Сварочные работы при восстановлении кузова

При производстве кузовов на предприятиях используется три основных вида сварки: электроконтактная (до 80%); электродуговая точечная и шовная, в среде защитного газа (до 15%), и ручная газовая (до 5%). При ремонте кузова электроконтактная сварка не применяется из-за сложности повреждений и невозможности подхода к месту сварки.

Основным методом ремонта кузова остается ручная и полуавтоматическая газовая сварка в среде защитного газа.

Объем кузовных работ при восстановлении автомобиля после аварии достигает 80-87% от общей трудоемкости ремонта, при этом 25-30% этого объема приходятся на сварочные работы.

Ручная газовая сварка

Ручная газовая сварка требует специального оборудования, состоящего из ацетиленового генератора (рис. 43), кислородного баллона, редукторов понижения давления, шлангов, сварочных горелок с набором сменных наконечников, защитных очков и специальной одежды. Рабочее место сварщика оснащается набором зажимов и приспособлений для сборки свариваемых деталей и надежной приточно-вытяжной вентиляцией.





Ацетилен, кислород и углекислый газ Техническая характеристика баллонов хранятся и поставляются в баллонах приведена в табл. 3.

Таблица 3. Технические характеристики баллонов для сжатых газов*

Содержимое баллона	Тип	Масса, кг	Цвет
			баллона	надписи
Кислород	150, 150 Л	43,5	голубой	черный
Ацетилен	100, БАС-158	43,5	белый	красный
Углекислый газ	150	60,0	черный	желтый

* Для всех трех типов баллонов: наружный диаметр 219 мм, длина корпуса 1390 мм, вместимость 40 дм³.

Понижающие редукторы обеспечивают получение на выходе из баллонов рабочих параметров используемых газов. При газопламенной сварке кузовных элементов применяют редукторы:

• для кислорода - ДКП-1-65;
• для ацетилена - ДАП-1-65;
• для углекислого газа - ДЗД-1-59М.

Сварочные горелки являются основным рабочим инструментом при ручной сварке и имеют несколько типов (рис. 44). Каждый тип горелки благодаря сменным наконечникам позволяет получать свою тепловую мощность и сваривать металлы различной толщины.




Для сварки тонкостенных металлов (0,2-4 мм) применяются горелки малой мощности (Г2; ГС-2; «Звездочка»; «Малютка», ГСМ-53) с комплектом наконечников Ne 0; 1; 2; 3; с более широким диапазоном по толщине сваримаемых металлов - ГС-53 (см. табл. 4) и др.

Таблица 4. Горелки и наконечники для ручной газовой сварки

Номер наконечника	Толщина свариваемой стали, мм	Расход, дм³/ч		Предельное давление кислорода, кПа
		ацетилена	кислорода
Горелка ГС-53
1	0,5-1,5	50-125	50-135	100-400
2	1-2,5	125-250	130-260	150-400
3	2,5-4,0	250-400	260-420	200-400
4	4-7,0	400-700	430-730	200-400
5	7-11	700-1100	740-1200	200-400
6	10-18	1050-1750	1150-1950	200-400
7	17-30	1700-2800	1900-3150	200-400
Горелка ГСМ-33
0	0,2-0,7	20-65	22-70	50-400
1	0,5-1,5	50-125	50-135	100-400
2	1-2,5	150-240	130-260	150-400
3	2,5-4,0	240-400	260-420	200-400

Применение газовой сварки на тонкостенных кузовных элементах приводит к их значительному короблению из-за возможного перегрева, что отрицательно сказывается на прочности и долговечности соединения из-за слабой коррозийной стойкости. Доводка лицевой поверхности кузова до приемлемого вида с таким швом очень трудоемка.

Применяемые для газовой сварки шланги (рукава) должны быть длиной не менее 8-10 м. Шланги изготавливаются трех типов из вулканизированной резины с тканевой оплеткой и наружным резиновым слоем различных цветов для различения области их применения:

• тип I, красный (для ацетилена), с давлением до 6 кгс/см²;
• тип II, желтый (для жидкого топлива), с давлением до 6 кгс/см²;
• тип III, синий (для кислорода), с давлением до 15 кгс/см².

