Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса
На основе экспериментальных исследований техники сварки самозащитной порошковой проволокой типичных соединений агрегатов металлургического комплекса определены технологические показатели и производительность сварки при использовании проволоки трех типов. Показана целесообразность использования прово...
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2007
|
| Schriftenreihe: | Автоматическая сварка |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101854 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса / В.Н. Шлепаков, В.Н. Игнатюк, А.С. Котельчук, Ю.М. Гитин // Автоматическая сварка. — 2007. — № 9 (653). — С. 34-40. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-101854 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1018542016-06-09T03:02:17Z Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса Шлепаков, В.Н. Игнатюк, В.Н. Котельчук, А.С. Гитин, Ю.М. Производственный раздел На основе экспериментальных исследований техники сварки самозащитной порошковой проволокой типичных соединений агрегатов металлургического комплекса определены технологические показатели и производительность сварки при использовании проволоки трех типов. Показана целесообразность использования проволоки двухслойной конструкции при сварке металла средней и большой толщины в нижнем и горизонтальном положениях швов. Про-волоку трубчатой конструкции малого диаметра целесообразно использовать при выполнении швов в вертикальном и потолочном положениях. Разработана технология сварки типичных металлоконструкций. On the basis of experimental investigations of the technique of welding the metallurgical complex units with a self-shielding flux-cored wire the technological parameters and productivity of welding were determined in case of application of the wire of three types. Expediency of using wire of the double-layer design in welding of metal of medium and large thickness in flat and horizontal positions of welds is shown. It is expedient to use wire of tubular design when making welds in vertical and overhead positions. Welding technology for typical metal structures is developed. 2007 Article Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса / В.Н. Шлепаков, В.Н. Игнатюк, А.С. Котельчук, Ю.М. Гитин // Автоматическая сварка. — 2007. — № 9 (653). — С. 34-40. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101854 621.791.75:669.14/15 ru Автоматическая сварка Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Производственный раздел Производственный раздел |
| spellingShingle |
Производственный раздел Производственный раздел Шлепаков, В.Н. Игнатюк, В.Н. Котельчук, А.С. Гитин, Ю.М. Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса Автоматическая сварка |
| description |
На основе экспериментальных исследований техники сварки самозащитной порошковой проволокой типичных соединений агрегатов металлургического комплекса определены технологические показатели и производительность сварки при использовании проволоки трех типов. Показана целесообразность использования проволоки двухслойной конструкции при сварке металла средней и большой толщины в нижнем и горизонтальном положениях швов. Про-волоку трубчатой конструкции малого диаметра целесообразно использовать при выполнении швов в вертикальном и потолочном положениях. Разработана технология сварки типичных металлоконструкций. |
| format |
Article |
| author |
Шлепаков, В.Н. Игнатюк, В.Н. Котельчук, А.С. Гитин, Ю.М. |
| author_facet |
Шлепаков, В.Н. Игнатюк, В.Н. Котельчук, А.С. Гитин, Ю.М. |
| author_sort |
Шлепаков, В.Н. |
| title |
Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса |
| title_short |
Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса |
| title_full |
Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса |
| title_fullStr |
Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса |
| title_full_unstemmed |
Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса |
| title_sort |
механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/101854 |
| citation_txt |
Механизированная ремонтная сварка порошковой проволокой агрегатов металлургического комплекса / В.Н. Шлепаков, В.Н. Игнатюк, А.С. Котельчук, Ю.М. Гитин // Автоматическая сварка. — 2007. — № 9 (653). — С. 34-40. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Автоматическая сварка |
| work_keys_str_mv |
AT šlepakovvn mehanizirovannaâremontnaâsvarkaporoškovojprovolokojagregatovmetallurgičeskogokompleksa AT ignatûkvn mehanizirovannaâremontnaâsvarkaporoškovojprovolokojagregatovmetallurgičeskogokompleksa AT kotelʹčukas mehanizirovannaâremontnaâsvarkaporoškovojprovolokojagregatovmetallurgičeskogokompleksa AT gitinûm mehanizirovannaâremontnaâsvarkaporoškovojprovolokojagregatovmetallurgičeskogokompleksa |
| first_indexed |
2025-07-07T11:29:15Z |
| last_indexed |
2025-07-07T11:29:15Z |
| _version_ |
1836987456344293376 |
