Тема 9 – Общие требования к заварке трещин и усилению поврежденных мест

1 Общие требования к зварке трещин

Заварку трещин можно производить как электродами, так и механизированной сваркой в среде защитных газов.

Усиление участка с вырубленной трещиной в зависимости от детали и местоположения вырубленного участка можно ремонтировать:

– заваркой – по аналогии со сваркой в стык;

– привариванием нахлесточной накладки.

Перед разделкой необходимо тщательно осмотреть трещину, точно определить ее концы, затем засверлить их сверлом диаметром от 6 мм до 12 мм. Сверление производить так, чтобы центр отверстия совпадал с концами трещины или был на 3-5 мм дальше трещины. Границы и вершину трещины выявляются при нагреве ее газовой горелкой до температуры 100-150 °C. Отверстия на концах трещины для лучшего провара следует зенковать на 1/2-1/3 толщины стенки. Для разделки трещин применяют кислородную, электродуговую, плазменную резку или воздушно-дуговую строжку, фрезерование или другим доступным способом.

Подготовку кромок под сварку и наложение сварных швов при заварке трещин выполнять аналогично сварке встык, то есть следует обязательно делать скошенные кромки.

Подготовленные к заварке места должны быть проверены контролером ОТК или мастером.

При заварке трещины на одной из полок коробчатой конструкции, когда при заварке могут быть задеты участки других сварных швов, рекомендуется предварительно удалить прилегающие к концам трещины участки угловых швов № 1 (рисунок 1) длиной 100-150 мм, затем заварить стыковой шов № 2, после чего заварить удаленные участки углового шва.

Заварку трещин следует выполнять в нижнем или вертикальном положении.

Первый слой шва и обратный валик при двусторонней заварке сквозной трещины рекомендуется выполнять электродами диаметром 3 мм, остальные валики – электродами диаметром 4 и 5 мм.

Несквозные трещины с U-образной разделкой можно заваривать во всех слоях электродами диаметром 4 и 5 мм.

Заварка трещин и изломов, подготовленных под сварку, а также усиление поврежденных мест, должно проводиться с соблюдением следующих требований:

а) заварка трещин в деталях с толщиной стенки более 8 мм должна выполняться в несколько слоев. Перед наложением очередного слоя, при сварке электродом, поверхность предыдущего должна быть очищена от шлака;

б) при ремонте трещин в литых деталях перед сваркой необходимо произвести подогрев до температуры 200-250 °С зоны разделки трещины и прилегающего к ней металла шириной не менее 50 мм с каждой стороны;

в) при длине трещины более 300 мм, ее следует заваривать обратноступенчатым способом с длиною ступени от 150 до 200 мм. После заварки дефекта производят подварку корня шва с обратной стороны, предварительно удалив наплыв и шлак. Для обеспечения полного провара сквозной трещины, необходимо, когда возможно, производить двустороннюю сварку или сварку на остающейся подкладке;

г) поверхности сварных швов после заварки трещин и изломов должны зачищаться до уровня основного металла в случаях, когда требуется усиление этих мест накладками;

д) усиливающие накладки должны быть изготовлены из тех же марок стали, что и детали в конструкции вагонов. Для усиления элементов конструкций рамы и кузова используются низколегированные стали марок 09Г2С и 10Г2БД. Толщина односторонней накладки должна быть не менее 0,8-1,0 от толщины основного металла детали, двусторонней – не менее половины. Накладки не должны иметь острых углов.

2 Общие требования к усилению поврежденных мест

Накладки должны перекрывать заваренный стык или трещину не менее, чем на 100 мм, при невозможности этого перекрытие может быть уменьшено до 50 мм. При приварке двусторонних накладок необходимо, чтобы противоположные швы были смещены относительно друг друга не менее чем на 30 мм (рисунок 2).

Место с заваренной сквозной трещиной подлежит усилению путем постановки накладки, если этому не препятствует конструкция узла или детали.

В зависимости от сечения соединяемых элементов накладки могут быть плоскими, угловыми или коробчатыми. Примеры усиления после заварки сквозной трещины показаны на рисунке 3. При постановке накладки выпуклость валика заваренной трещины должна быть полностью удалена.

Если накладка имеет размер по одной из осей более 300 мм, то для плотного прилегания ее вначале приваривают дуговой точечной сваркой с расположением швов на расстоянии от 150 до 200 мм друг от друга. Отверстия для швов при необходимости сверлят только в накладке до постановки на место. Накладку с обеих сторон в зоне отверстий и основной металл в местах приварки накладки предварительно следует зачистить до чистого металла на участке длиной от 15 до 20 мм от кромки отверстия.

Накладки рекомендуется приваривать по всему контуру. Угловые швы должны иметь вогнутую поверхность без резких переходов к основному металлу. Лобовые швы рекомендуется выполнять с отношением большего катета к меньшему от 1,5 до 2. Шов с большим катетом должен быть расположен вдоль линии действия усилия, воспринимаемого этими швами.

Перед приваркой накладку необходимо очистить, прилегание к усиливаемому элементу должно быть плотным, допускаются местные зазоры до 1,5 мм для угловых и коробчатых накладок и не больше 1 мм для плоских.

Рекомендуется в первую очередь сваривать в свободном состоянии стыковые швы, расположенные перпендикулярно силовому потоку, и в последнюю очередь угловые швы – вначале поперечные, затем продольные.

Зажигать дугу на основном металле и выводить кратер на основной металл запрещается.

Подрезы, расположенные поперек направления действующей силы, не допускаются и должны быть зачищены или заварены с последующей зачисткой. Запрещается правка усиленных элементов ударами или наложением ложных валиков.