Для горелок малой мощности применяются облегченные шланги с внутренним диаметром 6,3 и 9,0 мм, для горелок большой мощности - 16 и 18 мм.

Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа

Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа обеспечивает качественный ремонт кузова автомобиля с наименьшими затратами. Она является одним из основных технологических процессов, применяемых при восстановлении кузова.

Схема сварочного процесса показана на рис. 45.



Наличие защитного углекислого газа (CO₂) в зоне дуги обеспечивает изоляцию сварочной ванночки (жидкого металла) от воздействия атмосферного воздуха, азотирования и окисления шва. Применение электродной проволоки с повышенным содержанием раскисляющих примесей (марганца, кремния) позволяет получить бёспористый шов с хорошими механическими свойствами. Сварка осуществляется при питании электрической дуги постоянным током от преобразователей «ПСГ-350», «ПСГ-500» или сварочных выпрямителей «ВС-300», «ВДГ-301» и др.



Конструктивно сварочный полуавтомат (рис. 46) состоит из следующих элементов:

• источника питания с пультом управления;
• баллона с углекислым газом;
• понижающего редуктора-расходомера;
• подогревателя углекислого газа;
• шланга подачи углекислого газа;
• сварочной горелки;
• электрических кабелей (рабочего и заземления);
• механизма подачи сварочной проволоки;
• соединительных электрокабелей с разъемами;
• шлангов подачи газа и направляющей проволоки.

Длина шлангов и кабелей позволяет организовать рабочее место в радиусе трех метров от пульта управления и в десяти метрах от источника питания. Управление полуавтоматом осуществляется с пульта, встроенного в его лицевую панель. Контроль за работой осуществляется по показаниям приборов - вольт- и амперметров. Процесс подачи электроэнергии (сварочного тока), защитного газа и электродной проволоки в зону сварки полностью автоматизирован. Зажигание сварочной дуги обеспечивается замыканием электрода на изделие. Сварочную горелку перемещают вручную, и качество ремонтного шва полностью зависит от квалификации самого сварщика.

Алгоритм работы автоматики установки обеспечивает:

• включение-выключение полуавтомата выключателем, расположенным на сварочной головке;
• плавное регулирование скорости сварки с помощью потенциометра, расположенного на пульте управления;
• стабилизацию установленной скорости подачи электродной проволоки;
• автоматическую продувку газового тракта защитным газом до зажигания дуги в течение 1-2 с и после погасания дуги в. течение 2-3 с.

(Информация размещена на портале: «VAZBOOK.ru»)

При выключении полуавтомата останавливается двигатель подачи электродной проволоки, происходит растяжка дуги и ее обрыв, защитный газ продувает сварочную горелку. Через 2-3 с отключаются источники питания, закрывается клапан подачи защитного газа и снимается питание со сварочной горелки. Схема приходит в исходное состояние.

Сварочная горелка 2 (рис. 47) предназначена для создания зоны высокой температуры (электрической дугой), плавления электродной проволоки (диаметром 0,8 мм) и образования сварочной ванны для соединяемых деталей. К ней подводится так от источника питания для образования дуги, защитный газ и электродная проволока. Источник питания сварочной дуги представляет собой статический преобразователь трехфазного переменного тока в постоянный. Подогревание защитного газа необходимо, чтобы исключить замерзание каналов регулятора в местах перепада давлений после понижающего редуктора.

Сварные швы соединяемых деталей

Сварные швы соединяемых деталей, применяемые при выполнении ремонта кузова имеют различные виды соединений (рис. 48) - тавровое, нахлестное, угловое и стыковое. При этом шов может по-разному располагаться в пространстве: горизонтально, вертикально, вверху или внизу. По своему исполнению сварочные швы подразделяются на три вида: сплошной, прерывистый и точечный.

Сплошной шов

Сплошной шов обеспечивает надежное соединение при стыковых, угловых и нахлестных соединениях деталей в любом положении. В зависимости от толщины свариваемых деталей, точности их подгонки и положения шва сварку производят при скорости 0,2-0,3 м/мин и силе тока 40-80 А.

