ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ

ДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ КОНСТРУКЦИОННЫХ, НЕРЖАВЕЮЩИХ И ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

ПИ 1.4.75-2000

процесса сварки, безразличной к направлению сварки; при этом не требуется разворота сварочной головки на криволинейном участке шва.

2.2.8    С целью увеличения глубины проплавления в зависимости от толщины свариваемых деталей можно применять сварку затопленной дугой (когда сварочную дугу погружают ниже поверхности деталей, не погружая электрод) или сварку погруженным электродом (когда электрод со сварочной дугой погружают ниже поверхности деталей). Стабильность процесса обеспечивается системой автоматического регулирования энергетических параметров - напряжения на дуге или силы сварочного тока - при изменении длины дуги.

2.2.9    В целях улучшения качества соединений, повышения производительности сварки и т.д. рекомендуется использовать технологию, включающую комбинацию разных способов или разновидностей одного способа сварки. Например, для улучшения формирования обратной стороны шва корневые проходы выполняются неплавящимся электродом, а последующие - плавящимся в среде защитных газов, под слоем флюса, штучными электродами и т.д.

2.2.10    Способ сварки устанавливается рабочей технологией, утвержденной Главным сварщиком (Главным металлургом) предприятия и оговаривается в чертеже.

3 Материалы для сварки

3.1    Газы

3.1.1    В качестве защитной среды для дуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродами применяют аргон высшего, I и II сорта по ГОСТ 10157-79, гелий высокой чистоты и высокой чистоты марок "А" и "Б" по ТУ 51-940-80 и смеси газов согласно таблице 1.

3.1.2    Наряду с инертными газами в качестве защитной среды при сварке плавящимся электродом для конструкционных и других сталей и сплавов применяют углекислый газ сварочный I и II сорта по ГОСТ 8050-85, допускается углекислота пищевая по указанному ГОСТу с обязательным осушением ее в соответствии с п. 3.1.4.

Новый баллон углекислоты ll-го сорта перевернуть, дать отстояться газу не менее 10 часов, выпустить часть углекислоты, содержащую влагу, после чего проверить точку росы, которая должна соответствовать углекислоте 1-го сорта по ГОСТ 8050-85.

3.1.3    Во избежание замерзания редуктора рекомендуется подогреть углекислый газ, выходящий из баллона. При расходе газа более 18 л/мин установки следует питать газом от двух параллельно соединенных баллонов. Углекислый газ рекомендуется подогревать электрическими подогревателями (п. 4.5).

3.1.4    Для уменьшения содержания влаги в зоне сварки углекислый газ должен пропускаться через специальный осушитель, наполненный влагопоглощающим порошком: силикагелем марок КСМ и ШСМ по ГОСТ

Ю

ПИ 1.4.75-2000

3956-76. Порошок предварительно должен быть прокален. Бывший в употреблении порошок заменяют или прокаливают один раз в 10-15 дней в зависимости от интенсивности загрузки сварочного автомата или полуавтомата. При работе с силикагелем-осушителем руководствоваться инструкцией ВИАМ ПИ 1.2. 229-83.

Таблица 1- Рекомендуемые смеси газов

Способ сварки Рекомендуемая смесь Цель применения рекомендуемой смеси Стали и сплавы, для которых рекомендуется смесь Неплавящим- Аргон+25% Для улучшения формирования Все марки сталей ся электродом гелия шва и увеличения проплавляющей способности по сравнению со сваркой в чистом аргоне и сплавов Аргон +0,3-1% Для улучшения стабильности Группа кислорода горения дуги на переменном токе конструкционных сталей Аргон+10% Для улучшения проплавляющей Нержавеющие зодорода способности и уменьшения выгорания легирующих элементов по сравнению со сваркой в чистом аргоне теплостойкие и жаропрочные стали и сплавы Плавящимся Аргон+5% Для улучшения стабильности Нержавеющие электродом углекислого газа горения дуги и переноса металла теплостойкие и жаропрочные стали и сплавы Аргон+5-10% Для улучшения стабильности Все марки сталей углекислого газа горения дуги и переноса металла; применяется преимущественно при сварке материалов малых толщин (до 3 мм) и сплавов* Аргон+10-30% углекислого газа Для улучшения проплавляющей способности и формирования шва при сварке материала толщиной 3-5 мм То же Аргон+30-50% углекислого газа Для улучшения проплавляющей способности и формирования шва при сварке материала толщиной 5-8 мм Аргон+2-3% кислорода Для улучшения стабильности горения дуги и переноса металла; применяется преимущественно при сварке материалов малых толщин ..

