Схема дуговой сварки: Дуговая электрическая сварка. Виды, устройство, схема дуговой сварки.

Содержание

техника выполнения, где применяется, оборудование и материалы

Дуговую сварку покрытыми электродами применяют, чтобы соединить металлические изделия. Электропайка называется дуговой, потому что сварочный луч энергии, который образуется в электроде в момент работы, имеет дугообразную форму.

Электрод – есть проводник, который окружен специальной инертной средой. Её составляющие это глинозём, магнезия, никель, известняк, марганец, железо.

В статье разберемся, как с помощью дуговой сварки покрытыми электродами качественно работать с металлами.

Содержание статьиПоказать

Основы

Дуговая электросварка покрытыми электродами — это хороший способ соединить без зазоров или разъемов две детали. Для разных видов материалов (металл, керамика, пластмасса и т.п.) выбирают разные виды сварки. Например, пластмассу не сваривают электродами.

Металлический провод способствует надёжному соединению расплавленных краёв двух элементов. Электрическая дуга сваривает концы деталей очень крепко. Так, что они стают одним целым, а сварочную ленту потом нельзя разъединить.

Чтобы спаять детали, нужно знать особенности сварки разных материалов. От того, на каком уровне вы владеете навыками работы с электродом и аппаратом, зависит результат. Проводников должно быть много. Так у вас будет возможность практики.

А с количеством попыток возрастёт качество работы. Три миллиметра или меньше – это самый удобный размер металлического изделия, чтобы научиться электродуговой сварке покрытыми электродами.

Прежде, чем начать работу нужно присоединить плюсовой и минусовой кабели. К электродному вы подключаете держатель, а к обратному – аппарат.

Прежде чем приступить, подготовьте все материалы, инструменты. Тщательно очистите их от пылевых частиц или любых других веществ, которые могут стать преградой в процессе сварки.

Нюансы

Дуговая сварка покрытым электродом имеет как положительную, так отрицательную сторону. Овладеть основными навыками работы мало. Нужно также знать нюансы выбора оборудования.

Руководствуйтесь правилом: дорогой инструмент равно удобный в применении. При выборе обратите внимание на их возможности. Оборудование должно быть способно:

  • сваривать изделия в труднодоступных местах;
  • качественно работать в разных позициях;
  • спаривать все виды металлов.

Ручные аппараты для дуговой сварки покрытыми электродами также имеют минусы, которые стоит учитывать:

  • показатель полезного действия ниже, чем у других методов;
  • результат работы во многом зависит от умений мастера больше, чем от самого инструмента;
  • появление вредных веществ: искры, испарения; они плохо влияют на зрение.

Важно: чтобы не навредить своему здоровью, нужно использовать специальную одежду во время работы электродуговой сваркой: безопасная форма, защитные очки, маска типа «хамелеон». Эти приспособления берегут глаза от возможного повреждения, но позволяют работать без преград.

Технология

Чтобы обеспечить прочное слитие концов деталей, которое не будет иметь бугорков и неровностей, нужно придерживаться определённой технологии.

В технике электродуговой сварки покрытыми электродами выделяют два типа работы, что позволяют поджечь луч:

  • точечный вид: удары напоминают точки, которые мастер делает проводником по
    деталям;
  • чирканье: действия похожи на чирканье зажигалкой.

Разные виды металлов характеризуются различными особенностями: положительными и отрицательными. Например, какие-то из них поджигать намного труднее, чем другие и наоборот.

В основном, характеристики проводника будут зависеть от его же покрытия, а также вида поджога.

Работать с новым аппаратом легче. Чтобы сделать дугу можно лишь дотронуться ним до металла, а потом поднять на высоту примерно 2-3 миллиметра.

Если проводник приводился в действие уже не раз, могут возникнуть трудности – появляется плёнка из шлака на кончике. Чтобы появилась искра, следует активировать точечный метод пару раз, ударив проводником по детали.

Электрический заряд возникает между электродом и деталью. Это расстояние называется длина дуги. Её коэффициент определяется размером электрода. Его диаметр должен составлять 0,5 – 1, 2.

Чтобы в итоге работы шов был гладким, без повреждений, зазор между инструментом и металлом нужно соблюдать минимальный.

Начальный этап

Чтобы паять дуговой сваркой покрытыми электродами и металл, и аппарат следует привести в готовность к работе. Сами приспособления нужно включить.

Все детали — тщательно очистить, надёжно закрепить. Они не должны болтаться, мешая работе. Мастеру следует экипироваться правильной маской, очками, одеждой.

Поджигать материал на металле можно потренироваться. Эту рекомендацию нужно соблюдать, чтобы проверить, каким способом и по какой технологии лучше работать с вашим видом.

Дуга

Новичкам советуют сохранять дугу короткого размера во время пайки. Такое ухищрение поможет создать идеальный валик. Но даже это требует практики. С первой попытки почти ни у кого не получается сделать дорожку без изъянов.

Распознать длину дуги мастер может по звуковым характеристикам. У короткой сопровождающий звук ровный, а у длинной – звучный, режет слух.

При коротком варианте комфортнее сделать хороший шов, потому что капель металла немного. Если работать с коротким лучом, то проводник тоже плавиться гладко, ровно, что позволяет получить желаемую глубину плавки.

В теории каждый понимает, как сварить два куска металла. Зато чтобы сделать хорошую дугу – надо много практиковаться. От интенсивности электрического тока зависит качество дуги, а от самой дуги — каким получится шов.

Дуга может прерываться. Тогда ее надо снова активировать, заполнить лакуны между частями шва.

Если работать неправильно, на детали можно сделать ожог. Потом на этом месте металл начнет разрушаться.

Шов

Детали соединяются посредством шва. Чтобы сделать это сваркой, нужно проработать его так, чтобы он был прочный и качественный. Называют три типа соединяющих сплавов.

  1. Ниточный: делается движениями поступательными, в длину; его ширина – 3 мм; используется для сплава тонких деталей или тех, чьё значение не очень важно для картины в целом; соединяет детали некрепко. Это несложный способ. Его могут хорошо сделать новички, так и мастера с опытом. Именно этот вид шва есть базисным – освоив его, можно изучать другие.
  2. Продольно-поперечный: делается вертикальными и горизонтальными движениями; нужно научиться управлять электродом – умело вести его вдоль и поперёк; ширина такого сплава: 1 – 1,5 см.; он крепкий, отличается прочностью. Обычно выполняется технологией «зигзаг»: проводник ведут вправо-влево на расстояние 10-15 мм к каждому краю. При этом важно качество дуги. От неё зависит, какой будет дорожка по качеству, а также количество шлаков на ней.
  3. «Мертвый»: самый крепкий; создается равномерными движениями в трёх разных направлениях. Начинать нужно как продольно-поперечный шов. Закончив его, следует вернуть обратно, проделав тот же путь. Таким образов получается двойной продольно-поперечный шов. Заваренная линия получается очень качественной, сплавленной, как бы, накрепко. В этом виде важно соблюдать правила работы с прибором. Если делать это неправильно, дорожка получиться слишком «жирной», с большими примесями шлаков.

