Модифікована зварювальна дуга - інструмент для досягнення високої якості і продуктивності

В останнє десятиліття нові технології при виробництві обладнання для MIG / MAG зварювання дали поштовх розробкам ще більш багатофункціональних апаратів. Тепер зварнику досить просто вибрати необхідну функцію або характеристику дуги, щоб приступити до роботи і, в підсумку, отримати чудовий результат.

Особливі вимоги пред'являють до зварювального обладнання, яке використовується в суднобудуванні і судноремонті. З огляду на те, що кінцевим споживачам в сфері суднобудування потрібна все більш висока якість продукції і поліпшені робочі характеристики - безперервні інновації вважаються вирішальним фактором успіху. Дане твердження в найбільшою мірою справедливим для зварювальних технологій, що ставлять перед професіоналами даної галузі задачу розробки нової, вдосконаленої і більш продуктивної технології зварювання. Зварювальні роботи при формуванні корпусу судна відносяться до найбільш відповідальних і трудомістких. Монтажні з'єднання між секціями і блоками доводиться виконувати в різних просторових положеннях, створюючи при цьому сотні метрів зварних швів. В технології з'єднання матеріалів важливу роль відіграють, з одного боку, висока швидкість зварювання в поєднанні зі зниженням деформації і, з іншого боку, хороша здатність до перекриття зазору.

Зварювання кореня шва з функцією WiseRoot +.

Компанія Kemppi, враховуючи особливі вимоги до зварювання в суднобудівній та судноремонтній галузі, розробила технологію WiseRoot + - продуктивний короткодуговой процес для ручного і механізованого зварювання кореневого проходу вуглецевої, низьколегованої і нержавіючої сталі.

Отже, розглянемо більш докладно технологію WiseRoot + і широкий спектр можливостей, які вона відкриває для фахівців зі зварювання.

Процес WiseRoot + може використовуватися для одностороннього зварювання стикових з'єднань труб і листів без підкладки. Використання WiseRoot + дозволяє виконувати зварювання листів в різних просторових положеннях: нижньому, горизонтальному, стельовому і в вертикальному положенні зверху вниз.

WiseRoot + надзвичайно легкий і зручний у використанні. Відповідна програма зварювання вибирається виходячи з того, який присадний дріт і газ використовуються. Користувач може також вибрати швидкість подачі зварювального дроту, а налаштування всіх інших параметрів виконується обраною програмою зварювання. Крім того, зварювальник може скористатися функцією точного регулювання, щоб вплинути на величину тепловкладення від дуги на зварюваний метал, - від цього залежить якісний провар кореня шва.

Як працює WiseRoot +.

У період короткого замикання:

• присадний дріт торкається до заготовки і утворює коротке замикання;
• зварювальний струм швидко зростає, що призводить до переходу дроту в режим «відділення»;
• процес знижує струм до відриву краплі;
• крапля відділяється і м'яко переходить в зварювальну ванну.

У період горіння дуги:

• зварювальна дуга запалюється повторно з низьким рівнем струму;
• дріт і кромки розділки плавляться;
• контрольований тиск дуги формує розплавлену зварювальну ванну;
• струм швидко повертається до рівня базового струму.

Мал. 1. Поведінка струму і напруги в перебігу одного циклу короткого замикання в процесі WiseRoot +.

Оброблення кромок з функцією WiseRoot +.

Технологія WiseRoot + була розроблена для зварювання кореневих проходів стикових швів.

Мал. 2 Оброблення кромок і зварювання кореневих проходів стикових швів, виконаних за допомогою технології WiseRoot +.

Розмір і тип розділки кромок вибирають відповідно до товщини деталей, що зварюються. Якщо товщина не перевищує 5 мм - можна не робити скіс кромок і використовувати зазор 0 - 3 мм, в залежності від товщини. При більшій товщині основного металу можна використовувати різні види оброблення. Якщо товщина між 10 і 12 мм - використовують V-подібне оброблення із зазором і притупленням кромок. Одна з переваг процесу WiseRoot + полягає в тому, що навіть при найбільш вузьких зазорах забезпечується стабільний провар. Зменшивши зазор до 2 мм і збільшивши притуплення до 2 мм поліпшується продуктивність за двома чинниками: зменшується обсяг шва і зварювання кореневого проходу можна вести при більш високих значеннях параметрів.

При більшій товщині з'єднувальних деталей економічним буде використання подвійної V-подібної чи U-подібної обробки, що допомагає зменшити обсяг шва.

Для одинарної і подвійної V-подібної обробки можна використовувати однакові величини зазору і притуплення кромок. При U-подібному обробленні зазор зазвичай дорівнює 0, а притуплення кромок становить 1 - 2 мм, при такому обробленні встановлюються істотно більші значення параметрів зварювання і через високу швидкість процесу рекомендується використовувати автоматичне зварювання.

У деяких випадках зазор виявляється більшим. Це не викликає ускладнень для технології WiseRoot +, яка може працювати і з великими проміжками. Зварювальні випробування успішно проходили при величині зазору до 10 мм. Хоча зазори такої ширини використовувати не рекомендується, вони можуть зустрічатися в складних умовах застосування, коли не гарантована точна підгонка з'єднань.

Технологія WiseRoot + дозволяє досягти високої продуктивності і виключно високої якості при зварюванні кореневих проходів. Характеризується стійкою і продуктивною дугою, що забезпечує найвищу якість зварювання за рахунок точного вимірювання напруги в реальному часі, управління струмом і точного регулювання часу перенесення краплі присадочного матеріалу (здійснюється плавно і без розбризкування).