* Возможность применения углекислого газа и смеси его в количестве свыше 5% с инертными газами и смеси инертных газов с кислородом при сварке нержавеющих, кислотостойких и жаропрочных сталей и сплавов определяется на основании результатов испытаний сварных соединений на жаростойкость. коррозионную стойкость и пр. в зависимости от условий эксплуатации изделия._

3.1.5    Для улучшения формирования шва, стабильности процесса горения дуги и переноса металла, улучшения проплавляющей способности и снижения разбрызгивания в качестве защитной атмосферы рекомендуется применять смеси газов согласно таблице 1.

3.1.6    Требуемые смеси приготовляются непосредственно на рабочем месте. Для смешивания газов можно применять газовую горелку или специальный смеситель [емкость цилиндрической формы с тремя отводами; объем 500-700 см* , для лучшего смешения газов смеситель заполняют витой стружкой из нержавеющей стали).

3.1.7    Для получения смеси газов необходимо установить по ротаметру с помощью редукторов соответствующие расходы смешиваемых газов (раздел 3.2).

3.1.6 Для отбора газов из баллонов, измерения рабочего давления и расхода газа применяют приборы согласно разделу 4 данной инструкции.

3.1.9    Аргон, гелий, углекислый газ, кислород и водород поставляют в стальных цельнотянутых баллонах типа 150 по ГОСТ 949-86.

Баллон вмещает 6 м³ газа при давлении 101325 Па (760 мм рт. ст.) и температуре 20° С.

Баллоны должны быть снабжены вентилями, задвижками и колпаками. Баллоны с водородом требуют применения специальных редукторов, так как они снабжены вентилем с левой резьбой.

3.1.10    Каждый баллон в зависимости от содержания того или иного газа окрашен по ГОСТ 949-86 в определенный цвет и имеет в верхней части соответствующую надпись. Баллон с чистым аргоном окрашен в серый цвет, соответствующая надпись на нем зеленого цвета; баллон с кислородом голубого цвета, надпись черного цвета; баллон с углекислым газом черного цвета, надпись желтого цвета; баллон с водородом темно-зеленого цвета, надпись красного цвета.

К баллонам, наполненным аргоном, гелием и углекислых газом, должен быть приложен паспорт с указанием содержания примесей. Состав инертных газов для сварки приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Состав инертных газов для сварки_

Окончание таблицы 2

Углеводороды. Не более - - 0,0001 0.001 0,005 Массовая концентрация водяного пара при 20°С и давлении 101 кПа (760мм рт. ст.). г/м3. Не более 0,007 0,01

3.1.11 При большом объеме использования аргона рекомендуется пользоваться жидким аргоном, транспортируемым в специальной таре по 8 и 30 т. С помощью газификационной установки и системы трубопроводов газ подается на рабочие места. Аргон, полученный таким образом, обладает минимальными примесями и является высококачественным.

3.2 Рекомендации по расчету расхода защитных газов и получению смеси газов

3.2.1    Состав газовой смеси, подаваемый в сварочную горелку, регулируется путем изменения расхода в единицу времени газов, входящих в смесь. Расход каждого газа регулируется соответствующим вентилем и измеряется ротаметром типа PC-3, РС-5 или PM-II, PM-III; для малых расходов - РС-3 А и РМ-1.

3.2.2    Расход газа измеряется в литрах в минуту. Каждый ротаметр должен быть снабжен графиком, по оси абсцисс которого отложены деления шкалы ротаметра, а по оси ординат - соответствующий расход того или иного газа при заданном давлении (рисунки 2,3).

3.2.3 Графики строятся для каждого ротаметра путем пересчета характеристики ротаметра, определяемой заводом-изготовителем применительно к воздуху при 20°С (п. 3.2.4) по формуле

где О) - расход искомого (используемого) газа, л/мин;

Q₀ - расход воздуха при 0 ати для данного ротаметра (берется по паспорту для каждого деления используемого ротаметра), л/мин;

Рг рабочее давление (заданное), ата;

Р - давление воздуха, равное 1 ата (давление при тарировании ротаметра);

у - плотность воздуха при 20°С, кг/м³; у у - плотность используемого газа, кг/м³.

Значение

при Р,= 0,116 МПа (1,15 ат) - 1,072; при Р_у- 0,121 МПа (1,2 ат) -1,095; при Р,= 0,126 МПа (1,25 ат) -1,113; при Ру- 0,131 МПа (1,3 ат)-1,140 и т. д.

Примечание - При Р<0,115 МПа и малых расходах газа значение может не учитываться в расчетах.