Чтобы полоса шва была идеальной, нужно в завершение работы, счистить весь накопившийся за время сварки шлак. Если вы что-то сделаете не так, сразу заметите.

Пострадает не только эстетическая сторона, но и практическая, внутренняя. Кривая, с забугрениями полоса означает, что в ней есть пробели, может, ожоги. Лента на изделии вряд ли будет долговечная.

Промахи новичков

Итак, мы уже знаем, как работать электродуговой сваркой с покрытыми электродами правильно. Среди ошибок есть шесть типов:

  • размер, форма неправильные;
  • оставлены лакуны, полости;
  • образовались деформации;
  • некоторые части непроваренные;
  • слишком твёрдые вкрапления;
  • другие недостатки.

Мы предлагаем изучить самые распространенные промахи, которые делают новички при электродуговой сварке покрытыми электродами. Их хорошо знать, чтобы не повторять самому.

  1. Длина дуги. Она или слишком короткая, или слишком длинная. Если длина маленькая – шов сваривается жестким, неровным, а шлаков очень много. Если наоборот – металл разбрызгивается очень интенсивно, а из-за этого дорожка тоже кривая. Также великое расстояние между дугой и электродом создает дугу нестабильную, поэтому «дыр» получается очень много.
  2. Скорость. Если паять со слишком высокой или слишком низкой скоростью, работа получится плохая. К примеру, слишком быстрое управление аппаратом приводит к тому, что дорожка образуется искривленная, с высоким наплывом шлаков. Валик получается тонкий, поэтому изделие сварено непрочно. При слишком медленном темпе работы, шов выходит толстый, громоздкий.
  3. Настройки. Нужно правильно выставить ампераж на аппарате. Он проектируется соответственно типам деталей, с которыми мастер работает. При заниженной интенсивности валик будет затонким, а, значит, сплавление непрочное. Валик, который создается при высоком напряжении, получается плоским и переполненным шлаком.
  4. Подготовка. Недостаточная подготовка поверхностей – очень распространённая ошибка. Это делает дорожку хилой, с неровностями, прорехами. Очень важно тщательно очистить поверхности, аппарат от загрязнений, остатков лака, пороха, масла и т.п. В противном случае мастер получит хлюпкий шов с кучей несобранных остатков.
  5. Наклон. Чтобы сплав получился крепким, важно сохранять правильный градус наклона проводника при сварке. Если наклон чрезмеру горизонтален, лента будет кривая, чешуйчатая. Если наклон перпендикулярный, то чешуйки соединяются в огромный валик, который остается «хранилищем» шлака.

Подведем итог

Техническими ошибками могут быть разные несоответствия в соотношении тока и металла, неправильно выбранная сварочная поверхность, поломка аппарата, другие неисправности.

Одним из самых важных факторов в процессе дуговой сварки покрытыми электродами есть хороший шов. Нужно внимать нескольким чертам, что определяют качество сваренной ленты.

Чтобы дело было сделано хорошо, нужно знать, как варить металл, как правильно соединять некоторые критерии:

  • ампераж;
  • наклон;
  • высота дуги;
  • тип электрода;
  • скорость аппарата.

Если сочетать эти факторы, работа будет надёжной, а шов будет держаться много лет.

Технология спайки – это основа, которую надо сначала хорошо изучить, а потом практиковать. При этом, советуется приступать к практической работе лишь тогда, когда знания будут досконально усвоены.

Если вы будете знать, как работать со сваркой и металлом, то останется только проработать мастерство на практике.

Вопрос №7 Ручная дуговая сварка. Схема процесса. Преимущества и недостатки.

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые подают в дугу и перемещают вдоль заготовки. Для удержания электрода и подвода к нему тока используют электродержатель.

Дуга горит между стержнем электрода и основным металлом. Стержень электрода плавится, и расплавленный металл каплями стекает в металлическую ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защитную атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает, и образуется сварной шов. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку. Для обеспечения заданных состава и свойств шва в покрытие вводят легирующие элементы и элементы – раскислители.

Электроды классифицируют по следующим признакам: типу покрытия, химическому составу жидкого шлака, назначению.

По типу покрытия электроды делятся на электроды со стабилизирующими, защитными или легирующими покрытиями.

Ручную дуговую сварку довольно широко применяют в производстве металлоконструкций для самых различных металлах и сплавах малых и средних толщин. Ручная сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях, а также при наложении швов в труднодоступных местах, незаменима при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Ручная сварка обеспечивает хорошее качество сварных швов, но обладает низкой производительностью.

Вопрос № 8 Функции покрытия электрода при ручной дуговой сварке.

Для ручной дуговой сварки плавящимся электродом применяют электроды, представляющие собой стержни из сварочной проволоки с электродным покрытием. Покрытие наносят с целью: поддержания устойчивого горения дуги, защиты зоны сварочной дуги от кислорода воздуха; образования на поверхности сварочной ванны и металла шва слоя шлака, защищающего ванну от доступа воздуха и замедляющего охлаждение шлака; раскисления металла шва и его легирования.

Для изготовления электрода применяют проволоку из стали и цветных Ме.

В зависимости от типа покрытия электроды разделяют на виды: А (кислое покрытие), Б (основное покрытие), Ц (целлюлозное ), Р (рутиловое), П (покрытия прочих видов).П

Вопрос №9 Автоматическая сварка под флюсом. Схема процесса. Роль флюса. Преимущества и недостатки.

Автоматическая дуговая сварки под флюсом. При этом спо­собе используют процесс, отличающийся от ручной сварки покры­тыми электродами следующим: сварку ведут непокрытой элек­тродной проволокой, дугу и сварочную ванну защищают флю­сом, подача и перемещение электродной проволоки механизиро­ваны. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварка кратера в конце шва. Указанные особенности автоматической сварки обеспечивают значительное повышение ее производитель­ности и более высокое ка­чество сварных соединений по сравнению с ручной сваркой.

Дуга горит между электродной проволокой и основным металлом. Столб дуги и металличе­ская ванна жидкого ме­талла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной 30— 50 мм. Часть флюса, ок­ружающего дугу, расплав­ляется, образуя на поверхности расплавленного металла ванну жидкого шлака. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавленне основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону, противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения элек­трода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва, покрытого твердой шлаковой коркой. Электродную проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва механизированным способом с помощью механиз­мов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через токоподвод .

Основные преимущества автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой состоят в повышении до 15—20 раз производительности процесса сварки, качества сварных соединений и уменьшении себестоимости 1 м сварногошва.