| fulltext |
УДК 621.791.75:669.14/15
МЕХАНИЗИРОВАННАЯ РЕМОНТНАЯ СВАРКА
ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ АГРЕГАТОВ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА*
В. Н. ШЛЕПАКОВ, д-р техн. наук, В. Н. ИГНАТЮК, инж., А. С. КОТЕЛЬЧУК, канд. техн. наук
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины),
Ю. М. ГИТИН, инж. (Днепровский металлургический комбинат им. Ф. Э. Дзержинского, г. Днепропетровск)
На основе экспериментальных исследований техники сварки самозащитной порошковой проволокой типичных
соединений агрегатов металлургического комплекса определены технологические показатели и производительность
сварки при использовании проволоки трех типов. Показана целесообразность использования проволоки двухслойной
конструкции при сварке металла средней и большой толщины в нижнем и горизонтальном положениях швов. Про-
волоку трубчатой конструкции малого диаметра целесообразно использовать при выполнении швов в вертикальном
и потолочном положениях. Разработана технология сварки типичных металлоконструкций.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая сварка, ремонт металло-
конструкций, низколегированные стали, металлургический
комплекс, порошковая проволока, разработка состава
Сегодня актуальной проблемой при выполнении
ремонтно-восстановительной сварки металлокон-
струкций из низколегированных сталей в цеховых
условиях и при монтаже металлургического обо-
рудования является повышение ресурса и безо-
пасности эксплуатации конструкций, сооружений
и машин. Одним из эффективных путей ее ре-
шения является применение высокопроизводи-
тельной и качественной механизированной сварки
самозащитной порошковой проволокой.
Корпусы доменных печей, конверторов, ков-
шей изготовляются из низколегированных сталей,
в частности, стали 09Г2С, требования к свойствам
сварочных материалов отвечают типу Е50А сог-
ласно ДСТУ (ГОСТ 9467–75). Типичными сое-
динениями являются стыковые с раскрытием кро-
мок в 50 (для нижнего и вертикального проектного
положения) и в 45° (для горизонтального с од-
носторонним раскрытием). Толщина металла сос-
тавляет от 12 до 60 мм, базовая — 30 мм. Соеди-
нения монтируются со щелью по корню шва
1…3 мм (рис. 1).
Необходимо было создать самозащитную по-
рошковую проволоку, которую можно было бы
Рис. 1. Типы стыковых соединений на вертикальной плоскости корпусов промковшей и агрегатов металлургического комп-
лекса: а — нижнее проектное положение; б — горизонтальное с односторонним раскрытием
© В. Н. Шлепаков, В. Н. Игнатюк, А. С. Котельчук, Ю. М. Гитин, 2007
* Статья подготовлена по результатам выполнения целе-
вой комплексной программы НАН Украины «Проблемы
ресурса и безопасности эксплуатации конструкций, соору-
жений и машин» (2004–2006 гг.).
34 9/2007
использовать при выполнении сварки различных
видов соединений в разных пространственных по-
ложениях при разных условиях выполнения работ.
При этом должны были быть обеспечены не-
обходимые показатели прочности и вязкоплас-
тичные свойства металла сварных соединений,
а также высокие показатели производительности
сварки.
Исследование трещиностойкости сварных
соединений расчетными методами с учетом
класса сталей, типа проволоки и условий сва-
рки. Поскольку образование и развитие трещин,
инициированных водородом, в основном опреде-
ляется классом свариваемой стали, типом свароч-
ного материала, режимом сварки, формой и ге-
ометрическими размерами соединения, то для
прогнозирования водородного охрупчивания
сварного соединения в качестве базисных приня-
ты следующие четыре условия, при наложении
которых вероятность зарождения и развития во-
дородных трещин возрастает:
наличие напряженного состояния растяжения
в зоне сварного соединения, возникающего в ре-
зультате термического цикла сварки и определя-
емого характером соединения сварных деталей,
их толщиной, а также наложением внешних нап-
ряжений;
максимальный уровень содержания водорода
в металле шва, который адсорбируется в процессе
сварки сварочной ванной из атмосферы дуги и
способен диффундировать в металл ЗТВ (опре-
деляется содержанием остаточной влаги в сердеч-
нике порошковой проволоки, наличием загрязне-
ний или волочильного смазочного масла и других
термонестабильных соединений водорода на по-
верхности проволоки или свариваемого металла);
образование микроструктуры в металле ЗТВ
или сварном шве, чувствительной к зарождению
и распространению инициированных водородом
трещин (определяется главным образом химичес-
ким составом основного металла и металла шва, а
также термодеформационным циклом сварки);
собственно термический цикл сварки, т. е. про-
межуток времени, достаточный для диффузии во-
дорода из критических зон сварного соединения
(металла ЗТВ или шва) при охлаждении до тем-
пературы, при которой резко возрастает риск во-
дородного охрупчивания (определяется режимом
сварки, температурой подогрева, формой соеди-
нения и толщиной свариваемого металла) [1–3].