Примеры построения графиков расхода некоторых газов при использовании определенных ротаметров представлены на рисунках 2 и 3. Например, для получения смеси защитного газа (Аг +5% С0₂) при общей скорости истечения (расхода) защитного газа 20 л/мин ротаметр для углекислого газа устанавливается на деление, соответствующее расходу 1 л/мин, а ротаметр для аргона - на деление, соответствующее расходу 19 л/мин; а для получения смеси газов (40% Аг + 60% Не) при общем расходе газа 30 л/мин ротаметры устанавливают на деления, соответствующие расходу аргона 12 л/мин и расходу гелия 18 л/мин.

при 20°С различных газов

составляет:

для аргона    0,862

для гелия    2,7

для кислорода    0,951

для углекислого газа    0,808

3.2.5 Укрупненный расчет требуемого количества аргона для сварки производится в соответствии с нормами расхода аргона по ОСТ 1.42326-86 при сварке плавящимся электродом и при сварке неплавящимся электродом.

3.3 Электроды

3.3.1    В качестве электродов для ручной и автоматической сварки неплавящимся электродом на постоянном токе применяют вольфрамовые прутки по ТУ 48-19-39-85, ОСТ 1.41710-83, лантанированные вольфрамовые прутки по ТУ 48-19-27-88, иттрированные вольфрамовые прутки по ТУ ПСУ 0.021.099-77 (для электродов диаметром 6-10 мм) и ТУ 48-19-221-83 (для электродов диаметров 4 мм); допускается использование торированных вольфрамовых прутков по ТУ НЯЕ0.021.056-77.

3.3.2    Диаметр вольфрамового электрода выбирают в зависимости от применяемой величины сварочного тока (таблица 3).

Таблица 3 - Выбор диаметра вольфрамового электрода

Газ Род тока Допустимая величина тока, А, при диаметре вольфрамового электрода, мм 1-2 3 4 5 6 Аргон Переменный 20-100 100-160 140-220 200-280 250-360 Аргон Постоянный, прямой до 180 150-250 200-340 300-400 350-450 Гелий полярности до 50 50-150 150-300 250-350 300-400 Аргон Постоянный, обратной до 30 20-40 30-50 40-80 60-100 Г елий полярности ДО 20 15-30 20-40 30-70 40-80

3.3.3    Укрупненный расчет расхода вольфрамовых прутков при сварке производить в соответствии с ОСТ 1.41710-83.

3.3.4    На каждой упаковке прутков должен быть указан паспорт-сертификат с указанием изготовителя, наименования, марки прутка, номер партии, номинальный диаметр, химический состав, дата выпуска, номер, подпись и штамп контролера ОТК предприятия-изготовителя.

3.4    Сварочная проволока

3.4.1    Сварочная (присадочная) проволока по химическому составу и свойствам должна соответствовать ТУ и стандарту (см. таблицы 9, 14, 15, 16 и 22).

3.4.2    Проволока не должна иметь следов грязи и жира, а также перегибов, грубых вмятин, закатов и других дефектов.

Поверхность проволоки подготавливать под сварку, руководствуясь указаниями ПИ 1.2.053-78, ГОСТ 2246-70 и ОСТ 1.41712-85.

3.4.3    Подготовленные в соответствие с нормативной документацией бухты проволоки хранить в герметичных контейнерах или в специальных полиэтиленовых упаковках.

3.4.4    Проволоку не следует наматывать на кассету диаметром менее 150 диаметров проволоки, т. к. при этом затруднено ее

выпрямление. Это снижает точность направления ее в зону дуги и равномерность ее подачи. Проволоку можно править на станке типа СПНП-4 или другом, обеспечивающем прямолинейность проволоки без искривлений. Радиус кривизны проволоки для вертикальной ее подачи не должен превышать 1 м (в свободном ее состоянии). Контроль кривизны проволоки производить на участке ее длиной не менее 3 м.

Примечание - Разрешается правка отрезка проволоки статическим растяжением с усилием 500...600 Н (-50...60 кГс).

3.4.5 Непосредственно перед сваркой поверхность проволоки протирать чистыми белыми салфетками, смоченными ацетоном или бензином с последующей протиркой спиртом. Протирку производить до исчезновения пятен на салфетке. При наличии следов грязи на салфетке проволока подлежит повторной подготовке.

4 Оборудование, аппаратура. Требования к организации сварочного поста

4.1    Рабочий пост ручной, полуавтоматической и автоматической сварки должен быть снабжен оборудованием, приборами для контроля параметров режима сварки (напряжения и тока) и расхода газов, инструментом и оснасткой.

