Что необходимо предпринять при смене присадочного материала
Присадочный материал
Подавляющее большинство швов при сварке выполнили с применением присадочных материалов. Роль присадочного материала. заключается не только в получении необходимой геометрии шва, но и в обеспечении его высоких эксплуатационных характеристик при минимальной склонности к образованию дефектов.
В большинстве случаев состав присадочного металла сравнительно мало отличается от химического состава свариваемого металла.
Присадочные материалы разрабатывают применительно к конкретным группам свариваемых металлов и сплавов или даже к их отдельным маркам. При этом учитывают и методы сварки, определяющие потери отдельных элементов. Присадочный металл должен быть более чистым по примесям, содержать меньшие количества газов и шлаковых включений.
Присадочные материалы используют в виде металлической проволоки сплошного сечения или порошковой проволоки (с порошковым сердечником). Применяют также прутки, пластины, лепты.
К сварочной проволоке предъявляют высокие требования по состоянию поверхности, предельным отклонениям по диаметру, овальности и другим показателям.
Высокое качество сварочной проволоки и других присадочных материалов сохраняется при тщательной их упаковке и консервации, а также правильном хранении и транспортировке. Наиболее часто металлическую сварочную проволоку поставляют в виде мотков (бухт), пропитанных консервирующей смазкой. Поверхность мотка обертывают влагонепроницаемой бумагой, полимерной пленкой и т. п. В стадии развития находятся способы упаковки мотков проволоки в герметичную тару без применения Консервирующей смазки. Каждая партия проволоки (моток, бухта) должна быть снабжена сертификатом завода-изготовителя. В сертификате указаны марка проволоки, ее химический состав, номер плавки и другие сведения.
Присадочные материалы перед сваркой должны проходить тщательную очистку поверхности. Наличие следов смазки или других загрязнений не допускается. В большинстве случаев требуется и очистка от оксидов. Для удаления жировых загрязнений применяют обезжиривание. Оксидную пленку удаляют травлением, химическим и электрохимическим полированием.
Для сварки необходимо применять преимущественно присадочные материалы, выпускаемые по специализированным стандартам или техническим условиям. Промышленность выпускает присадочные материалы для сварки сталей, чугуна, алюминия, меди, титана и их сплавов.
Присадочный пруток сварочный — что это такое и как использовать?
Создание аргонодуговой и газовой сварки поспособствовали появлению эффективного присадочного материала для получения высококачественного сварного соединения деталей. Присадки, отвечая всем эксплуатационным требованиям, дают возможность не только сэкономить металл, но и повысить прочность всей конструкций.
Введение
Производственная суть этого элемента в том, чтобы равномерно и плотно заполнить сварочные стыки. Это происходит при расплавлении проволочного края воздействием повышенных температур.
Происходит смешение расплавленного металла с металлом детали. А иногда это становится самой основой в создании сварного шва.
Для дугового метода
При большом многообразии видов сварки широкое распространение получила аргонодуговое сваривание, где аргон используется в качестве защитного инертного газа.
Присадки, для этого способа соединения деталей из металла представляют собой прочные, жесткие, пластичные пруты, определенного диаметра и фиксированной длинны.
Изделия, широко применяется для сварки черной стали, нержавейки, алюминия, меди. Присадочные стержни, упрощая и ускоряя процесс сваривания, имеют ряд преимуществ:
Присадочные прутки для аргонодуговой сварки обычно имеют длину 1 м и диаметр 3 – 8 мм. Основные материалы, из которых изготовляются такой присадочный материал, – это углеродистая сталь, медь, алюминий, нержавейка.
Обладая хорошей текучестью, вязкостью, высокой электропроводностью идеально подходят для сплавов, которые содержат магний, кремний, никель, хром.
Важно, знать, что перед началом сварки прутки должны иметь ровную поверхность без следов ржавчины и различных загрязнений. По химическому составу они должны быть идентичны свариваемому металлу.
Стержни часто применяются при сложных соединениях металлических деталей. Сваривание выполняется вручную или автоматически в различных пространственных положениях.
Присадочные прутки, за счет удобной формы и разного состава используются практически для сваривания любого вида металла и многих пластмасс, в том числе полипропилена, полиэтилена, фторопластов.
Общая информация
Сварочный присадочный пруток представляет собой металлическую, либо полимерную проволоку, которая используется для создания сварного шва, а также для присадки как замена сварки.
Это обязательный элемент в производстве с аргонодуговой либо газовой сваркой.
Длина стандартной сварной проволоки – 1 м. Она продается свернутой в бобины, что придает удобства в транспортировке и использовании.
Однако при бобинной продаже, образец может быть длиннее одного метра. Во время работы пруток разрешено разматывать, если в этом есть нужда.
Этот сварочный материал подходит для работы со всеми типами металлов, а также полимеров.
Присадочный пруток подбирается его в соответствии с составом металла (полимера) для работы с которым он будет использован. Их составы должны быть похожи.