Повышение производительности достигается за счет исполь­зования больших сварочных токов (до 2000 А) и непрерывности процесса сварки. Применение голой проволоки позволяет приблизить токоподвод на минимально возможное расстояние от дуги и тем самым устранит опасный разогрев электрода при большой силе тока. Плотная флюсовая защита сварочной ванны предот­вращает разбрызгивание и угар расплавленного металла в усло­виях действия мощной дуги. Увеличение тока сопровождается увеличением глубины проплавленин, что позволяет сваривать металл большой толщины (до 20 мм) за один проход без разделки кромок.

Качество сварных швов обеспечивается повышением механи­ческих свойств наплавленного металла благодаря надежной защите сварочной ванны флюсом, интенсивного раскисления и ле­гирования вследствие увеличения объема жидкого шлака и срав­нительного медленного охлаждения шва под флюсом и твердой шлаковой коркой; улучшением формы и поверхности сварного шва и постоянством его размеров по всей длине вследствие регу­лирования режима сварки, механизированной подачи и пере­мещения электродной проволоки.

Недостаток – сварка только в одном пространственном положении.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом


Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

Категория:

Сварка металлов



Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка плавящимся электродом. Сварку выполняют электродами, которые вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль свариваемого изделия. Дуга горитмеж-ду стержнем электрода и основным металлом. Под действием тепла дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну. Капли жидкого металла с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода, образуя газовую защиту вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.

Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и образуется сварной шов. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку, которая удаляется после остывания шва. Для обеспечения заданного состава и свойств шва сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования.

Рис. 1. Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием (стрелкой указано направление сварки)

Рис. 2. Схема питания дуги при ручной дуговой сварке (на постоянном токе): а — электрическая схема, б — общая компоновка поста для сварки; 1 — изделие, 2 — сварочная дуга, 3 — электрод, 4 — электрододержатель, 5 — сварочные провода, 6 — источник питания, 7 — щит с приборами контроля и регулирования параметров режима сварки

Рабочим местом для ручной сварки служит сварочный пост, оснащенный источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями. Схема питания дуги приведена на рис. 2.

Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными. К стационарным постам относятся посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров. Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводы, металлоконструкции, сосуды) и

ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания.

В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой.

Основным рабочим инструментом сварщика при ручной сварке служит электрододержатель, который предназначен для зажима электрода и подвода сварочного тока. Применяют электрододержатели пружинного и пластинчатого типов.

Согласно ГОСТ 14651—78, электрододержатели выпускают трех типов в зависимости от силы сварочного тока: I типа — для тока 125 А; II — 125—315 А, III — 315—500 А.

Для подвода тока от источника питания к электрододержателю и изделию используют сварочные провода. Сечения проводов выбирают по установленным нормативам для электротехнических установок — 5—7 А/мм2.

Для предохранения лица и глаз сварщика от лучей электрической дуги служат специальные защитные приспособления — щитки и маски из жаростойких диэлектриков (фибры, пропитанной специальным раствором фанеры и т. п.) с защитными стеклами —светофильтрами (размер 52×102 мм). Для предохранения тела применяют спецодежду из плотного брезента или сукна, иногда из асбестовой ткани.

К вспомогательным инструментам для ручной сварки относятся стальные проволочные щетки для зачистки кромок перед сваркой и для удаления с поверхности швов остатков шлака, молоток-шлако-отделитель для удаления шлаковой корки, особенно с угловых и корневых швов в глубокой разделке, зубило, набор шаблонов для проверки размеров швов, стальное клеймо для клеймения швов, выполненных сварщиком, метр, стальная линейка, отвес, угольник, чертилка, мел, а также ящик для хранения и переноски инструмента.


Реклама:

Читать далее:
Техника ручной дуговой сварки

Статьи по теме:

Импульсная технология для ручной дуговой сварки покрытым электродом тонкостенных конструкций Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

МАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕ

УДК 621.791.753.037

йО!: 10.25206/1813-8225-2019-164-5-10

В. Ф. МУХИН Е. Н. ЕРЕМИН Ю. О. ФИЛИППОВ

Омский государственный технический университет, г. Омск

импульсная технология

ДЛЯ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПОКРЫТЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ТОНКОСТЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

В статье приводятся результаты работы по исследованию применения однофазного выпрямителя с дополнительным блоком для получения импульсных режимов при ручной дуговой сварке штучным электродом тонкостенных конструкций. Предлагаемая схема дополнительного блока позволяет путем подбора параметров режима сварки обеспечить устойчивый квазистационарный процесс плавления и переноса электродного металла. Таким образом, появляется возможность производить сварку тонколистовых конструкций без снижения диаметра покрытого электрода.

Ключевые слова: сварка покрытым электродом, тиристорный однофазный выпрямитель, пульсирующий ток, перенос электродного металла, осциллограммы.

Ручная дуговая сварка покрытым электродом тонкостенных конструкций, заварка неустранимых зазоров требуют применения малых диаметров электродов и высокой квалификации сварщиков. Все это существенно увеличивает затраты на производство. В связи с этим в современных технологических процессах сварки все более широко используются импульсные технологии, абсолютное большинство которых разработано для механизированной сварки в среде защитных газов при использовании инверторных источников питания. Наиболее значительные успехи достигнуты при разработке процессов сварки короткой «холодной дугой», когда для снижения тепловложения в свариваемый металл тонкостенной конструкции сварочный ток в перерывах между короткими замыканиями снижается до низких значений, а перенос капли электро-

дного металла осуществляется после короткого замыкания при минимальном токе. При этом величина тока короткого замыкания также ограничивается. Это адаптивные технологии с импульсным изменением тока (рис. 1), используемые в таких способах, как SteelRoot, WiseRoot [1, 2] и др. Адаптация происходит в сварочном модуле (инверторный источник — подающий механизм), имеющем дополнительные коммутирующие устройства, управляемые с помощью аналоговых или цифровых обратных связей по напряжению межэлектродного промежутка. Управление осуществляется в зависимости от состояния расплавленного металла на конце электродной проволоки.

Сущность этого управления заключается в том, что устойчивое горение дуги на малых токах в промежутках между переносом метал-

о

го >

Л л

А 1 С V А 1

J к. J V J

10 мс

Рис. 1. Осциллограммы сварочного тока при способах сварки: а — SteelRoot; б — WiseRoot

ла короткими замыканиями достигается подачей дополнительного импульса, который создает необходимый объем жидкого металла на конце электрода. Этого объема достаточно, чтобы дуга поддерживалась в течение относительно длительного времени на малых токах, в некоторых способах снижающихся до 10—12 А, что в обычных условиях сварки без уменьшения диаметра электродной проволоки практически невозможно.

В связи с тем, что стоимость вышеуказанных модулей с адаптивными технологиями существенно превышает стоимость источников без инвертирования, то проводятся работы по созданию источников питания обычного типа с улучшенными сварочными свойствами в том числе и для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, которые могут успешно конкурировать с инверторными источниками [3 — 5].