4.2    Оборудование для сварки выбирается в зависимости от требуемых характеристик по справочным материалам (Сварочное оборудование. Справочный материал на 1986-95 г.г. НИАТ, 1986).

Допускается использование оборудования, спроектированного и изготовленного силами предприятия.

4.3    В качестве источников питания сварочной дуги постоянного тока в среде защитных газов использовать выпрямительные и генераторные установки, указанные в таблице 4. Для сварки неплавящимся электродом, на переменном токе рекомендуется использовать источники питания типа ИСВУ.

Таблица 4 - Источники питания для сварки неплавящимся электродом

Тип Сварочный ток, А Напряжение холостого хода. В Назначение 1 2 3 4 8СВУ-40 1-50 55 Автоматическая и полуавтоматическая сварка в пульсирующем и непрерывном режимах неплавящимся электродом ВСВУ-80 2-90 55 ВСВУ-160 3-180 60 ВСВУ-315 30-350 45 ВСВУ-630 10-700 60 ВСВУ-400 с управлением от ЭВМ 5-400 до 100

Окончание таблицы 4

1 2 3 4 всв-юоо 100-1000 60 Сварка нагруженным электродом ВСВ-2000 100-2000 60 ТИР-125 2-125 до 150 Сварка неплавящимся электродом прямой полярности и пульсирующем режиме ТИР-ЗООДМ до 300 65 Сварка на постоянном и переменном токе ВСП-315 50-350 14-40 Сварка плавящимся электродом ВСП-630 80-700 16-50 ВСП-1000 150-1100 16-60 'вДГ-301 40-300 - Тоже ВДГ-302 50-315 - ВД-502 50-500 80 Механизированная сварка ВДУ-504 100-500 ПС-ЗООМ-1 80-380 50-76 Сварка неплавящимся электродом ПС-500 120-600 60-90 ПСО-120 ПСО-300-3 30-120 75-320 48-65 30 ПСГ-500-1 60-500 16-40 Сварка плавящимся электродом ПСМ-1000-11 1000 60

4.4    Сварочное оборудование, на котором ведется сварка, должно быть паспортизировано. В процессе эксплуатации осуществляется периодическая проверка технического состояния оборудования в соответствии с графиком ППР.

4.5    В качестве газовых приборов рекомендуется использовать редукторы типа ДКГМ-65, ротаметры типа PC или РМ с расходами (таблица 5) в сочетании с манометрами низкого давления, а также смесители типа УКП, АКУП.

Рекомендуется пользоваться редукторами типа А, АР с расходомерами. Например, редуктор АР-40 имеет наиболее приемлемый диапазон расхода газа - от 5 до 40 л/мин. Для углекислого газа наиболее удобен редуктор с подогревателем У-30.

Таблица 5 - Примерные пределы расходов газов при использовании ротаметров

4.6    Электросварочные цехи и участки должны иметь отопление, обеспечивающее температуру не ниже +12°С (для конструкционных и закаливающихся сталей не ниже 15°С).

4.7    В помещениях, где ведется сварка, не допускается выполнение работ, связанных с образованием пыли, дыма и копоти (газовая резка, зачистка абразивными кругами и т.п.). Предупредить возможность появления сквозняков. Скорость движения воздуха в зоне сварки не должна превышать 0,5 м/с. При необходимости установить перегородки, кабины.

4.8    Помещение сварочных участков должно быть оборудовано приточно-вытяжной вентиляцией с очисткой от пыли приточного воздуха и устройствами местных отсосов

4.9    Рекомендуется предусматривать расположение сварочных участков в едином заводском корпусе с помещениями для

-    химической обработки заготовок под сварку;

-    термической обработки до и после операции сварки;

-    рентгеновского и других методов контроля и испытания сварных соединений;

-    слесарных и других работ, связанных с подготовкой свариваемых узлов и деталей и обработкой после сварки.

4.10    Не допускается размещение в одном производственном помещении сварочных участков и участков для выполнения работ, связанных с образованием пыли, дыма, влаги и др. (газовая резка, электродуговая сварка покрытым электродом, зачистка абразивными кругами).

4.11    Уровень влажности воздуха в помещении для сварки должен быть в пределах 40-75%, температура 18-30°С, запыленность допускается - не более 0,5 мг/м³. Движение воздушных масс в зоне сварки не должно превышать скорости 0,3 м/сек.