Прерывистый шов

Прерывистый шов используется при сварке тонколистовых материалов при большом зазоре между соединяемыми деталями, т. к. вероятность прожига в этом случае резко возрастает. Время сварки составляет при этом от 0,3-3 с, причем временной промежуток между включениями сварочной горелки зависит обратно пропорционально от толщины соединяемых деталей. Чем толще соединяемые детали, тем меньше может быть временной промежуток. Сварка прерывистым швом в технологии ремонта кузова является самым распространенным видом и обеспечивает надежность соединения таких силовых элементов, как усилители, лонжероны, поперечины, пороги, пол кузова. Шов выполняется по формуле: Z 30/40, где числитель - длина шва, а знаменатель - длина интервала между швами, в мм.

Точечная сварка

Точечная сварка используется при любых положениях деталей. Она особенно эффективна в труднодоступных местах по предварительным прошивам свариваемых элементов. Такой вид сварки требует использования газового сопла с боковыми отверстиями на его конце. Газовое сопло по отношению к контактной трубке (мундштуку) выдвигают вперед на 10-15 мм, чтобы создать необходимое расстояние до поверхности свариваемых элементов. Время сварки составляет 0,3-3 с. Сила сварочного тока и время сварки напрямую зависят от толщины свариваемого металла. Для листов толщиной 0,3 мм при односторонней сварке без предварительного высверливания («прошивания») необходима сила ток до 150-200 А. Более толстые листы предварительно высверливают, и тогда силу тока уменьшают до 80-100 А.

Технические характеристики сварочных полуавтоматов приведены в табл. 5.

Таблица 5. Характеристики сварочных полуавтоматов для ремонта кузова

Тип полуавтомата	Напряжение сети, В	Номинальный сварочный ток при ПВ-60%, А	Диаметр электродной проволоки, мм	Скорость подачи проволоки, м/мин	Источник питания
А-537Р	380	150	0,8-1,2	1,8-5,5	ВС-200
А-547У	380	300	0,8-1,2	1,8-7,5	ВС-300
ПДГ-301	220/380	315	0,8-1,2	3-12	ВДГ-301
ПДГ-303	220/380	315	0,8-1,2	3-12	ВДГ-301
ПДГ-305	220	315	0,8-1,2	1,2-12	ВДГ-302
А-825М	220/380	300	0,8-1,2	1,2-10,3	ВС-300
А-1230М	380	315	0,8-1,2	2,4-12	ВДГ-302
СВАП	380	140	0,8	4-11	—
«Кемпомат»-163S	220/380	140	0,6-0,8	0-11	—

Для обеспечения качество сварного шва необходимо точно выбрать режим сварки при ремонте. Это зависит от толщины свариваемых деталей и определяется диаметром электродной проволоки, силой сварочного тока и напряжением дуги, скоростью подачи проволоки и скоростью сварки, вылетом электродной проволоки и расходом углекислого газа. Все эти параметры объединяет график, представленный на рис. 49 и табл. 6 для проволоки Св-08ГС диаметром 0,8 мм. В практике автомобилестроения для облицовки кузовов применяется лист толщиной 0,6-1,2 мм.

Таблица 6. Режимы сварки кузова в среде углекислого газа электродной проволокой СВ-08ГС диаметром 0,8 мм

Толщина металла, мм	Режим сварки
	Сила тока сварки, А	Напряжение дуги, В	Скорость подачи проволоки, м/мин	Вылет электрода, мм	Расход CO₂, дм³/мин
0,7-0,9	40-80	17-18	2,0-2,5	8-10	6-7
0,9-1,2	70-100	18-20	2,5-3,5	8-10	6-8
1,2-1,5	90-120	20-22	3,5-5,0	8-10	6-9

Сварщик, работающий правой рукой, располагает горелку с наклоном вдоль оси сварного шва под углом 25-45° так, чтобы пламя было направлено влево. Конец пламени удерживают на расстоянии около 1 мм от поверхности расплавленного металла. Перемещая горелку справа налево, наконечник -наклоняют в сторону выполненного шва, а струей пламени прогревают линию сварки (рис. 50). Левша держит горелку в левой руке, перемещает ее слева направо и также наклоняет в сторону выполненного сварного шва. При сварке тонколистового металла кузова, независимо от направления перемещения горелки, ее всегда наклоняют в сторону выполняемого шва. Если сварку осуществляют с присадочным материалом, то его удерживают симметрично соплу, а конец присадочного металла погружают короткими быстрыми зигзагообразными движениями в расплавленный металл шва.