Исходя из этого, целью настоящей работы была разработка технологии и оборудования для сварки и наплавки стали толщиной 1 мм покрытым электродом с наиболее ходовым диаметром 3 мм.

Известно, что применение методов исследования процесса переноса электродного металла с помощью скоростной киносъемки, как это проводится для сварки в среде защитных газов, для сварки штучным электродом практически невозможно из-за наличия покрытия. Однако другими более сложными и затратными методами доказано, что процесс переноса также осуществляется с помощью коротких замыканий каплей дугового промежутка и отражается осциллограммами тока и напряжения [6]. Анализируя осциллограммы сварки покрытым электродом при различных конструкциях сварочных выпрямителей, можно сделать вывод, что некоторые из управляемых в инверторных модулях процессов можно получить при использовании более простых и дешевых однофазных выпрямителей с тиристорным управлением. Так, применение выпрямленного пульсирующего тока с постоянной частотой при заданной длительности пульсации позволяет снизить тепловложение в свариваемый материал и обеспечить переход капли электродного металла на спаде тока или при минимальном токе без снижения устойчивости горения дуги [3]. Известно также, что пульсирующий ток при ручной дуговой сварке штучным электродом от вентильного генератора при частотах пульсации 150…400 Гц обеспечивает всегда отрыв капли на спадающей части кривой выпрямленного пуль-

сирующего тока без каких-либо дополнительных управляющих воздействий [7]. Достоинством сварки пульсирующим током двухполупериод-ного выпрямления является то, что максимально возможное время нарастания тока короткого замыкания не может быть больше времени нарастания тока в пульсации (максимум 5 мс при частоте сети 50 Гц при полнофазном включении тиристоров) и ток не успевает достигнуть чрезмерных величин. Таким образом, ограничивая амплитуду пульсации углом управления тиристоров, можно получить оптимальные режимы без сложных коммутационных устройств, управляемых при помощи цифровых или ограниченных аналоговых обратных связей. Для повышения устойчивости малоамперной дуги в разное время предлагался переход на сварку модулированным током, сварку от специальных однофазных выпрямителей и др. [3 — 5]. Все это обеспечивало существенное снижение среднего тока сварки при устойчивом процессе. Эти источники предназначались только для разработанных авторами процессов.

Чтобы обеспечить экономичный процесс пульсация (импульс), при постоянной частоте следования всегда должна совпадать с моментом короткого замыкания. Для ручной дуговой сварки рекомендуемая частота дополнительных импульсов около 100 Гц [3]. Подбор амплитуды импульсов позволяет получить в этом случае перенос электродного металла с минимальным разбрызгиванием. Переходя от дополнительных импульсов к пульсирующему выпрямленному току с дросселем в сварочной цепи, получают экономичные режимы сварки, такие как процесс «вынужденные короткие замыкания» (ВКЗ) для сварки в СО2 или выше упомянутый процесс сварки от вентильного генератора [7], а также при сварке от однофазного источника с релейной обратной связью [8, 9]. Осциллограммы токов и напряжений таких процессов показаны на рис. 2.

Таким образом, для технологии сварки тонколистовых конструкций наиболее подходящим источником питания является однофазный выпрямитель.

При сварке от такого выпрямителя частота переноса капель электродного металла для большинства режимов кратна частоте пульсаций выпрямленного тока [10], а снижение тока при естественных пульсациях позволяет отказаться от сложных коммутирующих устройств вышеупомянутых модулей.

б

а

б

Рис. 2. Осциллограммы тока и напряжения при сварке: а — сварка в СО2 от трехфазного выпрямителя по способу ВКЗ [2]; б — сварка штучным электродом от однофазного выпрямителя с релейной обратной связью (отметчик времени — 20 мс) [9]

а

Рис. 3. Схема однофазного выпрямителя [8] с дополнительным блоком SW

Однако снижение тепловложения в свариваемый металл в вышепоказанных процессах (рис. 1) с инверторными модулями более существенно, чем при постоянно пульсирующем токе, за счет большей паузы с минимальным током. Для сварки штучным электродом подобный процесс также возможен, если обеспечить плавление электрода за одну-две пульсации с последующей паузой в течение нескольких полупериодов, когда ток поддерживается от дополнительного источника с величиной не более 10—15 А. Известно, что дуга сохраняет устойчивость при токах 10 А и менее тем дольше, чем больше остаточного расплавленного металла на конце электрода после переноса капли. Таким образом, схема однофазного выпрямителя должна обеспечить включение основного тока по аналогии с процессами сварки в среде защитных газов плавящимся электродом с частотой около 10 Гц при среднем токе в паузах менее 10 А [11], который обеспечивается дополнительным слаботочным выпрямителем. Однофазный выпрямитель [8] имеет релейную обратную связь между фазой включения тиристора и током в процессе переноса капли электродного металла во время короткого замыкания. В этом случае возможно такое управление, при котором капля электродного металла при ручной дуговой сварке покрытым электродом переносится при

коротком замыкании на спаде пульсирующего тока [9], что характерно и для вышеуказанных новых технологий, проанализированных в работе [12], в связи с чем в схему управления этого выпрямителя был введен дополнительный блок SW, обеспечивающий включение регулируемого выпрямленного сварочного тока от основного источника на два полупериода для обеспечения формирования и переноса электродного металла. Схема однофазного выпрямителя с тиристорным регулятором и дополнительным блоком показана на рис. 3, а функциональная схема блока и временная диаграмма его работы — на рис. 4а, б.

Дополнительный блок SW представляет собой электронный ключ на транзисторах УТ1 и УТ2, который обеспечивает включение управления тиристорами выпрямителя через импульсный А трансформатор Т в течение двух полупериодов | выпрямленного тока и отключение их на уста- о новленное в блоке СТ количество полупериодов. | На рис. 4б показано отключение тиристоров т на 6 полупериодов. |

При отключенных тиристорах питание | дуги осуществляется от дополнительного не- о регулируемого источника, образованного дио- | дами схемы выпрямителя и конденсатором С Е (рис. 3). Осциллограммы работы выпрямителя на постоянную нагрузку при различных вариан-

Рис. 4. Схема дополнительного блока SW — а; временная диаграмма его работы — б

б

а

50гм

1 1 1 ,1

* 1 1 1 1

л А

б

Рис. 5. Осциллограммы тока выпрямителя с дополнительным блоком при постоянной нагрузке балластным реостатом и при различной настройке амплитуд пульсаций: одинаковая (а) и различная (б) амплитуды

а

тах настройки релейной обратной связи показаны на рис. 5.

