Поиск по сайту
Начало >> Книги >> Архивы >> Сварка шин

Сварка медных шин - Сварка шин

Оглавление
Сварка шин
Источники сварочного тока
Ручная аргонодуговая сварка неплавящимся (вольфрамовым) электродом
Полуавтоматическая аргонодуговая сварка плавящимся электродом
Другие виды сварки
Сварка медных шин
Полуавтоматическая сварка медных шин под слоем флюса
Ручная сварка медных шин в среде защитных газов
Полуавтоматическая сварка медных шин в среде защитного газа
Плазменная сварка медных шин
Автоматическая сварка тяжелых медных шин
Сварка разнородных металлов
Дуговая сварка разнородных металлов методом алитирования
Сварка  разнородных металлов трением
Контактная сварка  разнородных металлов
Техника безопасности при сварочных работах

При описании технологии сварки применены термины, изложенные в § 3.
Для проводников тока применяют медь марки МО с содержанием меди 99,95% или марки Ml с содержанием меди 99,90% по ГОСТ 434-71.
Промышленность выпускает шины прямоугольные, круглые и профиля «труба круглая» по ГОСТ 617-72. 

Сварка меди благодаря ее физико-химическим свойствам вызывает значительные трудности. Медь обладает высокой теплопроводностью (почти в 2 раза превышающей теплопроводность алюминия и в 5 раз теплопроводность стали), поэтому при сварке приходится применять более мощные источники сварочного тока или выполнять сварку с предварительным разогревом шин.
Повышенная жидкотекучесть меди затрудняет процесс формирования шва, особенно в вертикальном положении, и делает сварку невозможной в потолочном положении.
На воздухе, при нормальной температуре, химическая активность меди невелика, и только при наличии влаги и сернистого газа она покрывается зеленовато-серой пленкой сернокислой соли, предохраняющей металл от дальнейшего окисления.
При нагреве до +300°С медь начинает активно соединяться с кислородом воздуха, образуя окись меди СuО (черный кристаллический порошок) и закись меди CuO2 (темно-красный кристаллический порошок), которые, соединяясь с медью, дают эвтектику*, обладающую плохими литейными качествами, что затрудняет образование плотного шва без пор. Наличие в сплаве окиси и закиси меди снижает прочность сварочного соединения.
*Эвтектика — смесь веществ, которая имеет наиболее низкую температуру плавления или таяния по сравнению со смесями тех же веществ, взятых в других соотношениях.

Расплавленная медь хорошо растворяет водород, а при наличии в расплаве закиси меди водород, реагируя с кислородом закиси меди, образует водяные пары, которые ухудшают качество шва, способствуя образованию пор и волосяных трещин в металле («водородная болезнь»).
Для повышения качества при сварке меди следует принимать меры против проникновения в сварочную ванну вредных для меди газов и влаги, ухудшающих сварной шов.
Для защиты сварочной ванны служат флюсы, которые, находясь во время сварки в расплавленном состоянии, растворяют пленку окиси, превращая ее в легкоплавкий шлак, а также защитные газы.
При выборе того или иного способа сварки учитывают требования, предъявляемые к сварным соединениям,
объем предстоящих работ, наличие аппаратуры и мате риалов.
Соединение вне зависимости от способа сварки должно быть охлаждено водой после окончания сварки для повышения пластичности и сохранения мелкозернистости шва.

Сварка угольным электродом.