Применение разных типов металлов прутка и основной детали приводит к понижению качества сварочного шва.
Однако это не единственный параметр при выборе присадочной проволоки TIG. Помня о характеристиках металла свариваемой детали, нужно убедиться также в равномерности и чистоте приобретаемого рабочего элемента.
Наличие пятен, грязевых вкраплений, признаков коррозии и других элементов некачественности недопустимо.
Во время сварочных работ допускается легкое разбрызгивание и испарение прутка, однако уровень этих показателей должен быть низким.
Использование дефектного прутка нарушает однородность сварного шва, что понижает качество результата.
Это соединение нарушает параметры технических требований, а значит, попадает под категорию брака.
Для газовой сварки
Газовая сварка является одним из универсальных процессов получения неразъемных соединений. Характеризуется она высокой скоростью плавления и хорошим качеством шва, широко применяется при ремонте литых изделий из чугуна, стали, меди, латуни, алюминия.
При таком способе сваривания обычно используют присадочную проволоку сплошного сечения, порошковую и активированную. Изготавливается продукция из низкоуглеродистой и легированной стали, алюминия, меди и их сплавов.
Наполнителем присадочного материала является смесь химикатов, минералов, ферросплавов и руды. Присадка для газовой сварки имеет ряд особенностей:
Присадочная сварочная проволока обеспечивает стойкость поверхности металла к интеркристаллитной коррозии, имеет высокую производительность.
При сварке проволокой рекомендуется избегать увлажнения ее сердечника, толщина и химический состав должны соответствовать свариваемому материалу.
Технологические свойства порошковой проволоки, определяются путем пробной сварки в нижнем положении, где важными показателями является качественное заполнение шва, минимальная потеря металла на разбрызгивание, устранение выделяемого вредного дыма, получение качественного соединения.
Разновидности присадочных прутков
Единой классификации нет. Это произошло из-за уровня их разнообразия. Существуют образцы, соответствующие каждому типу металла.
А, к примеру, только стали существует несколько десятков видов. В соответствии с этим, присадочные проволоки разделяются по типу работ.
Такая классификация делит прутки на несколько видов.
Коррозийно-стойкие
присадочные прутки из нержавейки
Этот тип предназначен для обработки разновидностей стали повышенной стойкости к появлению коррозий. К примеру, они применяются для сваривания нержавеющей стали.
Швы, созданные коррозийно стойким видом, обладают устойчивостью как к точечной, так и к межкристаллической коррозии.
Этот тип рабочего элемента также используется при наплавке.
Алюминиевые
Пруток присадочный ER4043 для алюминия
Созданы для сварки алюминия. Нередко в состав этих проволок входит дополнительный металл, такой как кремний, магний либо цирконий.
Это делается для того, чтобы созданные при помощи алюминиевых проволок сварочные швы не давали трещин при высоких температурах.
Имея высокую теплопроводность, этот тип плавится одновременно с металлом детали, и шов получается однородным и равномерным.
Медные
Для данного типа характерна высокая теплопроводность и текучесть во время производства.
Такие показатели характеристик облегчают работу с медными деталями, обеспечивая качество шва вне зависимости от размера элемента.
Эта разновидность прекрасно проявляет себя в работах с мелкой электрической техникой.
Но также подходит для сварочных дел с деталями крупных габаритов (корабельных, к примеру). Медный тип создает ровный, прочный шов с пониженными характеристиками пористости.
Никелевые
НикелевыеЭтот вид используется для сваривания никеля и его сплавов. Характерной чертой, которых являются прочность и высокая стойкость к окислам.
Такие показатели характерны и для прутков, применяемых в обработке никелевых деталей.
Этот тип проволоки позволяет проводить работы при любых температурах и силе рабочего тока. Допускается применение для сваривания чугуна, а также деталей из разнородных типов стали.
Полимерные
Предназначены для сварочных работ с искусственно созданными материалами, такими как полимеры. Для их производства служат ПВХ, полипропилен и другие виды полимеров.
Выбор прутка для работы происходит тем же путем, что и для сваривания металлов.
Сначала внимание уделяется составу детали, в соответствии с которым приобретается проволока.
Подготовка к работе
Качество сварного соединения устанавливается размерами и формами присадочных материалов, минимальной затратой электроэнергии и труда. Основными параметрами аргонодуговой и газовой сварки является вид тока, диаметр присадочного прутка или проволоки, положение шва в пространстве, вида оборудования. Существуют стандартные рекомендации при выборе диаметра расходного материала.
Если толщина металла не превышает 5 мм, то для сварки шва подойдет присадочный круг 2 – 3 мм. При угловых и тавровых соединениях, где катет шва составляет 3 – 5 мм используют проволоку или прут диаметром 3 – 4 мм.
Материал диаметром 4 – 5 мм применяют при размере места соединения 6 – 8 мм. Перед началом сварки необходимо проверить состояние присадочного материала при наличии следов смазки удалить обезжиривающим средством.