При использовании сварочного материала с по-
вышенным содержанием легирующих элементов
возрастает вероятность образования трещин в са-
мом сварном шве.
Существуют три основных подхода к предуп-
реждению образования водородных трещин. Во-
первых, замедление охлаждения в интервале тем-
ператур мартенситного преобразования, т. е. уве-
личение продолжительности времени, необходи-
мого для диффузии водорода из металла шва и
ЗТВ, уменьшение твердости последнего и соот-
ветственно снижение чувствительности микрост-
руктуры к образованию трещин. На практике этот
подход реализуется путем местного подогрева
или сварки при увеличенной погонной энергии
сварки. Во-вторых, уменьшение твердости нап-
лавленного металла (вероятность зарождения
трещин в более пластических микроструктурах
ниже) путем использования основного металла
или сварочного материала, которые обеспечи-
вают более низкий углеродный эквивалент нап-
лавленного металла. В-третьих, уменьшение ко-
личества водорода, который вносится в металл
шва, поскольку его низшие уровни снижают
риск образования трещин. На практике этот под-
ход реализуется с помощью использования тех-
нологических процессов, которые контролируют
уровень внесенного водорода, или путем при-
менения низководородного сварочного матери-
ала, просушивание или прожаривание свароч-
ных материалов и флюсов перед сваркой [2].
Оценку вероятности водородного охрупчива-
ния при сварке порошковой проволокой соеди-
нений из металла разной толщины при разных
значениях погонной энергии сварки проводили
с помощью компьютерной программы PREHE-
AT. В программе вероятность образования мик-
роструктур, чувствительных к зарождению и
распространению индуцированных водородом
холодных трещин, прогнозируется показателем
водородного охрупчивания — углеродным эк-
вивалентом (CE или PCM) металла.
Для оценки чувствительности сталей к холод-
ным трещинам использовали следующие выраже-
ния [4, 5]:
1) формулу, принятую Международным инс-
титутом сварки, для углеродистых сталей, содер-
жащих более 0,18 мас. % углерода или в случаях,
когда возможно медленное охлаждение (время ох-
лаждения от 800 до 500 °С составляет более 12 с):
CEIIW = C + Mn
6 + Ni + Cu
15 + Cr + Mo + V
5 ; (1)
2) формулу для PCM, предложенную Й. Ито
и К. Бессио:
PCM = C + Si
30 + Mn + Cu + Cr
20 + Ni
60 + Mo
15 + V
10 + 5B (2)
или для CEMW (Дюрен):
CEMW = C + Si
25 + Mn + Cu
20 + Cr
10 + Ni
40 + Mo
15 + V
10. (3)
Формулы (2) и (3) применяли для сталей, со-
держащих менее 0,22 мас. % углерода, и в случаях
9/2007 35
быстрого охлаждения (время охлаждения от 800
до 500 °С) менее 6 с;
3) формулу Т. Юриоки:
CEN = C + A(C) ×
× ⎛⎜
⎝
Si
24 + Mn
6 + Cu
15 + Ni
20 + Cr + Mo + Nb + V
5 + 5B⎞⎟
⎠
, (4)
где A(C) = 0,75 + 0,25tanh{20(C – 0,12)}, для оцен-
ки сталей, содержащих до 0,25 мас. % углерода.
Формула (4) легко превращается в выражение,
подобное для CEIIW, PCM или CEMW для сталей
с повышенным содержанием углерода, так как в
зависимости от содержания последнего изменя-
ется корректирующий множитель A(C);
4) для учета влияния кислорода на микрост-
руктуру можно использовать формулу Д. Л. Ол-
сона:
PCM
O + C + Si
30 + Mn + Cr + Cu
20 +
+ V
10 + Mo
15 + Ni
60 + 5B – 34O. (5)
Она используется при оценке углеродного эк-
вивалента металла сварного шва.
