Дуговая сварка намагниченных конструкций

Дуговая сварка намагниченных конструкций

Подробности

Ковшевой погрузчик «Serex-Atlas»Большие, средние, а в особенности малые предприятия и индивидуальные предприниматели подчас сталкиваются со сварочными проблемами, которые возникают из-за отсутствия специализированного оборудования, сварочных и вспомогательных материалов. При этом часто бывает так, что их приобретение ввиду ограниченных финансовых возможностей, а то и малого объема применения экономически не оправдано.

А ведь некоторые из проблем можно решить с помощью имеющихся материалов, минимального набора сварочного оборудования и маленьких технологических «хитростей».

К сожалению, память человека, если не поддерживать ее постоянно в активном состоянии, тускнеет, а иногда полностью стирается с течением времени. И когда возникает проблема, решенная производственниками-практиками 30-40 лет назад и не беспокоившая целое поколение специалистов-сварщиков, то ее преодоление становится довольно-таки мучительным процессом.

Такой проблемой для нас стал ремонт ковша ковшевого погрузчика «Serex-ATLAS» (рис. 1).

Ковш представлял собой корытообразную сварную конструкцию из листовой стали, близкой по составу к стали марки 09Г2С, длиной 3,0 м, высотой задней стенки 1,8 м и зевом 1,6 м. Режущую кромку обрамлял нож из высокопрочной стали толщиной 30 мм (рис.2). Нижняя часть ковша усилена четырьмя «лыжами» - лонжеронами в виде пластин толщиной 12-14 мм, приваренных с внешней стороны к обшивке ковша, но не связанными с ножом.

Разрушение днища корпуса представляло собой подковообразные трещины, расположенные в обхват концов лонжеронов со стороны ножа и развитые в направлении задней стенки ковша (рис.3).

 

Ремонтируемый ковш

 

Попытка заварки разделанных трещин успехом не увенчалась из-за сильного «магнитного дутья», при котором дуга обрывалась, не успев возбудиться и перейти в квазистационарное состояние. Образо-вывающийся расплав выбрасывался за пределы сварочной ванны.

Обследование, проведенное в полевых условиях с помощью подручных средств, показало, что магнитное поле локализовано в центральной зоне ковша по сквозным трещинам.

Произведенными в 60-х - 70-х годах прошлого века исследованиями установлено, что остаточная намагниченность с магнитной индукцией 40…50m Тл и более полностью исключает возможность выполнения сварочных работ, а допустимые нормы составляют 0 - 2 m Тл.

Следует отметить, что современная литература отражает лишь общие принципы борьбы с явлением магнитного дутья дуги при сварке, а крайне редкие публикации на эту тему носят в основном рекламный характер.

 

Трещины в днище ковша

 

Между тем, законы физики никто не отменял, в том числе взаимодействие проводника, через который протекает постоянный ток, коим является сварочная дуга, с магнитным полем. Последствия этого взаимодействия определяются, как известно, правилом «левой руки».

Анализируя имеющуюся информацию, в т.ч. и в интернете, можно сделать вывод о том, что наиболее часто с остаточным намагничиванием при сварке сегодня сталкиваются при ремонте бурового инструмента и сварке магистральных трубопроводов. Для борьбы с этим явлением предлагаются и успешно используются дорогостоящие стенды, представляющие собой кольцевую катушку переменного тока с направляющими, по которым сквозь последнюю протягивается размаг-ничиваемое изделие. Основным размагничивающим параметром являются в этом случае ампервитки, которые в зависимости от массивности и диаметра изделия составляют 4…10 тысяч ампервитков.

Нами была предпринята попытка размагничивания ковша по упомянутому принципу путем помещения последнего в обмотку, состоящую из 12 витков сварочного кабеля с подключением ее к сварочному трансформатору на 300 А с возможностью плавного снижения размагничивающего тока.

В результате размагничивающие параметры оказались на уровне 1000 ампер-витков. Этого оказалось явно недостаточно. Кроме того, разомкнутый, ассиметрич-ный контур ковша-сердечника, различные расстояния между обмоткой и изделием многократно ослабляли размагничивающее действие переменного тока.

Менее известен метод борьбы с магнитным дутьем дуги, при котором в сварочном зазоре (разделке) создается локальное (местное) магнитное поле противоположного направления за счет подковообразных магнитов, оказывающих уравновешивающее действие на дугу. [1]

В связи с различной степенью остаточного намагничивания изделия изменяющимся по направлению магнитным потоком в разделке и с особенностями ее пространственного положения желательно иметь мобильное устройство с возможностью регулирования противополя.

Примером такого устройства может послужить разработанный специалистами Санкт-Петербурга магнит компенсационный регулируемый (МКР), изготовленный с применением редкоземельных металлов.

 

Изготовленное устройство

 

Однако сегодня вкладывать средства, пусть даже в хорошее устройство, тем, кто использует его редко, а подчас и разово, не рентабельно. Как оказалось, гораздо проще изготовить своими силами регулируемый электромагнит.

Здесь уместно выразить благодарность коллегам старшего поколения, имеющим практический опыт борьбы с магнитным дутьем дуги - начальнику бюро оборудования ОГС ОАО «Адмиралтейские верфи» Г.И. Дееву и главному сварщику ОАО «Северная верфь» Я.И. Вейнбрину, оказавшим консультативную помощь в создании подобного устройства.

 

Установка устройства над местом компенсации магнитного поля

 

Изготовленное устройство (рис. 4) представляет собой подковообразный сердечник из магнитомягкого листового железа толщиной 6 мм, на который намотан сварочный провод сечением 25 мм². Обмотка включается в цепь сварочного выпрямителя ВД-306 на первой или второй ступени регулирования.

Устройство устанавливали над свариваемым стыком и опирали на кромки (рис. 5) таким образом, чтобы силовые магнитные линии остаточного намагничивания, направление которых определяли по расположению металлических опилок в свариваемом зазоре, были бы перпендикулярны к внутренним плоскостям «подковы». Ток в обмотке и расположение полюсов N и S определяли и корректировали по характеру поведения дуги.

Этот метод и изготовленное устройство показали отличные результаты и позволили выполнить качественные сварные швы не только при заварке трещин, но и при выполнении сварки листа-«дублера», лишний раз подтвердив истину, что «все новое - хорошо забытое старое».


Читайте также



Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   
© ALLROUNDER