�

КолонКа редаКтора

В номере

№ 3(1) 2008 декабрь—январь

ОТЧЕТЫОтчет по выставке «Нева-2007» А.  В. Кляровский   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5

ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ И РЕЗКИПродолжение. Разработка оборудования и технологии сварки неповоротных монтажных стыковых соединений крупногабаритных конструкций . Ю.  В. Демянцевич, А.  Ю. Иванов   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9Опыт внедрения сварочных конверторов на ПО «СЕВМАШ» . Ю.  В. Аввакумов, Н.  В. Мельник, В.  В.  Мансуров, А.  Е. Беляев . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11Применение виброобработки в процессе сварки А.  С. Евтушенко, Я.  И. Андреев, В.  Г. Смирнов . . . . . . . . . . . .14

СВАРОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫСварочные газовые смеси на вашем предприятии   . . . . . . . .18Некоторые проблемы с поставкой сырья для изготовления сварочных электродов специального назначения . И.  М. Лившиц ( Ижорский филиал ООО «Инстрэл»)   . . . . . . .19Сварочные порошковые проволоки . ООО «Крон СПб» . .20

ПОДГОТОВКА КАДРОВМастер-класс . А. В. Кляровский   . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23

СТРАНИЦЫ ИСТОРИИПродолжение. Сварщики Санкт-Петербурга — пионеры сварного кораблестроения . Р.  Ю. Воронин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28ц

В Ваших руках очередной выпуск научно-технического журнала «Мир сварки» — последний в этом уходящем году .

Мы с гордостью отмечаем, что Санкт-Петербург и Северо-Западный реги-он занимают одно из ведущих мест в России по научному и производствен-ному потенциалу, по количеству специалистов, имеющих ученую степень, по квалификации рабочих-сварщиков . Эти показатели — важное условие успешного развития науки и производства, основа построения региональной социально-экономической стратегии .

Правительства Санкт-Петербурга и Ленинградской области ставят задачу экстенсивного развития экономики на основе инноваций . Науке необхо-димо организовать спрос на свои разработки, показать их эффективность и перспективы, найти коммерческое применение, довести их до рынка . С этой целью разрабатывается и принимается целевая программа «Разви-тие инновационной деятельности в Санкт-Петербурге и Ленинградской области на 2005–2010 гг .», сохраняются специальные экономические зоны, необходимые для создания комплексной инфраструктуры поддержки инно-вационного бизнеса, включающей такие элементы, как: бизнес-инкубаторы, учебные центры по подготовке персонала, центры трансфера технологий и т . п . Их деятельность будет направлена на создание благоприятной среды для образования и развития новых инновационных предприятий, а также для технического перевооружения и совершенствования производства на существующих .

Мы очень рассчитываем на то, что разработки в сфере сварочных инно-вационных технологий, оборудования и материалов найдут практическое применение на предприятиях .

Наш журнал своей основной задачей считает популяризацию имеющихся разработок, а также выявление, обсуждение, решение проблем технических, экономических, организационных и прочих, возникающих в сварочном производстве .

Надеемся, что к публикациям нашего журнала и к сотрудничеству с ними проявят интерес ученые и специалисты-производственники как инженерного состава, так и рабочие-сварщики, для которых в журнале будет публиковаться раздел «Мастер-класс» . Также надеемся, что читатели журнала окажут ему поддержку и будут активно участвовать в обсуждении и оценке публикуемых материалов, обмене собственным накопленным опытом и информацией, ставить проблемные вопросы . Уверены, что публикации журнала позво-лят ориентироваться в сложных проблемах и потребностях собственного сварочного производства руководству предприятий, фирм, потенциальным инвесторам, которые обычно не знакомы с тонкостями и особенностями составляющих сварочного производственного процесса, находить лучшие пути его совершенствования и повышения эффективности .

Желаем всем читателям и авторам журнала в новом 2008 г . активного общения, успехов в достижении поставленных целей, поменьше проблем и повыше доходы, везения и успехов .

С Новым 2008 годом!

С уважением, Рубцова Н.  Н., главный редактор журнала «Мир Сварки»,директор «Альянс Сварщиков СПб и С-З региона»

ПодВодя черту 2007 года…

ИЗДАТЕЛЬ:ООО «ИТЦ Альянс сварщиков Санкт-Пе-тербурга и Северо-Западного региона»

РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ ЖУРНАЛА:Генеральный директор ФГУП «Адмиралтейские верфи», д . т . н . Александров В.  Л.Главный инженер ФГУП «ПО «Севмаш» Кондрашов Ю. В.Главный сварщик ОАО «Северная верфь» Вейнбрин Я.  И.Директор Учебно-методического центра Комитета по образованию Правительства Санкт-Петербурга Маркушев В.  А.Зам . генерального директора ЦНИИ КМ «ПРОМЕТЕЙ» Баранов А. В.Зав . кафедрой сварки судовых конструк-ций Санкт-Петербургского Государствен-ного Морского Технического Универси-тета к . т . н . Мурзин В.  В.Генеральный директор ЗАО ПГ «ИнВент» Кондрашов С. Ю.Ведущий специалист ЗАО «Электродный завод» к . т . н . Белов Ю. М.Начальник отдела системных внедрений ЗАО «СовПлим» Ушаков И. И.

РЕДАКЦИЯ:Главный редактор Рубцова Н.  Н.Заместитель главного редактора Кляровский А.  В.Выпускающий редактор Воронин Р. Ю.

АДРЕС РЕДАКЦИИ:Санкт-Петербург, ул . Софийская, 66 Тел .: (812) 309-03-68

ОТДЕЛ РЕКЛАМЫ:Валиев Р.  Ш., тел . (812) 309-03-68 E-mail: valiev@welding .spb .ruДизайн обложки и оригинал макет: ООО «ИПК «КОСТА», тел . 445-10-02

ТИПОГРАФИЯ: ООО «НатисПринт», тел . 923-07-56 Тираж: 1000 экз .

Свидетельство о регистрации № ФС2-8428 от 26.12.2006 г.

�

�

новости, анонсы, отчеты

Новости, анонсы

nВыстаВка «ПередоВые технологии В машиностроении»

Время проведения: 19–22 февраля. Место проведения: Выставочный комплекс «Стачек, 47» (Кировский завод) В ходе выставки состоится встреча с директорами пред­приятий, на которой будут обсуждаться направления развития, а также новшества сварочных технологий, оборудования, материалов и средств защиты. Основные направления, в рамках которых будет проходить выставка, — это металлообработка, защита от коррозии, технохимия. Наиболее интересными и привлекательными в этот раз обещают быть разделы сварка и инновационные технологии. Так, например, УПЦ «Мир сварки» представит новейшее оборудование итальянской компании «Sol Welding». Бесспорное преимущество данной фирмы — это многолетние кропотливые разработки в области сварки. Также на время проведения выставки планируется демонстрация современ­ного оборудования.

n60 лет генеральному директору «Цнии тс»

15 февраля 2008 г. исполняется 60 лет д. т. н. горбачу Вла-димиру дмитриевичу.Под руководством Владимира Дмитриевича ФГУП «ЦНИИ ТС» превратился в многопрофильный научно­производственный комплекс, который вносит существенный вклад в создание подводных и надводных кораблей нового поколения для ВМФ РФ, в развитие производственных мощностей судострои­тельных отечественных предприятий.В. Д. Горбач является крупным ученым в области сварочных работ в судостроении. Он непосредственно участвовал и осу­ществлял научное руководство по созданию первых отечест­венных сварочных автоматов с ЧПУ, сварочных роботов, агрегатов плазменной обработки и сварки сталей. В. Д. Гор­бач является автором работ по повышению прочности и дол­говечности сварных соединений. За большую плодотворную работу в судостроении награжден медалью ордена «За заслуги перед Отечеством II степени», медалью «300 лет Российскому флоту», медалью «300­летия Санкт­Петербурга», лауреат премии Правительства РФ в об­ласти науки и техники.

nсПеЦиализироВанная ВыстаВка-ярмарка сВарка -2008»

Время проведения: 10.05.2008–12.05.2008.Место проведения: ВЦ гк «Жемчужина» (сочи, россия).

На выставке «Сварка­2008» будут представлены ведущие заводы сварочной отрасли из Москвы, Санкт­Петербурга, Астрахани, Ростова­на­Дону, Краснодара, Волгограда и других городов.

nмеЖдународная сПеЦиализироВанная ВыстаВка «сВарка-2008» «ленэксПо — 40 лет»

Время проведения: 21–24 мая 2008.Место проведения: санкт-Петербург, Выставочный комплекс «ленэкспо».

Приглашаем Вас в Санкт­Петербург на выставку «Сварка­2008», важнейшую для сварочной отрасли России и стран СНГ.Санкт­Петербург — один из крупнейших научно­промышленных и культурных центров России. Ведущими отраслями промыш­ленности здесь являются судостроение, энергомашинострое­ние, автомобилестроение, металлургия, электроэнергетика.

Санкт­Петербург — инновационная столица России, на его предприятиях используются самые передовые сварочные технологии, современное оборудование и материалы.Именно Санкт­Петербург уже более 40 лет назад по праву стал местом проведения первой в России выставки по свар­ке, резке и родственным процессам.Выставка «Сварка­2008» проходит один раз в два года, и для главных презентаций своей продукции и премьерных показов сварочного оборудования, материалов и технологических процессов фирмы выбирают Санкт­Петербург.Сварка и родственные ей технологии являются одними из наиболее важных процессов для всей металлообрабатыва­ющей промышленности, необходимых для производства са­мых различных технических изделий. Важная задача, стоящая перед производителями и потребителями сварочного обору­дования, — это создание и применение высококачественных инновационных продуктов и технологий, поэтому интерес к выставке неуклонно растет из года в год.

nZ 2008 SUBCONTRACTING FAIR — меЖдународная сПеЦиализироВанная ВыстаВка заПасных частей, комПлектующих модулей, технологий и Промышленных услуг

Время проведения: 26.02.2008–28.02.2008.Место проведения: Лейпциг (Германия).Темы: cубподряд, двигатели, агрегаты, автосервис, автомобильная промышленность.С каждым годом вместе с высоким уровнем интереса к вы­ставке Z неустанно растет и количество ее участников и по­сетителей. В прошедшей выставке в 2007 году (14–16 мар­та) на площади свыше 20 000 кв. м приняли участие 483 экс­понента (25% зарубежные), а посетило это мероприятие более 4500 специалистов из 27 стран.

n100 лет со дня роЖдения директора ФгуП «По сеВмаш»

В этом году 22 февраля состоится открытие постамента в память о великом человеке егорове евгении Павловиче.Егоров Е. П. — директор завода с февраля 1952 по февраль 1972 г. Под его руководством завод превратился в мощное предприятие с самыми совершенными технологическими про­цессами в постройке заказов. Именно поэтому заводу пору­чили освоение и строительство самых сложных проектов, в том числе и атомных подводных кораблей. Были созданы условия для строительства кораблей из титановых сплавов, разраба­тывались проекты будущих цехов основного производства. Доктор технических наук (1971 г.), Герой Социалистического Труда (1959 г.), лауреат Ленинской премии (1970 г.), почетный гражданин города Северодвинска (1978 г.). Его именем на­зван морской буксир­спасатель и городская площадь.

nзаседание меЖдународного комитета мис В аВстрии

Время проведения: 10–11 июля 2008.Место проведения: грац (австрия).Тема: безопасность и надежность сварен­ных компонентов.

Председатель конференции: доктор Gerhard Posch, Bőhler Schweißtechnik. Вицепредседатель: доктор Peter Mayr.Тема конференции посвящена сварке, поведению сварных материалов и их ключевой роли в безопасности и надежности компонентов в сфере энергетики и перерабатывающей про­мышленности.

�

новости, анонсы, отчеты

отчеты

nМосква, ЦВК «Экспоцентр на Красной Пресне», павильон 7. 28–31 мая 2007 г. состоялась Международная специали­зированная выставка «Сварка, резка, наплавка», Москва (Schweissen & Schneiden).Мессе Эссен ГмбХ вот уже в течение 50 лет каждые четыре года проводит своего рода олимпиаду сварочных техноло­гий — выставку Schweissen & Schneiden. Ведущая выставка сварочных технологий, а также смежных с ними областей, таких как пайка, термическое литье, обработка поверхностей и термическая резка, является центральной мировой ареной для общения и ведения бизнеса.

n2 ноября 2007 года состоялся Президиум Российского Научно­технического Сварочного Общества, на котором оно представило отчет о своей деятельности. Также, одновремен­но с этим, проводилось заседание отчетно­перевыборной комиссии, на котором состоялись выборы президента Обще­ства. Большинством голосов был избран стеклов олег ива-нович.

nРеформу технического регулирования в России без пре­увеличения можно назвать одной из наиболее значимых в текущем десятилетии. Она затрагивает интересы каждого российского предприятия.С целью информирования промышленников и предпринима­телей о ходе реализации реформы технического регулирова­ния и задачах российской промышленности в ее реализации Российский Союз Промышленников и Предпринимателей организовал семинар «Влияние реформы технического регу­лирования и стандартизации на повышение конкурентоспо­собности предприятий». Семинар состоялся 25 октября 2007 г. в Санкт­Петербурге и был поддержан Европейской экономи­ческой комиссией ООН и Международной организацией по стандартизации ISO.Данные вопросы были освещены представителями Россий­ского Союза Промышленников и Предпринимателей, Госу­

дарственной Думы ФС РФ, Федерального агентства по тех­ническому регулированию и метрологии, представителями органов государственной власти и профессиональных обще­ственных организаций нефтегазовой, строительной, автомо­билестроительной, металлургической и других отраслей про­мышленности.

n14 ноября 2007 года в Санкт­Петербурге состоялась первая практическая конференция под названием «Кре­дитование малого бизнеса: проблемы и перспективы». На ней рассматривались важные финансовые проблемы, сто­ящие на пути развития малого бизнеса. Организатором данного мероприятия выступила Ассоциация банков Северо­Запада.

n30 октября–02 ноября 2007 г. в Москве, в КВЦ «Соколь­ники» прошла 7­я Международная специализированная вы­ставка сварочных материалов, оборудования и технологий.Организатором выступал ЗАО «МВК» при содействии компа­нии «Элсвар», культурно­выставочного центра «Сокольники», Российского научно­технического сварочного общества и при поддержке Московской Межотраслевой Ассоциации Главных Сварщиков.Целью выставки было: демонстрация достижений в отрасли, способность расширения международного научно­техниче­ского сотрудничества и долгосрочных коммерческих связей, демонстрация развития кооперационных связей производи­телей продукции со своими поставщиками и потребителями, а также демонстрация последних достижения науки и тех­ники.Особенность выставки заключалась в ее узкой специализа­ции, что, по мнению организаторов, создаст наилучшие ус­ловия как для ее участников, так и для посетителей.

nС 16 по 19 октября в Уфе в Выставочном комплексе «Башкортостан» прошла X Межрегиональная специализиро­ванная выставка «Машиностроение: станки, инструменты, металлообработка» и X Межрегиональная специализирован­ная выставка «Сварка и контроль». В выставке приняли уча­стие более 100 российских компаний.На выставке, которая считается одной из крупнейших в рос­сийских регионах по данной тематике, лучшие сварочные тех­нологии, оборудование и материалы представляли свыше 60 предприятий, более половины из них в течение многих лет являются постоянными участниками этого экспофорума.В рамках выставки состоялся семинар, на котором обсужда­лись актуальные проблемы современного машиностроитель­ного комплекса и пути их решения.

nФорум малого бизнеса — «малый бизнес ПогоВорит с Властью»

Форум малого бизнеса прошел 14 декабря в «Ленэкспо».С 10 до 12 часов дня состоялись круглые столы, на которых бизнесу нужно было успеть высказать все наболевшее и услышать от власти заверения в понимании и обещания по­мочь. Несмотря на слишком короткое время, выделенное для диалога, даже по сравнению с предыдущими годами, бизнес возлагает большие надежды на прошедшую встречу. В рамках форума параллельно прошли шесть круглых столов (об административных барьерах, участии малого бизнеса в реформе ЖКХ, финансовой и кредитной поддержке предпри­нимательства и др.). На пленарное заседание, где были оглашены результаты форума, прибыла губернатор СанктПетербурга Валентина Матвиенко.Участвовать в круглых столах могли все желающие, а в пле­нарном заседании — по приглашениям.