Переваги та економічний ефект від використання обладнання KEMPPI OY з технологією WiseRoot + перевірявся в лабораторії зварювання Іллічівського судноремонтного заводу - ПрАТ "ІСРЗ", м Чорноморськ, в березні 2020р.

Для успішного і якісного виконання зварювальних робіт з модернізації трубопроводів баластних систем, згідно вимог Міжнародної конвенції про контроль суднових баластних вод й осадів (BWMC), фірма KEMPPI OY (Фінляндія) запропонувала бюро зварювання ІСРЗ провести пробні роботи застосування зварювального обладнання для н автоматичного зварювання в середовищі захисних газів (MIG / MAG): X8 MIG Welder, FASTMIG Х450 з технологією WiseRoot +.

Використання цього обладнання на трубопровідний ділянці дозволить отримати економічний ефект за рахунок:

• зменшення кута оброблення кромок перед зварюванням (з 60 до 35 градусів);
• дозволяє отримувати якісне одностороннє зварювання із зворотним формуванням кореня шва;
• за рахунок використання одностороннього зварювання (замість двостороннього) і зменшення кута оброблення кромок зменшується витрата зварювальних матеріалів (зварювального дроту, захисних газів, електроенергії, часу зварювання) на 40 - 45%.

Застосування аналогічного зварювального обладнання на корпусно -такелажній ділянці забезпечить економію від 60% до 80%:

• немає необхідності проводити зварювання всередині судна і особливо у важкодоступних для зварювання місцях (друге дно, форпік, ахтерпик і ін.);
• не потрібні витрати на строжку кореня шва вугільними електродами;
• не потрібна механічна зачистка зварних швів після строжки.

Порівняльна таблиця витрати зварювальних матеріалів при традиційному зварюванні (С 21- шов двосторонній зі скосом двох кромок і С 17 - шов односторонній зі скосом двох кромок).

При механізованому зварюванні виконання кореневого шва - технологічно найбільш складна операція, яка потребує 100% якості (особливо при зварюванні трубопроводів, коли немає можливості візуально проконтролювати якість зварних швів).

Застосування зварювального устаткування з програмою формування кореневого шару шва дозволяє підвищити швидкість зварювання, збільшити якість зварних з'єднань, економити зварювальні матеріали, поліпшити умови праці зварників (зварювання виконується із зовнішньої сторони), виключаються витрати на придбання вугільних електродів і зменшуються витрати на механічну обробку зварних швів після строжки вугільними електродами.

Професійний досвід компанії «Саміт» та судноремонтного заводу ПрАТ «ІСРЗ».

У березні 2020 р на судноремонтному заводі ПрАТ «ІСРЗ» (рис. 3), м Чорноморськ, в бюро зварювання (рис. 4), спільно з працівниками бюро, головним зварником Левицьким В.Г., начальником лабораторії зварювання Ігнатенковим О. В., були організовані роботи зі зварювання кореня шва напівавтоматом Kemppi Fast Mig X 450 з функцією Wise Root +.

Мал. 3. Судноремонтний завод ПрАТ «ИСРЗ»: вид на плавучі доки, призначені для проведення огляду, фарбування підводної частини і ремонтно-профілактичних робіт корпусу судна. Доки мають можливість постановки судна довжиною 225 м, шириною 36,6 м та масою 20 тис. т.

Висококваліфіковані зварники лабораторії зварювання Долженко Р.В. і Фінченко А.В., в наближених до ремонтних виробничих умов, виконали зварювання проб зразків типу пластин (рис. 5, 6, 7) і труб (рис. 8, 9).

Сварка кореневого шва зі зворотним валиком (без додаткових керамічних підкладок і т.п.) - необхідний процес в судноремонтних роботах, т. як. з огляду на специфічні умови і складнощі, що виникають при виконанні зварювальних робіт, не завжди є можливість проварити шов по обидва боки .

Замовником був підготовлений зразок - фрагмент борту судна, в яке потрібно було вварити закладення (рис. 5). Сварка стикових швів проводилася в різних просторових положеннях, зокрема: стельовому, нижньому, горизонтальному, вертикальному зверху-вниз і вертикальному знизу-вгору.

Мал. 5. Підготовлена ​​зварна проба для зварювання кореневого проходу з функцією WiseRoot +. Закладення розміром 450х900х8 мм вварювалось в лист, що імітує корпус судна.

Мал. 6. Сварка кореня шва в вертикальному положенні (вид зворотного боку зварного шва (кореня)).

Мал. 7. Сварка кореня шва в горизонтальному положенні (вид зворотного боку зварного шва (кореня)).

Також були підготовлені фрагменти труб, які потрібно було зварити з формуванням кореня шва.

Мал. 8. Процес виконання зварного шва зварником лабораторії зварювання заводу Долженко Р.В. труби Ø 114 х10 мм (положення при зварюванні H-L045).

Мал. 9. Вид кореня зварного шва зсередини труби, виконаного за допомогою функції WiseRoot +.

Мал. 10. Зварна проба зі змінним зазором.

Зразки зварних з'єднань, отримані в результаті використання обладнання Kemppi Fast Mig X 450 і спеціального процесу WiseRoot + задовольнили вимоги замовника і відповідали вимогам нормативно-технічної документації. Джерело живлення має інтуїтивно зрозумілі налаштування режимів зварювання, спрощує процес виконання одностороннього зварного шва, які зможе виконувати зварювальник, що має середню кваліфікацію.

Модифікована зварювальна дуга - інструмент для досягнення високої якості і продуктивності .