Интерпретировать полученные результаты мож-
но с помощью следующих параметров: минималь-
ной температуры свариваемого соединения; погон-
ной энергии сварки; максимального углеродного эк-
вивалента основного металла; допустимого уровня
содержания диффузионного водорода.
Основываясь на экспериментальных данных по
основным параметрам сварочного процесса, типу
соединения, основного металла и его толщины,
определяется значение одной из четырех харак-
теристик. Таким образом, могут быть быстро оце-
нены безопасные комбинации температуры подог-
рева, погонной энергии сварки, углеродного эк-
вивалента основного металла (металла шва) и до-
пустимый уровень диффузионного водорода, при
которых образование водородных трещин в ме-
талле ЗТВ или шве маловероятно.
На рис. 2 приведены диаграммы безопасных
уровней погонной энергии Q при сварке стыковых
соединений разной суммарной толщины сваривае-
мых пластин CT. На диаграммы нанесены области,
отвечающие типичному химическому составу ме-
талла шва и уровням содержания в нем диффуз-
ионного водорода, для ряда самозащитных порош-
ковых проволок, указанных в табл. 1.
Когда выбор основного металла или свароч-
ного процесса ограничивается металлургическими
или экономическими требованиями, а также тех-
ническими и технологическими возможностями
используемого оборудования, риск образования
водородных трещин может быть уменьшен путем
продления времени, необходимого водороду для
диффузии из зоны сварного соединения во время
охлаждения к температуре, которая является опас-
ной с точки зрения повышенного риска образо-
вания индуцированных водородом трещин. На
практике эта задача решается путем выбора со-
Т а б л и ц а 1. Химический состав металла, мас. %, наплавленного самозащитной порошковой проволокой
Марка
проволоки C(max) Si Mn Ni Al Ti Zr S(max) P(max)
ПП-АН60 0,15 0,1...0,15 1,1...1,3 0,9...1,0 0,65...0,75 — 0,01...0,015 0,005 0,01
ПП-АН62 0,15 0,05...0,10 1,0...1,3 — 0,2...0,3 0,05...0,10 — 0,01 0,025
ПП-АН7 0,15 0,3...0,4 0,9...1,2 — — — — 0,03 0,03
Рис. 2. Диаграммы безопасных уровней погонной энергии Q
в зависимости от углеродного эквивалента металла (кривые)
при сварке стыковых соединений разной суммарной
толщины: а — СТ = 33; б — 44; в — 60 мм
36 9/2007
ответствующих режимов сварки, которые обеспе-
чивают более высокое вложение тепла, или при-
меняют технологические процессы сварки с мес-
тным подогревом. Эти действия отдельно или сов-
местно замедляют скорость охлаждения в интер-
вале температур мартенситного превращения в
сварном шве и металле ЗТВ. Кроме того, при ис-
пользовании этих методов микроструктура во
многих случаях более благоприятная, а поэтому
менее чувствительная к образованию трещин.
Наиболее эффективным методом предупреж-
дения образования холодных трещин является
снижение количества водорода, которое может по-
пасть в зону сварки. На практике это означает
применение низководородных сварочных процес-
сов, таких, например, как сварка неплавящимся
электродом или в инертных газах с очищением
места сварки. Использование сварки порошковой
проволокой может привести к насыщению водо-
родом в довольно больших количествах. Обос-
нованный выбор состава проволоки и применение
ее термообработки перед сваркой позволяет обес-
печить необходимый низкий уровень содержания
диффузионного водорода в металле шва.
Расчетными методами проанализированы сты-
ковые соединения низколегированных сталей, сва-
ренные порошковой проволокой. В качестве ос-
новного металла рассматривали такие стали, как
10ХСНД, 09Г2С. Расчеты выполнены для стыко-
вых соединений с толщиной основного металла
12…80 мм. В качестве сварочного материала рас-
сматривали экспериментальный вариант самоза-
щитной порошковой проволокой типа ПП-АН60
для сварки. Диаметр проволоки 1,6 мм, режим
сварки: Uд = 24…28 В; Iсв = 200…300 А; vсв =
= 20…40 см/мин; Q = 7,2…25,2 кДж/см. Содер-
жание диффузионного водорода не более
10 см3/100 г.