Для листов металла толщиной 0,6-0,8 мм - используйте проволоку диаметром 0,6 мм, при толщине свариваемых листов 0,8-1,0 мм - проволоку диаметром 0,8 мм, если толщина листов более 1,2 мм - проволоку диаметром 1,0-1,2 мм.

Для сварки выбирается такое напряжение электрического тока, чтобы обеспечить устойчивый процесс сварки при максимально короткой дуге (1,5-4,0 мм), так как при более значительной длине дуги процесс сварки неустойчив и дуга обрывается (гаснет). Рекомендуемое напряжение сварки находится в пределах 17-23 В.

Определение силы тока и скорости подачи электродной проволоки отражено на графике (см. рис. 49) и в табл. 6 свариваемых деталей. На практике скорость подачи выбирается так, чтобы процесс формирования шва протекал устойчиво, а разбрызгивание металла было незначительным. Наложение шва в горизонтальном, вертикальном и потолочном положениях требует уменьшения напряжения и силы сварочного тока на 10-20% по сравнению с соответствующим значением для нижнего (горизонтального) шва.

Расстояние от торца мундштука горелки до сварного шва колеблется в пределах 7-12 мм. Соединение кузовных деталей в стык при толщине деталей до 2 мм (при угловом катете - 5 мм) выполняется вертикальным швом.

В начале сварки электродную проволоку выставляют вертикально к кромке изделия, а после образования сварочной ванны наклоняют но угол 15-40° (см. рис. 50). При этом жидкий металл удерживается давлением дуги. При сварке потолочных и наклонных швов расход газа следует-увеличить.

При соединении тонких листов сварку осуществляют углом вперед и движением горелки справа налево. Ванна получается широкой, но не глубокой. При соединении более толстых листов сварку осуществляют углом назад и движении горелки слева направо. Ванна получается узкой, но более глубокой. Минимальный расход материалов (сварочной проволоки и углекислого газа) достигается при соединении деталей методом точечной сварки.

В качестве сварочной проволоки при ремонте кузова автомобиля рекомендуется проволока марки Св-08ГС-О или Св-08Г2С-О - легированная (марганец и кремний), омедненная, диаметром 0,8 мм. Проволока марки Св-08ГС-О содержит 0,08% углерода и до 1% марганца и 1% кремния. Свариваемые поверхности кузова и само проволока должны быть чистыми.

Использование углекислого газа, как защитной среды, практикуется очень давно. Газ поставляется в сжиженном состоянии в баллоне типа «150» емкостью 40 л, под давлением 75 кгс/см², который вмещает до 25 кг жидкой углекислоты. При испарении.из 1 кг жидкой углекислоты образуется до 500 л углекислого газа.

Нормальный расход углекислого газа при полуавтоматической сварке тонколистового металла кузова составляет 7-9 л/мин. Одного баллона хватает на 22-24 ч беспрерывных сварочных работ.

Преимущества полуавтоматической сварки в защитном газе

Преимущества полуавтоматической сварки в защитном газе, по сравнению с ручной газовой сваркой, заключаются в следующем:

• повышается скорость сварки;
• снижается зона термического влияния в свариваемых деталях;
• исключается тепловая деформация свариваемых деталей;
• повышается качество сварного шва;
• обеспечивается ведение сварки в труднодоступных местах;
• отсутствует шлаковая корка на сварном шве;
• достигается высокая антикоррозийная стойкость шва;
• снижается стоимость сварных работ;
• создаются благоприятные условия работы.

Возможный вид и способ соединения деталей сваркой в каждом конкретном случае определяет исполнитель. В табл. 7 приведены в качестве примера рекомендации по выбору способа и вида соединения некоторых элементов кузова автомобиля Москвич-412 при его ремонте.

Таблица 7. Виды сварных соединений при сварке деталей автомобиля Москвич-412