4.12    Перед началом работы необходимо:

проверить правильность подключения оборудования и электроприборов (контакты всех электрических соединений должны быть плотными во избежание нарушения стабильного горения дуги и потери мощности на нагрев, оборудование должно быть заземлено);

-    проверить плотность соединений в газовых и водяных коммуникациях;

-    если пост не работает в течение суток и более продуть газопровод инертным газом, оставляя для этой цели вентиль горелки открытым в течение 1-2 мин;

-    проверить работу электрической и механической частей сварочного оборудования в соответствии с инструкциями по уходу и наладке;

-    установить электрооборудование и аппаратуру на заданный технологический режим; правильность установленного режима проверить по контрольным приборам (амперметрам, вольтметрам, ротаметрам) при пробной сварке.

5 Подготовка под дуговую сварку в среде защитных газов деталей и заготовок

5.1    Дуговой сваркой в среде защитных газов можно выполнять соединения в соответствии с таблицей 6 (условное обозначение выполнено в соответствии с ОСТ 102617-87.

Примечание - Соединения, не вошедшие в настоящую инструкцию, должны выполняться по соответствующим РТМ и ТР. При необходимости форма разделки может быть изменена Главным сварщиком (Главным металлургом) с ведома конструктора и отражена в чертеже и в технологии.

5.2    Листовой материал, поковки, прутки и другие полуфабрикаты, поступающие для изготовления заготовок под сварку, снабженные сертификатами принимаются контролером ОТК при входном контроле. Поступающие полуфабрикаты должны иметь клеймо, указывающее марку стали в соответствии с ОСТ 1.41026-83 или соответствующую окраску согласно ТУ на полуфабрикаты.

5.3    Подготовку поверхности свариваемых кромок и присадочных материалов под сварку производить в соответствии с ОСТ 1.41712-85. С ведома Главного сварщика или металлурга разрешается хранить изделие с очищенной поверхностью трое суток до сварки.

5.4    Заготовки в зависимости от марки материала, вида полуфабриката, назначения и других требований могут поступать на сварку как термически обработанными, так и без термической обработки в состоянии поставки. Режимы термической обработки для заготовок устанавливать согласно инструкции разработчика данного материала.

5.5    В зависимости от формы и размеров детали (узла) и вида полуфабриката обработка поверхности под сварку осуществляется либо по всей детали, либо по свариваемым кромкам.

Кромки свариваемых деталей (узлов, полуфабрикатов) должны обрабатываться по торцам и прилегающим к ним поверхностям на расстоянии не менее 15—20 мм. Подготовка поверхности осуществляется на каждой из свариваемых деталей отдельно до сборки их под сварку.

5.6    Шероховатость поверхности обработанных торцов и прилегающей к ним поверхности для нержавеющих сталей (при изготовлении деталей из поковок и других заготовок) должна не превышать значения Ra=6,3 мкм по ГОСТ 2789-73, для материалов с сг_в >1176 МПа (120 кгс/мм²) должна не превышать значения Ra=3,2 мкм. Особенно тщательно необходимо следить за состоянием поверхности соединений жестких узлов и вблизи концентраторов напряжений (в сопряжениях галтелей угловых, тавровых и т. п. соединений). Рекомендуется располагать сварные швы не ближе, чем на 30 мм от концентратора напряжений. В литых заготовках кромки деталей обязательно подвергаются механической обработке.

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ АВИАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ОАО НИАТ

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ИНСТРУКЦИЯ

ДУГОВАЯ СВАРКА В СРЕДЕ ЗАЩИТНЫХ ГАЗОВ КОНСТРУКЦИОННЫХ, НЕРЖАВЕЮЩИХ И ЖАРОПРОЧНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

ПИ 1.4.75-2000

2000

После подготовки кромки деталей (полуфабрикатов) должны иметь поверхность без пор, раковин, забоин, заусенцев, рисок и вмятин.

Контроль проводить визуальным осмотром, при необходимости сравнением с эталонной поверхностью.

5.7    Подготовка кромок заготовок должна обеспечивать возможность тщательной стыковки последних для сварки по всей длине шва с минимальным зазором. Допускаемый и регламентируемый зазор в стыке не должен превышать допусков, указанных в таблице 6. В ряде случаев в зависимости от способа сварки и конфигурации деталей возможны некоторые отклонения от рекомендуемых допусков на зазоры. Такие отклонения не должны приводить к снижению качества соединения. Возможность изменения допуска решается службой Главного сварщика в каждом конкретном случае. Отклонения величины зазора от указанных в таблице 6 при серийном изготовлении деталей должны быть отражены в заводской инструкции или в сварочной технологии на данное изделие.