Углеродный эквивалент стали 10ХСНД: CEо.м 1
= 0,38…0,46 (CEo.м 1
сер = 0,43); стали 09Г2С: CEо.м 2
= 0,32...0,44 (CEo.м 2
сер = 0,38). Углеродный эквива-
лент наплавленного металла: CEн.м = 0,33...0,45
(CEн.м
сер= 0,39). Суммарная толщина соединения
CT = 24; 40; 120; 160 мм.
Результаты расчетных исследований приведе-
ны в табл. 2. Местный подогрев следует приме-
нять непосредственно перед сваркой. Температура
основного металла должна достигать минимально
рекомендованной температуры подогрева на рас-
стоянии не менее 75 мм с обеих сторон от сое-
динения. Температуру следует измерять на обрат-
ной стороне от приложенного источника нагрева
свариваемых пластин. При ограниченном доступе
к изделию необходимо дать возможность выров-
няться температуре по сечению основного метал-
ла (около 2 мин на каждые 25 мм толщины).
Исследования и разработка образцов само-
защитной порошковой проволоки для ремон-
тной сварки металлургического оборудования.
Для ремонтной сварки металлургического обору-
дования в Институте электросварки им. Е. О. Па-
тона создана самозащитная порошковая проволо-
ка марок ПП-АН60 и ПП-АН62 диаметром 1,6 мм,
Т а б л и ц а 2 . Минимальные температуры подогрева (°C) при различной погонной энергии сварки и химическом
составе металла для стыковых соединений
Q,
кДж/мм
Основной металл—сталь 09Г2С
суммарной толщины, мм
Основной металл—сталь 10ХСНД
суммарной толщины, мм Металл шва суммарной толщины, мм
24 40 120...160 24 40 120...160 24 40 120...160
0,7 40 112 149 83 128 167 65 121 159
0,8 0 102 146 51 119 163 27 110 155
0,9 – 86 143 17 109 159 0 100 150
1,0 – 65 139 0 98 155 – 84 147
1,1 – 39 136 – 83 151 – 64 144
1,2 – 15 133 – 63 148 – 39 141
1,3 – 0 129 – 39 145 – 16 137
1,4 – – 126 – 17 142 – 0 134
1,5 – – 122 – 0 139 – – 131
1,6 – – 119 – – 136 – – 128
1,7 – – 115 – – 133 – – 125
1,8 – – 112 – – 129 – – 121
1,9 – – 108 – – 126 – – 118
2,0 – – 105 – – 123 – – 114
2,2 – – 101 – – 120 – – 111
2,5 – – 92 – – 115 – – 106
9/2007 37
предназначенная для сварки во всех пространс-
твенных положениях конструкций из углерод-
истых и низколегированных сталей [6–8], а также
самозащитная порошковая проволока двухслой-
ной конструкции ПП-АН7 диаметром 2,0 мм для
сварки на горизонтальной плоскости. В табл. 3
приведены основные характеристики проволоки.
При сварке проволоками ПП-АН60 и ПП-АН62
стойкость металла шва против образования пор,
вызванных азотом, достигается путем легирования
металла шва алюминием, который вводится в виде
порошка в сердечник самозащитной порошковой
проволоки. Порошковая проволока ПП-АН60 имеет
сердечник оксидно-фторидного типа с высокой ос-
новностью шлаков, ПП-АН62 — оксидного типа
с низкой основностью. Обе проволоки при сварке
образуют шлаки, которые быстро твердеют.
Результаты металлографических исследований
распределения и состава неметаллических вклю-
чений в металле швов, выполненных проволоками
фторидного и оксидного типов, представлены на
рис. 3. Для металла швов, выполненных прово-
локой фторидного типа ПП-АН60, характерно от-
носительно равномерное распределение дисперс-
ных частиц неметаллических включений, которые
представляют собой преимущественно нитриды и
оксиды алюминия. Неметаллические включения в
металле шва, выполненного самозащитной прово-
локой оксидного типа ПП-АН62, представляют со-
бой преимущественно оксиды алюминия, и только
небольшая часть (менее 5 об. %) — оксиды крем-
ния и марганца. Объемная часть неметаллических
включений в швах, полученных при сварке про-
волокой ПП-АН60 (фторидный тип), составляет
в среднем 0,3, а в швах, полученных при сварке
проволокой ПП-АН62 (оксидный тип), — 0,85 %.