Медь при расплавлении обладает высокой жидкотекучестью, поэтому сварку угольным электродом приходится вести в нижнем положении и тщательно заформовывать место сварки с помощью подкладок и брусков. Для обеспечения провара корня и формования обратной стороны шва в подкладках делают канавки, а в формующих брусках — лунки.
Таблица 15
Режимы сварки медных шин угольным электродом
Режимы сварки медных шин угольным электродом
Сварку выполняют на постоянном токе на прямой полярности (минус источника тока на электроде). На шинах толщиной 12 мм и выше разделывают кромки под углом 25е. При толщине 10 мм и ниже разделку кромок не выполняют.
Зазор между торцами шин, глубина и ширина канавок в подкладке приведены в табл. 15. Перед сваркой торцы шин и присадочный металл очищают от пленки окиси и загрязнений, после чего обезжиривают чистым бензином, ацетоном или уайт-спиритом. Очистку производят чистыми и обезжиренными проволочными щетками из проволоки диаметром 0,15 мм. В качестве присадочного металла применяют проволоку из меди марки МО или Ml.
Диаметр проволоки принимают в зависимости от толщины свариваемого металла. Вместо проволоки можно применять прутки квадратного сечения, нарезанные из медных шин или листов, при этом сторону квадрата принимают равной рекомендуемому в таблице диаметру. При сварке шин толщиной 12— 15 мм и выше укладывают в корень шва проволоку из бронзы марки БрКМцЗ-1 диаметром 2—3 мм и добавляют немного медно-фосфористого припоя. Это способствует повышению качества сварного соединения (уменьшает вероятность образования трещин в сварных швах).
Для удаления пленки окиси с поверхности свариваемых шин, а также защиты жидкой сварочной ванны от окисления в процессе сварки применяют флюсы.
При сварке угольным электродом применяют флюс «борный шлак», состоящий из 95% переплавленной буры (Na2B407) и 5% металлического магния (Mg) в порошке. При отсутствии магния иногда применяют р качестве флюса и одну переплавленную буру, однако это ухудшает качество сварки. Для приготовления этого флюса сначала прокаливают буру в тигле при температуре 200—300°С. Тигель загружают на 7з> так как при прокаливании бура вспучивается.
После прокаливания буру смешивают с порошком металлического магния и плавят при температуре 750— 800°С. После расплавления всего объема борного шлака его выливают на лист из нержавеющей стали и прикрывают листовым асбестом, так как он при остывании трескается и куски его разлетаются в разные стороны. Остывший флюс размалывают и просеивают через сито, имеющее не менее 1000 отверстий на 1 см2.  Для приготовления флюса нельзя применять непрокаленную буру, разводить флюс в воде или в жидком стекле, так как в этих случаях в сварочную ванну будет вноситься дополнительно влага. Флюс в виде сухого порошка наносят на кромки свариваемых медных шин и на присадочный пруток. При сварке часть флюса сдувается дугой, поэтому сварщик в процессе сварки., опуская присадочный пруток в сосуд с порошком флюса, переносит его в сварочную ванну. К разогретому концу присадочного прутка порошок флюса прилипает в виде Шарика.

