Обработка места сварки механизированным способом

Зачистка сварных швов после сварки

В соединении металлических заготовок на сегодняшний день сварочные технологии находятся вне конкуренции. Это и наиболее распространенный, и самый экономичный способ изготовления сложных металлоконструкций. Сварка позволяет получать очень прочное соединение неограниченного количества элементов из металлов с однородным и эстетичным стыком. В то же время сварочный шов может стать самым уязвимым звеном конструкции из-за плохого качества работ. Зачистка дает возможность выявить брак в процессе выполнения соединений и устранить его задолго до начала эксплуатации конструкции.

Способы зачистки сварных швов

Из-за этого и необходимости придания шву эстетичности зачистка является одним из пунктов, которые внесены в требования ГОСТа. Для зачистки сварного соединения применяются различные инструменты и методы:

• Механическая обработка стыка методом шлифовки с использованием «болгарки» или подручных абразивных материалов.
• Химическая обработка, подразумевающая протравливание специальными реагентами.
• Термический способ. Снимает остаточные напряжения конструкции.

Каждая из технологий отличается нюансами и рекомендована в конкретном случае. В определенной ситуации очень важно правильно выбрать наиболее подходящий метод и инструмент. Наиболее часто используются угловая шлифовальная машинка, металлическая щетка или шлифовальный станок. Важно при выборе оборудования учитывать в первую очередь отдаваемую мощность и только потом обращать внимание на потребляемую мощность.

Один и тот же вид оборудование имеет несколько модификаций. К примеру, в противовес привычной ручной шлифмашинке в производстве кораблей используются передвижные высокопроизводительный агрегаты. Они представляют собой шлифовальный станок, который можно переместить к конструкции большого размера и уже по месту зашлифовать стык.

Необходимость зачистки сварных швов

На заключительном этапе сварочных работ специалист очищает шов от шлака и окалины. Весь процесс состоит из трех простых этапов:

• Место сварного соединения по периметру обрабатывается одни из трех выше перечисленных методом.
• После этого поверхность полируется составом, предотвращающим окисление.
• Выполняется лужение сварного стыка.

Зачистка сварных швов производится с целью устранения изъянов поверхности и регламентируется положениями пунктов ГОСТа 9.402-80. К дефектам принято относить: трещины, свищи, лунки и кратеры, которые могут образоваться в местах сварного соединения.

Нужно строго соблюдать технологические нормы выполнения зачистки. Не допускаются любые отклонения от общепринятых стандартов. Желательно полностью использовать все возможности, которые предоставляет современная шлифовальная техника и химические реагенты.

Механическая зачистка сварных швов болгаркой

Наиболее востребованный и самый простой способ механической обработки — зачистка угловой шлифовальной машинкой или попросту болгаркой. Благодаря такому методу воздействия сварной шов можно очистить от окалины, окиси, заусениц и следов побежалости. Способ имеет очень весомое преимущество — низкую себестоимость. Для зачистки подбираются специальные насадки — абразивные круги определенной толщины и диаметра.

Обработка сварных швов химическим способом

Однако наиболее качественный результат достигается при условии комбинирования двух способов зачистки — механического и химического. Обработка сварных соединений химическими препаратами может выполняться одним из двух методов: травления или пассивации. Для объективности нужно рассмотреть оба.

Травление

Обработка выполняется непосредственно перед механической шлифовкой. Используется специальный химический состав, позволяющий создать на поверхности однородный слой. Метод травления успешно применяется в случаях, когда требуется удалить побежалость. Практикуется травление отдельных участков соединения или заготовки полностью. В последнем варианте подразумевается, что заготовка будет полностью погружена в раствор.

В случае полного окунания заготовки нет строго регламентированного времени на выполнение процедуры. При таком методе воздействия срок выдерживания определяется в индивидуальном порядке в зависимости от состава и вида металлов. Нужно подчеркнуть, что зачистка сварного соединения будет более эффективной, если прибегнуть к травлению методом пассивации. Его особенность заключается в том, что стык получает очень существенный бонус: увеличиваются его прочностные характеристики.

