Нормы расхода электродов при сварке трубопроводов таблица: ВСН 452-84 Производственные нормы расхода материалов в строительстве. Сварка трубопроводов из легированных сталей, автоматическая сварка под флюсом листовых конструкций, сварка стержней арматуры и закладных деталей, газовая резка

Мы рассказали вам основные правила расчета, теперь дело за вами. Обязательно изучите все необходимые нормативные документы, несмотря на их большое количество, это будет вам полезно. Новичкам советуем поискать в сети справочные материалы.

Также в интернете вы можете найти калькулятор расчета расхода электродов. На начальном этапе он может быть вам очень полезен.

В дальнейшем вы научитесь делать необходимые вычисления самостоятельно. Желаем вам успехов в работе!

Норма расхода электродов на 1 тонну металлоконструкций

Неотъемлемой частью процесса возведения любой металлоконструкции является грамотное и точное планирование расхода материалов для составления сметы и подсчета предстоящих финансовых затрат. Вычисляется не только количество задействованного в строительстве материала, но и то, сколько электродов потребуется затратить при проведении сварочных работ.

Умение правильно рассчитывать расход электродов на тонну металлоконструкций — одно из приоритетных требований к профессиональным сварщикам, работающим в крупных компаниях. Без проведения правильных расчетов невозможно узнать точную себестоимость металлоконструкции, предполагаемую прибыль. Все эти нюансы важны для фирм, задействованных в сфере возведения металлических конструкций.

Расход электродов при сварке

Оказывает прямое влияние на производительность и продолжительность рабочего процесса. Отработанное присадочное изделие для сварки необходимо заменить новым.

Если под рукой сварщика не окажется нужных электродов, это отразится на сроках проведения сварки в сторону увеличения. Докупить присадочный материал не является основной проблемой. Все усложняется тем, что он требует предварительной подготовки. Электроды надо прокалить и просушить. Это занимает от полутора до двух часов.

Когда электроды нужны для наплавки нескольких килограмм металла, ситуация не столь критична, в отличие от сварки габаритных металлоконструкций. Любой простой чреват и временными, и финансовыми затратами. Чтобы процесс работы ничего не тормозило, предельно важно выполнить правильный расчет того, сколько электродов требуется на одну тонну металлоконструкций.

Методы вычисления

Показатель расхода зависит от вводных параметров:

• массы наплавки;
• длины сварочного шва;
• нормы расхода.

Массой наплавки называют вес металла, который заполняет собой стыковочный шов. Точные данные этого параметра приводятся в технологической карте сварки. Его показатель по грубым подсчетам равен от 1 до 1,5% от массы металлоконструкции.

Габариты шва измеряют рулеткой по стыку. Получаемый результат умножают на общее число швов, присутствующих в разделе. Это обусловлено тем, что глубокие стыки заваривают параллельным либо последовательным накладыванием двух-трех швов.

Нормой расхода является масса наплавки на один метр шва. Она вычисляется как для отдельного узла либо детали, так и в зависимости от типа выполняемой сварочной операции.

Учитывая эти нюансы, расчет расхода присадочных изделий должен проводиться и теоретически, и практически.

Теоретический расчет

Основан на использовании различных формул. На практике наибольшее распространение получили два типа расчета:

1. по коэффициенту;
2. по физическим характеристикам.

Первый способ охватывает собой различные категории расходных материалов и вычисляется по формуле: H = M * K, где М — масса подвергаемого сварке металла, а K — специальный коэффициент расхода присадки.

Второй способ основан на характеристиках и применяемого электрода, и подвергаемой сварке металлоконструкции, рассчитывается формулой: G = F * L * Масса проволоки, в которой F — это площадь поперечного сечения, а L — длина шва.

Если первая формула позволяет вычислить расход, то вторая — массу наплавленного металла. Оба расчета являются «табличными», то есть основываются на стандартных показателях, соответствующих определенным маркам электрода, типу металла, величине шва.

Расчет расхода электродов по коэффициенту

Чтобы выполнить вычисление, нужно знать точный коэффициент электрода (K) который, как и другие параметры, указан в приложении РДС 82-201-96 «правил разработки норм расхода материалов в строительстве».

Значение коэффициента варьируется от 1,5 и до 1,9. Меньший показатель соответствует второй группе электродов, а наивысшей шестой. Если при работе используется марка ЦТ-28 из второй группы, показатель K равен 1,5.

Используя математический расчет для определения необходимого количества электродов для наплавки тонны металла, получаем значение 1500 кг, то есть H = 1000 * 1,5. Соответственно, расход возрастает, если применяется марка более возрастной группы, к примеру, НЖ-13, имеющая коэффициент, который равен 1,8.

Практический расчет

Подразумевает определение массы металла и проведение сварных тестовых работ. Когда они завершены, выполняют замер огарка, учитывают напряжение и силу тока, длину выполненного шва. Основываясь на этих данных, определяют число требуемых электродов для сварки шва определенной длины.

Точным вычисление будет в том случае, когда и внешние данные, и угол положения при выполнении основных работ останутся аналогичными тем, которые были во время тестирования. Чтобы избежать неточности определения, эксперимент повторяют от трех до четырех раз. Если соблюсти это условие, расчет получится еще точнее, чем при использовании формул.

Погрешность расчета

Никакой метод вычислений не дает стопроцентной точности. Закупать расходный материал для обеспечения полноценного и непрерывного рабочего процесса рекомендуется с запасом. Необходимо учитывать и возможность наличия в партии электродов бракованных и низкокачественных изделий.

Чтобы не приходилось останавливать сварку, следует увеличить полученные при расчетах данные на пять либо семь процентов. Это гарантировано избавит от различного рода форс-мажорных обстоятельств. Учитывают и то, что количество расходного материала зависит как от технологического процесса, так и от типа заполняемого присадками шва.

Как снизить затраты?

Существует несколько условий, которые позволяют сэкономить на расходных материалах для проведения сварочных работ, но при этом никак не отражаются на качестве:

1. Наибольшей экономии присадок позволяет добиться использование полуавтоматического либо автоматического сварочного аппарата. Когда работы проводятся вручную, то потери составляют от пяти процентов и выше. При автоматическом и полуавтоматическом процессе этот показатель вдвое ниже. Если и присадки, и аппарат имеют высокое качество, сокращение расходных изделий будет максимальным.
2. Показатели силы тока и напряжения должны полностью соответствовать выбираемому присадочному материалу. Поэтому, настраивая сварочный аппарат, нужно уделять особое внимание этим параметрам.
3. Количество затрачиваемых электродов при равных условиях может отличаться. Это обусловлено положением расходного изделия при выполнении сварки. Поэтому многие сварщики предпочитают не ограничиваться формулами и прибегают к практическим расчетам, проводя несколько тестов, чтобы найти «идеальное» положение.

Соблюдение этих трех важных условий и грамотный выбор способа сэкономить позволяет сократить количество требуемого присадочного материала практически на тридцать процентов. Это достаточно внушительная сумма в денежном эквиваленте. 

Ошибка 404: страница не найдена!

Скорость наплавки стержневых электродов

Хотя большинство людей может подумать, что сварка штучной сваркой устарела и является необоснованным выбором для сварочного процесса, это просто неправда. Это правда, что при производственной сварке, особенно в контролируемой среде, такой как производственный цех, использование сварки штангой обычно является большой ошибкой из-за ее низкой эффективности, чрезвычайно низкого рабочего коэффициента и требуемого уровня квалификации. Однако ежегодно миллионы фунтов стержневого электрода используются для сварки магистральных трубопроводов, электростанций, резервуаров для хранения и других конструкций, жизненно важных для мировой инфраструктуры.При этом иногда трудно найти много технической информации о процессе SMAW.

Недавно у нас был заказчик, который интересовался, сколько времени потребуется для сварки 128 стыков с использованием прутка 5/32 ”7018. Они спрашивали, как быстро их ребята будут сваривать. Прежде чем мы смогли ответить, что нам нужна некоторая важная информация, такая как тип сварного шва (угловой, канавка, нахлест и т. Д.) И ожидаемая сила тока. Как только мы получили эту информацию, расчет стал простым.Как только мы узнали, сколько металла шва необходимо, все, что нам нужно было сделать, это найти скорость наплавки используемого электрода. Справочник по процедурам дуговой сварки является отличным справочником для этих расчетов.

Вам нужны сварочные процедуры для стержневых процессов E6010 и / или E7018? Щелкните изображение выше, чтобы получить 48 предварительно аттестованных WPS для SMAW в соответствии с Кодексом по сварке конструкций AWS D1.1.

Процесс дуговой сварки в защитном металлическом корпусе (SMAW) похож на сварку методом MIG в том, что существует несколько различных типов электродов.Однако большинство мигрирующих проволок одинакового диаметра будут иметь примерно одинаковую скорость наплавки. В случае стержневых электродов дело обстоит иначе. Поскольку количество порошка железа в покрытии (флюсе) варьируется, 1/8 дюйма E6010 и 1/8 дюйма E7018 будут иметь разные скорости осаждения при одинаковой силе тока.

Для расчета скорости наплавки электрода используйте формулы, показанные ниже.