Шины толщиной до 6 мм сваривают за один проход без предварительного разогрева. При шинах толщиной 8, 10, 12 мм и более применяют предварительный разогрев кромок шин, в этом случае сварку выполняют за два прохода. Сначала разогревают кромки, начиная с конца шва, наиболее удаленного от сварщика, или справа налево. Разогрев выполняют растянутой (длиной 15—25 мм) дугой, при этом следят, чтобы кромки шин плавились на всю толщину и расплавленный металл заполнил канавку в подкладке. При разогреве присадочный металл не вводят. В конце разогрева дугу концентрируют в начале шва до образования сварочной ванны, которую сварщик в процессе работы перемещает в направлении сварки.
Во время сварки в правой руке сварщика находится электрододержатель, а в левой — присадочный пруток, которые сразу после образования ванны погружают в расплавленный металл, перемещая его за электродом
В процессе сварки сварщик производит возвратно-поступательные движения электродом и присадкой так, чтобы расстояние между ними оставалось постоянным (8—10 мм), при этом одновременно присадочным прутком перемешивают ванну.
Сваренные пакеты медных шин
Рис. 26. Сваренные пакеты медных шин для дуговой электропечи.
Присадочный пруток нельзя вынимать из сварочной ванны до окончания сварки, так как это вызовет попадание окислов в сварной шов, ухудшит качество сварки и приведет к образованию трещин в шве. По этой же причине нельзя вводить присадочный металл в сварочную ванну каплями. Немедленно после сварки швы охлаждают водой.
Это способствует повышению пластических свойств соединения, сниженных в процессе сварки. Сваренные пакеты медных шин для дуговой электропечи показаны на рис. 26.
При сварке шин толщиной 25—30 мм шины предварительно нагревают на горне или разогревают пропано-кислородной горелкой до вишнево-красного цвета (650— 700°С). Перед сваркой шины укладывают с небольшим уклоном (4—5°) с тем, чтобы расплавленная медь не затекала вперед дуги и не препятствовала расплавлению нижних кромок. Сварку выполняют в три прохода. При первом проходе, который сварщик начинает с конца шва и ведет к началу, расплавляют нижние кромки шин и заполняют канавки в подкладке. Во время разогрева сварщик следит за полным расплавлением кромок. Во время первого прохода закладывают основу доброкачественного шва. При этом проходе присадочный металл <не вводится. При втором проходе дугу концентрируют в начале шва до образования сварочной ванны, в которую вводят присадочный пруток, и начинается интенсивное плавление присадочного прутка и свариваемых кромок. При третьем проходе заканчивается формование шва.
Сварку шин внахлестку выполняют в тех же режимах, что и сварку встык. Шов формуют угольными брусками для предохранения от растекания расплавленного металла.
При монтаже электролизеров в тех случаях, когда для бортовых шин применяют медь (электролизеры меди, никеля и др.), возникает необходимость приварки перемычек 10x100 мм между тяжелыми бортовыми шинами толщиной 30 мм и более и блюмсами 40X40, 60X60, 92 X92 мм и др.
Наиболее рациональным является приварка на МЭЗ отрезков шин 10x100 мм как к блюмсам, так и к бортовым шинам с тем, чтобы на монтаже выполнялась лишь сварка этих отрезков между собой. В этом случае значительно уменьшается объем работ в монтажной зоне.
Приварка отрезков шин к бортовым шинам и блюмсам может выполняться как внахлестку, так и встык.
Наиболее правильным является приварка встык (рис. 27,с). В этом случае экономится медь, и, кроме того, стыковой шов значительно прочнее нахлесточного. Отрезки приваривают к верхней кромке бортовой шины или к ребру блюмса в специальном приспособлении (рис. 27,6), обеспечивающем формование шва. При сварке необходимо предварительно нагреть бортовую шину или блюмс до темно-красного цвета (650—700°С) При подготовке к сварке между бортовой шиной или блюмсом и отрезками шин устанавливают зазор 6 8 мм. Ток при сварке равен 700—800 А. Дугу направляют преимущественно на блюмс или на бортовую шину.

Приварка перемычек между бортовой шиной к блюмсом
Рис. 27. Приварка перемычек между бортовой шиной к блюмсом.
а - отрезок шины 10x100 мм. приваренный к бортовой шине 30X500 мы: б брусок для формовки шва; в — отрезок шины 10X100 мм. приваренный к блюмсу 92x92 мм; г — отрезок шины 10X100 мм, приваренный к блюмсу, но загнутый под углом 45°; д — перемычка, приваренная к бортовой шине и блюмсу; 1 — бортовая шина; 2 — блюмс; 3 — формующий брусок: 4 — отрезок шины 10X100 мм; 5 — перемычка.

При монтаже блюмсы устанавливают на ребро, но так как приварка отпаек, расположенных под углом 135° к блюмсу, вызывает значительные трудности, приварку выполняют под прямым углом (рис. 27,в) и сразу после сварки легкими ударами молотка отгибают ее на требуемый угол.
Иногда необходимо произвести сварку отрезков блюмсов размером 40X40; 60X60 или 92 X92 мм. В этом случае на свариваемых блюмсах производят разделку кромок и устанавливают их в специальном приспособлении. Основным условием сварки является предварительный разогрев блюмсов до 650—700°С. Ток при сварке равен 1100—1200 А. Сварку выполняют так же, как сварку шин толщиной 30 мм и более. Во время сварки поддерживают интенсивное плавление свариваемых кромок и присадки. После сварки шов охлаждают водой. Если сварной шов имеет недопустимые дефекты, его разрезают и шины заваривают вновь.

Резку медных шин или блюмсов можно также произвести угольной дугой. Резка достаточно эффективна, она может быть использована и при подготовке кромок  блюмсов. Перед резкой шины или блюмсы предварительно нагревают до температуры не менее 800сС. Ток при этом поддерживают около 1000 А. Время резки блюмса 92 X92 мм не превышает 3—4 мин. Однако качество реза, выполненного таким методом, значительно хуже, чем при механической резке.



 
« Сборка трансформаторов   СИГРЭ-72 - Подстанции переменного тока »
Карта сайта + все метки | Контакты
© Электроэнергетика При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна.