфигурацию всей вырезаемой детали. Поэтому для того чтобы обеспечить требуемую точность, следует применять такую технологию резки, которая учитывала бы происходящие деформации. Высокий нагрев кромки при газовой резке сопровождается и структурными преобразованиями в металле. Глубина изменения структуры зависит от режима резки (количества вводимого тепла на единицу длины и скорости охлаждения) и от химического состава разрезаемого металла. На высокоуглеродистых и легированных сталях кромка разреза может получить закалку. При резке малоуглеродистых корпусных сталей закалка не происходит, но имеет место перекристаллизация, а в зоне, где нагрев был выше температуры 1000-1100° С, и рост зерна. Однако, учитывая, что процесс резки происходит при 1350° С, т. е. при температуре, лишь не намного превышающей 1100° С, а также учитывая скорость резки и теплопроводность стали, можем заключить, что ширина зоны изменения свойств стали должна быть очень небольшой. Действительно, на обыкновенных углеродистых судостроительных сталях в поверхностном слое разреза имеет место повышение твердости на 2-8%, что составляет незначительную величину. Глубина слоя, в котором произошли эти изменения, не превышает 1 мм при толщине разрезаемого листа до 50 мм. Заметим, что при механической резке на ножницах ширина наклепанной зоны, в которой изменяются механические свойства металла, значительно больше.

Виды кислородной резки

Существует несколько разновидностей кислородной резки, зависящих от формы, места разреза и материала разрезаемой детали. Эти процессы можно сгруппировать следующим образом. I. Разделительная резка: а) прямолинейная; б) фигурная; в) со скосом кромок под сварку. 1) нормальная; 2) скоростная; 3) кислородно-флюсовая. II. Поверхностная обработка: 1) строжка канавок; 2) строжка поверхности; 3) обточка. III. Сверление (прожигание отверстий): 1) обычной струей; 2) кислородным копьем. IV. Специальные процессы резки: электрокислородная, подводная и др. Разделительная резка. Наиболее распространенным процессом является разделительная резка, которая может осуществляться струей, перпендикулярной к разрезаемой поверхности или наклонной (для скоса кромок). Процесс резки начинают с подогрева кромки; когда температура кромки достигнет 1050-1300° С (температура воспламенения), пускают струю режущего кислорода и начинают перемещать резак вручную или с помощью механизированного привода. Резка кромок листов с подготовкой под сварку может производиться одновременно тремя резаками. Обе кромки при этом сразу получают требуемый Х-образный скос. Процесс протекает весьма производительно, так как наклонные резаки работают в облегченных условиях, разрезая металл, прогретый впереди идущим вертикальным резаком. Скорость разделительной резки может быть значительно повышена, если применять резак специальной формы, направляющий режущую струю не перпендикулярно, а под некоторым углом атаки к плоскости разрезаемого листа. Благодаря удлинению пути прохождения струи в металле усиливается подогрев кромки за счет перемещения по ней расплавленного шлака. При этом производительность повышается в 2-3 раза. Для разделения на части стальных деталей из материала с высоким содержанием легирующих примесей применяется процесс кислородно-флюсовой резки. Разрезание чугуна и легированных сталей, например, с содержанием хрома свыше 7% и др., обычными методами кислородной резки невозможно. Образующиеся при резке окислы, имеющие высокие температуры плавления, делают шлак густым, плохо удаляются и препятствуют окислению нижележащих слоев металла. При кислородно-флюсовой резке в струю режущего кислорода из специального бункера подают порошкообразный флюс, который делает жидкотекучей шлаковую пленку в месте разреза. Флюс для хромистой стали представляет собой мелкое порошкообразное железо с добавкой кварцевого песка. Могут применяться и другие компоненты. Поверхностная обработка. Поверхностная обработка газокислородной струей производится с целью создания канавок для наложения сварного шва, для ликвидации пороков в отливках, поковках и сварных швах, а также для удаления припусков. В отличие от разделительной резки, при которой мундштук резака расположен перпендикулярно к поверхности обрабатываемого изделия, при поверхностной обработке этот угол не превышает 35°. Любая поверхностная кислородная резка сводится к образованию желобка, характеризуемого его шириной, глубиной и кривизной поверхности. При строжке и обработке больших поверхностей желобок получается большой протяженности и постоянного сечения по длине; резак перемещается при помощи механизма. Удаление пороков металла и строжка канавок осуществляются ручным способом. Для поверхностной обработки применяют специальные резаки с увеличенной мощностью подогревательного пламени и особым наконечником. В мундштуках этих резаков вместо кольцевого канала для режущего кислорода имеется шесть концентрических отверстий для подогревающего пламени. Угол между осью мундштука и обрабатываемой поверхностью должен быть в пределах 15-25° при расстоянии от конца мундштука до обрабатываемой поверхности не больше 1-2 мм. Резак имеет удлиненную рукоятку. При обточке цилиндрических изделий резак располагают вертикально на суппорте, а изделие поворачивается в центрах. Сверление. При помощи газового резака можно выполнять отверстия, либо прожигая их в целом металле, либо начиная от начального небольшого отверстия, заранее просверленного в металле для исходного нагрева кромки. По существу, такой процесс представляет газокислородную резку по окружности малого диаметра. При прожигании отверстие получается неправильной формы. Прожечь отверстие удается лишь при небольших толщинах металла (до 5-8 мм). В металлургической промышленности для прожигания отверстий большого диаметра в отливках и болванках используют разновидность процесса, так называемую резку кислородным копьем. Специальные процессы кислородной резки. Одной из разновидностей процесса кислородной резки является подводная резка, широко используемая в водолазном деле при ремонте подводной части судов, при гидротехнических работах, а также для разборки затонувших судов и сооружений. Под водой газо-кислородное пламя может успешно гореть, если вокруг него будет создана защитная оболочка из продуваемого воздуха или продуктов горения. Горючим газом для подводной резки служит преимущественно водород. На небольших глубинах (до 10 м) можно применять ацетилен. Применяется также жидкое горючее: бензин, бензол и т. д. Резак для подводной резки имеет три мундштука. Через один (внутренний) мундштук подается режущий кислород, через другой - горючая водородно-кислородная смесь. Третий наружный мундштук-колпак служит для образования защитного воздушного слоя. Соответственно к резаку подведены шланги от трех баллонов: воздушного, кислородного и водородного. При резке под водой давление кислорода устанавливают от 5 до 10 ати. Зажигание горючей смеси и регулировка пламени раньше производились на воздухе. В настоящее время применяют специальные подводные электрозажигалки низкого напряжения, питаемые от батареи щелочных аккумуляторов. В последние годы для подводной резки получил применение так называемый кислородно-дуговой процесс, при котором металл сжигается кислородом, а подогрев осуществляется дугой. Применяется трубчатый стальной электрод, внутрь которого вдувают кислород. Существует также кислородно-дуговой способ резки с подачей кислорода сзади от перемещающейся дуги. При этом используется сплошной металлический или угольный электрод, в покрытии которого сделан канал, подводящий кислород. Кислородно-дуговой процесс применяется и для резки на воздухе, однако качество резки и производительность этого процесса ниже, чем у обычной газо-кислородной резки. Применение кислородно-дуговой резки целесообразно для тех металлов и сплавов, которые обычной кислородной резке не поддаются. Необходимо отметить особую важность соблюдения правил техники безопасности при газовой резке и других процессах газокислородной обработки. Уже указывалось на взрывоопасность горючих газов. Кроме того, следует учитывать, что наличие кислорода, интенсифицирующего горение, может способствовать воспламенению посторонних материалов - краски, тканей и т. п. - особенно при работах в замкнутых помещениях, отсеках судна и котлах. Правила обращения с баллонами для сжатых газов и правила выполнения газосварочных и газорезательных работ излагаются в специальных инструкциях.