Начнем с двух наиболее распространенных типов, E6010 и E7018:

Скорость наплавки электродов E6010 и E7018 различных размеров

Согласно приведенной выше таблице, если вы используете электрод E6010 размером 1/8 дюйма при 100 А, скорость осаждения будет

(. 004 x 100) + 1,68 = 2,08 фунта / час

Если мы запустим электрод с низким содержанием водорода E7018 при тех же 100 А, наша скорость осаждения будет

(0,012 x 100) + 1,0 = 2,20 фунта / час

Электроды с низким содержанием водорода содержат около 30% порошка железа в покрытии, поэтому они имеют более высокую скорость наплавки (наплавленный металл шва за единицу времени).

Теперь посмотрим на скорость наплавки электродов с высокой наплавкой. Это более общие формулы (одинаковые для всех диаметров), но все же очень точные:

Скорость наплавки электродов с высокой наплавкой

1/8 ”E7024, представляющий собой стержень с низким содержанием водорода для сильного осаждения, при работе при 100 А приведет к осаждению

(.0343 x 100) – 0,566 = 2,864 фунта / час

Это означает увеличение скорости наплавки на 37% по сравнению с E6010 – тот же диаметр и та же сила тока.

Теперь, играя адвоката дьявола, можно сказать: формулы неверны, если мы возьмем 1/8 дюйма 6027 при 100 А, скорость осаждения будет ниже. Это правда, но вы не найдете 1/8 ”E6027. Наименьший электрод этого класса будет диаметром 3/16 дюйма. Этот диаметр будет составлять от 230 до 270 ампер на DC +. Так что давайте сравним с 3/16 ”E6010 на 250 ампер.

E6010 @ 250A = (0,0024 x 250) + 3,57 = 4,17 фунта / час

E6027 @ 250A = (0,0429 x 250) – 2,766 = 7,96 фунта / час

Увеличение скорости наплавки на 90,8% за счет перехода с E6010 на E6027 при той же силе тока.

Вы выполняете сварку? Какой тип стержня и какая сила тока у вас обычно?

Ссылка: Руководство по процедуре дуговой сварки, 14-е издание

Оценка общих затрат на сварку | Производство и металлообработка

Q: Чтобы снизить затраты на сварку, разве я не должен просто выбрать проволоку по самой низкой цене?

A: При определении общей стоимости сварки необходимо учитывать несколько факторов.Конечно, наиболее очевидным фактором является стоимость расходных материалов (электрод и защитный газ или флюс). Менее очевидные (и часто упускаемые из виду) затраты – это трудозатраты и накладные расходы, которые могут быть отнесены на фактический процесс сварки.

Однако, как будет показано в нашем примере, затраты на рабочую силу и накладные расходы в фактических затратах на сварку обычно составляют от 60 до 70 процентов от общих затрат. Поэтому выбор электрода, который повышает производительность (за счет увеличения скорости наплавки), гораздо важнее, чем выбор электрода с более низкой стоимостью.Ниже будет описан процесс определения общих затрат на сварку.

При произвольной ставке 50 долларов на оплату труда и накладных расходов и «рыночной прейскурантной цене» на широкий спектр сварочных материалов оценка стоимости одного фунта наплавленного металла шва приведена в таблице Таблица 1 . Были использованы пять различных рабочих факторов (самый низкий – 20 процентов, самый высокий – 60 процентов), где рабочий коэффициент определяется как процент времени сварщика, в течение которого он фактически выполняет сварку. Для процессов GMAW, FCAW-G и MCAW для затрат на защитный газ использовалась ставка 0,20 доллара за кубический фут.

Помимо затрат на рабочую силу, электроды и защитный газ, плата за электроэнергию, необходимую для питания сварочных аппаратов, была включена в общие затраты на сварку. Хотя в нашем примере стоимость электроэнергии на фунт сварочного металла никогда не превышала 0,40 доллара США, эта величина не является незначительной и поэтому была включена в расчеты. В среднем, стоимость электроэнергии была определена как около 2 процентов от общих затрат на сварку при нулевой цене.Использовалась ставка 20 за киловатт-час. Не использовались структуры ценообразования «наценка до востребования».

Выбор наиболее экономичного процесса сварки (FCAW, GMAW, SMAW и т. Д.) И правильного сварочного электрода (проволока или стержень) усложняется наличием оборудования в производственном цехе. Если источники максимальной выходной мощности, представленные сварщику, оказываются на 450 А, 60-процентном рабочем цикле, то ответ на выбор электрода может быть не таким простым, как «давайте использовать проволоку самого большого диаметра, доступную для получения максимальной скорости наплавки. ”

Например, в Таблице 1 показаны затраты на фунт для UltraCore 70C, которые указывают на то, что более экономично использовать диаметр 5/64, чем использовать диаметр 3/32 (при 60-процентном рабочем коэффициенте стоимость фунта сварочного металла составляет 7,14 доллара против 8,67 доллара). Это связано с тем, что при 450 А скорость осаждения UltraCore 70C диаметром 5/64 больше, чем у UltraCore 70C диаметром 3/32, из-за более высокой плотности тока. Однако, если бы мы смогли полностью использовать весь диапазон силы тока провода 3/32 дюйма (при максимальной выходной силе тока около 700 ампер), мы бы увидели, что провод диаметром 3/32 дюйма обеспечивает экономическое преимущество.

Таким образом, для наших расчетов использованный сварочный ток составлял или – максимальное значение силы тока в диапазоне, предусмотренном для электрода, или – максимальная мощность сварочного аппарата (450 ампер). По этой силе тока определяется скорость наплавки в фунтах в час, а затем может быть рассчитано общее время сварки одного фунта наплавленного металла шва. Время нанесения одного фунта сварочного металла указано в таблице , таблица 2 . На этом этапе затраты на рабочую силу и накладные расходы, необходимые для нанесения этого фунта металла сварного шва, могут быть определены путем умножения этой временной стоимости на заявленную ставку трудозатрат и накладных расходов в размере 50 долларов в час.

В дополнение к использованию многопроцессорного источника питания 450 А для рассматриваемых потенциальных сварочных процессов «открытой дугой», у нас также есть дополнительный ресурс в виде источника питания для дуговой сварки под флюсом переменного / постоянного тока на 1000 А. Хотя при сварке под флюсом возможны коэффициенты эксплуатации, приближающиеся к 80% и более, мы ограничим коэффициент использования 60% для сравнения с процессами с открытой дугой. Тем не менее, мы будем полностью использовать максимальные 1000 ампер, доступные на машине, так как это хорошо согласуется с максимальным рекомендованным током для 5/32 в проволоке для дуговой сварки под флюсом.

На основании установленных нами ограничений компоненты общих затрат на сварку (при коэффициенте эксплуатации 60 процентов) были выделены для потенциальных сварочных материалов, рассматриваемых в , Таблица 3 . Для стержневого электрода E7018 затраты на рабочую силу и накладные расходы составляют от 69 до 85 процентов от общих затрат на сварку. На противоположном конце спектра трудозатраты составляют лишь 32% от общих затрат на сварку под флюсом при токе 1000 ампер.И, наконец, для процессов с проволочной подачей трудозатратная составляющая общих затрат находится между 60 и 70 процентами.

Интересно отметить, что в этом примере, хотя затраты на расходные материалы для дуговой сварки под флюсом выше, чем на процессы в среде защитного газа, общие общие затраты на наплавку одного фунта сварочного металла ниже для дуги под флюсом.

Основная идея заключается в том, что для процессов с открытой дугой снижение затрат на рабочую силу на 10% будет больше, чем снижение затрат на расходные материалы на 10%. И снова, используя 3/32 в UltraCore 70C в качестве примера, сокращение трудозатрат и накладных расходов на 10 процентов приведет к переводу почти 0,60 доллара на фунт наплавленного металла шва в чистую прибыль. С другой стороны, стремление к 10-процентному снижению стоимости расходных материалов сэкономит всего 0,25 доллара на фунт наплавленного металла сварного шва.

В конечном счете, переход к более высокой скорости наплавки обеспечит максимальную отдачу от вложенных средств за счет сокращения времени, затрачиваемого на сварку. А как известно, время – деньги.

Следует повторить, что эти расчетные затраты, перечисленные в прилагаемых таблицах, основаны на ставке 50 долларов в час на оплату труда и накладных расходов и рыночной прейскурантной цене на расходные материалы. В реальном мире сварки очень немногие клиенты платят прейскурантную цену, поэтому в некоторых случаях это будет фактическая долларовая стоимость сварочных затрат в любом конкретном сварочном цехе. Однако наблюдаемые здесь тенденции все же сохранятся. Сварочные процессы, которые увеличивают скорость наплавки и повышают производительность, сокращают самый большой компонент затрат на сварку – рабочую силу и накладные расходы.

Ручная металлическая дуга – обзор

3.2 «Производственные дефекты»

Ручная сварка – это метод, требующий значительных навыков и сноровки. При ручной дуговой сварке металлическим электродом (MMA) (рис. 3.2) дуга зажигается между плавящимся электродом и свариваемой деталью. Электродный стержень плавится на кончике дуги, и капли металла падают в сварочную ванну. Таким образом, по мере сварки сварочный электрод становится короче. Сварщик должен поддерживать постоянную длину дуги между заготовкой и концом электрода по мере того, как электрод перемещается по стыковому шву, при этом компенсируя скорость выгорания электрода.При работе с электродом необходима твердая рука, а для получения удовлетворительных результатов ручной сварки необходимо надлежащее обучение сварщиков. Дефекты неплавления могут возникать при ручной сварке, особенно в корне шва, где доступ наиболее ограничен и металл шва затвердевает быстрее всего, но неплавление может также возникать между проходами сварного шва (рис. 3.3). Мастерство сварщика влияет на форму, смешение и рябь на поверхности сварного шва, а также на наличие брызг вокруг сварного шва.На поверхности металла шва могут оставаться куски сварочного шлака даже после очистки проволочной щеткой между проходами сварного шва, а затем они могут захватываться в виде включений шлака в стыке, когда более поздние проходы сварки накладываются поверх .