Любой присадочный материал при сварочных работах не должен быть источником образования опасных и вредных веществ. Для этого производители постоянно улучшают качество продукции, для повышения механических свойств используют легирующие элементы, совершенствуют технологический процесс для повышения производительности и качества сварки.
Заключение
Выбор и применение присадочных проволок для аргонодугового типа сварки достаточно легок. Ведь классификация этого материала разделяет его разновидности всего на несколько основных типов.
Облегчает выбор также и соответствие составу обрабатываемой детали. Пруток для нужен для сварки меди? Берется медный. Для полимера? Полимерный. Все достаточно четко и понятно.
Информация этой статьи затрагивает лишь смежные темы. К примеру, насадка для сварки с прутком и ее использование рассмотрены не были.
Это достаточно широкая тема, которой отводится отдельная статья. Приведенные материалы лишь первые шаги в азах изучения сварочного дела.
Основные требования к хранению
С применением присадочного материала выполняются практически все виды сварочных швов. Каждый тип изделия разрабатывается с учетом метода сварки и группы металла.
Проведенный анализ химического состава сварочных изделий, результат их испытаний и соответствие продукции документируется изготовителем. При покупке расходного материала необходимо обращать внимание на сертификат, где указываю марку, партию и тип изделия, химические и механические свойства, длину, диаметр и угол загиба.
В сертификате к присадочному материалу также отмечают классификацию продукции по роду и полярности тока и область применения, что помогает правильно выбрать материал для сварки.
Сварочные расходные материалы поставляются в различных видах упаковки. Обычно формируются в пластиковых мешках, картонных коробках, тубусах, бочках. Извлеченные из упаковки проволока и прутки в нормальных условиях сохраняются в течение 2 недель. В условиях высокой влажности продукция теряет свои свойства и подлежит утилизации.
Сварка бронзы
При пайке бронзы в качестве припоя чаще всего используют латунь или медь с тетраборатом натрия, который в народе известен под названием «бура» и играет роль флюса. При аргонной сварке оловянистых или кремнистых бронз необходимо применять присадочный материал – пруток CuSi3 (CuSi3Mn1).
Безоловянную бронзу БрКМц варят, естественно, также прутком CuSi3Mn1 на постоянном токе (можно с добавлением флюса 34А или ПВ209), для сварки алюминиевой бронзы БрАЖМц10-3-1,5 понадобится «переменка» и присадка Бр АМц.
Бронза хорошо варится методом TIG (у нее низкая температура плавления, при сварке нужно быть предельно внимательным, потому что сплав склонен к перегреву).
Будьте внимательны. При нагреве оловянистых бронз до 550 оС происходит выплавление легкоплавкого компонента – олова. В связи с этим образуются многочисленные дефекты (поры, раковины).
Если несмотря на термическую обработку шов трескается, значит неудачно подобран присадочный материал и его необходимо заменить. В таком случае нужно удалить наплавленный металл (выполнить разделку болгаркой до удаления присадки). Если трещина проходит через кратер шва, необходимо отвести горелку в сторону основного металла.
Читайте про сварку латуни в отдельной статье.
Сварка магния
Рядовые сварщики со сваркой магния сталкиваются не часто, но время от времени могут принести подварить что-нибудь подобное. Поэтому коротко расскажем о том, как сварить этот металл.
Магний часто сравнивают с алюминием. У этих металлов действительно есть общее – это относительно низкая температура плавления, около 600 — 650 °С и очень тугоплавкий окисел: MgO плавится при 2800°С. Однако плотность расплава у магния ниже, чем у алюминия.
Присадку и детали подготавливают химическим травлением.
Сварку магния ведут переменным током на короткой дуге (так лучше удаляется окисел и эффективней газовая защита). Жидкотекучесть при расплавлении у него высокая, практически, как у воды. Поэтому для формирования обратного валика используют подкладки из стали с канавкой. Сварку деталей толщиной 5-6 мм производят без разделки кромок соединения с подкладкой. Свыше 6 см выполняют V-образную разделку. Прочность сварных швов составляет 60-80% от основного металла.
Присадочный материал
Магниевая присадка – вещь редкая, дефицитная и дорогая. Продается очень мало где, и найти ее трудно. Простым алюминиевым прутком магний не варится. Что же делать, если принесли ремонтировать изделие, а отсутствуют необходимые для этого материалы? Казалось бы, безвыходная ситуация и в ремонте придется отказать. Но не спешите с выводами. Все необходимое вы можете достать в ближайшем магазине сантехники. Приобрести там нужно магниевый анод для водонагревателя, который можно распилить на «лапшу», зачистить – вот и готова присадка!