Металл, наплавленный проволокой ПП-АН60,
имеет низкое содержание серы (0,003…0,008
мас. %), что значительно меньше, чем в металле
швов, сваренных проволоками общего назначения
(~ 0,015…0,025 мас. %). Это объясняется исполь-
зованием в сердечнике активных десульфураторов.
Типичные механические свойства металла
швов и сварных соединений, выполненных само-
защитными порошковыми проволоками трех ти-
пов — фторидного (ПП-АН60), оксидного (ПП-
Рис. 3. Распределение неметаллических включений по размеру при сварке порошковыми проволоками фторидного (а, б) и
оксидного (в, г) типов
Т а б л и ц а 3. Основные характеристики самозащитных порошковых проволок
Марка
проволоки
Тип стандарта
Шлаковая основа Полярность сварочного тока
ГОСТ 26271 EN758
ПП-АН60 ПС49-А3У T 50 3 1Ni YN 1 H10 CaO–MgO–Al2O3–R2O–BaF2–LiF Прямая
ПП-АН62 ПС44-А2У T 46 2 SN 1 H10 MgO–R2O–MnOx–FeO–Al2O3 Обратная
ПП-АН7 ПС44-А2Г T 42 2 VN 3 H10 CaO–TiO2–SiO2–Na2O–CaF2–NaF »
38 9/2007
АН62) и карбонатно-флюоритного (ПП-АН7),
приведены в табл. 4. По сварочно-технологичес-
ким свойствам проволоки характеризуются хоро-
шей отделяемостью шлаковой корки, благопри-
ятной формой швов, возможностью сварки ши-
рокого диапазона толщин свариваемого металла,
позволяют выполнять сварку металлокон-
струкций в условиях монтажной площад-
ки в разных пространственных положе-
ниях.
Испытание порошковой проволоки
согласно требованиям ремонтной мон-
тажной сварки в условиях металлур-
гического производства. Программа ис-
пытаний порошковых проволок при ре-
монте и монтажной сварке предваритель-
но была согласована с металлургическими
предприятиями ОАО «Днепровский ме-
таллургический комбинат им. Ф. Э. Дзер-
жинского» (Днепродзержинск), ОАО «Металлур-
гический комбинат «Азовсталь» (Мариуполь) и
производителем монтажно-сварочных работ на
комбинате «Азовсталь» ОАО «НДВП Криворож-
стальконструкция». Программы включали выбор
типичных объектов сварки, предыдущие испыта-
ния с определением типов сварочного оборудо-
вания (полуавтоматов) для монтажных условий,
проведение практикумов для сварщиков по соп-
ровождению в производство технологии сварки
самозащитной порошковой проволокой на объек-
тах металлургических предприятий.
Для выполнения программы на ГП «Исследо-
вательский завод сварочных материалов ИЭС им.
Е. О. Патона» были изготовлены опытно-промыш-
ленные (по отдельным договорам) и промышлен-
ные партии самозащитных порошковых проволок
трех марок. Предыдущими испытаниями установ-
лено, что требованиям монтажной сварки избран-
ных объектов по показателям производительности
Рис. 4. Общий вид монтажа воздухонагревателя
Т а б л и ц а 4. Механические свойства сварных соединений, выпол-
ненных порошковыми проволоками
Марка
проволоки
Предел
прочности
σв, МПа
Предел
текучести
σт, МПа
Относите-
льное удли-
нение δ, %
Температура, при
которой ударная
вязкость KCV не менее
35 Дж/см2, °Сне менше
ПП-АН60 580...620 490 22 –30
ПП-АН62 550...580 490 22 –20
ПП-АН7 500...650 440 20 –20
Пр и м е ч а н и е . Режимы сварки: Iсв = 250…270 А, Uд = 21…22 В; ПП-
АН60 — прямая, ПП-АН62 и ПП-АН7 — обратная полярность.
Рис. 5. Ремонтная сварка порошковой проволокой ПП-АН7 металлургического оборудования на Днепровском металлургичес-
ком комбинате
9/2007 39
в наибольшей мере отвечает проволока ПП-АН7
диаметром 2,4 мм.