Рисунок 3.2. Ручная металлическая дуговая сварка стальной панели.

Рисунок 3.3. Отсутствие дефектов плавления и пористости при многопроходном стыковом шве GMAW углеродисто-марганцевой стали.

Есть несколько причин пористости сварных швов, и это особая проблема для алюминиевых сварных швов.В сталях пористость может быть вызвана недостаточной защитой сварного шва инертным газом, позволяющей атмосферным газам или влаге попадать в сварочную ванну. В алюминиевых сплавах пористость вызвана захваченным водородом, который полностью нерастворим в твердом состоянии; поэтому любая смазка или влага в стыке вызывает пористость.

Эти типы дефектов, которые, как правило, являются результатом плохой квалификации сварщика, обычно известны как дефекты “изготовления”. Возможно, что дефекты не могут повлиять на структурную целостность готового сварного шва, но обычно существует ограничение на количество разрешенных дефектов изготовления, поскольку они могут указывать на то, что сварщик не имеет достаточных навыков или опыта в этой конкретной области. сварочный процесс.Когда имеется чрезмерная пористость или отсутствие плавления, несущее поперечное сечение сварного шва может быть значительно уменьшено. Чрезмерный выступ в заглушке сварного шва или чрезмерное проплавление корневого прохода может привести к высокой концентрации напряжений на носке сварного шва. Некоторые дефекты неплавления могут быть достаточно острыми, чтобы вызвать хрупкое разрушение чувствительных сталей, поэтому эти дефекты изготовления нельзя сбрасывать со счетов как незначительные. Пределы допустимого размера дефектов, известные как уровни качества сварного шва, указаны в таких стандартах, как BS EN ISO 5817. В качестве альтернативы их значимость можно оценить с помощью оценки пригодности к эксплуатации, как описано в главе 11.

Механизированные сварочные процессы, основанные на дуговой сварке металлическим газом (сварка GMAW, MIG или MAG), снижают требуемый уровень квалификации сварщика. Электронные средства управления при сварке MAG самостоятельно регулируют длину сварочной дуги, когда горелка перемещается ближе или дальше от заготовки в руке сварщика. Следовательно, размер получаемого сварного шва намного более постоянен, а скорость осаждения расходной проволоки является постоянной, поскольку она постоянно подается из устройства подачи проволоки.Механизированные сварочные швы позволяют достичь более высоких скоростей сварки и, следовательно, в значительной степени заменили сварку стержневым электродом в большинстве видов промышленной ручной сварки сегодня (рис. 3.4).

Рисунок 3.4. Механизированная сварка кольцевого шва газопровода с использованием дуговой сварки металлическим газом и системы «жучок на ленте» для обеспечения стабильной сварки.

Полностью автоматизированные сварочные процессы не требуют ручного сварщика для их выполнения, вместо этого оператор управляет машиной или роботом, который выполняет сварку.Наиболее распространенным примером является сварка под флюсом (SAW), но лазерная сварка, сварка трением с перемешиванием и электронно-лучевая сварка также являются автоматизированными сварочными процессами. Автоматическая сварка полностью исключает квалификацию сварщика как фактор качества сварки и позволяет выполнять непрерывную сварку в течение нескольких часов. Даже в этом случае механизированные и автоматизированные сварочные процессы не могут всегда гарантировать бездефектность сварных швов.

Сварка и соединение листов, листов и труб

Ричард Э. Эйвери, консультант Института развития никеля; Технический отчет семинара CDA Inc. 7044-1919.Применение медно-никелевых сплавов в морских системах.-Соединение медно-никелевых сплавов 1992.

Введение

Cu-Ni находят множество применений в морской, энергетической, электротехнической и химической промышленности. Типичное оборудование, изготавливаемое с помощью сварки, – это компоненты конденсатора и теплообменника, трубопроводы для забортной воды, дистилляционные аппараты и, демонстрируя превосходные противообрастающие свойства сплава UNS C70600, корпус морского коммерческого рыболовного судна Copper Mariner.Состав обычных сплавов Cu-Ni и присадочных металлов показан в таблице .

Таблица 1 . Состав Cu-Nis

		Состав,% максимум, если не указан диапазон или минимум
UNS Сплав №	Предыдущие торговые наименования	Cu	Ni	Pb	Fe	Zn	Mn Название Элементы
C70400	Cu-Ni, 5%	Rem.	4,8 – 6,2	0,05	1,3 – 1,7	1,0	.3 – .8
C70600	Cu-Ni, 10%	Rem.	9,0 – 11,0	0,05	1,0 – 1,8	1,0	1,0
C71000	Cu-Ni, 20%	Rem.	19,0 – 23,0	0,05	1,0	1,0	1,0
C71500	Cu-Ni, 30%	Rem.	29,0 – 33,0	0,05	.4 – .7	1,0	1,0
C72500	Cu-Ni, олово	Rem.	8,5 – 10,5	0,05	,6	,5	,2	1,8 – 2,8 Sn
ERCuNi (а) (C71580)		Rem.	29,0 – 32,0	0,02	,4–0,75	(в)	1.0	.25 Si .02 P .2 – .5 Ti
ECuNi (б) (W60715)		Rem.	29,0 – 33,0	0,02	,4–0,75	(в)	1,0 – 2,5	. 5 Si .02 P .5 Ti
(a) ANSI / AWS 5.7-84 (b) ANSI / AWS A5.6-84 (c) Общее количество свинца, цинка, олова и всех других не названных элементов не должно превышать 0,50%.

Большинство сплавов Cu-Ni представляют собой твердые растворы, как показано на рис. 1 .Их можно подвергнуть механическому упрочнению до предела прочности на разрыв выше 60 Ksi (410 МПа). Типичные свойства после отжига: предел текучести 15-20 фунтов на квадратный дюйм (100-140 МПа) и предел прочности при растяжении 40-50 фунтов на квадратный дюйм (275-350 МПа). Сплав C71900 имеет легирующие добавки, которые позволяют подвергать его термообработке до предела прочности на разрыв 80 Ksi (550 МПа) и выше. Cu-Nis можно использовать в упрочненном состоянии, поскольку они обладают высокой устойчивостью к коррозии под напряжением.

Хотя медь и никель взаимно растворимы друг в друге, как показано на рис. 1 , ряд других элементов не растворяется в сплаве Cu-Ni и, если они присутствуют, могут вызвать растрескивание в зоне термического влияния (HAZ) или в металле сварного шва. .Свинец, сера и фосфор особенно вредны и могут вызвать межкристаллитное горячее растрескивание в соединениях с высокой степенью фиксации. (1) Важно, чтобы поверхности были чистыми и не содержали этих загрязняющих элементов перед нагревом до высокой температуры, например, при отжиге или сварке.

Обычными источниками загрязняющих элементов серы и фосфора являются маркировочные карандаши, краски, указатели температуры, смазочно-охлаждающие жидкости, масла и смазки. Загрязнения на масляной или жировой основе необходимо удалить с помощью растворителя.Приемлемые методы включают погружение, протирание или распыление щелочных, эмульсионных, растворителей или моющих средств или их комбинации; паровым обезжириванием; паром, с очистителем или без него; или струей воды под высоким давлением.

Типичная процедура удаления масла или смазки перед сваркой включает:

• удалить излишки загрязнения чистой тканью
• протрите область сварного шва (не менее 2 дюймов [5 см] с каждой стороны сварного шва) органическим растворителем, таким как алифатический бензин, хлорированные углеводороды или их смеси. Используйте только чистые растворители (не загрязненные кислотой, щелочью, маслом или другими посторонними веществами) и чистую ткань
• удалите весь растворитель, протерев его чистой сухой тканью
• проверьте, чтобы обеспечить полную очистку. Остатки на сушильной ткани могут указывать на неполную очистку.

Все обычно используемые процессы сварки применимы к сплавам Cu-Ni. Присадочный металл Cu-Ni номиналом 70-30% с титаном в качестве раскислителя почти всегда используется для сварки всех сплавов Cu-Ni.В Европе доступны и иногда используются неизолированный присадочный металл 90-10 Cu-Ni и покрытый электрод, но неизолированная проволока обычно ограничивается калибрами для газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW) толщиной до 0,125 дюйма. (3 мм) толщиной. Сварные швы с присадками Cu-Ni 90-10 следует ограничивать несмачивающими поверхностями, поскольку сварной шов может быть анодным по отношению к основному металлу. Ниже приведены инструкции по различным сварочным процессам.