Ведущие эксперты представят краткий обзор о настоящих и будущих событиях в мире сварки, промышленности, обработ­ки металла и сварочных материалов.Эта конференция даст профессиональное понимание законов сварочных процессов, понятия безопасности и некоторых экономических аспектов.

nмеЖдународная ВыстаВка судостроения, машинного оборудоВания и морских технологий

Время проведения: 23–26 сентября 2008.Место проведения: гамбург (германия).По официальным данным организаторов выставки «Гамбург Мессе» активно проходит регистрация на 23­ю международ­ную выставку судостроения, машинного оборудования и мор­ских технологий SMM 2008, которая спустя два года наме­рена «побить» свои прошлые рекорды благодаря строитель­ству 6 новых павильонов, которые будут введены в эксплуатацию в 2008 г. дополнительно к четырем существу­ющим. Гости и участники выставки 2008 г. едва узнают гамбургский выставочный комплекс, площади которого со­ставят 84 000 кв. м крытой площади и 15 000 кв. м — откры­той.

Новости, анонсы

�

24–27 сентября 2007 года в павильонах выставочно-го центра «Ленэкспо» прошла выставка «НЕВА-2007», посвященная вопросам судостроения, судоходства, морской технике освоения океана и шельфа . В выставке приняли участие фирмы 35 стран ближнего и дальнего зарубежья .

Как известно, сварка и термическая резка метал-лов являются одними из основных технологических процессов в судостроении, поэтому, естественно, на выставке был представлен раздел, посвященный сварке, в котором приняли участие ряд фирм-произво-дителей сварочного оборудования, сварочных материа-лов, СИЗ сварщиков и т . д ., таких как «ПГ «Дюкон», ООО «ЭСАБ», НПП ООО «ФЭБ», «КЗЭСО», ООО «Мир сварки», ООО «НПК СИЗОД», ИТЦ ОАО «Прометей», ООО «ЦТС «Выборг», ООО «РОАР», ЗАО «Уралтермо-свар», ЗАО «Сварочное и вентиляционное оборудова-ние», ООО «Евросварка», ПГ «ИнВент», ОАО «Пелла», ООО ТД «Межгосметиз», ЗАО «Электродный завод», ООО «Магнит плюс» .

Следует отметить, что среди выставленных образцов техники ничего принципиально нового, неизвестного до настоящего времени, что могло бы произвести сущест-венный сдвиг в производстве, не представлено . Однако имеется ряд недостаточно известных прогрессивных экспонатов, расширение использования которых как в судостроении, так и в других областях машиностроения могло бы позволить существенно повысить произво-дительность, экономичность, облегчить тяжелый труд сварщика, снизить требования к его квалификации и повысить стабильность качества сварных швов и соединений .

К таким экспонатам, достойным быть отмеченными, по нашему мнению, относятся:

Гибкая модульная, многоцелевая система для сварки и резки Railtrac 1000, представленная фирмой ЭСАБ

RailtRac — это собираемая модульная система для механизации сварки и резки на основе гибких на-правляющих рельсов, устанавливаемых на поверхности свариваемой конструкции с помощью магнитных или вакуумных креплений . По направляющему рельсу пе-ремещается каретка с установленной на ней сварочной горелкой, которая с помощью специального устройства может осуществлять поперечные колебания по различ-ным заданным программированным траекториям .

Система пригодна для сварки во всех пространствен-ных положениях плавящимся электродом в защитных газах наружных и внутренних (стыковых и угловых) швов на плоской и криволинейных поверхностях, осо-бенно при многопроходной сварке .

Имеется возможность сочетать положение точек начала и конца сварного шва с автоматическим воз-вратом на заданную длину . Система оборудована пультом дистанционного управления, с которого можно

новости, анонсы, отчеты

Многоцелевая система для сварки и резки Railtrac 1000

отчет по выставке «НеВа-2007»Кляровский А.  В., руководитель учебного центра «Специалист»

�

новости, анонсы, отчеты

регулировать параметры режима сварки, переключать программы перемещений, а также корректировать ширину шва, не прерывая процесс сварки .

Система может использоваться и для термической резки .

Адаптивный сварочный автомат «Юниор»Несмотря на все достоинства системы Railtrac, ис-

пользование ее все-таки требует постоянного присут-ствия сварщика, достаточно высокой квалификации, для постоянного контроля за режимами, настройки и корректировки ширины шва и его положения в по-перечном направлении . Представленный на выставке адаптивный сварочный автомат «Юниор», разраба-тываемый ФГУП ЦНИИТС позволяет за один проход обеспечить полное формирование шва при сварке сты-ковых соединений из металла толщиной от 10 до 50 мм . В автомате реализована уникальная технология сварки плавящимся электродом в защитных газах по методу «поперечной горки», обеспечивающая сварку во всех пространственных положениях . Система управления автоматом построена на базе промышленного компью-тера и управляющего контроллера и существляет:• сбор и обработку информации о геометрических

параметрах разделки кромок, получаемой от видео-сенсорного блока системы адаптации;

• выработку управляющих команд;• расчет параметров режима сварки в соответствии

с алгоритмом процесса;• корректировку параметров режима сварки;• саморегулирование положения сварочной головки

при изменении геометрии разделки, дозированную подачу электродной проволоки в количестве, необ-ходимом для заполнения разделки и выполнения усиления шва .Сварочная головка автомата устанавливается под

углом к изделию и с заданной скоростью осущест-вляет поперечные колебания, ограниченные конту-ром разделки, а также шаговые перемещения вдоль шва, обеспечивая получение качественных швов при неудовлетворительной сборке и подготовке кромок

(расширенный, по сравнению с другими технологиями, диапазон допустимой величины сборочного зазора, изменение угла разделки кромок и т . п .) .

Автомат может использоваться как для сварки плос-костных, так и для неповоротных стыков цилиндри-ческих и шаровых конструкций с радиусом кривизны более 2,5 м, позволяет отказаться от использования манипуляторов или вращателей при изготовлении объ-емных конструкций . Участие сварщика ограничивается предварительной установкой автомата, настройкой на стык, включением и периодическим визуальным наблю-дением за работой . Вмешательство в процесс необходи-мо только в случае сбоев в работе автомата, вызванных какими-либо случайными обстоятельствами .

Полуавтомат ППН200,предназначенный для плазменной сварки и наплавки с механизированной подачей обесточенной присадочной проволоки в сварочную ванну . Позволяет сваривать стали различных классов, алюминиевые, медные и др . цветные металлы и сплавы, обеспечивает высокое качество сварки и наплавки на обратной полярности за счет катодной очистки поверхности свариваемых кромок от окислов и других загрязнений, обеспечивает стабильный провар при сварке и возможность получе-ния минимальной глубины проплавления при наплавке (сварка толщин до 6 мм может быть выполнена за один проход с образованием обратного валика) . В связи со спецификой плазменной дуги (цилиндрическая форма) изменение ее длины практически не сказывается на геометрии шва, что облегчает работу сварщика и сни-жает требования к его квалификации . Сварка может выполняться во всех пространственных положениях, при этом по сравнению с РАДС достигается существен-ное увеличение производительности процесса .

Электроды (производства ЗАО «Электродный завод СПб»)Среди представленных на выставке сварочных матери-алов заслуживают внимания электроды производства ЗАО «Электродный завод СПб»:• УОНИ 13/55, по ТУ 1272-044-11142306-2006 реко-

мендуемые для труб, обеспечивающие в отличие от изготовленных по другим ОСТам и ТУ качественное обратное формирование корня шва и не склонные к Полуавтомат ППН200

�

новости, анонсы, отчеты

образованию «козырьков» при сварке неповоротных стыков труб;

• ЭЛЗ-СЦ-2 (ТУ 1272-033-11142306-2003) с целлюлоз-ным типом покрытия, предназначенные для односто-ронней сварки во всех пространственных положени-ях, в т . ч . в вертикальном сверху вниз, корневых и горячих проходов магистральных и технологических трубопроводов из углеродистых и низколегирован-ных сталей на постоянном и переменном токе при UXX источника питания не менее 50±5 В .

• ЭА 395/9, ЭА 400/10У, ЭА 400/10Т, ЦТ-15, ЦЛ-11, ОЗЛ-6, ОЗЛ-8 с рутило-основным покрытием, обес-печивающие отличное повторное зажигание дуги, легкую отделимость шлаковой горки, мелкочешуй-чатую поверхность валиков .

Многофункциональные мультисистемы QUAD AC/DC (производство “Sol Welding”, Италия)

Среди многочисленных вариантов оборудования для ручной электродуговой, аргонодуговой неплавящимся электродом, в защитных газах плавящимся электродом наиболее совершенными с точки зрения требований современного уровня сварочного оборудования, предъ-являемых к стабильности процесса сварки, обеспечения качества сварных швов, квалификации сварщиков, технико-экономических характеристик, простоте на-стройки режимов и обслуживания можно отметить многофункциональные мультисистемы QUaD ac/Dc . Данные системы, а также система Off-Shore были проде-монстрированы на стенде официального дистрибьюто-ра “Sol Welding” в России — компании «Мир Сварки» . Они предназначены для всех основных видов сварки: ручной электродуговой, ручной и полуавтоматической (с механизированной подачей присадочной проволоки) аргонодуговой неплавящимся электродом на постоян-ном и переменном токе, полуавтоматической плавя-щимся электродом в защитных газах на постоянном токе или в импульсном режиме с функцией двойной пульсации . Данные системы позволяют осуществлять высококачественную и высокопроизводительную сварку как сталей различного класса, так и цветных и легких (в т . ч . алюминиевых) сплавов .

Система Off-ShoreОсобое внимание сварщиков-судостроителей стоит обратить на систему Off-Shore, предназначенную для многопостовой сварки, широко использующейся в цехах судостроительных предприятий . Данная система состоит из многопостового источника, мультиколлек-тора и конвекторов низкого напряжения Mini Bag . В качестве источника тока может использоваться любой многопостовой источник с жесткой внешней харак-теристикой и напряжением холостого хода 60–90 В . Возможно также использовать централизованную разводку — шинопровод .

Mini Bag Digit 320(500)Конвектор Mini Bag используется взамен балластного реостата, но в отличие от него имеет малый вес и габа-риты, позволяет плавно регулировать силу сварочного тока, обеспечивает функции горячего старта, антипри-

Мультисистемы QUAD AC/DC

Система Off-Shore

Mini Bag Digit 320(500)

Проволокоподающее устройство MT20

�

липание, повышение стабильности горения дуги за счет увеличения тока при переносе капли и позволяет про-извести подключение проволокоподающих устройств (механизма) МТ-20 для осуществления полуавтомати-ческой сварки в защитных газах плавящимся электро-дом, а при подключении установки tig Mini Bag — и аргонодуговой сварки неплавящимся электродом .

Использование данной системы вместо балластных реостатов позволяет: • снизить потребление электроэнергии при сварке до

60%, • удалить сварочный пост на расстояние до 200 метров

от источника тока, • обеспечить безопасную работу при сварке в опасных

условиях (закрытых отсеках) за счет снижения UХХ при обрывах дуги до безопасной величины,

• повысить качество сварных швов (в частности, сни-зить порообразование),

новости, анонсы, отчеты

• снизить затраты на зачистку от брызг и получить экономию сварочных материалов за счет уменьше-ния разбрызгивания (5–8%) .

СеминарНа выставке был проведен семинар по сварочной

тематике, в котором приняли участие специалисты-разработчики ведущих фирм и ведущие специалисты-сварщики судостроительных предприятий . На семинаре были прочитаны доклады по:• применению многопостовых, высокочастотных сва-

рочных систем Off-Shore в современном судостро-ительном производстве — докладчик А . Зорзетто (“Sol Welding”, Италия; дистрибьютор в России ком-пания «Мир Сварки»);

• охране труда при сварке в судостроении — докладчик к . м . н . Корюкаев Ю . С . (ЗАО «СовПлим»);

• стыковке крупногабаритных конструкций гидро-технических сооружений на плаву при помощи подводной электродуговой сварки — докладчик Лукашов А . Н . (ООО Спец . водолазное предприятие «ИнтерАква»);

• разработке отечественных систем аттестации свар-щиков и сварочного производства, гармонизирован-ных с европейскими — докладчик к . т . н . Панин В . Н . (ОАО ИТЦ «Прометей») .Доклады вызвали значительный интерес присутству-

ющих, было задано и получены ответы на множество технических и организационных вопросов .

�

После передачи трех экспериментальных автоматов «Радиан-4» на «Севмаш»-предприятие с весны 1988 г ., т . е . уже после трех лет с момента начала работ, про-изводилась сварка пластин и образцов имитаторов во всех пространственных положениях . Выполнялась доработка технологии, управляющих программ, выяв-лялись и дорабатывались «слабые» места в механике и электронике .