На заметку. Где еще есть Мg:
ГОСТ Р 56155-2014 Сварка термопластов. Экструзионная сварка труб деталей трубопроводов и листов
Текст ГОСТ Р 56155-2014 Сварка термопластов. Экструзионная сварка труб деталей трубопроводов и листов
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Экструзионная сварка труб, деталей трубопроводов и листов
Welding of polymeric materials
Extrusion welding of pipes, piping parts and panels
Дата введения 2016-01-01
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным автономным учреждением «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при МГТУ им.Н.Э.Баумана (ФГАУ «НУЦСК при МГТУ им.Н.Э.Баумана»), Национальным Агентством Контроля Сварки (СРО «НП НАКС»), Ассоциацией сварщиков полимерных материалов (АСПМ)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 364 «Сварка и родственные процессы»
3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 09 октября 2014 г. N 1291-ст
Введение
Настоящий стандарт разработан в целях повышения конкурентоспособности и качества продукции, выполненной с применением экструзионной сварки, а также в целях гармонизации национальных стандартов по сварке полимерных материалов с международными нормами.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к выполнению экструзионной сварки труб, листов, емкостей и трубопроводных конструкций при производстве емкостного оборудования и бетонных конструкций, изолированных термопластичными полимерными материалами.
Настоящий стандарт не распространяется на экструзионную сварку труб, используемых в качестве гидрозащитных оболочек в теплоизолированных конструкциях трубопроводов и геомембран, применяемых при строительстве земляных и гидротехнических сооружений.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ 11645-73 Пластмассы. Метод определения показателя текучести расплава термопластов
ГОСТ ISO 1167-1-2013 Трубы, соединительные детали и узлы соединений из термопластов для транспортирования жидких и газообразных сред. Определение стойкости к внутреннему давлению. Часть 1. Общий метод
ГОСТ Р 54792-2011 Дефекты в сварных соединениях термопластов. Описание и оценка
ГОСТ Р 55142-2012 Испытания сварных соединений листов и труб из термопластов. Методы испытаний
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 присадочный полимерный материал: Полимерный материал в виде прутка, ленты, порошка или гранул, преобразуемый в расплав, или в виде раствора, который совместно с расплавленным свариваемым материалом заполняет разделку шва в процессе сварки.
3.2 сварочная насадка: Сменная насадка на сварочном экструдере, которая направляет расплав присадочного полимерного материала в зону сварки, создает необходимое давление и формирует поверхность сварного шва.
3.3 сварочный экструдер: Устройство для плавления присадочного полимерного материала и подачи расплава в зону сварки.
3.4 экструзионная сварка: Сварка, при которой расплавленный присадочный полимерный материал подается в зону сварки из сварочного экструдера.
4. Общие требования
4.1 Основные положения
4.1.1 При экструзионной сварке соединение свариваемых деталей выполняют путем подачи расплавленного присадочного полимерного материала в зону сварки, где он взаимодействует с поверхностями предварительно нагретого, как правило, горячим воздухом до расплавленного состояния материала этих деталей.
4.1.2 Экструзионная сварка, выполняемая с использованием присадочного полимерного материала, имеющего форму прутка или гранул, может производиться в ручном или полуавтоматическом режиме.
4.1.3 Форма поверхности сварочной насадки должна соответствовать форме сварного шва.
4.1.4 Для нагрева свариваемых деталей и присадочного прутка, кроме горячего воздуха, могут применять нагретые инертные газы.
4.1.5 Количество расплава присадочного полимерного материала, выходящего из сварочного экструдера, определяет максимальный размер сварного шва и линейную скорость сварки при соблюдении требований к предварительному нагреву соединяемых поверхностей.
4.1.6 Необходимое давление при сварке создается за счет свойств расплавленного присадочного полимерного материала, геометрических параметров сварочной насадки и воздействия сварщика на сварочный экструдер.
4.1.7 Экструзионная сварка может выполняться с непрерывной и с периодической подачей расплава.
4.1.8 Результаты сварки оформляют протоколом по форме, в соответствии с Приложением А.
4.2 Экструзионная сварка с непрерывной подачей расплава
4.2.1 При экструзионной сварке с непрерывной подачей расплава предварительный нагрев свариваемых материалов в зоне сварки осуществляют устройством для подачи нагретого газа (воздуха), которое является частью сварочного экструдера.
4.2.2 Расплав присадочного материала должен непрерывно выходить из сварочного экструдера и при помощи сварочной насадки прижиматься к расплавленным поверхностям соединяемых деталей (см. рисунок 1), заполняя весь объем разделки шва.
4.2.3 Скорость заполнения разделки шва расплавом присадочного материала должна совпадать с линейной скоростью сварки.
4.3 Экструзионная сварка с периодической подачей расплава
4.3.1 При сварочном процессе с периодической подачей расплава расплавленный в сварочном экструдере присадочный материал направляется в приемное приспособление, из которого поступает в предварительно расплавленную нагретым газом разделку шва, где под давлением пресс-инструмента формируется поверхность шва (см. рисунок 2).
4.3.2 Данный процесс сварки следует применять в случае ограниченного рабочего пространства и при невозможности проведения экструзионной сварки с непрерывной подачей расплава.