В начало

Дуговая сварка защищенного металла

Для дуговой сварки в среде защитного металла (SMAW) используется покрытый флюсом электрод ECuNi с положительным электродом постоянного тока (обратная полярность).Если длина дуги остается небольшой, сварочную ванну можно контролировать во всех положениях с помощью 3/32 или 1/8 дюйма. Электроды диаметром 2,4 или 3,2 мм. Следует избегать большой длины дуги из-за тенденции вызывать пористость металла шва. Электроды должны работать в пределах рекомендованных производителем диапазонов тока. Чрезмерная сила тока приведет к разбрызгиванию и подрезанию кромок сварного шва, особенно когда температура плавления основного металла значительно ниже температуры плавления присадочного материала.

Дефекты сварного шва чаще возникают при зажигании и прекращении дуги.Правильная техника зажигания дуги – зажигание дуги в некоторой точке соединения, чтобы металл расплавился заново. При завершении прохода дуга не должна внезапно гаснуть, оставляя большую воронку сварного шва. Один из приемлемых методов – подержать дугу над сварочной ванной на несколько мгновений, а затем быстро вернуться назад, снимая дугу с завершенного шва.

Открытый корневой зазор и широкий угол канавки улучшают проплавление и обеспечивают хорошее сплавление. Прихваточные швы необходимы, по крайней мере, через каждые шесть дюймов, чтобы сохранить проем.

Подготовка квадратной канавки для пластины до 1/4 дюйма (6,4 мм) использовалась для сварки в плоском положении, как показано в , таблица 2. Более распространенной практикой является ограничение квадратной канавки до 1/8 дюйма. . (3,2 мм) с корневым отверстием не менее половины толщины листа. Для сварки вне положения требуются канавки со скошенной кромкой. Процедуры, представленные в Таблице 2 , были использованы для соединения 1/4 дюйма. листы корпуса из сплава C70600 методом SMAW. Показанные текущие настройки могут быть полезны в качестве руководства при установке параметров для других заданий. Правильная настройка также будет зависеть от характера рабочего цикла и источника питания.

Как стрингер, так и ткачество успешно работают с сплавами Cu-Ni. Однако плетение обычно необходимо для сварки в вертикальном положении в гору и над головой. Плетение должно быть ограничено не более чем трехкратным диаметром сердечника проволоки.

Между проходами поверхности следует очищать от флюса путем скалывания и / или шлифования. При выполнении обратной строжки при подготовке к сварке с противоположной стороны необходимо выполнить строжку до прочного металла и подготовить широкую (от 80 ° до 90 °) V-образную канавку.

В начало

Cu-Ni свариваются методом GMAW с использованием раскисленного присадочного металла и постоянного тока обратной полярности. Обычно используются аргон или смеси аргона и гелия при расходах 25-50 футов. ³ / ч (0,75 – 1,5 м ³ / ч). Перенос распылением обычно используется для 1/4 дюйма. (6,4 мм) толстые и тяжелые секции, но процесс ограничен ровным положением. Для сварки листа и пластины с одной стороны предпочтительны рифленые медные или медно-никелевые опорные стержни.

Типичные параметры, используемые при соединении сплавов Cu-Ni с помощью струйной дуги GMAW, показаны в Таблице 3 . Токи на высокой стороне диапазона предпочтительны для сплавов с более высокой проводимостью и низким содержанием никеля. Обычно полезны бусинки и тонкие слои для минимизации тепловложения.

Присадочная композиция ERCuNi обеспечивает сварные швы, эквивалентные прочности основного металла C71500 и большей прочности, чем C70600. ERCuNi содержит от 0,20% до 0,50% Ti, который служит раскислителем для предотвращения пористости и кислородного охрупчивания.

Короткое замыкание (GMAW-S) – это процесс с относительно низким подводимым теплом с использованием 0,035 или 0,045 дюйма. (0,8 или 1,2 мм в диаметре) присадочный металл и хорошо подходит для сварки манометров менее 1/4 дюйма.(6,4 мм). Можно использовать защиту аргоном, но смесь аргона с гелием дает лучшее смачивание и лучший контур валика. Низкое тепловложение позволяет выполнять сварку во всех положениях.

Импульсная дуга (GMAW-P) обладает многими преимуществами как струйной дуги, так и передачи короткого замыкания и хорошо подходит для сварки сплавов C70600 и C71500. Диаметр электрода обычно составляет 0,045 дюйма (1,2 мм), а защитный газ из смеси аргона и гелия обеспечивает хорошее смачивание и действие дуги. GMAW-P подходит для сварки во всех положениях.Более поздним достижением в импульсной сварке является синергетическая или регулируемая импульсная сварка. При синергетической сварке сварщику нужно задавать меньше параметров сварки, и качество сварки улучшается.

При первой сварке GMA с присадочным металлом ERCuNi часто наблюдается одно наблюдение: состояние проволоки заметно ниже, чем у присадочных материалов на основе железа или никеля. Сплавы Cu-Ni не деформируются почти в такой же степени, поэтому состояние обычно ниже. Чтобы свести к минимуму трудности с подачей проволоки, следует использовать кабельные вкладыши с низким коэффициентом трения.

В начало

Газовая вольфрамовая дуговая сварка

Процесс GTAW является предпочтительным процессом для сварки тонких материалов толщиной 1/16 дюйма (1,6 мм) и менее, но может быть хорошим выбором для сварки материалов толщиной до примерно 1/8 дюйма (3,2 мм). Возможность работы в любом положении делает его отличным процессом для сварки труб, особенно труб малого диаметра и корневого прохода труб любого диаметра. После корневого прохода GTAW в более тяжелой трубе сварка часто завершается GMAW или SMAW. Оборудование для автоматической GTAW доступно для таких применений, как сварка труб с трубной решеткой, орбитальная сварка труб и соединение толщиномеров.

Cu-Ni, выполненные без добавления раскисленного присадочного материала, очень часто имеют чрезмерную пористость, которая не проявляется на поверхности сварного шва. По этой причине следует избегать автогенных сварных швов GTA. Другие передовые методы сварки, позволяющие избежать пористости, включают короткую дугу толщиной около 0,03 дюйма (0,8 мм) и достаточную защиту металла шва, чтобы исключить попадание воздуха в расплавленный металл шва. Аргон является обычным защитным газом и предпочтительным средством для продувки труб изнутри во время сварки корневого прохода.

для Cu-Nis GTAW показаны в таблице 4 . Как и в случае с другими процессами дуговой сварки, сплавы с высокой проводимостью и низким содержанием никеля требуют токов верхнего предела диапазона. По возможности предпочтительны подкладки из меди или Cu-Ni.

В начало

Сварка сопротивлением

Cu-Ni с содержанием никеля на 10% или больше имеют хорошие или отличные характеристики точечной и шовной сварки из-за их низкой теплопроводности и электропроводности по сравнению с медью. Необходимо принять меры для обеспечения того, чтобы поверхности, подлежащие сварке сопротивлением, были чистыми и свободными от загрязнений.

В начало

Пайка

Cu-Ni чаще всего паяют припоями на основе серебра. Обычно используются наполнители AWS A5.8 Классификации БАг-1а, БАг-2, БАг-18 и БАг-5. Сплавы BCuP-5 и BCuP-3 приемлемы для использования с Cu-Nis с содержанием никеля 10% или менее. Соответствующие номера UNS показаны в Таблице 5 . Их не следует использовать для сплавов с высоким содержанием никеля из-за возможности образования охрупчивающих фосфидов никеля.Медно-фосфорные припои не следует выбирать для работы в сернистой атмосфере.

Флюсы типов AWS FB3-A, C, E подходят для большинства приложений. Для пайки в печи подходят инертные газы, экзогаз, эндогаз или диссоциированный аммиак. Точка росы не должна превышать 20 ° F (-7 ° C). Для пайки горелкой используется нейтральное пламя. Зазоры для пайки от 0,001 до 0,005 дюйма (от 0,03 до 0,13 мм) обеспечивают максимальную прочность и надежность соединения.

Расплавленные припои могут проникать в медно-никелевые сплавы и растрескивать их, не снимая напряжения перед пайкой. Также перед пайкой поверхности следует очистить механически или химически. Наждачная бумага обычно подходит для труб и трубок.Для удаления жира и масла следует использовать растворители или щелочные очистители. Эффективная процедура травления для удаления оксидов заключается в следующем: окуните в 5% -ную серную кислоту при температуре от 180 ° F до 200 ° F (от 82 ° C до 93 ° C) и немедленно промойте.

После пайки все остатки флюса следует удалить путем промывки горячей водой. Оксиды можно удалить тем же травильным раствором, который использовался для очистки перед пайкой.

В начало

Пайка

Подготовка к пайке такая же, как и к пайке.Сплавы Cu-Ni имеют хорошую паяемость при использовании флюса активного хлоридного типа. Это может быть слабокоррозийный тип гидрохлорида глутаминовой кислоты или более сильная смесь хлоридов цинка, натрия и аммония. Свинцово-оловянные и олово-сурьмяные припои используются для сплавов Cu-Ni. Сплавы Cu-Ni классифицируются как несколько менее поддающиеся пайке, чем латунь.

В начало

Соединение разнородных металлов и наплавка

Предлагаемый присадочный металл для соединения сплавов Cu-Ni с некоторыми из обычно комбинируемых других сплавов показан в Таблице 6. Список не является исчерпывающим в том смысле, что процедуры сварки могут быть разработаны с использованием присадочных металлов, не указанных в списке.