Учитывая положительные результаты всесторонних испытаний автоматов в заводских условиях, 12 августа 1988 г . было принято решение о выполнении сварки по разработанной технологии опытно-штатной кон-струкции . Эти работы были начаты в ноябре 1988 г ., а закончены в январе 1989 г .

Опытно-штатная конструкция представляла со-бой три торовых обечайки из стали типа 12ХН3МДА, состоящих из 10 равных лепестков, каждая с радиусом кривизны образующей 2,5 м и длиной пазов 1,4 м . Диаметр обечайки по нижнему торцу составлял около 8 м . Конструктивные элементы подготовки кромок при толщине лепестков 35 мм в соответствии с черте-жом представляли собой симметричную X-образную разделку с углом раскрытия 60 ± 5° и зазором в кор-невой части 4–

+12 мм . Сборка и сварка производились

в положении «ось-вертикально» торцом большого диаметра вниз . Сборка осуществлялась прихватка-

ми, выполняемыми ручной аргонодуговой сваркой, с присадочной проволокой Св 07ХН3МД с поддувом обратной стороны аргоном .

Корень шва собранных пазов подваривали симмет-рично с двух сторон ручной аргонодуговой сваркой с присадкой марки Св 07ХН3МД . Толщина подварки составляла 6–8 мм .

Практика подготовки и сборки лепестков оказалась таковой, что добиться требуемой чертежом формы и размеров разделки не удалось . Так, например, угол рас-крытия кромок изменялся от 49   до 70° ширина разделки находилась в пределах от 22 до 31 мм, ширина площадки подварочного шва паза изменялась от 8 до 12 мм .

Такая подготовка кромок, конечно, не вызывала воодушевления разработчиков, однако, забегая вперед, скажем, что с этой задачей автомат и оператор-сварщик справились достойно . Кстати, о сварщике .

По настоянию производственников сварщик был назначен цеховой, без опыта, который к тому време-ни уже имелся у сварщиков лаборатории сварки . Это было сделано для проверки возможности быстрого адаптирования сварщика к работе с качественно новым оборудованием .

Автоматическая сварка пазов обечаек экспери-ментальным автоматом «Радиан-4» выполнялась в два этапа, которые состояли из процедуры заполнения разделки и последующей наплавки технологического усиления сварного шва .

Сварка выполнялась проволокой марки Св 07ХГ-СН3МД ∅ 1,2 мм . Режим сварки и расход компо-нентов защитной газовой смеси, состоящей из 80% Аr+20% СО2, контролировался по показаниям на цифровом дисплее шкафа и дублировался (вот она, инерция технического прогресса) дополнительными стрелочными приборами и ротаметрами и состав-лял: сварочный ток 140–160 А, напряжение на дуге 16–18 В, расход газа 40 л/мин .

Сварка пазов заподлицо производилась по методу «поперечной горки» за один проход с каждой стороны шва, начиная с лицевой стороны . Скорость сварки со-ставляла 0,75–0,9 м/час . Такой разброс был предопре-делен значительными отклонениями формы разделки от требуемых и, как следствие, различными объемами заполнения . Сварку проводили без кантовки обечаек, положение шва в пространстве изменялось от верти-кального до наклонного (угол отклонения от вертикали составлял 30°) . Отметим, что наклон «на себя» с углами 30–50° является по технике выполнения для свар-щика-ручника весьма сложным . Для разработанной технологии и оборудования такое пространственное положение особых затруднений не вызывало .

Ю. В. Демянцевич, В. Ю. Иванов

разработка оборудоВаНия и техНологии СВарки НеПоВоротНых моНтажНых СтыкоВых СоедиНеНий круПНогабаритНых коНСтрукций

теХнолоГии сварКи и реЗКи

Продолжение, начало в №  2, 2007

Внешний вид сварочного аппарата «Радиан-4»

�0

теХнолоГии сварКи и реЗКи

После выполнения сварки производился 100% ультра-звуковой контроль . Из 120 проконтролированных участков признаны негодными 20 участков, с глубиной залегания дефектов 18–22 мм, т . е . в основном в корне подварочного шва . Вскрытие дефектов показало, что главная причина их возникновения — нарушение гео-метрических параметров разделки кромок, допущенное при сборке (к тому времени работы по геометрической адаптации, напомню, выполняемые «факультативно», откладывались в связи с непрерывными командиров-ками разработчиков на «Севмаш») .

После исправления дефектов ручной аргоно-дуго-вой сваркой с применением присадочной проволоки Св 07ХН3МД наплавлялось усиление на сварной шов . Усиление высотой 6–

+23 и шириной 56–

+24 выполняли за

один проход со сложными колебаниями электрода .Из дефектов, обнаруженных визуально, отмечено

нарушение формирования в местах вынужденных остановок (замена катушки с проволокой или токо-съемного наконечника) и на отдельных участках под-резы глубиной до 0,5 мм в местах перехода усиления к основному металлу .

Анализ причин возникновения этих дефектов еще более укрепил авторов разработки в мысли о необхо-димости создания системы не только геометрической, но и технологической адаптации .

После наплавки усиления было выполнено радио-графирование пазовых соединений в объеме 100% . Из 120 участков баллом 3 оценены 118 участков, бал-лом 2 — один участок и баллом 1 — один участок . В обоих участках были обнаружены поры; участок, квалифицированный баллом 1, имел скопление пор протяженностью 25 мм .

В ходе работ по сварке торовых обечаек эксперимен-тальным автоматом «Радиан-4» было выполнено 42 по-гонных метра шва, машинное время сварки составило около 174 часов, при этом автомат дважды перевозился с одного рабочего места на другое . Специальных ме-роприятий по созданию «тепличных» условий в ходе работ не выполнялось .

Производственники дали высокую оценку пер-спективности технологии и оборудованию нового поколения, внесли ряд существенных предложений по улучшению работы аппарата .

После выполненных доработок, корректировки конструкторской документации на литеру О1 один из автоматов вновь появился в цехе, при этом ему предстояло сварить образец толщиной 40 мм . Образец был установлен так, что стык изменял свое простран-ственное положение от вертикального до потолочного с внутренней стороны . И с этой задачей аппарат спра-вился блестяще .

Сварка образца-имитатора производилась в сим-метричную Х-образную разделку с «открытым» корнем . Поверхность выполненного за один проход сварного шва и вид его со стороны корня после сварки с одной стороны приведен на рисунках . После сварки корень шва зачищался до чистого металла и подваривался руч-ной аргонодуговой сваркой до образования площадки шириной 6–8 мм . Затем выполнялась однопроходная сварка в разделку с внутренней стороны . Далее осу-ществлялся ультразвуковой контроль качества сварно-

го шва и однопроходная наплавка усиления высотой 7 мм и шириной 64 мм .

Любопытно отметить, что сварщик В . Семенов, кстати, очень толковый и прогрессивно настроенный специалист, выполнявший эту работу, не дождав-шись окончательных результатов заключительного радиографирования, получил письменное послание, начертанное на сваренном образце, от своих коллег по ручной дуговой сварке, считавших себя элитой, которым доверяли подобные стыковые соединения, преимущественно в потолочном положении . Суть этого послания сводилась к полушутливой угрозе подвеса исполнителя работы за гениталии на подкрановых путях, если он будет продолжать свою деятельность по внедрению автомата «Радиан-4» .

Для разработчиков и заводчан, активно участвую-щих в судьбе аппарата, это послание стало, пожалуй, самой большой наградой . Оппоненты Семенова уви-дели, что реально наступает пора замены ручного труда на машинный, и в этом свете, очевидно, свою перспективу .

В начале 1990 г . работы по договору с «Севмашем» были завершены . Конструкторская и технологическая документация готова к тиражированию .

Однако за 5 лет, прошедших с момента начала работ, вычислительная техника пополнилась компью-терами, превосходящими по своим возможностям микро-ЭВМ «Электроника-60», на базе которой и был создан весь комплекс . Репродуцировать устаревшее оборудование с ограниченными возможностями не имело смысла . В свете этого разработчики и произ-водственники предложили переработать аппаратные и программные средства под PS-486, являвшегося на тот момент качественно новой системой, обладающей большими возможностями для разработки и отладки программного обеспечения, а также управления про-цессом сварки .

К исходу 1990 г . ввиду прекращения финансирова-ния эти работы были приостановлены, а затем прекра-щены . Дальнейшее развитие идей нашло отражение в созданном в последнее время аппарате «Юниор» .

�0

Корень шва после заполнения разделки с лицевой стороны

Лицевая часть шва после заполнения разделки сварочным автоматом «Радиан-4»

��

теХнолоГии сварКи и реЗКи

оПыт ВНедреНия СВарочНых коНВертороВ На По «СеВмаШ»

Сегодня, при возрастающей конкуренции, про-мышленные предприятия ищут пути снижения производственных затрат и непроизводительных потерь для снижения себестоимости продукции .

В сварочном производстве большое значение имеют экономия электроэнергии, снижение по-терь на разбрызгивание электродного материала, снижение трудоемкости работ по зачистке около-шовной зоны после сварки, уменьшение объемов работ по исправлению брака .

Долгое время на судостроительных предприяти-ях для сварки штучными электродами применя-ются балластные реостаты . Считается, что высокая надежность, простота и низкая стоимость балласт-ных реостатов являются их достоинствами, опре-деляющими предпочтительность их применения по сравнению с иными источниками сварочного тока . Промышленная эксплуатация сварочных конверторов в условиях ПО «Севмаш» показала ошибочность этого мнения .

Эксперименты с конверторами начались на предприятии в конце 90-х годов, к 2001 г . были сформулированы основные технические требо-вания к ним, просчитаны предполагаемые эконо-мические и технические преимущества . В 2003 г . в лаборатории сварки предприятия был испытан конвертор REG-400 фирмы «OZaS» (Польша) . В 2004 г . на предприятие для испытаний поступили «MiniBag-320» фирмы «ESEtti» (Италия) и «КСУ-320» разработки ОАО «ИТС-СЭЛМА» (С .-Петер-бург) . В 2005 г ., после предварительных испытаний, предприятие закупило 240 шт . сварочных конвер-торов, предназначенных для сварки штучными электродами . В ходе эксплуатации выяснилось:• Сварочные конверторы позволяют сэкономить

более 50% электроэнергии по сравнению с применяемыми на предприятии балластными реостатами .

• Такой же эффект обеспечит замена специа-лизированными конверторами существующих установок аргонодуговой сварки (ПРС-2, ПРС-3, ПРС-4, «Шторм» и т. д.) .

• Низковольтное питание (50–90 В постоянного тока) позволяет без ограничений, связанных с безопасностью работ, применять конверторы для сварки конструкций на плаву, в замкнутых объемах и на открытом стапеле .

• Малые вес и габариты позволяют размещать конверторы на эстакадах, на палубе и внутри строящихся заказов .

• Нечувствительность к броскам напряжения в заводской сети в отличие от инверторных сварочных источников .С целью реализации преимуществ нового типа

оборудования в интересах предприятия были вы-даны ТЗ на разработку сварочных конверторов для сварки штучными электродами, аргонодуговой и полуавтоматической сварки . В настоящее время заявленные модели оборудования проходят ис-пытания на территории предприятия .

В сравнении с используемыми на предприятии сварочными источниками конверторы обеспечи-вают преимущество по следующим характерис-тикам:• Тиристорные выпрямители уступают конвер-

торам по быстродействию системы управления, что исключает их использование в системах управления качеством соединения в процессе сварки, т . е . тиристорные выпрямители ис-черпали возможности развития и уже не со-ответствуют современным технологическим требованиям к сварочному оборудованию .

• Инверторные источники — наиболее развитый, с точки зрения технологических возможностей, класс сварочного оборудования, но низкая на-дежность при использовании в условиях пред-приятия ставит под сомнение возможность их массового применения на «Севмаше» . Причина отказов инверторов — индукционные броски напряжения в питающей сети, возникающие при отключении мощных нагрузок, причем источником импульса является силовая под-станция . Для применения инверторов на пред-приятии потребуется реконструкция электро-сетей, в частности, бесконтактная коммутация мощных нагрузок в момент перехода фазы тока через ноль, системы частотного управления пуском и торможением мощных электродвига-телей и т . д ., стоимость такой реконструкции, скорее всего, превысит затраты на обновление парка сварочного оборудования . Применение конверторов позволяет совершенствовать парк сварочного оборудования вне зависимости от реконструкции сетей .

Ю.  В. Аввакумов, Н.  В. Мельник, В.  В. Мансуров, А.  Е. БеляевФГУП «ПО «Севмаш», г.  Северодвинск

��

теХнолоГии сварКи и реЗКи

Снижение уровня брака при применении конверторов, в основном, обусловлено отсутст-вием взаимного влияния сварочных постов . При применении балластных реостатов, чтобы избе-жать влияния соседних постов, сварщики пред-варительно завышают режим и, чтобы удержать сварочную ванну, ведут сварку «с отрывом», что приводит к образованию пор в сечении шва и, как следствие, — необходимости строжки де-фектного участка и повторной сварке, при этом непроизводительно теряются электроэнергия, рабочее время и электродный материал .

Снижение потерь электродов на разбрызги-вание при применении конверторов по срав-нению с балластными реостатами на 5–8% (в зависимости от пространственного положе-ния сварки и квалификации сварщика) и 3–4% по сравнению с инверторами — объясняется специфическими особенностями сварочных конверторов . Из приведенных осциллограмм видно, что система управления конверторов ограничивает ток короткого замыкания практи-чески на уровне тока задания, что значительно снижает электродинамические силы, способ-ствующие выбросу капель электродного металла из сварочной ванны .

При реализации внедрения планируемого числа конверторов экономия электродов при существующих объемах работ будет исчислять-ся тоннами .

Реальный срок окупаемости с учетом эконо-мии электроэнергии, снижения уровня брака, снижения потерь на разбрызгивание, снижения трудоемкости работ по зачистке околошовной зоны на одном из участков корпусо-сборочного цеха ПО «Севмаш» составил 6–7 месяцев .

При внедрении сварочных конверторов сле-дует иметь в виду:• Эффективность применения конверторов

очевидна при их локальном использовании, т . е . должна производиться замена всего обору-дования на конкретном участке, где возможно организовать учет электроэнергии и коли-чества расходуемых сварочных материалов, отдельно от остального производства .

• Применение конверторов имеет смысл при достаточно больших объемах сварочных работ — судостроение, тяжелое машино-строение и т . д . То есть там, где используется многопостовая система питания сварочных постов от многопостовых источников непо-средственно или через шинопровод с по-стовыми балластными реостатами . Принятие решения о замене оборудования, в любом случае, должно производиться из расчета экономической целесообразности и с учетом специфики предприятия .