Главным объектом монтажной сварки на ме-
таллургическом комбинате «Азовсталь» было со-
оружение (реконструкция) воздухонагревателя
доменной печи (рис. 4). Основной металл — сталь
09Г2С. Основной объем сварки порошковой про-
волокой приходился на выполнение горизонталь-
ных и вертикальных соединений при монтаже ку-
пола. Использовали модернизированные полуав-
томаты ПШ-107В. Качество выполненных швов
отвечало выдвинутым требованиям. Замечания
главным образом касались нестабильной работы
полуавтоматов, которые питались от источника
сварочного тока. Для ликвидации этого недостат-
ка была изменена схема питания с использованием
независимого источника, что обеспечило стабиль-
ную работу полуавтоматов. В результате при сва-
рочно-монтажных работах повышается произво-
дительность при высоком качестве сварных сое-
динений, выполненных порошковой проволокой.
На Днепровском металлургическом комбинате
им. Ф. Э. Дзержинского объектами сварки были
определены корпусы конверторов, кожухи домен-
ных печей, металлоконструкции мостовых кранов,
трубопроводы и корпусы ковшей (рис. 5). Наи-
больший объем сварки на начало работ прихо-
дился на ремонтную сварку объектов с выпол-
нением швов в нижнем, горизонтальном и вер-
тикальном положениях (щиты, усиливающие по-
яса, накладки и др.). При сварке самозащитной
порошковой проволокой на открытых площадках,
где скорость ветра не превышала 8 м/с, не выявлено
никакого заметного влияния ветра на качество сва-
рных швов. Поэтому в регламенты сварки введено
разрешение на применение процесса при скорости
ветра до 7 м/с, что в несколько раз превышает воз-
можности сварки на монтаже проволокой сплош-
ного сечения.
По результатам опытно-промышленных испы-
таний приняты решения по расширению объемов
использования механизированной сварки самоза-
щитной порошковой проволокой металлоконс-
трукций и оборудования металлургических пред-
приятий. Определены мероприятия по техничес-
кой и технологической подготовке предприятий
для расширения номенклатуры объектов, реко-
мендованных для внедрения сварки порошковой
проволокой. Проведены предварительные эконо-
мические расчеты, подтверждающие эффектив-
ность внедрения новой технологии при ремон-
тно-восстановительной сварке в условиях метал-
лургических предприятий.
1. Гривняк И. Свариваемость сталей / Пер. со слов. под ред.
Э. Л. Макарова. — М.: Машиностроение, 1984. — 216 с.
2. Coe F. R. Welding steels without hydrogen cracking // The
Welding Institute Report. — Abington, 1973. — 68 p.
3. Devletian J. H., Fichtelberg N. D. Controlling hydrogen
cracking in shipbuilding // Welding J. — 2001. — № 11. —
P. 46–52.
4. De Meester B. Note on the carbon equivalent // Welding in
the World. — 1990. — 28, № 2/4. — P. 48–54.
5. Металлургия дуговой сварки. Взаимодействие металла с
газами / И. К. Походня, И. Р. Явдощин, В. И. Швачко и
др. / Под ред. И. К. Походни. — Киев: Наук. думка, 2004.
— 442 с.
6. Шлепаков В. Н., Наумейко С. М. Самозащитная порош-
ковая проволока малого диаметра для сварки металло-
конструкций из углеродистых и низколегированных ста-
лей в монтажных условиях // Сварщик. — 2004. — № 1.
— С. 35.
7. Шлепаков В. Н., Наумейко С. М. Самозащитные порош-
ковые проволоки трубчатой конструкции с сердечником
на основе соляных систем // Сб. докл. III Междунар.
конф. по сварочным материалам стран СНГ «Сварочные
материалы. Разработка. Технология. Производство. Ка-
чество». — Днепропетровск, 1–4 июня, 2004. — С. 123–
131.
8. Шлепаков В. Н., Наумейко С. М. Самозащитные порош-
ковые проволоки для сварки низколегированных сталей
// Автомат. сварка. — 2005. — № 4. — С. 31–33.
On the basis of experimental investigations of the technique of welding the metallurgical complex units with a self-shielding
flux-cored wire the technological parameters and productivity of welding were determined in case of application of the
wire of three types. Expediency of using wire of the double-layer design in welding of metal of medium and large thickness
in flat and horizontal positions of welds is shown. It is expedient to use wire of tubular design when making welds in
vertical and overhead positions. Welding technology for typical metal structures is developed.
Поступила в редакцию 14.02.2007
40 9/2007
|