Таблица 6a Присадочные металлы для сварных швов разнородных металлов (1992) *
(* Примечание: это исходная таблица за 1992 год. Изменения, внесенные в 2014 году, см. В таблице ниже)

Металл для соединения с Cu-Ni	SMAW (UNS)	GMAW и GTAW (UNS)	Комментарии
	ANSW / AWS A5.6	ANSI / AWS 5,7
Медь	ECuNi (W60715) или ECuA1-A2 (W60614)	ERCuA1-A2 (71580) или ERCuA1-A2 (C61800)	Предварительный нагрев до 1000 ° F (540 ° C)
Фосфорная бронза	ECuSn-A (W60518)	ERCuSn-A (C51800)	–
Вся бронза	ECuA1-A2 (W60614)	ERCuNl (C61800)	–
	ANSI / AWS a5.11	ANSI / AWS A5.14
Углеродистая сталь	ENiCu-6 (W84190)	ЭРНИКУ-7 (N04060)	Стальная сторона может быть покрыта сначала ERNi-1 или ERNiCu-7
Austinetic нержавеющая сталь	ENi-1 (W82141) или ENiCrFe-2 (W86133)	ERNi-1 (N02161) или ERNiCr-3 (N06082)	Нержавеющая сторона может быть покрыта сначала ERNi-1

Таблица 6b Присадочные металлы для сварных швов из разнородных металлов
(Примечание: это 2014 пересмотренная таблица , представленная CDA
Дэвидом Джорданом, консультантом Института никеля)

Металл для соединения с Cu-Ni	SMAW (UNS)	GMAW и GTAW (UNS)	Комментарии
	AWS A5. 6/ (BS EN ISO 17777 находится в стадии разработки)	AWS 5.7 / BS EN ISO 24373
Медь	ECuNi или ECuAl-A2	ERCuNi или ERCuAl-A2 / S Cu 7158 или S Cu 6180	Предварительный нагрев до 1000 ° F (540 ° C)
Фосфорная бронза	ЭСУСн-А	ERCuSn-A / S Cu 5180A	–
Алюминиевая бронза	ЭБУ-А2	ERCuAl-A2 / S Cu 6180	–
	AWS A5.11/ BS EN ISO 14172	AWS A5.14 / BS EN ISO 18274
Углеродистая сталь	ENiCu-7/ E Ni4060	ERNiCu-7/ S Ni4060	Стальная сторона может быть покрыта сначала ERNi-1 или ERNiCu-7
Austinetic нержавеющая сталь	ENi-1 или ENiCrFe-2/ E Ni2061 или E Ni6092	ERNi-1 или ERNiCr-3/ E Ni2061 или S Ni6082	Нержавеющая сторона может быть покрыта сначала ERNi-1

Сварные швы 70-30 Cu-Ni имеют ограниченный допуск на разбавление железом. Сварные швы с содержанием железа более 10% имеют тенденцию к появлению чрезмерных трещин и образованию горячих трещин. Наполнители ENiCu-7 и ERNiCu-7 (65Ni-Cu) имеют более высокий допуск по железу и используются для соединения с углеродистыми сталями. Однако они не подходят для сварки нержавеющих сталей из-за ограниченного допуска к разбавлению хромом.

Часто очень полезным шагом при сварке разнородных металлов Cu-Ni является покрытие или смазка другого металла никелем, никель-медью или любым другим подходящим наполнителем, указанным в , Таблица 6. При нанесении покрытий Cu-Ni на сталь обычно наносят первый слой ERNi-1 или ERNiCu-7, а затем ERCuNi для последующих слоев. Хотя барьерный слой из высоколегированного сплава является стандартным, можно нанести ERCuNi с помощью GMAW непосредственно на углеродистую сталь с тщательно контролируемыми процедурами сварки, разработанными для достижения относительно низкого разбавления железа на первом слое.

Процесс дуговой сварки под флюсом (SAW) идеально подходит для наплавки больших поверхностей. Коммерческие флюсы под флюсом доступны для всех присадочных металлов никель, никель-медь и Cu-Ni.(3) При наплавке углеродистой стали первый слой наносится с использованием присадочного металла ERNi-1 или ERNiCu-7 с последующими слоями ERCuNi для достижения необходимой толщины или состава.

Пайка с БАг-1а, БАг-1 и БАг-2 подходит для соединения Cu-Ni с любым другим медным сплавом.

В начало

Раскрой

Cu-Ni не поддаются газовой резке, но плазменная резка и резка угольной дугой работают хорошо. Для резки можно использовать ленточные пилы и ножницы, но следует сделать поправку на то, что сплавы относительно мягкие и пластичные.Высокоскоростные абразивные круги хорошо подходят для снятия фаски с кромок и обрезки материала.

В начало

Сварка стальных листов с медно-никелевым покрытием

Использование стальных листов, плакированных Cu-Ni, обеспечивает значительную экономию материала во многих конструкциях и областях применения. Примером может служить рыболовный траулер длиной 76 футов (25 м) Copper Mariner II с корпусом толщиной 5/16 дюйма. (8 мм), плакировка 25% C70600. Перед началом строительства была предпринята обширная программа развития сварки. (4)

Для достижения наилучших коррозионных характеристик поверхность сварного шва боковых сварных швов из сплава не должна превышать 10% железа и предпочтительно менее 6% железа.Чтобы достичь этого уровня железа, необходимо как минимум два сварных прохода на стороне сплава. Предлагаемые присадочные металлы для боковых сварных швов:

• ENi-1, ERNi-1, ENiCu-7 или ERNiCu-7 для первого или барьерного прохода со стороны сплава на стальную основу; и,
• Присадочный металл ECuNi или ERCuNi для верхнего или верхнего прохода (ов) на стороне сплава. ECuNi и ERCuNi менее благородны, чем ENiCu-7 или ERNiCu-7, и гальванически более совместимы с основным металлом Cu-Ni.

• Pass 1 – используйте наполнитель ENi-1, ERNi-1, NIiCu-7 или ERNiCu-7; верхняя часть сварного шва может потребовать шлифовки, чтобы оставить место для прохода 2
• Пройдено 2 – Используйте ECuNi или ERCuNi
• Задняя часть кромки из углеродистой стали для очистки металла и обеспечения скоса для доступа
• Соответствует 3,4 или по необходимости : ERNi-1, ENiCu-7 или ERNiCu-7

Рисунок 3.

• Проходы 1, 2 и 3 или по необходимости – наполнители из углеродистой стали, такие как E7018 или аналогичные наполнители для GMAW или SAW
• Задняя кромка со стороны сплава до чистого металла, обеспечивающая скос для доступа
• Pass 1A – ENi-1, ENiCu-7 или ERNiCu-7; может потребоваться шлифовка верхней части сварного шва, чтобы оставить место для прохода 2A
• Пройдено 2A – ECUNI или ERCUNI

Для сварки плакированной стали использовался широкий диапазон конструкций сварных соединений и последовательностей проходов.Факторы, которые влияют на выбор, включают в себя: общую толщину листа, толщину сплава, используемый процесс сварки, доступность с одной или обеих сторон, ограничения по составу покрытия, и это более важные факторы. Два обычно используемых сварных соединения и процедуры показаны на рис. 2 и рис. 3 . При сварке стального листа, плакированного Cu-Ni, необходимо соблюдать два основных принципа:

• никогда не допускайте проникновения сварного шва углеродистой стали в плакировку из сплава или сварной шов из сплава.Стальные сварные швы с медной головкой склонны к образованию горячих трещин. И,
• не сваривает сталь ECuNi или ERCuNi и не содержит более 10% железа в сварном шве. Сварные швы с повышенным содержанием железа подвержены образованию горячих трещин.

В начало

Листовая подкладка

Альтернативой использованию твердого сплава Cu-Ni или плакированной стали является нанесение относительно тонких листов на основу из углеродистой стали. C70600 облицован сталью для таких применений, как корпуса судов, рули, водяные камеры конденсаторов и секции морских платформ.Геометрия покрываемой поверхности и толщина футеровки в значительной степени определяют способ футеровки.

На рис. 3 показан водяной бокс из углеродистой стали с футеровкой 0,048 дюйма. (1,2 мм) C70600 Cu-Ni. Гильза была сначала изготовлена ​​методом GTAW с жесткими допусками для установки в оболочку из углеродистой стали. (5) Гильза была прикреплена к стали с помощью ряда точечных сварочных швов, выполненных методом GMAW. Точечная дуговая сварка не нова и используется для нанесения на углеродистую сталь других сплавов на основе железа и никеля.По сути, стандартная горелка GMAW оснащена “независимым” приспособлением, которое используется для прижатия к гильзе и для определения расстояния между контактными наконечниками. (6) При заданных параметрах источника питания и подачи проволоки сварка завершается примерно за один второй – с дополнительным временем подачи защитного газа для защиты сварного шва.

Другие функции и элементы управления дуговой точечной сваркой:

• Этот процесс можно использовать для листов толщиной от 0,024 дюйма до 0,078 дюйма (от 0,6 мм до 2,0 мм), с толщиной листа 0,048 дюйма. (1,2 мм) является предпочтительным.
• Плоское положение с плотным контактом между листом и стальной основой дает наиболее воспроизводимые результаты. С зазором до толщины листа между листом и подложкой есть некоторая «вспышка» сварочного металла в зазоре, но сварные швы полной прочности все же реализуются.
• При сварке в вертикальном положении существует тенденция к подрезу и провисанию сварного шва, если сварочный ток и время сварочной дуги не будут тщательно контролироваться.
• При правильных параметрах сварки верхняя поверхность сварных швов содержит менее 6% железа.
• Перед точечной дуговой сваркой все поверхности должны быть очищены от масла, жира, грязи и окалины.