Точечная и шовная сварка крупногабаритных судовых конструкций

Раньше на заводе „Красное Сормово" контактная сварка была основным технологическим процессом при изготовлении металлоконструкций стиральной машины, манипуляторов, мелких узлов и деталей насыщения сухогрузных теплоходов, элементов отопительных батарей для домов народной стройки. В этих случаях используются контактные машины серийного выпуска МТП-75, МТП-150, МШП-150. Применение контактной сварки в судостроении для изготовления тонколистовых судовых конструкций, имеющих, как правило, большие габариты, сдерживалось отсутствием соответствующего оборудования. В 1956 году на основе опыта Калининского вагоностроительного завода был разработан проект специальной двухточечной установки портального типа для контактной точечной сварки наружных секций надстроек сухогрузных теплоходов. Одновременно с этим были проделаны работы по восстановлению шовной контактной машины фирмы „Бритиш-Федерал" и внедрению шовной сварки внутренних секций. Точечная контактная сварка. Общий вид одной из секций, при сварке которых используется контактная точечная сварка. Секции изготовляются из листового и профильного проката стали марки Ст. 3с. Толщина листов обшивки всех трех поясов 2 мм, толщина привариваемого набора жесткости (углового и Z-образного профиля) 4 и 5мм. Общая технологическая последовательность выполнения работ такова: а) сборка и сварка обшивки нижнего и верхнего пояса; эти операции выполняются на плитах, имеющих пазы под выштампованные гофры обшивки; б) сборка и прихватка полотнища обшивки секции, установка на него набора жесткости и сварка набора жесткости между собой. Эти операции также выполняются на специальных плитах с пазами под выштампованные гофры. Окончательно собранные секции передаются на участок контактной точечной сварки. Технология сборки и сварки секций построена таким образом, что максимальный объем электродуговой сварки выполняется до контактной точечной сварки. Такая технология позволяет избежать значительных деформаций обшивки и секции в целом. Все детали, подлежащие контактной точечной сварке, в местах постановки сварных точек необходимо тщательно очистить от всевозможных загрязнений (окалины, ржавчины, краски и т. д. ). Очистка производится либо пневмомашинкой непосредственно на сборочном участке, либо на специальном зачистном приспособлении в деталях до сборки. Последовательность сварки на портальной двухточечной установке следующая: а) сварка продольных швов (сварка листов обшивки нижнего и среднего пояса, среднего и верхнего, приварка к листам обшивки угольников и стрингеров); б) сварка поперечных швов (приварка стоек). При переходе от сварки продольных швов к сварке поперечных сварочные головки установки поворачиваются на 90°. Сварка продольных швов ведется отдельными участками длиной до 2 м. По окончании сварки одного такого участка секция перемещается на 1,5 -- 2 м, после чего сварка производится на следующем участке. Секция перемещается с помощью специального прижимного устройства самим порталом. В конструкции секций, выполняемых контактной точечной сваркой, встречаются следующие сочетания толщины свариваемых элементов: 2+2, 2+4, 2+2+4 мм. В соответствии с этим отработаны режимы сварки, которые обеспечивают высокую прочность сварных соединений и отсутствие как внутренних, так и наружных дефектов. Исключению вмятин на наружной стороне обшивки способствует применение электрода несколько большего диаметра, чем электрода со стороны набора. Особое внимание в процессе работы сварщик обращает на состояние рабочих поверхностей электродов (диаметр, чистоту поверхности). В качестве материала для изготовления электродов используется сплав меди Бр Х7. Диаметр рабочих поверхностей электродов: верхнего 10 -- 12 мм, нижнего 16--18мм. Устройство портальной установки и работа на ней. Установка для контактной точечной сварки секций надстроек включает в себя механическую и электрическую части, аппаратуру управления, пневмо- и гидросистемы. Механическая часть установки состоит из сварной рамы портала, являющейся основанием, на котором монтируются и крепятся все узлы и механизмы: механизм перемещения сварочных головок вдоль портала, две сварочные головки (верхняя и нижняя). В электрическую часть входят два сварочных трансформатора броневого типа мощностью по 150 ква при ПВ = 25% каждый, электромоторы механизмов перемещения портала и сварочных головок. Аппаратура управления установки состоит из игнитронного контактора типа КИА-100-2, этектронного регулятора времени