Осциллограмма сварочного тока при сварке от конвертора

Осциллограмма сварочного тока при сварке от балластного реостата РБ-301

Осциллограмма сварочного тока при сварке от инверторного источника LHL-315

��

теХнолоГии сварКи и реЗКи

Расчет экономического эффекта применения сварочных конверторов дал следующие результаты:

Исходные данныедля сварки электродами

∅ 4 мм.Для балластных реостатов Для конверторов

Uсети = 70 ВUдуги = 25 ВIсварки = 150 А

1.Полезная мощность:25 × 150 = 3750 Втили 3,75 кВт/час. Потребляемая мощность:70 × 150 = 10 500 Втили 10,5 кВт/час.Отсюда кПд:3750 × 100/10 500 = 35,7%

1.Полезная мощность:25 × 150 = 3750 Втили 3,75 кВт/час.кПд = 85% (по паспорту)Потребляемая мощность:3750 × 100/ 85 = 4411,7 Втили 4,41 кВт/час.

2.Потребляемая мощность в смену (5 час.):10,5 × 5 = 52,5 кВт/час.

2.Потребляемая мощность в смену (5 час.):4,41 × 5 = 22,05 кВт/час.

3.Потребляемая мощность в сутки по предприятию (1000 чел./смен):52,5 × 1000 = 52 500 кВт/час.

3.Потребляемая мощность в сутки по предприятию (1000 чел./смен):22,05 × 1000 = 22 050 кВт/час.

4.годовое потребление (250 раб. дней):52 500 × 250 = 13 125 000 кВт/час.

4.годовое потребление (250 раб. дней):22 050 × 250 = 5 512 500 кВт/час.

годовая экономия электроэнергии: 13 125 000 – 5 512 500 = 7 612 500 кВт/час.Потери электроэнергии: для балластных реостатов — 8 268 750 кВт/час; для конверторов — 826 875 кВт/час.

��

теХнолоГии сварКи и реЗКи

ПримеНеНие Виброобработки В ПроцеССе СВарки

I. Влияние ВибраЦии на геометрическую стабильность

Исходно планировалось провести сравнение поводок при сварке образцов по двум режимам .

Режим 1 — нанести поперечный шов на пластину из Ст . 3 толщиной 10 мм, шириной 100 мм, длиной 250 мм . Концы пластины предварительно прихватить к опорной плите . После остывания шва удалить прихватки и заме-рить величину деформации (зазор между пластиной и плитой по концам пластины) .

Режим 2 — выполнить те же самые операции, но с наложением вибрации на опорную плиту .

По изменению величины поводки пластины предпо-лагалось сделать вывод о влиянии вибрации .

В качестве опорной плиты использован металли-ческий стол (толщина столешницы 20 мм) . Под ножки стола укладывались амортизаторы . Вибратор крепился непосредственно к столу струбцинами .

До начала сварочных работ был выбран дисбаланс вибратора, рабочие частоты и определено место про-ведения сварочных работ на столе .

Сварка всех образцов выполнялась в дальнейшем именно на этом месте .

Использована полуавтоматическая сварка в среде СО2 .

На первом образце сварка произведена без вибро-обработки .

Было обнаружено, что после остывания образца и удаления прихваток деформация пластины отсутствовала (в рамках точности измерения линейкой и штангель-цир-кулем) . Очевидно, что величина остаточных напряжений после нанесения шва недостаточна, чтобы вызвать сколь-ко-нибудь значимую деформацию образца .

С учетом полученного результата схема эксперимента была изменена .

Пластина укладывалась на стол и прихваткой фикси-ровался только один ее конец . Затем посередине пласти-

ны наносился поперечный шов шириной ≈20 мм — с виб-рацией и без нее .

Внешний вид шва показан на рис . 1, а . Верхняя часть шва (где вырезался шлиф) является его конечной частью .

Вибрация создавалась вибратором на двух частотах — 78,3 Гц (4700 об/мин) и 88,3 Гц (5300 об/мин) .

На этой стадии эксперимента виброускорение не измерялось, так как требовалось определить принци-пиальную возможность использования вибрации при сварке .

После остывания пластины измерялся при помощи щупов зазор δ (в двух точках по ширине — вблизи бо-ковых кромок):

Полученные результаты сведены в таблицу 1 . Зазор δ есть средняя величина от двух измерений .

При нанесении шва на образец 4 была изменена схема его закрепления — половина образца нависала консольно над плитой:

Из таблицы 1 следует, что вибрация при сварке способствует деформированию металла под действием напряжений . Соответственно, можно предполагать, что

А. С. Евтушенко, Я. И. Андреев, В. Г. СмирновОАО «Силовые машины» — «Электросила» (Санкт-Петербург)

Из литературных источников и сообщений в Интерне-те известно об успешном применении вибрации в про-цессе сварки. Такая технология позволяет получить более качественный шов и значительно снизить повод-ки конструкций.

В ОАО «Силовые машины»—«Электросила» для сня-тия напряжений после сварки широко применяется технология виброобработки.

Для проверки возможности использования имею­щейся на предприятии виброустановки «ЭЛВИС­Т3»

Таблица 1

№ образца

Зазор δ, мм Примечание

1 1,35 Сварка без виброобработки

2 1,55 Вибрация 78,3 Гц (4700 об/мин)

3 2,50 Вибрация 88,3 Гц (5300 об/мин)

4 1,9Вибрация 75 гц (4500 об/мин) — изменена схема закрепления образца

непосредственно при выполнении сварочных операций отделом сварки совместно с лабораторией металлов ЦЗЛ проведено специальное исследование. Исследо-вание состояло из двух этапов. На первом этапе оце-нивалось влияние вибрации на геометрическую ста-бильность сварной детали. На втором этапе исследо-вано влияние вибрации на микроструктуру шва и его механические свойства.

Ниже изложены результаты исследований, выпол-ненных в соответствии с этими этапами.

��

теХнолоГии сварКи и реЗКи

остаточные напряжения ниже в образцах, где сварка выполнена с вибрацией — наличие остаточных напря-жений привело к дополнительной деформации металла под действием этих напряжений и, тем самым, к их релаксации .

Увеличение интенсивности вибрации привело к уве-личению зазора δ, то есть к увеличению деформации металла (ср . образцы № 2 и 3, табл . 1), что, возможно, свидетельствует о более полном снятии остаточных на пряжений .

Зазор δ уменьшился на образце № 4 вследствие изме-нения схемы вибрации: в предыдущих случаях (образцы № 2, 3) пластина опиралась на стол всей поверхностью и при колебаниях могла смещаться только вверх; при консольном расположении свободный конец переме-щался при колебаниях и вверх, и вниз, что привело к уменьшению зазора по сравнению с предыдущими образцами .

Внешний вид наплавленного шва на образцах с виб-рацией несколько отличался от шва с традиционной наплавкой: участки шва более плоские и меньше по толщине . Это видно на фотографиях рисунка 1 .

Предварительное исследование микроструктуры на-плавленного металла показало некоторое отличие швов с вибрацией и без таковой .

Наиболее существенным является уменьшение зоны термического влияния (ЗТВ) в шве с вибрацией . Кроме того, вибрированнный шов имеет несколько более четко выраженную структурированность (направленность) зерен .

Также характерным для всех образцов с вибрацией, как отмечалось выше, является общее уменьшение тол-щины наплавленного металла в зоне отрезки шлифов .

Более детальный анализ микроструктуры выполнен на втором этапе работы .

II. исследоВание Влияния ВибраЦии на микроструктуру шВа и его механические сВойстВа

На этом этапе технология сварки была несколько изменена по сравнению с предыдущим этапом .

Сварка образцов (пластин толщиной 20 мм из Ст . 3 сп2) производилась на металлическом столе, на котором был закреплен вибратор установки «ЭЛВИС-Т3» . Стол

выставлялся на резиновые амортизаторы . После опро-бования нескольких режимов вибрации все сварные работы выполнялись при скорости вращения вибратора 4450 об/мин (=74,2 Гц) . Схема сварки с вибрацией по-казана ниже (вид сверху):

Пластины крепились к столу точечной сваркой в двух местах каждая (см . схему) . Вибрация измерялась штат-ным виброметром ВВМ-201 в единицах виброускорения . Колебания стола по длине пластин имели различную интенсивность, увеличиваясь от зоны 3 к зоне 1 .

В зоне 1 виброускорение составило 155 м/с2 (=16 g), в зоне 3 — 110 м/с2 (=11 g) . Таким виброускорениям соответствуют амплитуды колебаний 0,8 мм и 0,6 мм соответственно .

Было проведено сравнительное исследование трех ва-риантов сварки: сварка без вибрации; сварка с вибриро-ванием стола согласно вышеприведенной схемы; сварка с вибрированием стола и одновременным вибрированием держателя проволоки, для чего к держателю проволоки хомутом крепился упор, все время касавшийся вибри-ровавшего стола .

Сварка выполнялась специалистом лаборатории сварки в полуавтоматическом режиме с одинаковыми параметрами для всех вариантов .

После проведения сварки из полученных образцов изготовлены поперечные шлифы области шва из зон № 1 и 3, а из зоны 2 изготовлены поперечные образцы на растяжение (по два образца на каждый вариант):

После изготовления шлифы подвергнуты травлению 4%-ным раствором азотной кислоты .

Рис. 1. Схема разрезки, основные размеры и внешний вид поперечных шли-фов:а) — схема отрезки шлифов от пробных пластин; б) — шлиф от пластины без виброобработки

в процессе сварки; в) — шлиф от пластины с виброобработкой при сварке

��

теХнолоГии сварКи и реЗКи

Дополнительное вибрирование электрода (по сравне-нию с вибрированием стола) не отразилось на микро-структуре шва, поэтому в дальнейшем сравнение про-изводилось между швами, полученными без вибрации и с наложением вибрации (не выделяя отдельно режим с дополнительным вибрированием электрода) .

Макроизображения шлифов приведены на рисунках 2 и 3 .

Из анализа изображений следует, что сварные швы несколько различаются между собой по форме и разме-рам наплавленного за отдельный проход металла .

Видимо, колебания тока и некоторое различие в по-ложении проволоки при проходах шва из-за влияния субъективных факторов привели к таким различиям .

Соответственно, отмеченная неоднородность затруд-няет сравнительный анализ .

Для снижения влияния неоднородности режимов на шлифах выбирались по два сопоставимых участка: один — в зоне сплавления вблизи корня шва, нане-сенного при втором проходе (=примерно посередине толщины листа), другой — у поверхности металла по центру последнего шва .

Участки микроструктурного анализа показаны крас-ными прямоугольниками на макроизображениях швов (на рис . 2 и 3) .

Микроструктурный анализ выполнялся на оптическом микроскопе Union (Япония) с увеличением × 50 с после-дующей фотосъемкой шлифов цифровой камерой через объектив микроскопа .

Фотографии соответствующих участков приведены на рис . 4–7 .

Рис. 2. Общий вид поперечного макрошлифа сварного шва (сварка без вибрации):

А, В — участки микроструктурной съемки

Рис. 3. Общий вид поперечного макрошлифа сварного шва (сварка с вибрацией):

E, F — участки микроструктурной съемки

Можно выделить несколько характерных отличий в швах, полученных с вибрацией:

— уменьшение зоны термического влияния (ЗТВ) с 2–2,2 мм (рис . 4) до 1–1,2 мм (рис . 6);

— большая структурированность литого металла (зерна меньшей толщины и ориентированы более четко по линиям кристаллизации);

— уменьшение контрастности линии сплавления (менее резкий переход от ЗТВ к литому металлу) .

Наибольшее отличие имеют участки у поверхности металла (рис . 5 и 7) .

Наряду с несколько большей структурированностью металла «виброшвов» (зерна более четко ориентированы по вертикали) резко отличается пористость стали — шов без вибрации содержит гораздо больше газовых пор, чем «вибро-швы» .

Очевидно, наличие вибрации облегчает выход газов из расплавленного металла .

Возможно, облегченный отвод газов при вибрации способствует более эффективному охлаждению за-стывающего металла, что, в свою очередь, приводит к уменьшению зоны термического влияния .

Кроме того, уменьшение зоны термического влияния при вибрации может быть обусловлено увеличением скорости кристаллизации жидкого металла вследствие образования большего количества центров кристалли-зации .

Результаты механических испытаний показали, что все образцы разрушились по основному металлу вне шва и ЗТВ:

Таким образом, механические свойства сварных об-разцов определялись фактически свойствами основного металла, ибо разрушение происходило не по шву, а по основному металлу .

Так как виброобработка не влияет на механические свойства металла, то эти свойства остались без изме-нений .

ВыВоды

1. Применение виброобработки во время сварки спо-собно снижать остаточные напряжения и, тем самым, обеспечивать большую геометрическую стабильность сварных конструкций, но для практической реализа-ции этой возможности необходимы дополнительные исследования .

2. Швы, полученные с применение вибрации, имеют меньшую зону термического влияния по сравнению с обычными швами; возможно, этот эффект обусловлен появлением дополнительных центров кристаллизации в жидком металле при его вибрировании .

3. Микроструктурный анализ сварных швов показал большую структурированность и значительное сни-жение пористости «виброшвов» .

��

Рис. 4. Микроструктура шва в зоне сплавления А (сварка без вибрации)

Рис. 7. Микроструктура шва в центральной зоне F вблизи поверхности шва (сварка с вибрацией листов и электрода). Отдельные поры показаны стрелками

Рис. 6. Микроструктура шва в зоне сплавления E (сварка с вибрацией листов и электрода)

Рис. 5. Микроструктура шва в центральной зоне В вблизи поверхности шва (сварка без вибрации).В центральной части видны многочисленные поры (показаны стрелками)

теХнолоГии сварКи и реЗКи

��

общество с ограниченной ответственностью научно-производственное объединение «агат», г. самара

сВарочные газоВые смеси на Вашем ПредПриятии

Получите дополнительную информацию по адресу: рФ, 443066, г. самара, ул. 22 Партсъезда, 52, телефоны: (846) 248-72-91, 92, сот. 8-927-710-00-10, www.npoagat.ru, e-mail: npoagat@npoagat.ru, до того как Вы примете решение

по модернизации Вашего сварочного производства

Внешний вид типовой газосмесительной станции

Внешний вид станции сжиженных газов

Являясь прогрессивной технологией, сварка в защитных газовых смесях ar+СО2 и ar+СО2+О2 широко используется многими оте-чественными производителями и зачастую является показательным фактором для заказчиков и инвесторов . Наиболее перспективными с точки зрения сочетания высоких сварочно-технологических ха-рактеристик и экономических показателей являются смеси ar+СО2 и ar+СО2+О2 . Такие смеси обеспечивают оптимальное сочетание сварочно-технологических характеристик, стоимости выполнения сварочных работ и качества сварных конструкций .