Когда точечная сварка в среде защитного газа нецелесообразна, например, из-за положения при сварке или из-за большой толщины листа, соединения между листами могут быть выполнены электрозаклепкой с использованием предварительно вырезанных отверстий. Отверстия могут быть кругами или пазами, например, . , 1/2 дюйма (12,4 мм) или прорези 1 дюйм на 3/8 дюйма (25 мм на 9,5 мм). Круглые отверстия размером более 3/32 дюйма. Лист толщиной 2,4 мм должен иметь скошенную сторону, чтобы избежать дефектов сварки на боковой стенке.Щелевые швы часто легче сваривать, особенно когда сварка выполняется на вертикальных поверхностях. Во многих случаях необходимо также выполнить угловую сварку кромок листа на стальной основе. Предпочтительными присадочными материалами для электрозаклепки и краевых швов являются ENiCu-7 или ERNiCu-7.

В начало

Сварка труб

широко используется в системах трубопроводов для судовых служб, прибрежных установок, опреснительных установок и морской добычи нефти. Трубы малого диаметра, 2.0 дюймов (50 мм) и меньше часто являются соединениями под сварку муфтой. Предпочтительной процедурой для труб большего диаметра является корневой проход GTAW с возможностью сварки с заполнением GTAW, GMAW или SMAW. Наиболее стабильное качество и более высокая производительность достигается, когда трубу можно поворачивать для сварки вниз.

Корневой проход GTAW может быть выполнен ручной сваркой с использованием либо ручной подачи присадочного металла, либо расходных вставок, либо с помощью автоматической орбитальной сварки труб. Внутреннюю часть трубы следует продуть аргоном, используя стандартные методы для других сплавов, таких как нержавеющая сталь и никелевые сплавы.Процедуры ручного корневого прохода для Cu-Ni в основном такие же, как и для труб из других сплавов, но сварщики могут заметить, что металл сварного шва не течет так же хорошо, как нержавеющая сталь. Конструкция соединения труб для ручной сварки обычно представляет собой V-образную фаску с нулевой корневой поверхностью и корневым отверстием. Наплавным металлом является ERCuNi, а в качестве защитного газа горелки – аргон.

Автоматическая сварка Cu-Ni с помощью оборудования для орбитальной сварки труб обеспечивает более высокую производительность и меньшее количество дефектов сварных швов. В большой системе пожаротушения для морской платформы орбитальная сварка позволила сократить время сварки вдвое по сравнению с ручной сваркой, а процент брака при резке – с 15% до 5% (7). удачная орбитальная сварка.Рекомендуемая конструкция соединения для труб большинства размеров представляет собой J-образную канавку со скосом 25 °, 3/32 дюйма. (2,4 мм) радиус 0,050 дюйма (2 мм) поверхность корня с фацетом 0,03 дюйма. (0,8 мм) удлинитель. На рисунке 4 показана сварочная головка, установленная на трубе Cu-Ni и соединяющая прямой участок трубы с фитингом с Т-образным сечением.

Безопасная сварка оцинкованной стали | Allied Tube & Conduit

Сварка оцинкованных стальных труб Allied – это вполне достижимая операция, если соблюдаются три ключевых момента для обеспечения стабильного качества результатов.

1. Используйте безопасные методы и процедуры сварки
2. Соблюдайте правила техники безопасности
3. Принять хорошие методы восстановления сварных швов

Стальные трубы следует сваривать таким образом, чтобы обеспечить достаточную прочность всех соединений между трубами; соответственно, требуемая конфигурация и размер сварного шва должны быть указаны на чертежах проектировщиком. Когда трубы свариваются встык (т.е. соединяются встык), сварной шов должен проходить через всю толщину стенки трубы, а арматура не должна превышать 3/32 дюйма (2.5 мм). Если соединение представляет собой тройник, угол или угловой шов, требуемые размер и длина должны быть указаны на чертеже. Для удобства проектировщика следующие размеры сварных швов обеспечат сварные швы с размером горловины, по крайней мере равным толщине соединяемой трубы. При соединении труб с разной толщиной стенки минимальный размер углового сварного шва может зависеть от толщины элементов.

Эти размеры углового сварного шва подходят для тройников и угловых соединений, когда конец трубы имеет выступ, соответствующий внешнему диаметру сопрягаемой трубы, или когда конец трубы сплющен, так что контур не требуется.Цифры в скобках представляют собой ближайшую большую долю требуемого размера сварного шва и соответствуют стандартным размерам углового калибра.

Максимального размера углового шва не существует, но сварные швы большего размера не улучшают качество сварного шва. Точно так же требуется больше времени, чтобы сделать сварные швы слишком большого размера, а это стоит денег.

Завершенные сварные швы необходимо визуально осмотреть, на них не должно быть зазоров, пустот, трещин, подрезов, пористости или дуговых разрядов; они должны быть достаточно гладкими и однородными. Следует удалить сварочные брызги, особенно если свариваемая поверхность будет восстановлена ​​путем окраски или покрытия.

Размеры угловых швов следует проверять с помощью калибра для угловых швов. Это простые манометры, которые нельзя использовать, которые можно приобрести у местного поставщика сварочных работ, или они могут быть изготовлены из тяжелого листового металла для определенных размеров. Если на чертеже указана сварка по всему стыку, размер сварного шва должен соответствовать минимальным требованиям к чертежу по всему стыку.

ГАЗОВАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ СВАРКА («МИГ»)

Этот процесс на сегодняшний день является наиболее широко используемым при сварке труб Allied, поскольку с его помощью можно быстро получить высококачественные сварные швы.

Первый выбор – использовать режим распыления. Используйте 0,035-дюймовую проволоку ER70S-2 или ER70S-3, защитный газ 92% аргон / 8% CO2, сварочную горелку на 400 ампер или более и источник питания на 400 ампер, рабочий цикл 100%. Следуйте приведенной ниже таблице. Скорость движения будет высокой, а производительность наплавки (т. Е. Производительностью) будет высокой.

При сварке гальванизированной стали толщиной 16 и более тонкой может потребоваться режим передачи с коротким замыканием. Источник питания должен быть рассчитан на 200 ампер или более при 100% рабочем цикле, и он должен иметь контроль «индуктивности».Используйте 0,035-дюймовую проволоку ER70S-2 или ER70S-3, защитный газ 92% аргон / 8% CO2, сварочную горелку на 300 ампер. Установите индуктивность на максимум, а регулятор наклона (если есть) между средним и максимальным наклоном. Следуйте настройкам в таблице ниже. Если сварщику сложно поддерживать постоянный вылет, переключитесь на проволоку диаметром 0,030 дюйма и отрегулируйте скорость подачи проволоки, чтобы использовать силу тока, приблизительно равную указанной выше.

Вылет проволоки во время сварки должен быть постоянным.Если сварщик отводит горелку от заготовки, вылет становится длиннее, а напряжение дуги увеличивается, вызывая разбрызгивание, если сварщик использует передачу с коротким замыканием. Если сварщик приближает горелку к заготовке, вылет становится короче, что снижает напряжение на дуге и увеличивает разбрызгивание, если сварщик использует перенос распылением. Сварщики должны понимать, как относиться к этим фактам; то есть сварщик должен правильно настроить напряжение (т.е. установить его на минимальное разбрызгивание), а затем знать, что увеличение или уменьшение вылета влияет на напряжение на дуге и количество возникающих брызг.Один из лучших ресурсов по обучению использованию GMAW можно найти на сайте Weld Reality.

Некоторым производителям удалось сваривать оцинкованные трубы с использованием порошковой металлической проволоки E70C-6, например, Hobart’s Galvacor; Приведенные выше параметры являются хорошей отправной точкой для металлопорошковой проволоки. Другие обнаружили, что самозащитная порошковая проволока, соответствующая стандарту E71T-14, такая как Lincoln Innershield NR-152 и ESAB CoreShield 10, хорошо подходит для некоторых работ, поскольку не требуется защитный газ. При использовании порошковой проволоки соблюдайте рекомендуемые производителем электроды.

Защитный газ

Вышеуказанное рекомендует начинать с защитного газа 92% аргона / 8% CO2. При сварке труб толщиной 12 мм или толстых деталей уровень CO2 может быть увеличен до 18%. Это увеличивает энергию дуги, обеспечивая проникновение в более толстую сталь. И наоборот, если вы свариваете 18 калибра или тоньше, CO2 можно снизить до 2%. Если проблема заключается в прожоге, переключитесь на смесь 98% аргона и 2% кислорода и уменьшите напряжение на 2–3 вольта.Не рекомендуется использовать смеси аргона и кислорода для трубок толщиной более 1/8 дюйма.

Газ, который выделяет заметно меньше цинкового дыма при сварке оцинкованной трубы, – это Helistar GV компании Praxair; однако, поскольку это смесь гелия / аргона / CO2, она дороже, чем защитный газ на основе аргона.