Пассивация

Суть процесса состоит в следующем. Для обработки металлической поверхности используется специальный химический состав. После его нанесения по всей плоскости образуется пленка. Она предотвращает старение металла и образование коррозии. С точки зрения взаимодействия реагентов это выглядит так: оксиданты размягчают верхний слой стали, взаимодействуют с ним и растворяют свободные частицы, которые не являются составляющей металлической заготовки. Помимо этого, состав активирует образование на поверхности защитной пленки.

Угловые сварные швы зачищать нужно в соответствии с требованиями Правил Гостехнадзора. Согласно его положениям, качество очистки контролирует сменный мастер, а результаты отображаются в технологической карте ремонта сварочных соединений.

Термическая обработка

Применяется в тех случаях, когда требуется зачистить остаточные напряжения внутренней части. Термообработка необходима в сваривании тонкостенных металлических конструкций. Суть процедуры сводится к тому, что готовая конструкция нагревается до определенной температуры, после чего охлаждается по определенному температурному графику.

Все работы производятся в три этапа. Изначально прогревается шов и рабочая поверхность вокруг него. Он должен выдерживаться нагретым в течение небольшого отрезка времени (второй этап), после чего остыть естественным путем (третий, заключительный, этап). Благодаря таким простым манипуляциям восстанавливается прочность и пластичность металла в районе сварочного шва.

Технология термической обработки имеет существенный недостаток. Если не удалось выполнить все манипуляции в точности с температурным графиком, то исправить ситуацию очень сложно. Простых решений нет. Потребуется дорогостоящая аппаратура и услуги профессионала, который имеет опыт подобной работы.

Контролировать соблюдение температурного режима можно разными способами. Наиболее распространенными являются измерения с помощью пирометра. Можно использовать тепловизор — специальное устройство, измеряющее температуру объекта на расстоянии. Менее эффективны методы контроля при помощи термокраски или термокарандаша, которые меняют свой оттенок в зависимости от температуры металла. Для их использования требуются практические навыки.

Зачистка швов после сварки: техника безопасности

При выполнении любого рода сварочных операций прежде всего необходимо подготовить соответствующим образом рабочее место, оборудование и оснастку. Следует использовать специальную защитную одежду и предусмотренные регламентом средства. Строго придерживаться требований норм пожарной безопасности.

Перед началом работ необходимо пройти инструктаж, о чем делается запись в рабочем журнале. К выполнению работ допускают штатные сотрудники в возрасте от 18 лет, прошедшие соответствующую подготовку.

Заключение

Качественный и эстетичный сварной шов получится только после финальной обработки стыка. Это обязательное условие выполнения любых видов сварочных работ. Обработать поверхность можно разными способами. Итоговая цель таких манипуляций состоит в том, чтобы привести элемент в состояние полной готовности. Основная часть операций регламентируется положениями ГОСТа. Удаление остатков сварки — это органичная составляющая процесса, направленного на получение нужного результата.

Источник

Способы обработки швов после сварки

Сварные швы отвечают за целостность металлической конструкции. В частности, соединение должно быть достаточно прочным, устойчивым к ржавлению, влажности. Обработка сварных швов призвана обеспечить выполнение этих задач.

Методы обработки

Существует три методики, с помощью которых защищаются сварные соединения:

1. Термическая обработка. Благодаря этому способу можно убрать остаточные напряжения в материале, возникающие вследствие сварочных работ. Термообработка проводится по одной из двух технологий: местной, когда прогревается или охлаждается только само соединение, или общей — температурной обработке подлежит вся деталь.
2. Механическая обработка. В данном случае задача состоит в удалении остатков шлака и проверке надежности соединения. Типичный пример механической обработки — простукивание шва молотком или выполнение его зачистки. Если шлак не удалить, возможно развитие коррозии.
3. Химическая обработка. Нанесение защитных покрытий на соединение — один из способов борьбы с коррозийными процессами. Наиболее доступный вариант химической защиты — обработка шва грунтовочным лакокрасочным материалом.

Ниже остановимся на технологиях защиты сварных швов более подробно.

Термическая обработка

Помимо уменьшения остаточных напряжений металла, термообработка позволяет добиться следующих целей:

• сделать структуру шва и околошовных зон более приспособленной к воздействию внешних факторов;
• оптимизировать физические и эксплуатационные свойства материала, в частности, повысить стойкость к ржавлению, жаропрочность и т.д.