5 Оборудование для экструзионной сварки
5.1 Состав оборудования
Оборудование для экструзионной сварки состоит:
— из пластифицирующей системы (экструдера или нагревательной камеры), предназначенной для преобразования присадочного материала в расплав;
— из системы предварительного нагрева, предназначенной для расплавления поверхностей свариваемых деталей (как правило, в качестве теплоносителя используется нагретый воздух);
— из сварочной головки для размещения сварочной насадки и сопла системы предварительного нагрева;
— из сварочной насадки, предназначенной для направления расплава присадочного полимерного материала в зону сварки и формирования поверхности шва (в сварочном процессе с периодической подачей расплава указанные функции выполняет пресс-инструмент и приемное приспособление).
5.2 Оборудование I типа
5.2.1 В оборудовании I типа все его элементы сформированы в единый блок.
5.2.2 Присадочный материал применяют в форме прутка круглого сечения или гранул.
Гранулированный присадочный материал рекомендуется применять в сварочном оборудовании высокой производительности (см. рисунок 1).
5.3 Оборудование II типа
5.3.1 В оборудовании II типа сварочный экструдер и сварочная головка конструктивно разделены.
Для сварки экструдер и сварочная головка соединены между собой транспортировочным подогреваемым шлангом, который осуществляет подачу расплава присадочного полимерного материала в зону сварки (см. рисунок 3).
5.3.2 Для сварочного процесса с периодической подачей расплава в оборудовании II типа расплав присадочного материала извлекается из экструдера и перемещается в зону сварки с помощью ручного приемного приспособления (см. рисунок 2).
5.3.3 Оборудование II типа имеет высокую производительность, его рекомендуют применять в стационарных условиях из-за его размеров.
5.3.4 В качестве присадочного материала следует применять гранулированный материал.
5.4 Оборудование III типа
5.4.1 Оборудование III типа состоит из устройства подачи сварочного прутка, нагревательной камеры и системы предварительного нагрева поверхностей свариваемых деталей (см. рисунок 4).
5.4.2 Сварочный пруток поступает в нагревательную камеру, где происходит его расплавление с дальнейшим продавливанием расплава в зону сварки к сварочной насадке.
5.4.3. Оборудование III типа, как правило, компактнее оборудования I и II типов, но имеет меньшую производительность, его рекомендуют использовать для сварки тонкостенных изделий.
6 Требования к форме сварных швов
6.1 Сварные швы, выполненные экструзионной сваркой, должны соответствовать следующим требованиям:
— перекрещивающиеся сварные швы должны располагаться в шахматном порядке;
— расстояние между сварными швами должно быть не менее чем в три раза больше ширины сварного шва, но не менее 50 мм (см. рисунок 5);
— при стыковых соединениях толщины свариваемых деталей должны быть одинаковыми;
— форма разделки свариваемых деталей должна обеспечивать возможность полного заполнения разделки присадочным материалом в процессе сварки (особенно в случае одностороннего доступа к свариваемым деталям).
6.2 Обозначения основных сварных швов приведены в таблице 1.
Односторонний со скосом двух кромок (V-образный)
Двусторонний с двумя симметричными скосами двух кромок (Х-образный)
Односторонний со скосом одной кромки (HV-образный)
Двусторонний с двумя симметричными скосами одной кромки (K-образный)
Односторонний без скоса кромки (угловой)
6.3 Сварку выполняют за один проход или за несколько проходов (например, при сварке деталей большой толщины).
6.4 Для равномерного распределения остаточных сварочных напряжений сварные швы выполняют двусторонними или на подкладке.
6.5 Объем расплава присадочного материала в сварном шве должен быть минимальным в связи с усадочными напряжениями, возникающими в процессе его охлаждения.
6.6 Угол разделки кромок в зависимости от толщины свариваемых изделий должен соответствовать величинам в соответствии с рисунком 6.
а) для сварки с непрерывной подачей расплава
б) для сварки с периодической подачей расплава
7 Требования к сварочному оборудованию, материалам и персоналу
7.1 Требования к сварочному оборудованию
7.1.1 Сварочное оборудование должно быть в технически исправном состоянии и проходить периодическую проверку.
7.1.2 Режим работы сварочного оборудования (производительность по расплаву присадочного материала и параметры предварительного нагрева свариваемых деталей) должен быть установлен непосредственно по месту производства работ.
7.2 Требования к сварочной насадке
7.2.1 Необходимое для сварки давление на расплавленный присадочный материал должно создаваться с помощью сварочной насадки, при этом одновременно должна формироваться поверхность шва.
7.2.2 Конструкция сварочной насадки в зависимости от типа сварного шва представлена на рисунке 7.
а) для V-образного шва
б) для углового шва
7.2.3 Сварочная насадка должна иметь гладкие поверхности и изготавливаться из антиадгезионного и термостойкого материала (например, из политетрафторэтилена, который обладает указанными свойствами и легко обрабатывается).