Улучшение формирования швов при сварке в смесях на основе ар-гона наблюдается в широком диапазоне режимов . Высота выпуклости шва заметно ниже, чем при сварке в углекислом газе, валик шва имеет плавный переход к основному металлу, формируется мелкочешуйчатая поверхность шва, аналогичная по внешнему виду поверхности швов, сваренных под флюсом . Благоприятная форма шва, малая высота выпуклости и пониженный уровень потерь электродного металла на разбрызгивание обеспечивают заметное уменьшение расхода электрод-ной проволоки на единицу длины шва, сводит к минимуму операцию по зачистке .

На сегодняшний день перед многими предприятиями стоит задача технического перевооружения сварочного производства — организа-ции централизованной подачи на сварочные посты углекислоты СО2, кислорода О2, сварочной газовой смеси ar+СО2 и ar+СО2+О2 . В связи с чем появляется необходимость выбора из большого числа исполнителей-поставщиков по всем видам услуг и оборудования, ведения многочисленных переговоров, трат времени на обработку и получение информации, несения рисков, связанных с поставкой ем-костного криогенного и углекислотного оборудования . Всего этого Вы можете избежать, обратившись к комплексному исполнителю услуг ООО НПО «АГАТ» (г . Самара) .

ООО НПО «АГАТ» (г . Самара) — это проектирование, производство, монтаж и пуско-наладка комплексов по централизованному обеспече-нию Вашего производства СО2, О2, а также комплексов, обеспечиваю-щих сварочные производства защитными газовыми смесями ar+СО2 и ar+СО2+О2 .

ООО НПО «АГАТ» организует демонстрацию работы газовых ком-плексов . Вы всё увидите своими глазами . Весь перечень оборудования и услуг Вы получите в одном месте, что обеспечит Вам экономию де-нежных средств и снизит Ваши риски, т . к . ООО НПО «АГАТ» сдаст Вам газовый комплекс «под ключ» . Комплекс полностью автоматизи-рован по обратной связи от количества одновременно работающих сварочных постов .

сварочные материалы

��

Состояние сырьевой базы является одним из основ-ных факторов, определяющих стабильность качества изготовления сварочных материалов . Без применения качественного сырья невозможно изготовить электро-ды, особенно специального назначения, применяющи-еся для сварки изделий нефтехимического, энергети-ческого и атомного машиностроения .

Вопросы обеспечения производства сварочных электродов качественным сырьем постоянно нахо-дятся в сфере деятельности Ассоциации «Электрод» . Благодаря активному вмешательству Ассоциации «Электрод» и других организаций удалось решить ряд проблем, связанных с поставками сырьевых ма-териалов:1 . Стабилизировались поставки силиката (калиево-

натриевого и натриево-калиевого) с Армавирского и Магнитогорского стекольных заводов, несмотря на организационные сложности и проблемы с обеспе-чением этих предприятий поташом .

2 . Обеспечена технология изготовления и налажены поставки сварочной проволоки Св .08 и Св .08А с нормальным содержанием алюминия .

3 . На протяжении нескольких лет ведутся работы по изготовлению и испытанию новых марок ферро-титана взамен марки Фти30А, которая долгие годы применялась в электродном производстве, однако в настоящее время промышленностью не выпускается . К сожалению, можно отметить, что эта проблема до настоящего времени не решена окончательно, и для изготовления сварочных электродов специального назначения приходится по-прежнему использовать ферротитан из стратегических запасов, который был изготовлен в 80-е годы XX века . Опыт показывает, что только такой ферротитан позволяет изготовить электроды требуемого качества . Но запасы не бес-предельны, и по оценке специалистов, остатки ста-рого ферротитана закончатся в течение 12–15 ме-сяцев . В связи с этим необходимо сконцентрировать усилия всех заинтересованных сторон и завершить работы по выбору новой марки ферротитана .Кроме ферротитана, изготовителей сварочных

электродов волнуют проблемы с поставками других материалов:

Мрамор. В последнее время вызывают серьезные опасения поставки мрамора, осуществляемые Коэл-гинским рудоуправлением . На протяжении многих лет успешно применялся этот мрамор для изготовле-ния сварочных электродов и флюсов, в том числе и специального назначения . Однако в конце 2006 года мы столкнулись с проблемой образования трещин на покрытии электродов марки УОНИИ-13/55 и других, содержащих более 40% мрамора в покрытии . Анализ причин образования трещин на покрытии электродов показал, что одной из основных причин является коэл-гинский мрамор, частицы которого из-за низкой проч-ности разрушаются при измельчении и превращаются в пылевидную фракцию . Большое количество пыли

Некоторые проблемы с поставками сырья для изготовления сварочных электродов специального назначения

И.  М. Лившиц (Ижорский филиал ООО «Инстрэл»)

мрамора в сочетании с мелкой фракцией плавиково-шпатового концентрата Хайдарканского комбината резко увеличивает склонность электродного покрытия к трещинообразованию . Была опробована технология изготовления электродов с использованием мрамора Уфалейского и Макаровского месторождений . Первые опыты дали положительные результаты .

Двуокись титана. В состав покрытия подавляющего большинства марок высоколегированных сварочных электродов входит диоксид титана (двуокись титана) . При этом содержание двуокиси титана в покрытии электродов колеблется от 5 до 40% .

В свое время были специально разработаны техни-ческие условия на изготовление и поставку двуокиси титана марки ТСМ, предназначенной для изготовле-ния сварочных электродов . Изготовление двуокиси титана марки ТСМ было освоено на Челябинском лакокрасочном заводе, откуда двуокись и поставлялась до последнего времени . Но происходящие в стране процессы, связанные с заменой собственника пред-приятия, привели к тому, что производство двуокиси титана марки ТСМ в Челябинске прекращено, что ставит под угрозу само производство высоколегирован-ных сварочных электродов в Российской Федерации . Конечно, лакокрасочная промышленность выпускает много различных марок двуокиси титана . Но не все марки двуокиси титана можно использовать для из-готовления электродов . Была опробована технология изготовления электродов с применением двуокиси титана марок РО2 (изготовитель «Химпром», г . Сумы), РК-1 (изготовитель «Крымтитан», г . Армянск) и РК2 (изготовитель «Соликамский завод») .

Из перечисленных выше марок лучшие показатели были у марки РК-1 . Однако двуокись титана этой марки сейчас не выпускается .

Двуокись титана марки РО2 применима только для электродов, содержащих ее в составе покрытия не более 10% . При более высокой концентрации двуокиси титана в покрытии последняя плохо смачивается жид-ким стеклом, ухудшается процесс нанесения покрытия на стержень, трудно обеспечить хороший внешний вид электродов .

Использование двуокиси титана марки РК2 только начато, и об окончательных результатах говорить рано . Но главный недостаток этой марки двуокиси тита-на — ее высокая стоимость . А это намного увеличивает цены на высоколегированные электроды, которые и без того сильно выросли за счет резкого увеличения стоимости никелесодержащей высоколегированной сварочной проволоки .

Есть еще один выход . Это использование двуокиси титана зарубежного производства, например из Чехии . Однако этот путь ведет в конечном итоге к сворачива-нию отечественного производства сварочных электро-дов . Ведь если мы, производители электродов, будем закупать сырье за рубежом, то почему это не могут сделать и потребители нашей продукции? . .

сварочные материалы

�0

СВарочНые ПороШкоВые ПроВолоки

DW-��L AWS A�.�� E��T�-K�

DW-55L и DWA-55L обеспечивают высокие показатели ударной вязкости по сравнению со свойствами обычных

сварочных проволокПроволоки имеют модернизированную схему

легирования (содержание никеля 1,5%), DW-55L (для СО2) и DWA-55L (для Ar-CO2), что обеспе-чивает более высокие результаты испытаний на ударную вязкость, чем требования aWS к сва-рочным порошковым проволокам, классифици-рованным как AWS A5.29 E81T1-K2 и AWS A5.29 E81T1-K2M.

Рисунки 1 и 2 демонстрируют изменение ре-зультатов испытаний наплавленного металла полученного при сварке проволоками DW-55L и DWA-55L в зависимости от температуры испы-тания . Некоторый разброс в данных результатах испытаний происходит, поскольку образцы для испытаний при их отборе включают в себя зоны сразу нескольких проходов наложения сварного шва, в результате образцы получаются неодно-родны по своей микроструктуре изза различного

DWA-��L AWS A�.�� E��T�-K�M

теплового вложения и различных условий крис-таллизации металла после каждого сварочного прохода . В любом случае полученные результаты находятся выше уровня требований градации «5» по требованиям к постройке судов, которые предъявляют Регистр Судоходства Ллойда (lRS) и Норвежский Веритас (DNV) к характеристике ударной вязкости наплавленного металла (47 Дж для сварки в нижнем положении и 41 Дж для сварки в вертикальном положении) .

Данные СТОД-теста, демонстрирующие пороговую расчетную оценку

для потребительских свойств металла, наплавленного сварочными порошковыми

проволоками DW-55L и DWA-55L

Наиболее часто применяющийся метод измере-ния ударной вязкости (сопротивление развитию трещины) сварного соединения — это испытание на удар образцов Шарпи с острым надрезом . В до-полнение к этим испытаниям используют также другой тест, необходимый для оценки порогового

При строительстве танкеров для перевозки сжиженного газа осуществляется очень строгий контроль сварных соединений на низкотемпера-турную ударную вязкость

Сварочные порошковые проволоки обеспечивают высокие показатели испытаний на ударную вязкость при низких температурах до –60° С и высокие прочностные свойства наплавлен-ного металла. Настоящие сварочные проволоки обладают великолепными сварочно­технологическими свойствами при сварке во всех пространственных положениях в среде СО2 или Ar­CO2. Применяются при строительстве оффшорных и других сооружений, работающих в условиях севера и низких температурах, а также при строительстве ледоколов и LPG­танкеров (транспортировка сжиженного газа).

сварочные материалы

��

Рис. 1. Результаты испытания на энергию удара. Образец Шарпи (острый надрез) металла,

наплавленного сварочной порошковой проволокой марки DW-55L, многопроходная сварка.

Каждое представленное на рисунке значение является средним значением по результатам трех испытаний (металлоснова BS4360-50D; удельное тепловложение 18 кДж/см (нижнее положение);

25 кДж/см (вертикальное положение); 11 кДж/см (горизонтальное положение).

Диаметр проволоки 1,2 мм, предварительный подогрев – 100° С, межпроходные температуры:

100–150° С. Защитный газ – СО2)

Рис. 3. Депозит металла, наплавленного порошковыми проволоками DW-55L и DWA-55L,

в зависимости от значений сварного тока

Рис. 4. Сварочные параметры проволоки DW-55L (диаметры проволок 1,2 и 1,4 мм)

Рис. 2. Результаты испытаний на ударную вязкость при различных температурах металла, наплавлен-

ного порошковой проволокой DW-55L (толщина свариваемого металла — 60 мм,

двухсторонняя разделка, защитный газ — 80% Ar, 20% СО2, сварка производилась в вертикальном положении, удельное тепловложение 18 кДж)

сварочные материалы

��

значения раскрытия вершины трещины в на-плавленном металле . Таким испытанием является СТОД-тест .

Требования к значениям СТОД-теста зависят от температуры, при которой работает сварная кон-струкция, условий нагружения, толщины металла и термообработки после сварки . Как показано в таблице 1, обе проволоки демонстрируют до-статочный уровень результатов СТОД-теста при низких температурах .

Высокая производительность сварки,

возможность сварки в широких диапазонах сварочных параметров являются важными

преимуществами порошковых проволок DW-55L и DWA-55L

На рисунке 3 представлена информация о де-позите наплавленного металла в зависимости от сварочных параметров для проволок диаметром 1,2 мм и 1,4 мм . Из этих данных следует, что ско-рость наплавки порошковыми проволоками выше на 10% по сравнению со скоростью наплавки

Таблица 1

Типичные данные СТОД-теста, полученные для металла, наплавленного порошковыми проволоками DW-55L и DWA-55L

(сварка велась в вертикальном положении, термообработка не проводилась)

Название проволоки (защитный газ)

Марка металла, толщина, удельное

тепловложение

Температура испытания, °С

СТОД, мм

DW­55L (100% СО2)

BS4360 Gr.50D 40 мм

(среднее) 25 кДж/см–10

1,68 2,05 1,55

DWA­55L(80% Ar, 20% СО2)

JIS G 3106 SM490A 60 мм

(среднее) 18 кДж/см

–360,43 0,88 0,37

–400,37 0,79

Таблица 2

Типичные показатели содержания диффузионного водорода в металле, наплавленном проволоками DW-55L и DWA-55L

(диаметр проволоки 1,2 мм, сварочный ток 280 А; испытания проводились газовым хромотографическим методом)

Название проволоки (защитный газ)

Содержание диффузионного водорода

(мл/100 г)

DW­55L (100% СО2)

4,3, 4,7, 4,2, 4,6 (среднее 4,5)

DWA­55L(80% Ar, 20% СО2)

4,2, 4,7, 4,6, 4,5 (среднее 4,5)

сплошными проволоками и на 68% — по сравне-нию со сварочными электродами .

На рисунке 4 представлены рекомендуемые параметры сварки, при которых достигается максимальная производительность сварки порош-ковыми проволоками марок DW-55L и DWA-55L . Диаметры проволок 1,2 мм и 1,4 мм .

Сварочные проволоки DW-55L

и DWA-55L обеспечивают низкое содержание диффузионного водорода

в наплавленном металле

Данные по содержанию диффузионного водоро-да в металле, наплавленном порошковыми проволо-ками марок DW-55L и DWA-55L, сравнимы с анало-гичными показателями для металла, наплавленного сварочными электродами основного типа .

Материал подготовлен  компанией ООО «КРОН  СПб»,  

СПб., ул. Ставропольская, дом 10, офис 311,  тел./факс 812-271-10-24; 812-217-10-31; 

http: www.oerlikon.ru; е-mail:  info@oerlikon.ru 

сварочные материалы

��

МАСТЕР-КЛАСС

А. В. Кляровский, руководитель аттестационного пункта АП-42 АНО РСЗ МАЦ

Полуавтоматическая (механизированная) сварка плавящимся электродом в защитных газах в насто-ящее время является одним из основных, широко использующихся в промышленности, методов элек-тродуговой сварки .