Термическая обработка сварных соединений предполагает нагрев на определенное время сварного соединения или всего металла до заданной температуры. Далее происходит искусственное охлаждение, которое также производится по определенному сценарию.

Оборудование для термообработки

Для термической обработки стыков может использоваться четыре вида технологического оборудования:

1. Индукционные устройства. Индукционный нагрев часто применяется во время прокладки трубопроводов. Суть этого метода состоит в использовании медных индукторов, включающих в себя многожильный медный кабель с воздушным охлаждением. Во время монтажа индуктора на трубопровод нужно принимать во внимание расстояние между трубой и индуктором. Общее правило: чем больше зазор между объектами, тем хуже используется мощность оборудования.
2. Гибкие нагреватели сопротивления. Данный способ считается одним из самых удобных и доступных способов обработки сварных швов.
3. Муфельные печи. При работе с этим видом оборудования нужно особое внимание уделять равномерности нагрева соединения, что достигается нецентрированной установкой детали в печь.
4. Нагрев с помощью газопламенного оборудования. При газопламенном нагреве применяются сварочные и особые многопламенные газовые горелки. Газовые нагреватели выделяют тепловую энергию, возникающую в результате сгорания смеси горючего газа с кислородом.

Оборудование для нагрева подбирается исходя из монтажных условий, доступности того или иного вида устройств и прочих обстоятельств. Нагревательное оборудование должно отвечать определенным требованиям: четко стыковаться со сварными швами, иметь не слишком большую массу и обеспечивать равномерный нагрев соединения как в ширину, так и в длину.

Чтобы сократить теплопотери, при термообработке сварных соединений используются всевозможные теплоизоляторы.

Теплоизоляция должна быть теплоустойчивой при небольшой теплопроводности, прочной, но в то же время гибкой, устойчивой к износу и безопасной в эксплуатации.

Способы термообработки

Известно несколько методов термической обработки сварных соединений:

1. Предварительный нагрев. Используется как до проведения сварочных работ, так и в момент сваривания деталей. Данная разновидность термической обработки применяется при сварке конструкций из низкоуглеродистой стали. Металл прогревается до 150-200 градусов по Цельсию.
2. Высокий отпуск. Методика состоит в нагреве материала до 650-750 градусов по Цельсию (конкретный показатель температуры зависит от сорта стали). Температура поддерживается в течение 5 часов. Технология позволяет уменьшить напряжения на 80%, а также повысить устойчивость материала к механическим воздействиям и увеличить его эластичность.
3. Нормализация. Применяется по отношению к углеродистым и низколегированным маркам стали. Подобная термическая обработка соединения осуществляется при температурах от 950 градусов по Цельсию. По окончании нагрева производится выдержка и охлаждение в условиях окружающей среды. Нормализация дает возможность уменьшить зернистость металла, сократить напряжение, а также увеличивает прочность шва.
4. Аустенизация. Представляет собой закалку сварного соединения путем его нагрева до температуры 1070 градусов и выше. Деталь греется в течение 60 минут, а затем производится быстрое искусственное охлаждение. Методика широко распространена для закалки аустенитных сталей. Результат аустенизации — возросшая эластичность сварного соединения.
5. Стабилизация. От аустенизации стабилизирующий отжиг отличается более низкой температурой и менее продолжительным периодом выдержки металла.
6. Термический отдых. Технология заключается в нагреве сварного шва до 250-300 градусов по Цельсию. Затем осуществляется выдержка металла в разогретом состоянии. В результате процедуры в сварном соединении снижается уровень диффузного водорода, и уменьшаются внутренние напряжения.

Строение сварного шва при термической обработке

Выбор способа, которым будет осуществляться термическая обработка сварных соединений, зависит от физико-химических характеристик стали (определяется ее маркой). Особое значение имеет выполнение технологических требований, в противном случае происходит ухудшение качества сварного соединения.

Ключевые параметры, которые нужно учитывать при проведении местной термообработки:

• ширина нагреваемого участка;
• равномерность нагревания по толщине стенки и ширине нагреваемого участка;
• период выдержки;
• интенсивность охлаждения.