РВЭ-7-1А, электропневматических клапанов и контрольно-измерительных приборов (вольтметр, амперметр), включенных в первичную цепь сварочных трансформаторов и пульта управления. Рама портала выполнена в форме трапеции из стандартного профильного проката. Для перемещения рама портала снабжена четырьмя бегунками, два из которых находятся на одной оси и приводятся во вращение от электромотора мощностью 1,7 квт с числом оборотов 1000 об/мин через трехступенчатый редуктор с передаточным числом 1=60 и пару цилиндрических шестерен. Скорость передвижения портала по направляющим составляет 125 мм/сек. Для остановки портала механизм передвижения снабжен электротормозом типа КМТ-100. Верхняя и нижняя сварочные головки состоят ий тележки с поворотным устройством, на котором крепятся по два пневматических цилиндра к одному сварочному трансформатору. Тележки сварочных головок перемещаются по направляющим рамы портала. Перемещение верхней и нижней головок синхронизировано и осуществляется от одного электромотора мощностью 1,7 квт с числом оборотов 1000 об/мин через двухступенчатый редуктор с передаточным числом 5, систему конических шестерен и двух горизонтальных ходовых винтов с трапецеидальной резьбой, входящих в зацепление с ходовыми гайками верхней и нижней тележек головок. Скорость синхронного перемещения сварочных головок составляет 145 мм/сек. Механизм перемещения головок снабжен конечными выключателями, отключающими электромотор от сети при достижении тележками одного из крайних положений. Пневматические цилиндры головок смонтированы попарно соосно, с расстоянием между осями 240 мм. Цилиндры нижней головки двухкамерные с постоянным рабочим ходом поршня. Верхние цилиндры трехкамерные, по типу пневмоцилиндров серийных машин МТП, и позволяют в процессе работы изменять величину установочного и рабочего хода поршня. Для крепления электродов и токоподводящих шин от трансформаторов на концах штоков всех четырех цилиндров закреплены электродержатели. Верхняя и нижняя головки могут свободно поворачиваться вокруг одной общей оси на 90°, чем обеспечивается перестройка установки со сварки продольных швов на сварку поперечных,В качестве сварочных трансформаторов использованы трансформаторы КТ-150, выпускаемые заводом „Электрик". Первичные обмотки сварочных трансформаторов включаются в сеть параллельно. Первичные обмотки трансформаторов секционированные, что дает возможность получить 8 ступеней регулирования величины сварочного тока и вторичного напряжения. При сварке оба трансформатора включаются на одну и ту же ступень регулирования. Работа трансформаторов, включенных на разные ступени, не допускается. Включение сварочных трансформаторов в электрическую сеть осуществлено через игнитронный контактор. Включение в схему управления регулятора времени РВЭ-7-1А обеспечило автоматизацию всего цикла сварки: сжатие электродов, включение сварочного трансформатора, время протекания сварочного тока, подъем электродов и постоянство этих параметров в каждом цикле сварки. Управление механизмами перемещения сварочных головок и портала, а также регулятором времени сосредоточено на кнопочном пульте, который расположен на раме портала. Пневматическая система установки имеет две самостоятельные ветви: для верхней головки и для нижней. Каждая ветвь пневмосистемы, кроме уже указанных цилиндров, включает в себя ресивер, электропневматический клапан типа ЭПК-6 для автоматизации подачи воздуха в соответствующие камеры цилиндров и шланги. Подача воздуха в ресиверы установки осуществляется от воздушной магистрали цеха рабочим давлением 5 атм через пылевлагоотделитель. Расход сжатого воздуха при работе установки составляет 7--8 м3/час. Гидравлическая система предназначена для охлаждения всех токоведущих частей вторичного контура трансформатора, игнитронных ламп контактора, электродов и вторичных обмоток трансформатора. Для предохранения электрической цепи сварочного трансформатора и токоведущих частей от перегрева в цепи включения игнитронного контактора поставлен гидроконтакт, который замыкается только при включенной гидросистеме портала и определенном давлении и расходе воды. Средний расход воды на охлаждение при сварке составляет около 1000 л/час. На раме портала смонтирован пневматический прижим, обеспечивающий прижатие свариваемой секции к раме портала и перемещение ее совместно с установкой. Перпендикулярное перемещение секции относительно портала в процессе сварки, а также расположение осей продольных швов достигается наличием двух опорных и направляющих