Достоинствами ее по сравнению с другими мето-дами электродуговой сварки являются:• повышение производительности процесса, т . е .

увеличение количества наплавленного металла в единицу времени;

• увеличение глубины провара, что позволяет уменьшить габариты сварных швов тавровых соединений и углы разделки кромок стыковых соединений и тем самым снизить количество наплавленного металла и расход сварочных ма-териалов;

• существенное уменьшение величины сварочных деформаций;

• снижение стоимости сварочных материалов, т . к . не требуются электроды и исключаются потери на огарки;

• возможность непосредственного наблюдения за дугой и формированием сварочной ванны, что при РДС затруднено наличием шлака . Это обсто-ятельство, наряду с отсутствием необходимости постоянно поддерживать длину дуги в узких пре-делах, существенно облегчает освоение процесса и снижает напряженность работы сварщика .Полуавтоматическая сварка в защитных газах

позволяет получить высокое качество сварных швов, для обеспечения чего сварщик-полуавтоматчик должен:• правильно подобрать основные технологические

параметры режима сварки (силу сварочного тока, напряжение на дуге, вылет электродной прово-локи, скорость сварки и т . д .), обеспечивающие стабильный процесс горения дуги, переноса электродного металла через дуговой промежуток и формирования сварочной ванны;

Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом в защитных газах

• обеспечить обслужива-ние, регулировку и на-стройку подающего ме-ханизма полуавтомата, подающего шланги и го-релки (т . е . всего тракта подачи проволоки), гаран-тирующую равномерную стабильную подачу элек-тродной проволоки в зону дуги;

• обеспечить необходимое качество газовой защиты металла сварочной ванны и капель расплавленного металла, проходящих че-рез дуговой промежуток .Для того чтобы все это

выполнить на достаточном уровне, сварщик должен четко представлять физи-ческую картину процессов, происходящих в дуге и сварочной ванне, чему мы и посвятим дальнейший материал .

Перенос металла с электрода через дуговой проме-жуток в сварочную ванну является одной из важней-ших характеристик сварки плавящимся электродом в защитных газах .

Основные виды переноса электродного металла следующие:1) капельный с короткими замыканиями дугового

промежутка;2) крупнокапельный без коротких замыканий;3) перенос каплями среднего размера (диаметр капли

0,7–1,4 dэл) без коротких замыканий;4) струйный, вернее мелкокапельный .

В принципе, процесс переноса происходит следу-ющим образом: тепло, выделяющееся в дуге, после ее зажигания интенсивно расплавляет электродную проволоку, электрод быстро оплавляется, образуя промежуток (дуговой), длина которого зависит от установленного напряжения дуги . По мере роста капли отвод тепла в сторону нерасплавленной части проволоки снижается и, соответственно, снижается и скорость плавления проволоки . Объем капли растет без существенного изменения (увеличения) дугового промежутка . Если при этом масса капли превышает силу поверхностного натяжения, то она отрывается и летит в ванну, если же нет, то, т . к . скорость подачи

ПодГотовКа Кадров

Образец сварочного шва, выполненный полуавтоматом

��

проволоки остается постоянной, конец ее с каплей начинает приближаться к ванне и замыкает дуговой промежуток . Капля под действием сил поверхност-ного натяжения переходит в ванну . При этом дуга гаснет, напряжение резко падает, появляется и растет величина силы тока короткого замыкания, и, соответственно, возникает сила, сжимающая каплю (так называемый «пинч-эффект»), и образуется шей-ка между каплей и проволокой . Аксиальное усилие, возникающее при этом, ускоряет переход капли в ванну . Этому при сварке в нижнем положении спо-собствует и сила тяжести . Шейка, при прохождении тока короткого замыкания значительной величины, перегорает со взрывом . Напряжение в промежутке возрастает до величины, превышающей напряжение на дуге, и дуга загорается . Дальше весь цикл повто-ряется (см . рис . выше) .

Характер переноса (с короткими замыканиями или без) определяется, в основном, соотношением силы тока (скорость подачи проволоки) и напряже-ния на дуге (длиной дуги) .

Крупнокапельный переносОсновными силами, обусловливающими крупно-

капельный перенос, являются сила тяжести и сила поверхностного натяжения . При сварке в углекислом газе большое влияние на перенос оказывают также силы, вызываемые действием плазменных потоков в дуге и реакцией испарения металла с поверхности капли . Эти силы приподнимают каплю над ванной, оттесняют ее на боковую поверхность электрода и приводят в беспорядочное колебательное движение . Силы давления дуги, как и сила поверхностного на-тяжения, препятствуют отрыву капли от электрода, увеличивают размер капель и разбрызгивание . От-рыв капель от электрода и направление их полета определяется на малых токах, в основном, силой тяжести, а на больших – электродинамической силой . Поэтому процесс сварки с крупнокапельным переносом применим только для сварки в нижнем положении .

Кривые сварочного тока при переносе капли в полуавтоматической сварке

Крупнокапельный перенос характеризуется по-вышенным разбрызгиванием металла . При этом при процессе без коротких замыканий разбрызгивание происходит, в основном, из-за случайного вылета за пределы шва крупных капель, беспорядочно ко-леблющихся на конце электрода . При процессе с короткими замыканиями разбрызгивание происхо-дит из-за выброса капель от взрыва шейки, выброса остатка капли с электрода при повышенных токах короткого замыкания .

Перенос каплями среднего размера, в основном, наблюдается при импульсном процессе, когда име-ется возможность регулировать сброс капли за счет управления импульсами тока, т . е . в случае неста-ционарной дуги . При этом можно принудительно, независимо от силы основного тока и напряжения, задавать желаемый вид переноса металла, что поз-воляет расширить диапазон режимов и техноло-гические возможности сварки в защитных газах плавящимся электродом .

При струйном переносе жидкий металл на конце электрода вытянут в виде конуса, с конца которого отрываются мелкие капли . Оплавляющийся конец электрода также имеет конусообразную форму . Значительная доля электродного металла (до 20%) переносится в виде пара .

При этом основными являются электродинами-ческая сила, сила поверхностного натяжения и силы действия плазменных потоков . Сила тяжести относи-тельно невелика, поэтому электродный металл может переноситься в ванну при всех пространственных положениях .

Струйный перенос имеет место при сварке в инер-тных газах и в их смесях с активными газами, в том числе в смесях аргона с углекислым газом .

Минимальную силу тока, при которой наступает струйный (мелкокапельный) перенос, называют «критической силой тока» . Струйный перенос от-личается высокой стабильностью размеров капель и малым разбрызгиванием .

Как же влияют параметры режима сварки на ха-рактер переноса металла и свойства металла шва?

Характер переноса, в основном, определяется силой тока, а также его плотностью в электроде и напряжением на дуге .

Струйный (мелкокапельный) перенос при свар-ке в углекислом газе возможно получить только при очень больших плотностях тока (критическая сила тока 1 пр .=150–200 а/мм2) и, соответственно, больших скоростях подачи электродной проволоки, что практически нерационально в связи с большими объемами сварочной ванны и трудностью ее фор-мирования и удержания от стекания . Поэтому при сварке в углекислом газе используется капельный перенос с частыми короткими замыканиями, что обеспечивается при использовании электродной проволоки малых диаметров, обычно 0,8–1,4 мм .

Одним из важнейших параметров режима при этом является напряжение на дуге . С повышением

ПодГотовКа Кадров

��

Кроме вышеизложенного материала необходимо обратить внимание на следующее:1 . Сила сварочного тока зависит не только от скоро-

сти подачи проволоки, но и от ее вылета, т . е . от расстояния от торца токоподводящего наконеч-ника горелки (а вернее – от точки контакта про-волоки с наконечниками) до дуги (или сварочной ванны) . Чем меньше вылет, тем, при одной и той же скорости подачи, больше сила сварочного тока . Поэтому сварщик должен выдерживать постоян-ную величину вылета, обеспечивающую заданную силу сварочного тока и, соответственно, стабиль-ность дуги, а также не допускать использование изношенных токоподводящих наконечников, в которых нестабильна точка касания проволоки с наконечником . Величина вылета определяется еще и сохранением

достаточной степени газовой защиты ванны и, при сварке проволокой диаметром 1,0–1,2 мм, обычно принимается равной 10–15 мм .

2 . На характер переноса, помимо вышеизложенного, существенно влияет индуктивность сварочной цепи . Индуктивность оказывает влияние на ско-рости изменения параметров режима сварки при их случайных кратковременных изменениях . Так, при коротких замыканиях с увеличением индук-тивности уменьшается скорость нарастания тока короткого замыкания, а с уменьшением – уве-личивается с соответствующими последствиями: нарушением стабильности процесса горения дуги, повышением разбрызгивания и т . п .В последнее время на современных источниках

питания для полуавтоматической сварки появилась возможность изменять величину индуктивности, и сварщик имеет возможность подобрать (обычно опытным путем при настройке режима) необходи-мую ее величину . На старых моделях источников такая возможность не предусматривалась .

Стабильность процесса горения дуги, переноса металла и, соответственно, качество сварного шва, при правильно подобранных режимах сварки, в значительной мере зависят от настройки подающего механизма полуавтомата и всего тракта подачи про-волоки: от подающих роликов до токоподводящего

напряжения длина дуги (при постоянной скорости подачи проволоки) и размер капель увеличивается, а частота их перехода в ванну уменьшается . Весь цикл роста капли до короткого замыкания возрас-тает, уменьшается количество коротких замыканий, увеличивается время нахождения капли в зоне высоких температур и, соответственно, выгорание легирующих элементов, газонасыщение и окисле-ние металла, что ведет к снижению механических свойств металла сварного шва, кроме того, сущес-твенно увеличивается разбрызгивание .

При подборе режимов следует выбирать мини-мально необходимое напряжение, соответствующее диаметру электрода и силе сварочного тока (скорости подачи электродной проволоки) .

При этом должен обеспечиваться стабильный процесс горения дуги, при котором длина дуги ви-зуально воспринимается как постоянная, перенос капель неразличим, разбрызгивание минимальное, звук дуги равномерный .

С увеличением силы сварочного тока (или ско-рости подачи проволоки, от которой, в основном, и зависит сила тока) при постоянном напряжении частота перехода капель в ванну (число коротких замыканий) увеличивается, а размер их сначала уменьшается, а затем, при больших величинах силы тока, увеличивается .

Сила тока, или скорость подачи проволоки, уста-навливается по диаметру проволоки, который вы-бирается в зависимости от толщины свариваемого металла .

Переход с обратной полярности на прямую (ми-нус на электроде) приводит к увеличению размеров капли, увеличению длительности ее пребывания в дуговом промежутке, повышению скорости плав-ления проволоки .

Значительная скорость плавления проволоки и беспорядочные колебания крупных капель ведут к большему разбрызгиванию, при одновременном уменьшении глубины проплавления основного ме-талла . В целом же закономерности процесса перено-са остаются теми же, что и при сварке на обратной полярности .

По вышеприведенным закономерностям сварка на прямой полярности применяется, в основном, при наплавочных работах или, например, при заварке дефектов литья, когда требуется большое количество наплавленного металла при минимальной глубине проплавления .

В последнее время все большее распространение получает полуавтоматическая сварка в смесях ар-гона и углекислого газа состава 5–20% углекислого газа и 95–80% аргона . В этом случае уменьшается величина критического тона, перенос металла ста-новится струйным (мелкокапельным) без коротких замыканий .

Струйный перенос отличается высокой стабиль-ностью размеров капель и горения дуги, минималь-ным разбрызгиванием .

Сварка с газовой защитой ванны

ПодГотовКа Кадров

L — величина вылета проволоки1 — токоподвод2 — изделие (свариваемая деталь)3 — сварочная дуга4 — сварочная проволока5 — газовое сопло6 — поток защитного газа7 — сварочная ванна

��

наконечника . При этом основное требование – это стабильно-постоянная скорость подачи и надежный контакт проволоки с токоподводящим наконечником горелки, в котором и происходит съем тока с нако-нечника на проволоку .

Для обеспечения этого необходимо, чтобы: • при установке подающего шланга в зажим пода-

ющего механизма обеспечивалась соосность вы-ходящей из роликов проволоки и входной втулки шланга, а также минимальное расстояние от конца втулки до выхода проволоки из роликов;

• внутренняя спираль подающего шланга пери-одически промывалась для удаления скапли-вающихся в ней загрязнений и металлической стружки . Обычно для этого в спираль заливается растворитель и продувается сжатым воздухом с соблюдением правил пожарной безопасности;

• степень поджатия подающих роликов обеспечива-ла необходимое сцепление роликов с проволокой . При слабом поджатии ролики будут проскальзы-вать по поверхности проволоки, не обеспечивая стабильной скорости ее подачи, а при чрезмерном поджатии будут деформировать проволоку, пе-регружая мотор подающего механизма и снимая стружку;

• при сварке не допускалось резких перегибов по-дающего шланга;

• диаметр канавки роликов и внутренний диаметр токоподающего наконечника соответствовали диа-метру электродной проволоки . Обычно на роликах

и наконечниках имеется маркировка с указанием этого диаметра . При износе токоподающего нако-нечника больше допустимого предела, определя-емого по нарушению стабильности горения дуги при всех остальных выдержанных параметрах, он должен быть заменен .

• намотка проволоки на кассете была рядной, а проволока – выправлена . При выходе из токопод-водящего наконечника проволока на расстоянии большем, чем вылет, не должна отклоняться от осевой линии и скручиваться в спираль .На проволоке не допускаются местные изгибы и

скрутки . Поверхность проволоки должна быть чис-той, без следов загрязнений, ржавчины, окалины, отслоений слоя омеднения и т . д .

Качество и свойства сварных швов в большой степени зависят от качества газовой защиты непос-редственно сварочной ванны и, особенно, зоны дуги и переноса металла от окружающего атмосферного воздуха, состоящего, в основном, из азота и кисло-рода и, в меньшей степени, водорода .

Эти газы очень хорошо растворяются в жидком расплавленном металле, и поэтому капли жидкого металла, находясь какое-то время в зоне высоких температур, до предела насыщаются ими (при не-достаточной защите) . В момент кристаллизации металла сварочной ванны растворимость газов резко уменьшается, и они начинают выделяться в виде пузырьков . Так как ванна кристаллизуется очень быстро, то эти пузырьки не успевают всплыть на поверхность и остаются в шве в виде дефектов-пор . Кроме того, повышенное содержание газов в метал-ле, а особенно водорода, снижает его механические свойства, такие как прочность, пластичность, ударная вязкость, повышая хрупкость .

Отсюда следует, что газовая защита зоны дуги и ванны должна быть идеальной. Как это обеспе-чить?

1 . Защитный газ (углекислый, или смесь) должен удовлетворять требованиям соответствующих ГОС-Тов на сварочный углекислый газ или смеси . Не допускается использование пищевой углекислоты, содержащей большое количество влаги и других примесей .

Баллон с газом должен иметь паспорт, в котором указывается состав газа .

2 . Качество газовой защиты зависит от характера истечения газа из сопла горелки . Расход газа дол-жен быть оптимальным, обеспечивающим плавное струйное (так называемое «ламинарное»), достаточно жесткое истечение газа из сопла, без завихрений и подсоса воздуха . Слишком малый расход не обес-печит достаточной защиты, и к тому же струя газа может сдуваться сквозняками и восходящими пото-ками горячего воздуха .

Слишком большой расход приведет к завихрению струи газа на выходе из сопла и к подносу воздуха в зону газовой защиты .

ПодГотовКа Кадров

Мультисистема «Plus 401 W»

��

Завихрению газа способствуют брызги металла на внутренней поверхности сопла, поэтому оно должно периодически очищаться от них .

Оптимальный расход газа при обычно используе-мых соплах с внутренним диаметром 12–20 мм дол-жен находиться в пределах 10–15 л/мин . При этом, при сварке тавровых соединений, для обеспечения качественной защиты требуется меньший расход, чем при сварке стыков .

Особо следует обращать внимание на чистоту поверхности распылителя, на чистоту отверстий, через которые газ подается под сопло . Эти мелкие отверстия, расположенные по окружности на рас-пылителе, всегда должны быть чистыми . Если даже одно из них (обычно их четыре штуки по диаметру распылителя) забьется брызгами или копотью, то газовая защита будет нарушена .

3 . Большое влияние на качество защиты оказывает расстояние от нижнего среза сопла до поверхности свариваемых кромок . Чем оно больше, тем хуже качество защиты . Сварщик должен постоянно вы-держивать это расстояние в пределах 15–25 мм, при этом срез токоподающего наконечника должен находиться на уровне среза газового сопла, или быть утоплен на 2–5 мм внутрь .

При сварке тавровых соединений допускается выдвижение его на 2–5 мм за срез сопла .

4 . Напряжение на дуге (или длина дуги) влияет на качество газовой защиты .

Чем выше напряжение (длиннее дуга), тем, естес-твенно, менее надежна защита .

5 . Наклон горелки также отражается на газовой защите . Наилучшее качество защиты обеспечива-ет положение горелки «углом вперед» с наклоном 15–30° . Однако при этом затрудняется наблюдение за дугой и ванной . Поэтому обычно сварку выпол-няют «углом назад» с наклоном горелки под углом 5–20° к вертикали . При этом обеспечивается удов-летворительное качество защиты, увеличивается глубина проплавления и улучшается формирование валика .

Для получения широкого валика допускаются по-перечные колебания электрода с размахом не более внутреннего диаметра сопла горелки .

Сварка «углом вперед» используется для металла малых толщин и при сварке в вертикальном поло-жении «снизу вверх» .

В начале сварки, перед зажиганием дуги, газовые шланги должны быть продуты газом для вытеснения из них воздуха . В современных полуавтоматах эта процедура предусмотрена циклом работы, при этом время продувки может регулироваться сварщиком в широких пределах в зависимости от длины шлан-гов, их внутреннего диаметра и длительности пере-рыва в работе . При выключении дуги, для защиты остывающей ванны должна быть предусмотрена задержка выключения газа, входящая в цикл работы полуавтомата, длительность которой также может регулироваться сварщиком .

В заключение остановимся еще на двух харак-терных особенностях полуавтоматической сварки тонкой электродной проволокой в защитных газах:1 . В отличие от ручной дуговой сварки толстопок-

рытыми электродами, где, вследствие низкой плотности тока в электроде, образуется широкая (но неглубокая) сварочная ванна, при невысокой скорости плавления электрода, при сварке тонкой проволокой (диаметром 0,8–1,4 мм) в защитных газах плотность тока в электроде велика . Тепловая энергия, вводимая дугой в свариваемый металл, концентрируется на небольшой площади, обес-печивая глубокое, но узкое проплавление, т . е . сварочная ванна имеет при значительной глубине небольшой диаметр поверхности . В то же время скорость расплавления проволоки, опять-таки вследствие высокой плотности тока, велика . При задержке дуги на одном месте расплавленный электродный металл может заливать ванну и натекать на нерасплавленный основной металл вокруг нее, приводя к несплавлениям . Во избе-жание этого дефекта, характерного для сварки тонкой проволокой, сварщик должен вести дугу по передней границе сварочной ванны, опережая ее и проплавляя основной металл .На это обстоятельство следует особое внимание

обращать при переучивании сварщиков-ручников (привыкших останавливать дугу на свариваемых кромках для обеспечения большего провара) на по-луавтоматическую сварку .2 . Зажигание дуги при полуавтоматической сварке

производится с помощью короткого замыкания, при этом стабильная дуга устанавливается после нескольких циклов короткого замыкания .

Если электродная проволока в момент начала сварки подается со скоростью, соответствующей основному режиму сварки, то дуга зажигается со значительным разбрызгиванием и с дефектами формирования в месте зажигания . Это не имеет особого значения при многопроходной сварке, когда предыдущие проходы перекрываются пос-ледующими, однако при однопроходной сварке (в основном, при сварке тонкого металла) это обстоятельство требует последующей зачистки и, соответственно, увеличивает трудоемкость .

Для устранения этого недостатка современные полуавтоматы имеют так называемую функцию «мягкого старта», обеспечивающую пониженную скорость подачи проволоки в момент зажигания дуги с последующим ее автоматическим повы-шением до нормальной . Длительность периода «мягкого старта» может регулироваться сварщи-ком предварительно в зависимости от диаметра применяемой проволоки, рода защитного газа, используемых режимов сварки и т . д .

Сварщик, работающий на полуавтомате, об этом должен знать и уметь пользоваться упомянутой системой .

ПодГотовКа Кадров

��

СвАРщиКи САнКТ-ПЕТЕРбуРгА — ПионЕРы СвАРного КоРАбЛЕСТРоЕния

 Р.  Ю.  Воронин

(иСТоРичЕСКий очЕРК)

Развитие сварочного производства потребовало рез-кого увеличения количества инженеров-сварщиков . По решению Правительства, в 1952–1953 годах, со старших курсов из различных технических и машиностроитель-ных ВУЗов страны в Ленинградский Политехнический институт им . М . И . Калинина были призваны студенты в дополнительные группы для последующего обуче-ния по специальности «сварочное производство», при этом многие из них впоследствии успешно трудились в судостроении . Это решение существенно исправило дефицит квалифицированных инженеров в сварочном производстве .

В 1955–1956 годах в ЦНИИ ТС, с использованием оборудования, созданного в Институте электросварки им . Е . О . Патона, были проведены исследования по отработке технологии вертикальной дуговой (а впо-следствии и электрошлаковой) сварки под флюсом и исследованию свойств сварных соединений . Эти рабо-ты, проведенные с участием Э . Н . Лаансона и А . В . Ни-конова, позволили начать внедрение автоматической вертикальной сварки с принудительным формирова-нием швов стыковых монтажных соединений корпусов судов большого водоизмещения толщиной 12–30 мм . Одновременно Б . А . Кохом, В . П . Сащенко, А . С . Чубу-ковым были проведены всесторонние исследования по автоматической электрошлаковой сварке крупногаба-ритных изделий судового машиностроения массой до 80 тонн типа штевней, баллеров рулей, судовых валов и др . Электрошлаковая сварка особенно эффективной оказалась при изготовлении изделий сварно-литой конструкции, в частности судовых гребных винтов из стали марки 1Х14НДЛ, большая работа была прове-дена на СМП инженерами Сащенко В . П ., Севастьяно-вым А . С . по электрошлаковой сварке стали iX18H9t

Продолжение, начало в №  2, 2007

толщиной 40 мм без последующей термообработки . Эта работа позволила существенно ускорить изготовление баков ЖB3 .

К 1960 году были практически завершены исследова-ния способов сварки под флюсом, результаты которых получили широкое применение в отрасли, и дальнейшее развитие способа получило в новых средствах механи-зации процесса сварки .

Ленинградские инженеры-сварщики внесли значи-тельный вклад в разработку технологии и оборудования для тепловой резки сталей . Первенец отечественного стационарного газорезательного оборудования, маши-на 18РА-1, был разработан еще в 1948 году, при этом копирование конфигурации изделий осуществлялось по шаблонам, выполненным в натуральную величи-ну вырезаемой детали . Разработка методов точного черчения и технологии газовой резки на стандартных машинах позволили в начале 1950-х годов поставить задачу создания газорезательных машин, работающих по масштабным чертежам . Следует отметить при этом, что ведущие зарубежные фирмы — изготовители газо-резательного оборудования в то время пошли по пути создания газорезательной техники, работающей по изображению негатива-снимка чертежа раскроя .

В 1954 году были начаты работы по проектирова-нию газорезательной машины нового типа, которая работала бы с помощью фотокопировальной системы, непосредственно по чертежу раскроя (копир-чертежу), выполненному в масштабе 1 : 10 . Такое решение обеспе-чило относительную простоту и высокую надежность работы системы управления и машины . В том же году были разработаны и изготовлены несколько образцов машин МДФКС (масштабно-дистанционная фотокопи-ровальная система), которые внедрялись на ряде пред-приятий отрасли . В работе участвовали конструкторы Ф . Л . Гусяцкий, Н . И . Говоров, С . А . Воеводин и др . Од-ним из ветеранов, вложившим много труда в создание систем программного управления, является К . Л . Штюр-мер . Еще в 1955 году, когда на предприятиях начали появляться первые машины типа МДФКС, он первым осуществлял их наладку и внедрение . Газорезательная машина с фотокопировальным управлением МДФКС и ее дальнейшая модификация МГФКА хорошо заре-комендовали себя в производственных условиях, и с середины 1950-х годов их широко применяли как на судостроительных заводах, так и в других отраслях народного хозяйства . Неразрывно связаны с историей создания систем управления газорезательных машин имена таких высококвалифицированных, преданных своему делу специалистов, как В . В . Адамсон, А . Н . По-

страницы истории

АСУ-138, первый автомат для приварки набора к полотнищам

��

пов, Н . Н . Лущинский, А . С . Гусев, В . И . Максимова, В . И . Назимов, Ю . В . Дудников . В дальнейшем была спроектирована машина «Зенит», получившая высо-кую оценку в судостроительной отрасли . В создание ее много труда вложил опытный инженер Р . Д . Шарапов . Оптико-электронная часть разрабатывалась Б . Ф . Ша-ховниным и Л . З . Рубинштейном под руководством А . Я . Рубина .

Большое значение для коренного усовершенство-вания процессов обработки металла и повышения технического уровня корпусообрабатывающего про-изводства имела разработка технологии плазменной резки и оборудования с числовым программным уп-равлением (ЧПУ) для этого процесса . Впервые в СССР эта разработка была выполнена и доведена до производ-ственного внедрения в 1958–1964 годах специалистами сектора тепловой резки ЦНИИ ТС В . П . Доброленским, Н . Н . Сычевым, Ю . М . Гусельниковым, В . А . Касатки-ным и др . В 1963–1964 годах конструкторами ЦНИИ ТС при активном творческом участии специалистов-тех-нологов была спроектирована первая плазморежущая машина с ЧПУ «Кристалл» . Опытный образец машины был изготовлен в 1964 году и внедрен на Херсонском судостроительном заводе . Данная разработка позволила опередить по промышленному применению автомати-зированной плазменной резки передовые капиталисти-ческие страны примерно на 10 лет .

Значительный вклад внесен ленинградскими свар-щиками в разработку новых неразрушающих методов контроля сварных швов . В 1950-х годах Б . Г . Колендой проводилась разработка электромагнитного метода контроля, и была разработана конструкция прибора МД-138 . Главным недостатком этого метода оказалась трудность распознавания качественного характера обнаруживаемых дефектов (пор, шлаковых включе-ний, трещин и др .), которые в разной степени влияют на работоспособность сварных соединений, в связи с чем электромагнитная дефектоскопия не получила достойного применения в судостроении . У разрабо-танного в это же время, с участием И . С . Школяра, ультразвукового метода контроля более удачная судьба, так как он позволял обнаруживать такие дефекты в сварных соединениях, как тонкие трещины, отслоения и несплавления, которые не могут быть обнаружены другими методами контроля, в частности рентгено-графированием . Ультразвуковая дефектоскопия (УЗД) после усовершенствования аппаратуры и доработки техники применения успешно используется при конт-роле ответственных сварных соединений до настоящего времени .

В 1950–1960 годах в Институтах и на предприятиях Ленинграда начинают исследоваться различные спосо-бы сварки в защитных газах . Осваивается дуговая свар-ка постоянным током неплавящимся вольфрамовым электродом в аргоне, а также плавящимся электродом в аргоне и гелии коррозионностойких сталей, дуговая сварка переменным током неплавящимся вольфрамо-вым электродом в аргоне алюминиевых сплавов, дуго-вая сварка угольным неплавящимся электродом меди и медных сплавов . Освоение сварки в защитных газах

представляло в то время серьезные трудности, связан-ные с отсутствием в промышленности соответствующей газоизмерительной аппаратуры, например расходоме-ров, ротаметров и др . Не существовали отработанные конструкции сварочных горелок, и каждое предприятие или институт разрабатывали и изготавливали свою конструкцию . Было необходимо наладить производство инертных газов требуемой чистоты в нужных промыш-ленности количествах .

В 1952 году «ЦНИИТМАШем» создается способ сварки в углекислом газе, что позволило решить про-блему механизации сварки при выполнении швов во всех пространственных положениях . Сварщиками-су-достроителями Ленинграда в 1956–1960 годах иссле-довалась техническая возможность и экономическая целесообразность полуавтоматической сварки в СО2 (применительно к корпусным сталям для стыковых и тавровых соединений, выполняемых во всех простран-ственных положениях) . Комплекс работ, выполненных А . А . Григорьевым, М . Р . Шраерманом, А . С . Никоно-вым, Э . Н . Лаансоном и др . по исследованию механи-ческих свойств, коррозионной стойкости, склонности к трещинообразованию, а также исследование сани-тарно-гигиенических условий при сварке в углекислом газе позволили получить положительные результаты и выпустить для предприятий нужные им руководящие технологические материалы .

Одновременно с широким распространением полу-автоматической сварки в углекислом газе непрерывно проводились исследовательские и опытно-конструк-торские работы по совершенствованию сварочного оборудования для сварки в СО2, расширению области ее применения за счет освоения сварки новых материалов и конструкций . К числу таких разработок относится: создание при участии Ф . Л . Гусяцкого, Б . К . Смирнова, М . М . Морошека и др . полуавтомата «Гранит» и поста «Нева» для полуавтоматической сварки стальных кон-струкций в СО2 . Сварка в защитной среде углекислого газа стала широко применяться на всех предприятиях судостроительной отрасли .

Постановлением правительства «О проектировании и строительстве объекта 627» от 09 сентября 1952 г . началось в нашей стране атомное судостроение . За-кладка субмарины проекта 627 («Ленинский комсомол») 24 сентября 1954 г . на заводе № 402 (сейчас ПО «Сев-маш») в городе Северодвинске положила начало строи-тельства в нашей стране атомного подводного флота . Этому событию предшествовали большие работы по освоению сварки изделий с новыми требованиями . Инженеры-сварщики ЦНИИ «Прометей» М . З . Пого-рельская, Т . И . Иванова, Э . А . Рохлин, М . С . Друскин и др . провели широкие исследования по сварке атомной паропроизводительной установки (АППУ) — реак-тора, парогенераторов, трубопроводов, элементов биологической защиты . Требовалось решить вопросы обеспечения необходимой длительной прочности и коррозионной стойкости сварных соединений в усло-виях их длительной работы при высокой температуре и нейтронном облучении . Сварные соединения должны были сохранять абсолютную герметичность в процес-

страницы истории

�0

режимов сварки, была внедрена в производство авто-матическая сварка стали марки 1Х18Н9Т проволокой марки Св-08Х19Н11М3 под флюсом марки 48-ОФ6 . Многие процессы сварки были осуществлены при строительстве ледокола впервые . Так, с участием В . Н . Тимофеева и В . Р . Абрамовича была выполнена сварка толстостенных медных электрошинопроводов угольным электродом в азоте и аргонодуговая сварка на флюсовой подушке приемных патрубков забортной воды Ду 800 мм из листового медноникелевого сплава марки МНЖ5-1 .

К окончанию постройки нашей первой атомной суб-марины и первого атомного ледокола в 1959 году был накоплен богатый опыт, позволивший приступить к разработке долгосрочного плана создания атомоходов разного назначения .

28 августа 1958 года вышло постановление пра-вительства «О создании новой скоростной атомной подводной лодки, энергетических установок нового типа и развитии научно-исследовательских, опытно-конструкторских и проектных работ» . Этим поста-новлением предписывалось в 5–6 лет сделать все необходимое для создания атомных силовых установок с уменьшенной в 1,5–2 раза массой, обеспечивающих двойное повышение подводной скорости, а также ма-териалов, позволяющих в 1,5 раза увеличить глубину погружения .

Строительство субмарины проекта 661 водоизме-щением 5200 т ., глубиной погружения 400 м, впервые в мире изготовленной из титановых сплавов, было по-ручено северодвинскому заводу № 402, который начал подготовку к нему в 1959 году с обучения рабочих и создания опытного участка для освоения сварки корпус-ных деталей из титанового сплава . В 1961 году в ЦНИИ «Прометей» создали сплав 48-ОТ3 с пределом текучести не менее 60 кГс/мм2 и разработали технологию изготов-ления крупных листов толщиной до 60 мм, профилей, поковок, фасонных отливок и вместе со специалистами ЦНИИ ТС технологию ручной, полуавтоматической и автоматической сварки . Строительство титановой лодки дало мощнейший толчок развитию сварки в инертных газах . Инженеры ЦНИИ ТС В . С . Головчен-ко, В . В . Долгоруков, А . А . Григорьев, В . Ф . Гуштаб, П . Н . Новохатный, А . Н . Смирнова и др . совместно с конструкторами Ф . Л . Гусяцким, В . Д . Могилевцевым, А . К . Линдерманом, С . А . Воеводиным, В . А . Ершовым, Н . В . Говоровым, В . В . Кувакиным, Б . К . Смирновым, Г . М . Рудницким, М . М . Морошиком и др . создали це-лый комплекс уникального оборудования, многое из которого было признано изобретением . Были разра-ботаны сварочные горелки для ручной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом, снабженные спе-циальными газозащитными приставками для защиты инертным газом металла шва и околошовной зоны, и созданы пост для ручной аргонодуговой сварки титана ПРС-3 и пост ПРС-5, который являлся безбалластным аналогом поста ПРС-3 . Для сварки стыковых сварных соединений в нижнем положении был разработан сварочный автомат АДС; для сварки угловых соеди-нений — сварочный автомат АСУ-5; для вертикальной

страницы истории

се их эксплуатации . Было необходимо разработать технологию сварки и исследовать работоспособность разнородных сварных соединений аустенитных хро-моникелевых сталей с перлитными . Были разработаны новые методы контроля сварных соединений: на гер-метичность — с помощью гелиевого течеискателя и на сплошность — посредством капиллярной дефектоско-пии и методом люминисцентного контроля .

Значительные работы были выполнены Л . В . Грищен-ко, В . П . Барышниковым, А . В . Барановым, В . И . Петры-киным при участии сварщиков завода В . А . Аввакумова, М . С . Меркеля и др . по отработке технологии сварки новой стали с повышенными прочностными свойст-вами, обеспечивающей увеличение глубины погру-жения подводной лодки . При решении этих вопросов и проверке работоспособности сварных соединений большую роль играли поставленные впервые в широком объеме испытания опытных натурных отсеков лодок в специально созданных док-камерах . Испытания под-твердили высокую работоспособность сварных соеди-нений из новой стали АК-25 при принятой технологии сварки кораблей .

Практически одновременно с созданием атомного подводного флота проводилась разработка гражданских судов с атомной энергетической установкой . С интерва-лом менее двух лет на «Адмиралтейской верфи» 17 июля 1956 года было заложено первое в мире надводное судно с атомной энергетической установкой, первенец атом-ного ледокольного флота ледокол «Ленин» . Атомный ледокол предназначен для борьбы со льдами в самых тяжелых условиях, поэтому его корпус должен быть особенно прочным . В ЦНИИ «Прометей» специально для ледоколов были разработаны новые высокопрочные марки сталей АК-27 и АК-28, обладающие повышенной ударной вязкостью и сопротивляемостью распростра-нению трещин при низких температурах, а также была разработана технология их сварки . В начале постройки ледокола первые секции сваривались вручную, но после большого количества опытов усилиями инженеров-сварщиков завода М . М . Мацова, А . И . Шведчикова, Н . И . Бухбиндера, Б . М . Каждана совместно с инжене-рами ЦНИИ «Прометей» В . В . Ардентовым, Л . В . Гри-щенко, Т . И . Синельщиковым, была успешно освоена автоматическая сварка под слоем флюса . В конструкции (АППУ) ледокола и системе биологической защиты (БЖВЗ) было применено большое количество листов аустенитной хромоникелевой нержавеющей стали, которая не режется газовой кислородо-ацетиленовой резкой и требует трудоемкой механической обработ-ки . Инженеры завода Б . И . Смирнов и Г . М . Шнейдер сконструировали и изготовили оригинальный газоф-люсовый аппарат, использующий при газовой резке железный порошок, с помощью которого производи-тельность труда при резке «нержавейки» увеличилась в несколько раз . По утвержденной технологии сварку конструкций из нержавеющей стали предусматри-валось выполнять вручную . Совместными усилиями инженеров ЦНИИ «Прометей» К . В . Младзиевского и завода К . И . Жильцовой и Н . Н . Стома, после проведе-ния большого количества экспериментов по отработке

��

сварки стыковых швов по щелевой разделке — сва-рочный автомат «РИТМ»; для вертикальной наплавки усиления шва — сварочный автомат «ТЕМП», который применялся после сварки стыков автоматом «РИТМ» . Все эти сварочные автоматы были снабжены спе-циальными газозащитными камерами, изолирующими сварочную ванну и прилегающую околошовную зону защитным газом от вредного воздействия окружаю-щего воздуха . Успешному внедрению данных разра-боток способствовали инженеры завода А . Я . Лейпурт, Ю . Д . Кайнов и др .

Преодолев целый ряд трудностей, связанных с осво-ением производства нового весьма капризного матери-ала и изготовления из него сложнейших корабельных конструкций, первая в мире титановая подводная лодка в декабре 1969 года была передана флоту в опытную эксплуатацию . Уместно отметить, что эта субмарина установила мировой рекорд скорости в подводном по-ложении равный 42,5 узлам . Конечно, строительство таких кораблей обходится недешево, и недаром ее прозвали «золотая рыбка», однако серьезный анализ свидетельствует, что стоимость титана не превышает 30% от стоимости всех затрат . Строительство этой лодки стимулировало выполнение программы резкого подъема подводного флота, а спроектированная атом-ная энергетическая установка послужила прототипом подобных агрегатов следующего поколения .

Активно в 1960–1966 годах проводились в судо-строении работы по механизации трубосварочного производства . Исследования, выполненные инжене-рами В . Н . Тимофеевым, А . С . Чубуковым, В . А . Яков-левым, М . Д . Тюльковым, В . И . Андреевым и др ., позволили разработать технологию сварки стыков труб из хромоникелевых нержавеющих сталей без подкладных колец, что позволило существенно повы-сить коррозионную стойкость сварных соединений, сопротивляемость циклическим нагрузкам и уве-личить их эксплуатационную надежность, а также разработать требования к трубосварочному оборудо-

ванию . Конструкторами ЦНИИ ТС Ф . Л . Гусяцким, С . А . Воеводиным, В . А . Ершовым, Г . М . Рудницким и др . был разработан сварочный автомат АСТ для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом сты-ков труб, содержащий серию из пяти типоразмеров орбитальных сварочных головок . В это же время ин-женерами-сварщиками Р . Ю . Ворониным, А . Б . Чирье-вым вместе с конструкторами В . Д . Могилевцевым, Н . В . Говоровым, С . М . Голощаповым и др . для сварки

страницы истории

Автомат для сварки патрубков АСП-360 с пультом управления

Сварочная головка АСПР-1 на испытаниях

Дистанционная сварка патрубков автоматом АСПР-1 с пульта управления

с использованием телевизора

��

в стесненных условиях неповоротных стыков главных патрубков новых атомных энергетических установок был разработан сварочный автомат АСП-360 . Сварка производилась плавящимся электродом в смеси инерт-ных газов аргона и гелия, что позволило осущест-вить орбитальную сварку стыка патрубков во всех пространственных положениях благодаря процессу переноса электродного металла в режиме коротких замыканий дугового промежутка . Несколько позже сварочный автомат был снабжен телевизионной передающей камерой, разработанной А . Б . Войцехов-ским, Б . В . Меренковым, А . П . Журишкиным и др ., для наблюдения и управления процессом сварки . Этот сварочный автомат, получивший название АСПР-1, был предназначен для дистанционной сварки патруб-ков при ремонте АППУ в условиях неблагоприятной радиационной обстановки .

К крупным достижениям научно-технической дея-тельности в области сварки следует также отнести решение проблемы сварки конструкций из алюмини-евых легких сплавов . Ф . И . Раздуем, В . П . Ситаловым, Т . А . Горлович и др . были разработаны технологиче-ские процессы сварки стыковых и тавровых соеди-нений из алюминиевых сплавов толщиной до 100 мм при помощи автоматической и полуавтоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом и руч-ной аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом . Для этих целей были модернизированы сварочные автоматы и создан полуавтомат в ранцевом вариан-те «Спутник» . В 1961–1965 годах была разработана оригинальная технология полуавтоматической сварки плавящимся электродом в защитных газах алюмини-евых сплавов со сталью через промежуточную биме-таллическую вставку, что позволило решить проблему приварки судовых надстроек из алюминиевых сплавов к стальным судовым корпусам .

При участии В . П . Бочкарева получили дальней-шее качественное развитие технологии контактной сварки судовых конструкций из алюминиевых спла-вов, точечной сварки по клею КС-609, технология контактной стыковой сварки якорных цепей взамен литых и др .

Наряду с широким распространением полуавто-матической сварки в углекислом газе проводились интенсивные научно-исследовательские и опытно- конструкторские работы по совершенствованию процесса и расширению области его применения . В 1966–1968 годах А . В . Никоновым, Б . Г . Валовым и др . была разработана технология автоматической сварки в углекислом газе и создан автомат АСУ-6 для сварки швов в нижнем положении, а также разработана тех-нология автоматической вертикальной сварки стыко-вых соединений с принудительным формированием швов .

Строительство крупнотоннажных судов и примене-ние крупногабаритных, стальных листов для корпусов судов, а также разработка комплексной механизации изготовления судовых корпусных конструкций вы-двинули перед сварочным производством ряд задач, связанных с необходимостью создания новых эффек-тивных технологий сварки . К ним относится автомати-

ческая, односторонняя сварка с двухсторонним фор-мированием швов плоских полотнищ без их кантовки . В 1969–1970 годах А . В . Никоновым, Б . Г . Валовым, Н . В . Говоровым, Г . М . Рудницким, М . А . Душиным и др . была создана технология сварки, автомат «Мир» и стенды для автоматической сварки стыковых соедине-ний толщиной до 32 мм на флюсомедной подкладке, а позже для аналогичных целей разработаны технология и автомат «Бриг» для сварки на скользящем медном ползуне . Для приварки судового набора к полотнищам были созданы сборочно-сварочные агрегаты, обеспе-чивающие одновременную приварку набора с двух сторон, а также установки «Волна» для одновремен-ной автоматической приварки под флюсом четырех ребер жесткости с двух сторон восемью сварочными головками .

Таким образом, десятилетие 1960–1970 годов мо-жет быть охарактеризовано как весьма продуктивный период освоения сварки новых судостроительных ма-териалов и конструкций, решения проблемы механи-зации процессов на основе разработки и применения способов и технологии сварки в защитных газах и под флюсом . С учетом выполненных исследований в предшествующие годы были изучены и установлены основные закономерности поведения различных судо-строительных материалов при их сварке, изучено вли-яние легирующих элементов в основном и сварочном материалах на химический состав, структуру и механи-ческие свойства металла сварных швов и соединений . Установлено влияние режимов, техники и технологии сварки на устойчивость процесса, на качество формиро-вания сварных швов и работоспособность соединений при различных видах нагрузок .

К 1970 году проблема сварки судостроительных металлов и механизации сварки конструкций из ме-таллических судостроительных материалов перестала существовать . Созданный ленинградскими сварщиками комплекс технологических процессов сварки и свароч-ного оборудования обеспечивал изготовление любых сварных судовых конструкций .

Сварочный автомат «Мир-2»

страницы истории