Исследование процесса переноса электродного металла и особенностей формирования шва при сварке проводились с электродами ОК46 и УОНИ 13/45 диаметром 3 мм.и х<

Рис. 6. Осциллограммы горения дуги в импульсном режиме при сварке штучным электродом: а — время записи 0,2 с; б — 1 с; в — при сварке способом SteelRoot

линение которой приведет к погасанию. Кратковременное первичное повышение тока способствует увеличению количества жидкого металла на электроде и сокращению длины дуги, а вторичное обеспечивает образование капли, которая на спаде тока пульсации переходит в сварочную ванну под действием сил поверхностного натяжения без существенного увеличения про-плавления. Такие особенности процесса переноса позволяют производить сварку стыков тонкостенного металла на весу. Внешний вид сварного шва, сечение наплавленного металла и стыкового соединения, сваренного «на весу», представлены на рис. 7.

При этом техника сварки покрытым электродом подобна технике при сварке в защитных газах «холодной дугой». Для устойчивого процес-

са без разбрызгивания необходимо нахождение электрода в центре сварочной ванны при невысоком темпе сварки. Это обеспечивает снижение скорости охлаждения разогретого дугой торца электрода, повышая длительность дугового разряда на малых токах. Увод электрода в хвостовую часть сварочной ванны приводит либо к «примерзанию» электрода, либо, если этот момент совпадает с увеличением тока, к разбрызгиванию. Лучшие результаты достигаются на прямой полярности, так как в этом случае проявляются все положительные свойства дуги на малых токах, описанные в работе [13]. Это связанно с движением сварочной ванны на прямой полярности к образуемой капле и «снятием» [6] ее, а также с повышением остаточной массы жидкого металла после перехода капли в сварочную ванну [11].

о

го >

а

б

в

Рис. 7. Особенности формирования швов: внешний вид сварного шва — а;

сечение наплавленного металла — б; сечение сварного стыка, сваренного «на весу» при толщине листа 1 мм — в

На основании проведенных экспериментов предложена схема управления однофазным выпрямителем, применение которой обеспечивает наплавку и сварку тонколистовых конструкций без снижения диаметра покрытого электрода по аналогии с известными процессами для сварки в среде защитных газов.

При этом для ручной дуговой сварки подбор параметров режима позволяет обеспечить устойчивый квазистационарный процесс плавления и переноса электродного металла без введения дополнительных аналоговых или цифровых обратных связей и коммутационных устройств снижения тока.

Библиографический список

1. Fronius International GmbH // Технологический центр Тена. URL: http://www.tctena.ru (дата обращения: 16.06.2013).

2. Мухин В. Ф., Еремин Е. Н. Источники питания и мультисистемы для современных технологических процессов сварки плавящимся электродом: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2014. 94 с. ISBN 978-5-8149-1724-9.

3. Дедюх Р. И., Киселев А. С. Повышение стабильности параметров процесса дуговой сварки покрытыми электродами на малых токах // Сварочное производство. 2004. № 7. С. 3-6.

4. Мейстер Р. А., Мейстер А. Р. Сварочные свойства однофазных выпрямителей: моногр. Красноярск: СФУ, 2011. 169 с. ISBN 978-5-7638-2145-1.

5. Сагиров Д. Х. Механизированная сварка короткой дугой // Сварочное производство. 2006. № 2. С. 29-31.

6. Мазель А. Г. Технологические свойства электросварочной дуги. М.: Машиностроение, 1969. 178 с.

7. Сварочные генераторы для ручной дуговой сварки // Welding.su. URL: http://www.welding.su/articles/sources/ sources_27.html (дата обращения: 15.04.2016).

8. Мухин В. Ф., Еремин Е. Н. Однофазный сварочный выпрямитель с релейной обратной связью // Сварочное производство. 2007. № 9. С. 3-5.

9. Мухин В. Ф., Руденко С. Е., Сумленинов В. К. Применение релейной обратной связи по току в ти-ристорных выпрямителях для ручной дуговой сварки // Динамика систем, механизмов и машин. 2012. № 2. С. 284-287.

10. Милютин В. С., Катаев Р. Ф. Сварочные свойства оборудования для дуговой сварки. М.: НАКС Медиа, 2016. 457 с. ISBN 978-5-600-01408-4.

11. Потапьевский А. Г., Лившиц М. Г., Кассов Д. С. [и др.]. К вопросу о переносе металла короткими замыканиями // Сварочное производство. 1976. № 6. С. 53 — 54.

12. Крампит А. Г., Зернин Е. А., Крампит М. А. Современные способы импульсно-дуговой MIG/MAG сварки // Технологии и материалы. 2015. № 1. С. 4—11.

13. Werner K. Probleme des CO2 — Minuspolschweißens // ZIS-Mitt. 1977. Vol. 19, Issue 6. P. 716-721.

МУХИН Василий Федорович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение», секция «Оборудование и технология сварочного производства».

SPIN-код: 9796-0360 AuthorlD (РИНЦ): 684063

ЕРЕМИН Евгений Николаевич, доктор технических наук, профессор (Россия), заведующий кафедрой «Машиностроение и материаловедение», директор машиностроительного института. SPIN-код: 2894-2461 AuthorlD (РИНЦ): 175269 ORCID: 0000-0001-7357-8194 AuthorlD (SCOPUS): 6603904601 ResearcherlD: J-4245-2013

ФИЛИППОВ Юрий Олегович, кандидат технических наук, доцент кафедры «Машиностроение и материаловедение», секция «Оборудование и технология сварочного производства». SPIN-код: 4766-1795 AuthorlD: 175491 AuthorID (SCOPUS): 3705205190 Адрес для переписки: [email protected]

Для цитирования

Мухин В. Ф., Еремин Е. Н., Филиппов Ю. О. Импульсная технология для ручной дуговой сварки покрытым электродом тонкостенных конструкций // Омский научный вестник. 2019. № 2 (164). С. 5-10. DOI: 10.25206/18138225-2019-164-5-10.

Статья поступила в редакцию 21.03.2019 г. © В. Ф. Мухин, Е. Н. Еремин, Ю. О. Филиппов

Применение ручной дуговой сварки и наплавки при ремонте деталей

Ремонт стальных деталей и устранение повреждений деталей автомобилей часто производят с помощью ручной дуговой сварки и наплавки поврежденных деталей. Особенно когда нерационально или невозможно применение механизированных способов сварки. 

Применение ручной дуговой сварки и наплавки стальных деталей, выбор электродов, основные параметры режимов ручной дуговой сварки и наплавки, схема ручной электродуговой наплавки.

Большинство автомобильных деталей изготавливают из среднеуглеродистых сталей. При ручной дуговой сварке и наплавке поврежденных деталей из этих сталей возникают определенные трудности. Они связаны с нарушением термообработки, окислением металла и выгоранием легирующих элементов. Поэтому очень важен правильный выбор электродов и режима ручной дуговой сварки.

В качестве электродов при ручной дуговой сварке применяют стальные стержни с покрытием. Марку электрода выбирают по справочной литературе в зависимости от материала восстанавливаемой детали. Стержень электрода изготавливают из проволоки Cв-08, Cв-08Г2С, Cв-18ХГСА. Для наплавки используют проволоку марки Нп-65, Нп-65Г, Нп-30ХГСА.