7.2.4 Длина зоны давления сварочной насадки, изображенная на рисунке 8, должна соответствовать таблице 2, при этом обеспечивается минимальная продолжительность давления, необходимого для заполнения всего объема разделки.
Толщина свариваемых деталей для V-образного шва, мм
7.2.5 Размер зоны перекрытия b (см. рисунок 7) должен быть не менее 20% от толщины свариваемых деталей, но не менее 3 мм.
Высота выпуклости шва S должна составлять 10-20% толщины свариваемых деталей.
7.2.6 Носовая часть сварочной насадки должна позволять расплаву присадочного материала создавать необходимое давление сварки. Она должна повторять форму разделки кромок и не соприкасаться со свариваемыми поверхностями.
7.2.7 Зазор между носовой частью сварочной насадки и поверхностями свариваемых кромок должен быть от 1 до 3 мм, в зависимости от толщины свариваемых деталей.
7.2.8 Подрез, находящийся на опорных поверхностях сварочной насадки, должен предотвращать ее контакт с расплавленными кромками соединяемых деталей, и не позволять расплавленному присадочному материалу выходить за пределы сварного шва.
7.2.9 При сварочном процессе с периодической подачей расплава требования к пресс-инструменту должны соответствовать 7.2.1, 7.2.3 и 7.2.5.
7.3 Требования к предварительному нагреву
7.3.1 Предварительный нагрев свариваемых деталей должен гарантировать достаточное расплавление свариваемых поверхностей с учетом зон перекрытия (см. рисунок 9) при допустимом изменении размеров разделок кромок свариваемых деталей.
7.3.2 Сварочная насадка должна соответствовать параметрам предварительного нагрева (конструкция сопла, температура нагретого газа и его расход).
7.4 Требования к свариваемым и присадочным материалам
7.4.1 Свариваемые материалы и присадочные материалы (пруток и гранулы), применяемые при экструзионной сварке, должны быть совместимы. Для выполнения сварных соединений, как правило, должен быть использован тот же присадочный материал, что и свариваемый материал, или того же типа.
7.4.2 Для частично-кристаллических материалов (полиэтилен, полипропилен и поливинилиденфторид), показатель текучести расплава (ПТР) является основным параметром их свариваемости и определяется по ГОСТ 11645. Если значение ПТР соединяемых деталей находится в пределах допустимого диапазона, то сварка может быть осуществлена.
7.4.3 Для свариваемых деталей, у которых разные группы значений ПТР, нужно выбирать присадочный материал, значение ПТР которого находилось бы между значениями ПТР этих деталей. Если ПТР свариваемых деталей и/или присадочного материала не соответствуют требуемому, то сварное соединение подлежит испытанию на ползучесть по ГОСТ Р 55142.
7.4.4 Для аморфных материалов, таких как поливинилхлорид, сварка может быть произведена только для материалов одинакового состава.
7.4.5 Свариваемые и присадочные материалы должны иметь маркировку (на упаковке), соответствующую требованиям документа о качестве материала.
7.4.6 Поверхности свариваемых деталей и полимерного присадочного материала должны быть гладкими, сухими и чистыми.
7.4.7 Если свариваемые и/или присадочные материалы не поддаются идентификации (например, из-за отсутствия маркировки) или имеются другие их существенные изменения, возникшие из-за: неправильного хранения, загрязнений, старения, условий эксплуатации (излучение, температура и др.), то необходимо определить свариваемость этих материалов путем проведения испытаний сварных швов по ГОСТ Р 55142 (объем испытаний определяется дополнительно).
7.5 Требования к сварщикам
Сварщики должны пройти квалификационные испытания, подтверждающие навыки владения оборудованием, знание свариваемых материалов и требований настоящего стандарта, и на момент начала работ иметь действующее аттестационное удостоверение.
8 Эксплуатация сварочного оборудования и настройка параметров сварки
8.1 Эксплуатация сварочного оборудования должна осуществляться в соответствии с руководством по эксплуатации.
8.2 Перед включением привода экструдера присадочный материал в выпускном канале, а также в транспортировочном подогреваемом шланге должен быть полностью расплавлен.
8.3 При длительных перерывах в процессе работы, во избежание использования термически деструктированного присадочного материала, разогретый расплав должен быть полностью удален из сварочного аппарата до начала сварки.
8.4 Максимальное время нахождения присадочного материала в сварочном аппарате зависит от его типа (например, для полиэтилена высокой плотности и полипропилена оно составляет около 5 мин).
8.5 При работе с термочувствительными материалами (поливинилхлорид и поливинилиденфторид) не рекомендуется останавливать экструдер во время прерывания сварочного процесса.
8.6 При смене присадочного материала необходимо обеспечить очистку или вытеснение расплава одного материала другим для его полной замены в сварочном экструдере. При необходимости, сварочная насадка подлежит замене. В случае использования сварочного оборудования типа II транспортировочный подогреваемый шланг подлежит замене. Не рекомендуется использовать один и тот же сварочный экструдер для работы с разными присадочными материалами.
