Автоматическая подводная сварка по увеличенному зазору

Анотація

В последнее время появился определённый круг задач, когда возникает необходимость использования автоматической дуговой сварки различных объектов под водой с использование мокрого способа и применения специальных электродных порошко-вых проволок [1]. Одна из таких задач приварка специальных конструктивов в трубе на глубинах 200 и более метров [2]. Кроме большой глубины, на которой выполняется процесс, задача осложняется стеснёнными условиями сварки, наличием достаточно больших зазоров между свариваемыми конструктивами с толщинами порядка 10 мм, невозможностью точного аппаратного контроля положения сварочной горелки относительно сварного шва [3]. Наличие больших зазоров в свариваемых конструкциях возникает из-за технологи-ческой необходимости транспортирования привариваемого элемента внутри труба на отмеченное выше расстояние и наличие определённых (достаточно больших) до-пусков на овальность и внутренний диа-метр трубы. Целью настоящей работы является полу-чение надёжного соединения элементов конструкции с увеличенным зазором при автоматической сварке в условиях ограни-ченного контроля положения горелки от-носительно сварного шва и разработка оборудования для решения такой, достаточно сложной, задачи. Следует заметить, что при технико-технологических иссследованиях и при создании оборудования были использованы разработки ИЭС им. Е.О.Патона как по самому способу сварки и сварочных матери-алов [4], так и по узлам и конструкциям механизированного оборудования общего и специального назначения [5, 6], в том числе и для подводной сварки мокрым способом, выполненным на уровне изобретений, реализованных в виде целого ряда полуавтоматов, выпускавшихся в промыш-ленности серийно. Были опробованы различные способы сварки на разных режимах, а также разные конструкции обеспечения минимального зазора постоянной величины и устрой-ства слежения за стыком. Ни одно из пред-лагаемых технических решений по сово-купности вышеотмеченных причин не привело к получению шва с требуемой плотностью и необходимыми механиче-скими свойствами. Причина – неравно-мерность зазора, сложность применения следящих систем известных конструкций, характристики свариваемых объектов (толщина, материал, взаимное положение) и др. Напрашивается решение, связанное с увеличением режима сварка, которое позволит захватить большую зону проплавле-ния, однако, рассчитанные по результатам работы [7] величины увеличения погонной энергии, неизбежно приведут к перерасхо-ду как материальных, так и энергетических ресурсов с существенным перегревом ме-талла в зоне сварки с более мощными ха-рактеристиками процесса. При этом ос-новная проблема, возникающая при увели-чении тепловложения в основной металл, в частности при сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей, связана с чрезмерным ростом зерен на участке перегрева металла околошовной зоны. Крупнозернистая структура металла на этом участке перегрева как показано, например в [8] может привести к пониженной ударной вязкости и малой стойкости против перехода в хрупкое состояние, когда сталь плохо вы-держивает динамические нагрузки и не-пригодна для изделий более или менее от-ветственного назначения.