Электродные покрытия подразделяют на тонкие и толстые. Тонкие покрытия, состоящие из смеси мела (80–85 %) и жидкого стекла (15–20 %), стабилизируют электрическую дугу и содержат ионизирующие вещества.

При необходимости получения в металле высоких физико-механических свойств используют электроды с толстым покрытием. Они кроме ионизирующих веществ содержат также шлакообразующие, раскисляющие и легирующие вещества. В качестве шлакообразующих веществ применяют порошки полевого шпата, кварцевого песка, мрамора. Они при сварке плавятся и образуют шлаковые корочки, надежно защищающие расплавленный металл от окисления.

Схема ручной электродуговой наплавки.

В качестве раскисляющих веществ в электродные покрытия вводят порошки алюминия, ферромарганца, ферросилиция. Они активно соединяются с кислородом окислов и восстанавливают наплавленный металл. Легирующие вещества – феррохром, ферроникель и другие – при плавлении электрода насыщают металл легирующими элементами и улучшают его свойства.

Для ручной дуговой сварки используют электроды, обозначаемые буквой «Э» с двузначной цифрой через дефис: например, Э-42. Цифра показывает прочность сварочного шва на разрыв. Наплавочные электроды обозначают двумя буквами «ЭН» и цифрами. Они показывают гарантированную твердость наплавленного данным электродом слоя. Каждому типу электрода соответствует несколько марок составов обмазок.

По входящим в них веществам все электродные покрытия разделяют на следующие группы:

— Рудно-кислое — Р.
— Рутиловое — Т.
— Фтористо-кальциевое — Ф.
— Органическое — О.

Наиболее распространены электродные покрытия:

— Рудно-кислое (ОММ-5, ЦМ-7, ЦМ-8 и другие).
— Рутиловое (АНО-1, АНО-3, АНО-4, АНО-12, ОЗС-3, ОЗС-4, ОЗС-6 и другие).
— Фтористо-кальциевое (УОНИ-13/45, УОНИ-13/55, ЦЛ-9, ОЗС-2, АНО-7 и другие).

Качество ручной дуговой сварки и наплавки плавящимися электродами зависит от режима, который устанавливают в соответствии с размерами и материалом восстанавливаемой детали. Основными параметрами режимов ручной дуговой сварки и наплавки являются диаметр электрода, зависящий от толщины свариваемого металла ремонтируемого изделия, и сила сварочного тока, а при применении постоянного тока еще и полярность.

Основные параметры режимов ручной дуговой сварки и наплавки.

Для получения минимальной глубины проплавления основного металла и уменьшения нагрева детали электрод наклоняют в сторону, обратную направлению наплавки, а также применяют обратную полярность (минус на деталь, плюс на электрод). Напряжение дуги составляет 22-40 В.

В подвижных ремонтных мастерских войскового звена ПАРМ-1М1 и ПАРМ-3М1 для ручной дуговой сварки деталей применяется установка УДЗ-103У2 (сварочный преобразователь постоянного тока типа ПД-1601У2) в МРС-АТ-М1 и электросварочный агрегат на одноосном прицепе. Он состоит из сварочного генератора типа ГД-303У2, спаренного с бензиновым, четырехтактным двигателем внутреннего сгорания.

По материалам книги «Ремонт военной автомобильной техники».
Тарасенко П.Н.

Похожие статьи:

  • Выколотка и рихтовка кузова автомобиля, применяемый инструмент, подготовительные работы, особенности процесса, техника выколотки и рихтовки кузова.
  • Нанесение противокоррозионной защиты на кузов автомобиля, виды и характер коррозии, периодичность, применяемые противокоррозионные составы для обработки кузова автомобиля.
  • Поиск неисправностей с помощью осциллоскопа, преимущества и возможности осциллоскопа, расшифровка осциллограммы полученной с помощью осциллоскопа.
  • Улучшение эффективности головных фар, ремонт и замена элементов оптики, полировка фар, установка оригинальной и не оригинальной оптики, альтернативных источников света.
  • Салонные фильтры для автомобиля, разновидности, признаки необходимости замены, когда менять салонный фильтр в автомобиле.
  • Сварка и наплавка деталей из алюминиевых сплавов, газовая и электродуговая сварка алюминиевых деталей, сварочная проволока, флюс, электроды.

Схема процесса сварки плавлением

Схема процесса сварки плавлением

Сваркой называют технологический процесс получения неразъемных (сварных) соединений из металлов, их сплавов и других материалов (пластмасс, стекла) или разнородных материалов (стекла и металла и т.п.).

Соединение, полученное при сварке, характеризуется непрерывной структурной связью и монолитностью строения, достигаемыми за счет образования атомно-молекулярных связей между элементарными частицами сопрягаемых деталей. Для того чтобы произошла сварка, нужно сблизить соединяемые элементы на расстояние порядка величины атомного радиуса (108 см). При этом между поверхностными атомами твердых тел становится возможным межатомное взаимодействие и происходит сопровождаемое диффузией химическое взаимодействие.

Неразъемное монолитное соединение, образуемое при сварке, называется сварным соединением. При сварке плавлением под сварным соединением понимают участок, включающий собственно шов, металл зоны термического влияния и основной металл, не претерпевший под влиянием сварки никаких изменений. Шов является литым сплавом основного и дополнительного металлов, а зона термического влияния представляет собой участок основного металла с измененными в результате сварки свойствами (рис. 1).

Рис. 1. Сварное соединение: 1 — металл шва, 2 — металл зоны термического влияния, 3- основной металл

 

Сваркой плавлением можно соединять практически все используемые для изготовления конструкций металлы и сплавы любой толщины. Возможна сварка разнородных металлов и сплавов.

В процессе изготовления конструкции с использованием сварки плавлением источник теплоты в большинстве случаев передвигается вдоль свариваемого изделия, что позволяет сваривать объекты с неограниченными размерами. Сварку плавлением, в том числе и электрическую, ранее называли автогенной — самопроизвольной сваркой. Затем этот термин начал применяться для обозначения кислородно-ацетиленовой сварки. Сейчас он почти не применяется.

При сварке плавлением металл в месте сварки доводится до жидкого состояния. Локальное расплавление основного металла осуществляется по кромкам соединяемых элементов. Сварка может осуществляться только за счет расплавления основного металла (рис 2, а) или за счет расплавления основного и дополнительного металлов (рис. 2, б). В практике преимущественное применение находит второй вариант. Расплавленные основной или основной и дополнительный металлы самопроизвольно без приложения внешних сил сливаются в общую сварочную ванну, смачивающую оставшуюся твердой поверхность соединяемых элементов. При этом происходит сближение атомов металла сварочной ванны и основного металла до расстояния, при котором возникают атомно-молекулярные связи. В процессе расплавления металла устраняются неровности поверхности, органические пленки, адсорбированные газы, окислы и другие загрязнения, мешающие сближению атомов. Межатомному сцеплению способствует повышенная подвижность атомов, обусловленная высокой температурой расплавленного металла.