роликов, имеющих на своей поверхности проточку под выштампованные продольные гофры обшивки. По обе стороны от портальной установки имеются роликовые опоры, на которые укладывается свариваемая секция. Шовная контактная сварка. Этот вид контактной сварки используется при сварке полотнищ секций внутренних стенок надстройки сухогрузного теплохода. Общий вид и габариты одной из секций. Материал листов обшивки--сталь марки Ст. 3с, толщина 6=3 мм. Сварка производится на универсальной шовной машине фирмы „Бритиш-Федерал", имеющей рабочий вылет хобота 1300 мм. Мощность машины 300 ква. Управление машиной осуществляется через игнитронный прерыватель, который на заводе был полностью переработан своими силами. Привод давления верхнего ролика рычажный с прямолинейным ходом. Охлаждение верхнего ролика водяное внутреннее, нижнего -- внутреннее и наружное. Скорость сварки плавно регулируется с помощью вариатора скоростей. Принудительное вращение имеет только верхний ролик. Передача движения на ролик осуществляется через шарошку, в результате чего обеспечивается постоянство ширины рабочей поверхности верхнего ролика и ее чистота. Основные технические данные машины таковы: первичное напряжение 380 в, число ступеней регулирования тока--9, скорость сварки--от 0,5 до 3 м/мин, пределы регулирования величины давления между роликами 250--650 кг, расход охлаждающей воды - 800 л/час, суммарная толщина свариваемых деталей -- 8 мм. Ввиду больших габаритов полотнищ секций (8000X3000 мм) сборка и сварка производятся методом последовательного наращивания. Сущность его состоит в том, что первоначально свариваются только две детали полотнища, после чего производится передвижка сваренных деталей на величину, равную ширине детали, укладка третьей детали, ее сварка и т. д. Для удобства сварки, поддержания свариваемых деталей и полотнища в горизонтальной плоскости и перемещения их в процессе сварки машина оборудована специальной подвижной тележкой со столом. Тележка и стол выполнены сварными и имеют жесткое крепление между собой и практически представляют одно целое. Тележка и стол перемещаются по направляющим, оси которых строго параллельны плоскости вращения роликов. Перемещение осуществляется за счет тягового усилия, развиваемого вращающимися роликами и свариваемым полотнищем, закрепленным на столе и тележке. Свариваемые детали крепятся только к подвижной тележке четырьмя винтовыми прижимами, обеспечивающими надежное прижатие детали за гофр. Крепление деталей за гофр исключило имевший место разворот деталей в процессе сварки и „сход" роликов с оси шва. Конструкция крепления прижимных устройств к тележке такова, что без значительных затрат времени последние могут быть передвинуты на необходимую величину в направлении, перпендикулярном шву, и самозакреплены на тележке при прижатии деталей. Кромки деталей, подлежащие сварке, на ширину 20--25 мм подвергаются очистке от загрязнений. Зачистка производится на приспособлении, указанном выше. Технологическая последовательность выполнения работ по сборке и сварке полотнищ может быть представлена так: комплект деталей с кромками, подготовленными под сварку, укладывается стопой около сварочной машины в последовательности наращивания деталей в полотнище. Берутся первые две детали, укладываются на стол и тележку и собираются внахлестку (величина нахлестки 20 + 25 мм). Детали прихватывают короткими швами (25--30 мм) по концам и по середине, после чего выполняется сварка на проход. Режимы сварки отрабатывались на образцах с введением во вторичный контур сварочного трансформатора магнитной массы, равноценной массе, вводимой при сварке полотнищ. Все сварные швы, выполненные шовной сваркой, подвергаются испытанию на непроницаемость. Практика работы показала, что технология и режимы сварки обеспечивают высокое качество сварных соединений и всей секции в целом. Имевшие место при дуговой сварке значительные деформации полотнищ полностью исключены. Перевод изготовления секций надстроек с электродуговой сварки на контактную создали условия для дальнейшего повышения производительности труда, сокращения цикла сборочно-сварочных работ и повышения культуры производства. Наряду с резким улучшением качества секций снизилась трудоемкость целого ряда операций. В секциях надстроек (из числа переведенных на контактную сварку) из общего метража сварки в 633 пог. м 390 пог. м свариваются точечной и шовной контактной сваркой. Такое сокращение объема электродуговой сварки дало снижение расхода электродов, в пересчете на одно судно, 57 кг.