8.7 Присадочный материал должен быть сухим. При необходимости его следует просушить перед использованием (например, в течение нескольких часов в воздушной печи при температуре от 60 до 80°C, руководствуясь инструкцией производителя). Требования производителя присадочного материала по работе с ним должны быть соблюдены.
8.8 В процессе работы сварочного оборудования установленная температура расплава должна контролироваться измерительным устройством в середине выпускного канала.
Контрольное измерение температуры нагретого воздуха производится внутри сопла на расстоянии 5 мм от выходного отверстия с помощью прецизионного датчика диаметром около 1 мм.
8.9 При использовании сварочного экструдера с автономной подачей воздуха необходимо контролировать его производительность.
8.10 Температура расплава присадочного материала и нагретого газа должна контролироваться непосредственно перед сварочным процессом. Такие же контрольные операции рекомендуется проводить во время длительной непрерывной работы оборудования или после длительных перерывов в работе.
8.11 Все результаты измерений должны быть отражены в протоколе экструзионной сварки (см. приложение А).
9 Подготовка к сварке
9.1 Общие требования
9.1.1 Свариваемые детали должны быть подготовлены к сварке в соответствии с разделом 6.
9.1.2 Необходимо обеспечить свободный доступ сварочной насадки к соединяемым поверхностям. По возможности необходимо исключить процесс сварки из неудобного положения.
9.1.3 Во время работы сварщику не должны мешать соединительные провода, шланги, а также присадочный материал.
9.2 Требования к выполнению работ
9.2.1 При выполнении сварных соединений необходимо соблюдать следующие требования:
— оборудование для экструзионной сварки должно соответствовать задачам и техническим требованиям настоящего стандарта;
— сварочная насадка должна соответствовать форме и размерам сварного шва, указанного в проектной документации.
9.2.2 Должны быть в наличии:
— прибор для определения расхода нагретого газа;
— прибор для измерения температуры нагретого газа и расплава присадочного материала;
— инструменты для проведения измерительного контроля;
— место для хранения оборудования;
— средства индивидуальной защиты;
— средства защиты сварочного прутка от пыли;
— лампы для достаточной освещенности;
— средства защиты от погодных воздействий (см. 9.3);
— специальное средство для обезжиривания и безворсовая ткань.
9.2.3 Режимы сварки должны соответствовать приложению Б и/или инструкциям производителя свариваемых материалов.
9.3 Защита от воздействия окружающей среды
Для защиты от негативного воздействия окружающей среды следует соблюдать следующие требования:
— место сварки должно быть защищено от неблагоприятных погодных условий (осадки, ветровые нагрузки, температура воздуха ниже 5°C);
— температура соединяемых деталей перед сваркой должна быть одинаковой (в случае нарушения указанного требования необходимо детали термостатировать).
При невозможности обеспечить данные условия проводят испытания контрольных сварных соединений, полученных в неблагоприятных условиях.
10 Сварка
10.1 Подготовка соединяемых поверхностей
10.1.1 Соединяемые поверхности не должны иметь повреждений, окислов или загрязнений.
10.1.2 Свариваемые поверхности должны подвергаться механической обработке с целью удаления оксидного слоя непосредственно перед сваркой. Для этой операции рекомендуется применять скребки, скребковые ножи, фрезы и пилы. Допускается применение шлифовального инструмента при условии исключения загрязнений абразивными частицами и перегрева свариваемых поверхностей.
10.1.3 При длительном воздействии на соединяемые детали ультрафиолетового или другого излучения после проведения механической обработки и сварки должны быть произведены испытания по определению прочности сварного соединения.
10.1.4 При необходимости свариваемые поверхности должны обезжириваться.
10.2 Прихватка
10.2.1 В процессе прихватки свариваемые детали должны быть зафиксированы в определенном положении по отношению друг к другу для исключения изменения их положения во время сварки
10.2.2 Прихватку рекомендуется осуществлять сваркой нагретым газом с использованием сварочного прутка, как правило, с проваром в корне шва.
10.2.3 Прихватка может осуществляться на высоких скоростях.
10.3 Особенности сварки
10.3.1 Перед началом сварки сварочная насадка подлежит прогреву во избежание образования грубой и неровной поверхности шва. Данное требование относится и к инструментам, используемым в процессе сварки с периодической подачей расплава.
10.3.2 Перед началом заполнения разделки расплавом присадочного материала должен осуществляться предварительный нагрев нагретым газом соединяемых деталей для расплавления их поверхностей. Непосредственно перед установкой сварочной насадки на разделку из ее выпускного канала должен удаляться появившийся расплав присадочного материала.
Конструкция сварочной насадки должна преобразовывать давление расплава присадочного материала, возникающее в процессе заполнения разделки, в ее поступательное движение по направлению сварки.
10.3.3 При сварке в ручном режиме, линейную скорость сварки следует определять по объему выходящего из экструдера расплава и размеру поперечного сечения сварного шва.