Рис. 2. Сварные швы

 

По мере удаления источника нагрева жидкий металл остывает и происходит его затвердевание — кристаллизация. Начинается она от частично оплавленных зерен основного металла, что приводит к образованию общих кристаллитов. После завершения кристаллизации сварочной ванны образуется монолитный, имеющий литую структуру шов, соединяющий в единое целое ранее разобщенные детали.

В процессе сварки наблюдаются испарение и окисление некоторых элементов, поглощение и растворение жидкой ванной газов. Происходят также изменения и в зоне термического влияния. Эти процессы обусловливают отличие металла шва и зоны термического влияния от основного металла. При сварке возникают деформации конструкции и создается поле остаточных напряжений, что может нарушить проектные ее размеры и форму и сказаться на прочности сварного соединения.

При сварке плавлением требуется локальный нагрев небольшого участка металла, окруженного со всех сторон значительным объемом холодного металла, до температуры, превосходящей температуру его плавления. Это приводит к необходимости использования для электрической сварки большинства металлов и сплавов источников нагрева, имеющих температуру не ниже 3000°С и тепловую мощность, достаточную для образования сварочной ванны.

При электрической сварке плавлением источником нагрева служит электрический ток. Наиболее широкое применение находит электродуговая, электрошлаковая, электроннолучевая и лазерная сварка.

При электрической дуговой сварке нагрев и плавление металла осуществляются энергией, выделяемой дуговым разрядом. При электрошлаковой сварке необходимая для сварки теплота получается при прохождении тока через шлаковую ванну, образуемую при расплавлении флюса. Нагрев и плавление металла при электроннолучевой сварке достигаются за счет интенсивной бомбардировки свариваемого металла быстродвижущимися электронами. При лазерной сварке необходимая для плавления металла теплота выделяется световым пучком, являющимся весьма концентрированным источником теплоты.

В настоящее время ведущее положение среди различных видов электрической сварки плавлением занимает электрическая дуговая сварка. Возможности этого вида сварки еще далеко не исчерпаны, и можно ожидать дальнейшего ее совершенствования и развития.

К сварке плавлением относится и наплавка металлов, нашедшая широкое применение в промышленности. Наплавкой называют процесс нанесения слоя металла на доведенную до расплавления поверхность изделия. Цель наплавки сводится к восстановлению размеров детали после износа, устранению дефектов литья, поковок и проката или созданию на поверхности детали слоя металла, обладающего особыми свойствами (стойкость против износа или коррозии, жаропрочность и др.).

Сварка — технологический процесс, широко применяемый во всех отраслях народного хозяйства для изготовления новых и ремонта эксплуатируемых конструкций и механизмов. Преимущества сварных конструкций в настоящее время общепризнанны, такие конструкции повсеместно применяют взамен литья, клепаных и кованых изделий. Эти преимущества сводятся к уменьшению расхода металла, снижению затрат труда, упрощению оборудования, сокращению сроков изготовления и увеличению съема продукции без увеличения производственных площадей. Значительно расширяются также возможности механизации основных технологических операций. Однако все преимущества сварки могут быть реализованы только при обеспечении необходимого качества сварных соединений, гарантирующих длительную и надежную работу их в условиях эксплуатации. Это достигается на основании глубокого изучения вопросов технологии сварки и установления связи ее с конструктивными формами и особенностями изготовляемой продукции. 

Оборудование для электрической сварки —

Электросваркой получают неразъемное или герметическое соединение. Процесс сварки протекает в нагретом состоянии соединяемых поверхностей до температуры плавления или пластического состояния. Поэтому различают два вида сварки: дуговую — сварку плавлением и контактную — пластический вид сварки. В первом случае тепловая энергия, необходимая для сварки, выделяется в дуговом разряде в непосредственной близости от свариваемого стыка; во втором случае тепловая энергия выделяется непосредственно в свариваемом стыке за счет протекания через свариваемые детали электрического тока.

Дуговая сварка имеет наибольшее распространение. Основным оборудованием для дуговой сварки являются источники питания (ИП), электроприводы перемещения тележек и подачи проволоки у автоматов и полуавтоматов, коммутационная, защитная и управляющая аппаратура, устройства для поджигания и стабилизации дуги. Для дуговой сварки применяются источники питания: постоянного тока — электромашинные преобразователи, выпрямители и передвижные агрегаты для сварки; переменного тока — одно- и трехфазные трансформаторы с небольшим сопротивлением короткого замыкания.

В установке с электромашинным преобразователем постоянного тока для многопостовой дуговой ручной сварки (рис. 10.4) балластные реостаты БР обеспечивают широкий диапазон регулирования сварочного тока (50- 350 А). Например, преобразователь ПСМ-1000 рассчитан на одновременное питание пяти постов с токами до 200 А. Наибольшее распространение получили электромашинные преобразователи типов ПСО (однопостовый),


ПСГ (для сварки в защищенном газе). Мощности приводимых двигателей на этих преобразователях 4—55 кВт, напряжение питания 220/380 В.

В сварочных выпрямителях используются одно- и трехфазные мостовые схемы двухполупериодно- го выпрямления. Больше используется трехфазная мостовая схема, обеспечивающая хорошую устойчивость сварочной дуги и равномерность загрузки фаз силовой сети. К таким выпрямителям относятся ВКС-300 (выпрямитель сварочный на 300 А), ВД-101, ВД-301 (выпрямители для ручной дуговой сварки на токи 125 и 300 А), ИПП-300, ВС-400, ИПП-500, а также универсальные выпрямители ВСУ-300, ВСУ-500, ВДУ-504. Мощность выпрямителей находится в пределах 9—40 кВ-A, напряжение питания — 220/380 В.

Основными источниками переменного тока являются сварочные трансформаторы типов ТСД, СТН, СТ, ТД, ТСШ (рис. 10.5). Мощность трансформаторов 9—165 кВ-А, напряжение питания 220/380 В.

Для сварки стыковых, угловых и нахлестных швов сосудов, цистерн, понтонов диаметром от 1 м и более применяются универсальные сварочные легкие тракторы, самоходные сварочные аппараты, движущиеся во время сварки непосредственно по свариваемому изделию. Распространение получили сварочные тракторы ТС-17М (рис. 10.6), ТС-26, УТ-1250-3, УТ-2000М-1, АДС-500, АДС-1000-2.

Контактная сварка применяется наряду с дуговой. Основные разновидности контактной электросварки приведены на рис. 10.7, электрическая схема установки для контактной электросварки — на рис. 10.8. энергия, необходимая для сварки, выделяется в дуговом разряде в непосредственной близости от свариваемого стыка; во втором случае тепловая энергия выделяется непосредственно в свариваемом стыке за счет протекания через свариваемые детали электрического тока.