5.8    Сборку заготовок под сварку рекомендуется производить с помощью зажимных приспособлений без прихватки. Сборочносварочные приспособления должны обеспечивать точность сборки изделий под сварку и надежный прижим свариваемых кромок к подкладке.

5.9    При отсутствии приспособлений следует производить прихватку ручной аргонодуговой сваркой. Прихватки в виде точек должны быть минимальных размеров, иметь минимальное усиление и располагаться по длине шва на расстоянии 15-100 мм в зависимости от толщины свариваемого материала. Прихватку рекомендуется производить в нижнем положении. Усиление прихватки рекомендуется зачистить заподлицо. Необходимо помнить, что некачественная защита при выполнении прихваток, а также каменная пыль и крошка, попавшая в стык при зачистке прихваток, приводят к дефектам в швах в виде раковин и пор. При прихватке использовать те же присадочные проволоки, что и при сварке. Допускается использование и менее легированных проволок из числа рекомендованных для этих материалов (см. разделы 7, 8 и 9).

5.10    При сборке допускается смещение кромок в зависимости от категории соединения. При подготовке под сварку соединений первой категории допускается смещение кромок на отдельных участках величиной не более 15% от толщины свариваемого металла, но не более 1,5 мм, суммарной протяженностью до 20% от длины шва. Для соединений второй категории - смещение кромок не более 20% от толщины свариваемого металла, но не более 2,0 мм, суммарной протяженностью до 20% от длины шва. Для соединений третьей категории - смещение кромок не более 30% от толщины свариваемого металла, но не более 2,0 мм, суммарной протяженностью до 20% от длины шва.

Независимо от категории по всей длине шва допускается

Содержание    Стр.

1    Общие указания    5

2    Способы сварки и области их применения    6

2.1    Способы сварки в среде защитных газов    6

2.2    Выбор способа    8

3    Материалы для сварки    10

3.1    Газы    10

3.2    Рекомендации по расчету расхода защитных газов и

получению смеси газов    13

3.3    Электроды    15

3.4    Сварочная проволока    15

4    Оборудование, аппаратура. Требования к организации

сварочного поста    16

5    Подготовка под дуговую сварку в среде защитных газов

деталей и заготовок    19

6    Техника и технология дуговой сварки в среде защитных газов 27

6.1    Общие указания    27

6.2    Технология сварки плавящимся электродом    33

6.3    Технология сварки неплавящимся электродом    33

6.4    Технология сварки пульсирующей (импульсной) дугой    34

6.5    Техника и технология аргонодуговой точечной сварки    35

6.6    Сварка криволинейных соединений листовых

конструкций.    37

7    Сварка углеродистых, среднелегированных сталей средней и

высокой прочности    39

7.1    Общие указания    39

7.2    Технология сварки    41

8    Сварка жаропрочных и нержавеющих сталей    и    сплавов    44

8.1    Общие указания    44

8.2    Требования к технике и технологии сварки    52

8.3    Термообработка    53

9    Сварка теплостойких нержавеющих сталей    58

9.1    Краткая характеристика сталей    58

9.2    Техника и технология сварки    59

9.3    Методы повышения механических свойств сварных

соединений    70

10    Контроль и исправление дефектов сварных соединений    71

10.1    Общие указания    71

10.2    Дефекты сварных соединений, определения, причины

образования, способы обнаружения    73

10.3    Требования к параметрам сварных соединений по

результатам металлографического контроля    77

10.4    Требования к формированию сварных соединений    79

10.5    Допустимые дефекты сварных швов    79

10.6    Исправление дефектов    93

10.7    Требования по обеспечению качества сварных

соединений    96

11    Метрологическое обеспечение    97

12    Требования безопасности    97

12.1    Общие требования    97

12.2    Требования к технологическим процессам    98

12.3    Требования к производственным помещениям    99

12.4    Требования к материалам, заготовкам,

полуфабрикатам, их хранению и транспортировке    100

12.5    Требования к размещению производственного

оборудования и организации рабочих мест    100

12.6    Требования к персоналу, допускаемому к выполнению

сварочных работ    100

12.7    Требования к применению средств индивидуальной

защиты работающих    101

12.8    Контроль выполнения требований безопасности    101

Приложение 1 - Вредные и взрывоопасные вещества,

выделяющиеся при дуговой сварке и их краткая характеристика. 102 Приложение 2 - Средства индивидуальной защиты при дуговой сварке    103

Приложение 3 - Ориентировочные механические характеристики сварных соединений    104

Настоящая инструкция распространяется на ручную, механизированную и автоматическую дуговую сварку конструкционных, нержавеющих теплостойких и жаропрочных сталей и сплавов в среде защитных газов.