к содержанию ↑

Механическая обработка

Механическое устранение недостатков сварочных работ осуществляется при помощи проволочной щетки. Можно значительно упростить задачу и сделать зачистку качественнее, если использовать портативное шлифовальное устройство или болгарку с лепестковой насадкой. Вместо насадки также можно применить абразивный круг.

Механическая очистка позволяет убрать следующие дефекты сварного соединения:

• окалины;
• заусенцы;
• окислы;
• последствия побежалостей.

Несмотря на простоту и дешевизну технологии, существует ряд нюансов, касающихся выбора насадки, знание которых позволит выполнить работу качественнее:

1. Прежде всего, нужно выбрать шлифовальный круг из подходящего материала. Лучше всего для механической очистки подойдет круг из цирконата алюминия. Преимущество этого материала в том, что он, во-первых, провоцирует коррозийные процессы, а во-вторых, цирконат алюминия прочнее оксида алюминия, из которого также изготавливаются некоторые виды насадок.
2. Лепестки шлифовального круга должны быть на тканевой составляющей. Ткань надежнее и устойчивее к большим нагрузкам в сравнении с бумагой, которая иногда применяется на лепестках в качестве основы. Однако стоят такие насадки намного больше аналогов на бумажной основе. Более высокая стоимость тканевых насадок вполне оправдана и окупится при такой агрессивной по отношению к материалу работе, как шлифование швов.
3. Размер абразивного зерна зависит от типа выполняемой работы. Очень часто в ходе очистки соединений могут понадобиться насадки с разным размером зерна. Поэтому рекомендуется приобретать сразу несколько видов насадок.
4. Если нужно качественно зачистить шов, то разные размеры зерен просто необходимы, так как шлифовка осуществляется с постепенной сменой насадок на зерна меньшего размера. К примеру, крупные окалины убираются крупнозернистыми насадками, а вот тонкая шлифовка производится мелкозернистыми насадками. Финишная проходка осуществляется наиболее мелким зерном. Насадки следует менять последовательно — допускается пропуск не более одного размера. Однако если речь идет о создании зеркального блеска сварного соединения, нельзя пропускать ни одного размера.
5. Для обработки швов, расположенных в труднодоступных местах (полостях, кромках, отверстиях), используются особые устройства — борфрезы, устанавливаемые в шлифовальную машину. Существуют борфрезы самых разнообразных размеров и форм, поэтому подобрать нужную конфигурацию несложно.

к содержанию ↑

Химическая обработка

Лучшие результаты при обработке сварных соединений достигаются при сочетании механических и химических средств. Применяется два метода работы со швами: травление и пассивация.

Травление выполняется до механической шлифовки. Для проведения этой операции используются химические составы, обеспечивающие однородное покрытие, препятствующее коррозийным процессам. Кроме того, травление позволяет ликвидировать места, тронутые побежалостью. Дело в том, что в таких местах наблюдается скопление окислов никеля и хрома, в результате чего сталь подвергается ржавлению.

На незначительных по площади участках сварных соединений рекомендуется производить травление непосредственным нанесением состава на обрабатываемую поверхность. Если деталь достаточно большая или имеет сложную конфигурацию, ее следует помещать в емкость с раствором для травления. Время нахождения металла в травильном расходе рассчитывается в каждой ситуации индивидуально.

Когда травление закончено, наступает черед пассивации. Процесс представляет собой нанесение на металл особого состава, в результате чего образуется пленка. Данное защитное покрытие препятствует возникновению коррозии. С химической точки зрения, пассивацию можно объяснить следующим образом: оксиданты, взаимодействуя со сталью, удаляют с поверхности свободный металл, при этом активируя возникновение защитной пленки.

Завершается химическая обработка очисткой сварных соединений от реагентов. Смываемая вода содержит множество токсичных веществ, тяжелых металлов и кислот. Кислоты нейтрализуются при помощи щелочей, а затем оставшаяся жидкость фильтруется. Утилизировать отработку нужно только в специально отведенных для этого местах в соответствии с законодательством об охране окружающей среды.

Источник