10.3.4 Предварительный прогрев поверхностей соединяемых деталей должен обеспечивать их расплавление на толщину 0,5-1 мм.
10.3.5 Толщина проплавления свариваемых поверхностей должна проверяться непосредственно перед сварочной насадкой с помощью тонкого, но не острого инструмента.
Сварщик должен убедиться, что носовая часть сварочной насадки не соприкасается с расплавленными боковыми поверхностями разделки шва.
10.3.6 Ширина сварного шва должна быть больше ширины разделки шва на удвоенную зону перекрытия b (см. рисунок 9).
При сварке швов замкнутого контура (обварке) или при возобновлении выполнения сварного шва рекомендуется обрабатывать валик предыдущего конца шва на скос.
10.3.8 Для предотвращения быстрого охлаждения наружной поверхности сварного шва и формирования усадочных раковин рекомендуется накрывать сварной шов сразу же после сварки теплоизоляционным покрывалом.
10.3.9 При формировании многопроходных сварных швов охлажденные поверхности свариваемого и присадочного материалов предыдущего прохода должны быть подвергнуты механической обработке с целью удаления оксидного слоя.
10.3.10 При сварке деталей сложной конфигурации особое внимание следует уделять конструкции и положению сварочной насадки.
10.3.11 При использовании полуавтоматических сварочных экструдеров сварочные режимы (расход присадочного материала, предварительный нагрев и скорость сварки) должны быть согласованы.
10.3.12 При сварке с периодической подачей расплава давление пресс-инструмента на расплавленный присадочный материал, выкладываемый в разделку, должно распределяться по всей площади поперечного сечения сварного шва (центральные и краевые области) с целью формирования его поверхности.
10.4 Механическая обработка сварных соединений
10.4.1 При соответствии типа сварочной насадки типу сварного шва механическая обработка соединения не требуется.
10.4.2 Расплав присадочного материала, выходящий из-под опорных поверхностей сварочной насадки, подлежит удалению.
10.4.3 Механическая обработка сварных соединений должна осуществляться без порезов и зазубрин и только после достаточного охлаждения.
10.5 Термическая обработка сварных соединений
Термическую обработку сварных соединений рекомендуется производить для уменьшения остаточных напряжений, возникших в процессе охлаждения. Режим термообработки зависит от типа свариваемого материала и назначается в соответствии с инструкциями производителя.
11 Контроль сварных соединений
11.1 Сварные соединения следует подвергать контролю неразрушающими и разрушающими методами в соответствии с таблицей 3.
Неразрушающие методы контроля
Визуальный и измерительный контроль
Проведение и оценка дефектов по ГОСТ Р 54792
Испытание на герметичность при воздействии повышенного давления
Позволяет определить нарушение герметичности с помощью вакуумного колпака и вспенивающейся жидкости при воздействии давлением от 0,04 до 0,06 МПа
Испытание на герметичность при воздействии электрического напряжения
Позволяет определить нарушение герметичности и наличие объемных дефектов методом электроискровой дефектоскопии
Рентгенографический и ультразвуковой контроль
Позволяет определить наличие объемных внутренних дефектов, их количество, положение, форму и размеры
Испытание постоянным внутренним гидростатическим давлением
Применяется для трубопроводов. Условия испытаний в соответствии с нормативными документами на трубопроводы. Методика проведения испытаний по ГОСТ ISO 1167-1 позволяет определить герметичность, прочность и надежность
Разрушающие методы контроля
Испытание на растяжение
Методика и параметры испытания по определению кратковременной и длительной прочности по ГОСТ Р 55142.
Испытание не применяется для угловых и тавровых соединений.
Испытание на изгиб
Методика и параметры испытания по ГОСТ Р 55142.
Испытание не применяется для угловых и тавровых соединений.
11.2 Рентгенографический и ультразвуковой методы контроля не являются достаточными для контроля сварного соединения и рекомендуются при выполнении с другими методами контроля.
11.3 Для сварных конструкций в специальных областях применения могут предъявляться дополнительные требования контроля сварных соединений. Дополнительные требования должны быть определены заказчиком работ.
11.4 Для разрушающих методов контроля должны выполняться контрольные сварные соединения. Их следует выполнять:
— при изменениях в условиях труда;
— при длительных перерывах в работе;
— при изменениях в технологии сварки;
— при смене свариваемых материалов.
11.5 Для сварных соединений материалов и параметров процесса сварки, не указанных в приложении Б, должен производиться весь комплекс испытаний по ГОСТ Р 55142.
12 Требования безопасности и охраны окружающей среды
12.1 В процессе сварки следует минимизировать воздействие на человека и окружающую среду газообразных веществ, выделяющихся при нагреве полимерных материалов.
12.2 Сварочные работы следует выполнять в соответствии с инструкциями по безопасному производству работ с указанием всех потенциальных опасностей и необходимых защитных мер.