ЭКРАНИРОВАННАЯ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ДУГА («ПАЛКА») СВАРКА

Из-за его низкой производительности этот процесс следует использовать там, где невозможно использовать GMAW, например, на открытом воздухе, где ветер сделает использование процесса с защитой от газа непрактичным.Гальванизированную стальную трубу Allied можно сваривать с использованием электрода E6013 диаметром 3/32 дюйма с постоянным током и положительным электродом (обратная полярность) или переменным током и параметрами, рекомендованными производителем электродов. При сварке трубы к более толстым материалам следует использовать E6010, чтобы обеспечить проникновение в более толстый материал.

ГАЗОВАЯ ДУГА (TIG, HeliArc) СВАРКА

Этот процесс также имеет низкую производительность, но позволяет получить очень надежные сварные швы между оцинкованными деталями.Сварка оцинкованной стали более тонкой толщины может выполняться постоянным током, отрицательным электродом (прямая полярность), диаметром 1/16 дюйма EWTh-2, заточенным под вольфрамовый карандаш с плоским концом 1/32 дюйма, присадочным металлом ER70S-2 или ER70S-3 , защитный газ аргон и следующие параметры:

GTAW – это самый медленный и дорогостоящий из сварочных процессов, и его следует использовать только там, где внешний вид имеет решающее значение, а механическая обработка поверхности для внешнего вида нецелесообразна.

Правила техники безопасности

Когда производитель использует сварку, он должен знать об опасностях, связанных со сваркой. К ним относятся сварочный дым и дым, поражение электрическим током, электромагнитное излучение.

Сварочные и дымовые газы

При сварке образуется дым и пары, которые выходят из зоны сварки в виде шлейфа. Очевидно, дым и пары, образующиеся при сварке, вредны для дыхания!

Самый рентабельный способ компании, работающей со сварочным дымом и дымом, – это научить сварщиков не попадать на голову в дымовой шлейф.Наблюдательный персонал должен быть проинструктирован следить за сварщиками, голова которых находится в шлейфе, и посоветовать им сменить положение. Сварщики должны настроить свою работу таким образом, чтобы воздух проходил с одной стороны на другую, а не к сварщику или сзади него. Это предотвратит попадание струи (и ее содержимого) в зону дыхания сварщика. При высоте потолка 16 футов или более и пространстве 10 000 кубических футов на сварщика и отсутствии замкнутых пространств естественная вентиляция считается адекватной.Если эти критерии не выполняются, необходимо обеспечить принудительную вентиляцию в соответствии со стандартом Z49.1 * Американского национального института стандартов (ANSI). Это может быть сделано с помощью передвижного кожуха или вытяжного шланга, который можно разместить в непосредственной близости от места сварки, или с помощью стационарного кожуха, обеспечивающего скорость потока воздуха 100 футов в минуту (от 1 до 2 миль в час) в непосредственной близости от места сварки. сварка. Вентиляция также может быть в виде открытых решетчатых рабочих столов с равномерной нисходящей вентиляцией, обеспечивающей не менее 150 кубических футов воздуха в минуту на квадратный фут поверхности стола.Наконец, к сварочному пистолету может быть прикреплен высокоскоростной дымосос небольшого объема для обеспечения локального удаления дыма.

USFDA признает, что по крайней мере 15 мг цинка в день необходимы для хорошего здоровья человека. Цинк также является необходимым микроэлементом для жизни растений и животных. Однако слишком много цинка может вызвать временное заболевание, известное как «металлическая лихорадка». Вдыхание белого оксида цинка, образующегося при сварке цинка, может вызвать временные симптомы гриппа, включая жар и озноб.Неизвестно о каких-либо постоянных или долгосрочных эффектах. Важно, чтобы сварочный шлейф, содержащий оксид цинка, уносился от сварщика. ANSI Z49.1 * требует, чтобы удаление паров цинка производилось с помощью местной вытяжной вентиляции, когда цинк сваривается в помещении. Сварщиков также следует научить не стоять и не работать по ветру от другого сварщика, который сваривает оцинкованные материалы. В дополнение к местной или общей вентиляции рекомендуются персональные дыхательные фильтры. Легкие одноразовые полуфасонные фильтры, такие как респиратор сварочного дыма 3M ™ или фильтр пыли / дыма / тумана (# 9920), удобны для сварщика и не требуют обслуживания.Картриджные фильтры для полумаски, в которых используются фильтрующие элементы, предназначенные для удаления паров металлов, также приемлемы и доступны от 3M. Системы очистки воздуха с приводом и системы подачи воздуха, такие как респиратор с приводом для очистки воздуха (PAPR) 3M ™ Adflo ™, также доступны от 3M. Эти системы обеспечивают комбинированную защиту органов дыхания, головы, глаз и лица в ситуациях, когда невозможно избежать воздействия дыма.

* Настоящий стандарт, а также информационные бюллетени по безопасности и охране здоровья при сварке можно бесплатно получить в Американском обществе сварщиков, Майами, Флорида.

Поражение электрическим током

Сварщики и те, кто занимается сваркой, должны знать, что в сварочной цепи имеется достаточное напряжение, чтобы вызвать серьезные травмы. При использовании стандартного аппарата для дуговой сварки разница между сварочным электродом и окружающей заготовкой и зданием составляет 80 вольт; при использовании непрерывной проволоки, такой как MIG или сердечник из флюса, эта разница составляет около 40 вольт. Сварщики обычно знают о потенциальной опасности, но другие, кто занимается сваркой, часто не подозревают об этой опасности.Эту ситуацию следует регулярно решать во время совещаний по безопасности.

Электромагнитное излучение

При использовании любого процесса дуговой сварки возникает электрическая дуга, излучающая различные формы энергии электромагнитного излучения, включая свет. Самым вредным из этого излучения является ультрафиолет, который может вызвать слепоту при чрезмерном облучении. Сварщики знают, что при сварке необходимо использовать соответствующую защиту от излучения. Однако те, кто занимается сваркой, также должны защищать себя.Обычно это делается путем размещения непрозрачных или полупрозрачных, но поглощающих ультрафиолетовое излучение барьеров вокруг области, где выполняется сварка. Это излучение также может вызвать ожог кожи, поэтому сварщик и те, кто работает со сваркой, должны носить защитную одежду, чтобы избежать опасности. Защита глаз должна заключаться в ношении защитных очков из поликарбоната с боковыми щитками. Поликарбонат поглощает наиболее вредное ультрафиолетовое излучение, предотвращая повреждение глаз. Кроме того, такая практика предотвратит «ожог при сварке» (солнечный ожог белка глазного яблока), который обычно вызывается отражением дуги от окружающих объектов, включая стены.

Восстановление защиты от коррозии

Тепло от сварки испаряет защитное цинковое покрытие около сварного шва. Несмотря на то, что оставшийся цинк продолжает обеспечивать некоторую защиту участков, не содержащих цинка, внешний вид оставляет желать лучшего, а участки без цинка будут ржаветь при воздействии окружающей среды. Краски с высоким содержанием элементарного цинка (т.е. «богатые цинком») при правильном нанесении эффективно восстанавливают полную защиту от коррозии на участках сварных швов. Эти краски доступны либо в аэрозольных баллончиках, либо в контейнерах, подходящих для нанесения кистью или распылением.Эту краску можно наносить на сварной шов после пескоструйной обработки или обработки проволочной щеткой для удаления всего сварочного шлака с последующей протиркой сварного шва тряпкой.

Цинк, нанесенный термическим напылением, также эффективен для восстановления коррозионной стойкости, но поверхность должна быть достаточно шероховатой, обычно с помощью пескоструйной обработки или обработки грубым абразивом, чтобы цинк, нанесенный термическим напылением, мог правильно прилипнуть.

Задняя продувка Требования к сварке Изготовление HASTELLOY Pipe Systems

Предпосылки

Периодически производители должны устанавливать системы трубопроводов в местах, где доступ к внутренней части трубы невозможен.В таких ситуациях используются методы сварки труб открытым стыком или методы сварки с использованием расходуемой вставки. Поскольку для изделий из сплава HASTELLOY® не всегда доступны расходные детали, для выполнения таких корневых швов обычно используется сварка открытым стыком с использованием процесса газовой вольфрамовой дуговой сварки (GTAW).

При использовании этих методов односторонней сварки необходимо защитить корневую сторону сварного шва от окисления во время сварки в инертном защитном газе (обычно аргоне сварочного качества).Техника экранирования, которая защищает внутреннюю часть трубы, называется «обратной продувкой».

Рис. 1: Пример корневого шва, выполненного с использованием плохой обратной продувки.

Отсутствие надлежащего экранирования приводит к состоянию, которое часто называют «сахаром» корневого прохода. Пример такого корневого шва, выполненного на трубе из сплава HASTELLOY® C-22® диаметром 8 дюймов, показан на рисунке 1. Неприемлемый корневой шов характеризуется появлением черной корки металла шва с внутренней стороны. (корень) трубы и неправильное поперечное сечение корня.

Когда возникает это состояние, расплавленный металл сварного шва не вытекает и не «смачивает» основной материал. Это затрудняет сварку и делает невозможным прохождение рентгенологического исследования. Обычные дефекты сварки, которые образуются в результате этого состояния, включают неполный провар, неплавление, растрескивание корневого прохода и обратное всасывание корневого прохода. Несколько клиентов Haynes International сообщили, что сплавы на основе никеля (HASTELLOY®) труднее сваривать с использованием этой односторонней технологии, чем нержавеющие или углеродистые стали.