В инструкции описаны способы, даны рекомендации рационального применения того или иного вида сварки, а также техника и технология выполнения сварных соединений различными способами. Инструкция регламентирует порядок построения технологического процесса сварки, включая контроль, исправление дефектов и приемку сварных деталей.

Настоящая инструкция предназначена для технологов сварочного производства, конструкторов сварных узлов и работников ОТК. Она является основным документом для предприятий отрасли по сварке в среде защитных газов конструкционных, нержавеющих теплостойких и жаропрочных сталей и сплавов.

1 Общие указания

1.1    По уровню требований к сварным соединениям, в зависимости от особенностей конструкции узла (агрегата, изделия), условий работы соединения, возможности применения того или иного метода контроля и т. п., сварные соединения разделяются (в порядке снижения требований) на три категории: I, II и III.

1.2    Принадлежность сварного соединения к соответствующей категории устанавливается ОКБ совместно с отделом Главного сварщика (ОГС) или другой службой, ответственной за сварку на предприятии, при участии специалистов по неразрушающим методам контроля.

Категория соединения указывается в чертежах, а при необходимости в ТУ на изделие (ОСТ 1.02617-87).

Примечание - При назначении категории конструктор учитывает степень ответственности соединения:

I    категория - при разрушении соединения разрушается конструкция изделия при рабочих нагрузках;

II    категория - при разрушении соединения возможно разрушение отдельного узла изделия, не влекущее к аварии;

III    категория - соединение не влияет на работоспособность изделия.

1.3    Категория обуславливает вид и объем контроля соединения и нормы допустимых дефектов.

Примечание - Завышение категорий приводит к необоснованному увеличению объема, усложнению контрольных операций, удлинению цикла изготовления и повышению себестоимости узла (агрегата, изделия в целом).

1.4    К I категории должны относиться сварные соединения, для подтверждения работоспособности которых в заданных условиях

необходимо выявление характера и количества внутренних дефектов (к этой категории могут быть отнесены сварные соединения, на которых обеспечена возможность проведения указанного контроля).

К соединениям II категории должны относится соединения, в которых для подтверждения работоспособности достаточно выявить поверхностные дефекты специальными методами контроля (капиллярным, магнитными и т. д.). Если это невозможно по каким-либо причинам, то сварные соединения следует подвергнуть контролю радиографическими методами (периодический радиографический контроль осуществляется независимо от применяемого специального метода контроля).

К соединениям III категории должны относится соединения, в которых обнаружение внутренних и наружных дефектов специальными методами не требуется, кроме обнаружения дефектов визуальным осмотром.

2 Способы сварки и области их применения

2.1    Способы сварки в среде защитных газов

2.1.1    Дуговая сварка в среде защитных газов может быть осуществлена неплавящимся (вольфрамовым) и плавящимся электродами (ГОСТ 2601-84) в соответствии со схемой на рисунке 1.

2.1.2    Дуговая сварка неплавящимся электродом может осуществляться при непрерывной и импульсной подаче энергии. При импульсной подаче энергии производятся точечная сварка пульсирующей дугой.

2.1.3    При точечной сварке для возбуждения дуги при постановке каждой сварной точки подается дозированный импульс энергии.

2.1.4    При сварке импульсной дугой ток подается отдельными импульсами. При пропускании импульса тока определенной длительности на свариваемом материале получается сварная точка. Сварной шов образуется расплавлением отдельных точек с заданным перекрытием.

Для повышения стабильности повторных возбуждений дуги и получения сварных точек одинаковых размеров между вольфрамовым электродом и изделием постоянно горит маломощная дежурная дуга. Ток дежурной дуги составляет ~ 10-20% от тока дуги в импульсе и устанавливается в зависимости от толщины свариваемого металла. Дежурная дуга стабилизирует горячее катодное пятно, поддерживает в ионизированном состоянии дуговой промежуток и устраняет блуждание сварочной дуги.

2.1.5    В целях увеличения проплавляющей способности сварочной дуги, повышения плотности металла шва и его стабильности могут быть использованы различные технологические способы воздействия на энергетику (ПИ 1.4.1632-86, ТР 1.4.1671-86), физико-химические

Рисунок 1 - Способы дуговой сварки в среде защитных газов

процессы и кинетику формирования структуры шва, такие как низкочастотная модуляция тока; сварка по активирующему флюсу; различные низкочастотные перемещения (сканирования) сварочной дуги (поперечные, продольные, вертикальные, вращательные и др.); сварка в среде различных смесей газов; воздействие дополнительных потоков защитного газа, направленных в зону сварочной ванны; дискретнопопеременное изменение состава защитного газа, подаваемого в зону сварки и другие методы и средства.

2.1.6 Сварка неплавящимся и плавящимся электродом в зависимости от уровня механизации подразделяется на ручную (вручную направляется горелка по стыку и подается присадочный материал), механизированную, выполняемую сварочными полуавтоматами, пистолетами для точечной сварки и т.п. (с помощью механизмов выполняется подача плавящегося электрода или присадочного металла или перемещение дуги относительно изделия) и автоматическую (подача плавящегося электрода или присадочного металла, перемещение дуги и изделия относительно друг друга осуществляется исполнительными механизмами по программе или при дистанционном управлении процессом и слежении оператором за его протеканием).

2.2 Выбор способа

2.2.1    Дуговую сварку в среде защитных газов применяют при изготовлении изделий из конструкционных, нержавеющих, теплостойких и жаропрочных сталей и сплавов. Этим способом можно сваривать также разнородные металлы: конструкционную и нержавеющую стали, конструкционные стали различные марок с жаропрочными сплавами, нержавеющие жаропрочные стали с жаропрочными сплавами.

2.2.2    При разработке технологии сварки следует отдавать предпочтение автоматическим и механизированным процессам, обеспечивающим наилучшее качество и высокую производительность на прямолинейных, круговых и кольцевых швах при использовании универсального и специализированного оборудования и на криволинейных швах - при использовании станков и установок с ЧПУ (ПИ 1.4.1799-87) или ЭВМ.

2.2.3    При выборе способа дуговой сварки в среде защитных газов следует иметь в виду, что:

-    неплавящимся (вольфрамовым) электродом рекомендуется сваривать изделия из материала толщиной 0,5 мм и более (ручную сварку применять при толщине 0,8 мм и более)

Сварку пульсирующей дугой рекомендуется применять:

-    при сварке встык или в отбортовку материалов толщиной 0,5-2

мм;

- при изготовлении конструкций, не допускающих значительных

деформаций в зоне шва;

-    при сварке соединений, вызывающих при других способах сварки трудности проплавления корня шва (замковые соединения, собранные на прихватках, и др.);

-    при сварке тонкостенных деталей с массивными деталями (сильфоны, датчики, фланцы с обшивкой и др.);

-    при сварке нахлесточных соединений;

-    при исправлении дефектов;

-    при сварке в различных пространственных положениях.

Сварку неплавящимся электродом по активирующему флюсу рекомендуется применять при выполнении:

-    стыковых соединений материалов толщиной 2,5-6 мм без разделки кромок;

-    соединений, вызывающих трудности в обеспечении стабильного проплавления корни шва;

-    сварки на весу;

-    нахлесточных и других соединений методом проплавления;

-    соединений с ограничением по выступанию проплава в корне шва (особенно эффективно при сварке кольцевых соединений в потолочном и полу потолочном положениях).

Процесс точечной аргонодуговой сварки применять при одностороннем подходе к месту соединений деталей.

Процесс сварки плавящимся электродом можно применять при изготовлении изделий из материалов толщиной 1 мм и более.

2.2.4    Сварку плавящимся электродом рекомендуется производить на постоянном токе обратной полярности.

2.2.5    При сварке неплавящимся электродом может применяться как постоянный ток прямой полярности (обратной полярности - при ограничении сварочного тока - 100 А), так и переменный. Переменный ток целесообразен при сварке соединений, выполняемых на весу.

2.2.6    Параметры низкочастотной модуляции тока, сварки пульсирующей дугой, такие как жесткость режима сварки (отношение времени паузы ко времени горения дуги), глубина пульсации (максимальный ток сварки), формы кривых нарастания тока (переднего фронта сварки) и спада его перед паузой; длительность, частота и амплитуда накладываемого на сварочный ток высокоамперных кратковременных (<0,01 с) импульсов тока (от специального источника ИМИ-2) и другие параметры устанавливаются опытным путем и вводятся в программу процесса. Они могут корректироваться в процессе сварки.

2.2.7    Автоматическую сварку неплавящимся электродом криволинейных швов листовых пространственных конструкций осуществлять, используя технологическую схему процесса с вертикальной (к поверхности детали) подачей присадочной проволоки и вращением (или без вращения) вокруг нее сварочной дуги. Возможность автоматизации обеспечивается благодаря симметричной схеме