Лабораторные работы были проведены для определения методов обратной продувки и сварки, которые позволят получить приемлемые корневые швы с открытым стыком в сплавах, таких как труба из сплава HASTELLOY® C-22®. В следующих разделах документируются результаты этой лабораторной работы.

Методы обратной продувки

Для обратной продувки зоны корневого шва трубы используются два распространенных метода. Часто предлагается продуть весь объем длинных участков трубопровода. Были опубликованы таблицы, касающиеся времени продувки для труб различного диаметра и длины участка. ⁽¹⁾ Локальная продувка непосредственного объема вокруг зоны сварного шва – это альтернативный метод обратной продувки и, как правило, предпочтительный метод. В литературе описаны различные методы создания плотин перекрытия. К ним относятся водорастворимые дамбы, надувные дамбы, разборные дисковые дамбы и термически одноразовые дамбы. ^(1,2,3) Есть много компаний, которые производят оборудование и продукты для проведения такой локальной чистки. Неполный список поставщиков оборудования для обратной продувки представлен в конце данного отчета.

Обратная продувка выполняется в два этапа. Во-первых, необходимо установить перегородки и продуть зону сварного шва аргоном до приемлемого уровня. Во-вторых, продувка должна продолжаться и сопровождать фактические сварочные операции.

В работе, описанной в этом документе *, использовались только водорастворимые дамбы. Чтобы обеспечить попадание продувочного газа в замкнутую зону сварного шва с минимальной турбулентностью газового потока, что позволило сократить время продувки, ⁽⁵⁾ было изготовлено диффузорное устройство, закрепленное в нижней части одной из продувочных труб. плотины.Зона местного сварного шва продувалась при расходе газа около 40 кубических футов в час (CFH). Такие скорости потока позволили продуть участок трубы диаметром 8 дюймов до содержания кислорода примерно 5000 ppm менее чем за 5 минут. Независимо от продолжительности продувки после первых 5 минут, было невозможно стабильно получать содержание кислорода ниже допустимого. Уровень кислорода 5000 ppm. Уровень кислорода 5000 ppm был признан приемлемым для сварки сплавов на основе никеля.

В документации по сварке ^(1,3,4) рекомендуется, чтобы скорость потока обратной продувки была низкой («едва обнаруживаемая на отверстии для выхода газа») и вообще не упоминается скорость потока сварочной горелки.В этой работе было определено, что выбор расхода защитного газа как для обратной продувки, так и для сварочной горелки имеет решающее значение при выполнении прочных корневых швов.

В частности, было определено, что для получения прочного корневого шва необходимо соотношение приблизительно 4: 1 между расходом обратной продувки и расходом сварочной горелки. Расходы, которые теперь рекомендуются для сварки труб из сплава HASTELLOY®, составляют 40 кубических футов в час для обратной продувки и 10 кубических футов в час для сварочной горелки.Рисунок 2 включен, чтобы показать критичность этих относительных расходов на фактические корневые швы.

* Патентная гибка

Рис. 2: Фактические результаты сварки корневого прохода.

Следует отметить, что перед началом сварки объем зоны сварки был продуван до уровня кислорода 5000 ppm. Первым делали «приемлемый» корневой шов. Затем изменили скорость потока и сделали «неприемлемый» корневой шов. Это показатель того, что чистота газа обратной продувки была приемлемой в начале «неприемлемого» сварного шва, и что разница в качестве сварного шва является результатом только расхода.

Выбор скорости потока (10 CFH) для защитного газа горелки несколько невелик, исходя из стандартных рекомендаций по сварке сплавов на никелевой основе HASTELLOY®. ⁽⁶⁾ Этот низкий расход сварочной горелки, однако, не влияет на боковую защиту горелки, на что указывают яркие блестящие шарики, которые присутствуют при использовании любого метода экранирования.

Методы сварки

Очистка и сварка стыка трубопровода обычно включает шесть операций.

Эти операции включают:
1.Подготовка концов труб
2. Установка продувочных заслонок
3. Монтаж участков труб
4. Продувка зоны сварного шва
5. Отрезки труб прихваточным швом
6. Затвор

1. Подготовка концов труб считается очень важным этапом в этой сварочной операции. Схема типичной детали подготовки к сварке показана на рисунке 3. Рекомендуется, чтобы на концах труб был обработан угол сварки около 35 градусов.

Кроме того, рекомендуется очистить внутренний и внешний диаметр до яркого блестящего металла на расстоянии около 1 дюйма от края подготовки к сварке и обработать или отшлифовать площадку в соответствии с размерами, показанными на рисунке 3.После завершения всех операций механической обработки и шлифования требуется тщательная очистка и обезжиривание всей площади.
Следует учитывать, что труба будет иметь некоторую овальность, что может привести к несоответствию внутреннего диаметра во время сборки и сварки (см. Рисунок 3), может потребоваться расточка внутреннего диаметра секций трубы, чтобы получить приемлемое совпадение по внутреннему диаметру трубы.

2. Любая из описанных выше продувочных систем, за исключением термически одноразовых перегородок, считается приемлемой для систем труб из сплава HASTELLOY®.Чтобы обеспечить попадание продувочного газа в закрытую зону сварного шва с минимальной турбулентностью газового потока, рекомендуется использовать газораспределительное устройство. На рисунке 4 показана одна из возможных конструкций для использования с трубами большого диаметра, которые могут быть изготовлены в полевых условиях. Несомненно, потребуются изменения в такой общей конструкции для удовлетворения других конкретных требований к работе. Продувочные заглушки необходимо устанавливать на участке трубы достаточно глубоко, чтобы жар сварки не повредил их.

3.При сборке секций трубы необходимо соблюдать осторожность, чтобы обеспечить надлежащий допуск на зазор между двумя секциями трубы. Обычно рекомендуется, чтобы корневой зазор был по крайней мере на 1/32 дюйма больше диаметра используемой сварочной присадочной проволоки. Это позволит манипулировать присадочной проволокой, даже если во время прихваточной сварки и сварки замыканием возникает некоторая усадка.

4. Очистка зоны сварного шва производится при расходе около 40 кубических футов в час. Сварное соединение должно быть герметично закрыто по окружности трубы, за исключением небольшого отверстия в верхнем положении трубы.Намерение состоит в том, чтобы защитный газ входил в нижнюю часть зоны сварного шва и выходил сверху. Если сварка труб выполняется в вертикальном (2G) положении, газ должен поступать через нижнюю продувочную заслонку и выходить через небольшое отверстие в верхней продувочной заслонке. Обычно расход и время выбираются таким образом, чтобы перед сваркой произошло минимум 5–6 изменений объема защитного газа. ⁽¹⁾

5. Прихваточная сварка необходима для обеспечения того, чтобы две секции трубы не смещались во время последующей сварки с замыканием.Прихваточные швы должны быть достаточно большими и размещаться достаточно часто по окружности стыка, чтобы корневой зазор оставался открытым и шире диаметра сварочной присадочной проволоки. Как правило, сварное соединение остается герметичным, за исключением того места, где проводится сварка.

Рекомендуется, чтобы прихваточные сварные швы были зашлифованы до кромки кромки. Это поможет гарантировать, что закрывающие сварные швы войдут в прихваточные швы и не оставят мелких дефектов, которые могут быть обнаружены во время радиографического исследования.Расход защитного газа, используемый во время прихваточной сварки и во время последующей сварки закрытием, должен составлять около 40 кубических футов в час для обратной продувки и около 10 кубических футов в час для сварочной горелки. Остальные параметры сварки указаны в таблице 1.

Положение горелки и положение присадочной проволоки имеют решающее значение для успешной сварки корневого прохода. Схема, показывающая положение корпуса горелки GTAW и сварочной присадочной проволоки относительно трубы, показана на рисунке 5. ⁽¹⁾ Манипуляции с горелкой и присадочной проволокой заключаются в перемещении горелки от боковой стенки к боковой стенке, которое образует «замочную скважину».Две капли присадочного материала вплавляются в каждую боковую стенку при каждом возвратно-поступательном движении сварочной горелки. Наплавочный металл обычно помещается в отверстие корневого зазора. Если корневой зазор «закрывается», не позволяя помещать присадочную проволоку в отверстие корневого зазора, количество усиления сварного шва в корне будет ограничено.

6. Закрывающая сварка выполняется так же, как прихватка. Опять же, соединение остается герметичным, за исключением области, где выполняется сварка. Во время последней части закрывающего сварного шва, возможно, придется снизить расход продувочного газа, чтобы не повредить заслонки из-за повышения давления продувочного газа.Обычно рекомендуется поддерживать продувочный газ для первых двух сварных швов заполняющего прохода. Это поможет гарантировать, что корневой проход не сильно окисляется во время этих последующих сварочных проходов.

Выбор процесса сварки для заполняющих проходов остается на усмотрение инженера-сварщика.

Таблица 1

Предлагаемые параметры сварки при открытой стыковой газовой вольфрамовой дуговой сварке (GTAW) трубы

% PDF-1.6 % 2 0 obj > эндобдж 479 0 объект > / Шрифт >>> / Поля 633 0 R >> эндобдж 480 0 объект > поток application / pdf