Дуговая сварка имеет наибольшее распространение. Основным оборудованием для дуговой сварки являются источники питания (ИП), электроприводы перемещения тележек и подачи проволоки у автоматов и полуавтоматов, коммутационная, защитная и управляющая аппаратура, устройства для поджигания и стабилизации дуги. Для дуговой сварки применяются источники питания: постоянного тока — электромашинные преобразователи, выпрямители и передвижные агрегаты для сварки; переменного тока — одно- и трехфазные трансформаторы с небольшим сопротивлением короткого замыкания.

В установке с электромашинным преобразователем постоянного тока для многопостовой дуговой ручной сварки (рис. 10.4) балластные реостаты БР обеспечивают широкий диапазон регулирования сварочного тока (50- 350 А). Например, преобразователь ПСМ-1000 рассчитан на одновременное питание пяти постов с токами до 200 А. Наибольшие распространение получи- ли электромашинные преобразователи типов ПСО (однопостовый), ПСГ (для сварки в защищенном газе). Мощности приводимых двигателей на этих преобразователях 4—55 кВт, напряжение питания 220/380 В.


В сварочных выпрямителях используются одно- и трехфазные мостовые схемы двухполупериодного выпрямления. Больше используется трехфазная мостовая схема, обеспечивающая хорошую устойчивость сварочной дуги и равномерность загрузки фаз силовой сети. К таким выпрямителям относятся ВКС-300 (выпрямитель сварочный на 300 А), ВД-101, ВД-301 (выпрямители для ручной дуговой сварки на токи 125 и 300 А), ИПП-300, ВС-400, ИПП-500, а также универсальные выпрямители ВСУ-300, ВСУ-500, ВДУ-504. Мощность выпрямителей находится в пределах 9—40 кВ-A, напряжение питания — 220/380 В.

Основными источниками переменного тока являются сварочные трансформаторы типов ТСД, СТН, СТ, ТД, ТСШ (рис. 10.5). Мощность трансформаторов 9—165 кВ-А, напряжение питания 220/380 В.

Для сварки стыковых, угловых и нахлестных швов сосудов, цистерн, понтонов диаметром от 1 м и более применяются универсальные сварочные легкие тракторы, самоходные сварочные аппараты, движущиеся во время сварки непосредственно по свариваемому изделию. Распространение получили сварочные тракторы ТС-17М (рис. 10.6), ТС-26, УТ-1250-3, УТ-2000М-1, АДС-500, АДС-1000-2.

Контактная сварка применяется наряду с дуговой. Основные разновидности контактной электросварки приведены на рис. 10.7, электрическая схема установки для контактной электросварки — на рис. 10.8.


Наиболее распространены стыковые сварочные машины переменного тока с напряжением питания 380 В, мощностью 10—1000 кВ-А. Широко используются машины одноточечной сварки с напряжением питания 380 В, мощностью 10—200 кВ-A и более. Среди шовных наибольшее применение получили машины с однофазными трансформаторами переменного тока типа МШ с электродвигателями для вращения роликов перемещения свариваемых деталей. Мощность машин составляет 50—500 кВ-А, напряжение 380 В.

Источники сварочного тока должны обеспечивать возможность легкого и плавного регулирования величины сварочного тока и должны быстро реагировать на изменение тока и напряжения в сварочной дуге.

Введение в дуговую сварку — Технологические трубопроводы

Дуговая сварка — это один из нескольких способов соединения металлов плавлением. Дуговая сварка — это процесс, который используется для соединения металла с металлом с использованием электричества для создания тепла, достаточного для плавления металла, а расплавленные металлы при охлаждении приводят к их связыванию. Поскольку соединение представляет собой смесь металлов, окончательное сварное соединение потенциально имеет те же прочностные характеристики, что и металл деталей. Это резко контрастирует с процессами соединения без слияния (т.е. пайка, пайка и т. д.), в которых механические и физические свойства основных материалов не могут быть воспроизведены в месте соединения.

При дуговой сварке интенсивное тепло, необходимое для плавления металла, вырабатывается электрической дугой с помощью источника питания для сварки. Дуга образуется между реальной работой и электродом (стержнем или проволокой), который вручную или механически направляют вдоль стыка. Электродом может быть стержень, который просто пропускает ток между наконечником и изделием.Или это может быть специально подготовленный пруток или проволока, которые не только проводят ток, но также плавят и подают присадочный металл к стыку. В большинстве сварочных работ при производстве стальных изделий используется электрод второго типа. Область сварки обычно защищена каким-либо защитным газом, паром или шлаком.

Схема базовой дуговой сварки

Базовая схема дуговой сварки проиллюстрирована на рисунке 1. Источник питания переменного или постоянного тока, оснащенный любыми необходимыми элементами управления, подключается рабочим кабелем к заготовке и «Горячий» кабель к электрододержателю какого-либо типа, который обеспечивает электрический контакт со сварочным электродом.

Дуга возникает в зазоре, когда цепь под напряжением и наконечник электрода касаются заготовки и извлекаются, но все еще находятся в тесном контакте. Дуга создает температуру около 6500ºF (или 3600ºC) на конце. Это тепло плавит и основной металл, и электрод, образуя лужу расплавленного металла, которую иногда называют «кратером». Кратер затвердевает за электродом по мере его перемещения по стыку. Результат — сплавление.

Рисунок 1 — Принципиальная электрическая схема дуговой сварки

Дуговое экранирование

Однако для соединения металлов требуется нечто большее, чем просто перемещение электрода по стыку.Металлы при высоких температурах склонны химически реагировать с элементами воздуха — кислородом и азотом. Когда металл в ванне расплава вступает в контакт с воздухом, образуются оксиды и нитриды, которые снижают прочность и ударную вязкость сварного соединения. Поэтому многие процессы дуговой сварки обеспечивают некоторые средства для покрытия дуги и ванны расплава защитным экраном из газа, пара или шлака. Это называется дуговой защитой. Эта защита предотвращает или сводит к минимуму контакт расплавленного металла с воздухом. Экранирование также может улучшить сварной шов.Примером может служить гранулированный флюс, который фактически добавляет в сварной шов раскислители. На рис. 2 показано, как покрытие покрытого (стержневого) электрода обеспечивает газовый экран вокруг дуги и шлаковое покрытие на горячем сварном шве. Шлак защищает свежий сварной шов от воздуха.

Рисунок 2 — Экранирование сварочной дуги

Основы Arc

Сама по себе дуга — очень сложное явление. Глубокое понимание физики дуги не имеет большого значения для сварщика, но некоторые знания ее общих характеристик могут быть полезны.

Дуга — это электрический ток, протекающий между двумя электродами через ионизированный столб газа. Отрицательно заряженный катод и положительно заряженный анод создают интенсивный нагрев сварочной дуги. Отрицательные и положительные ионы отскакивают друг от друга в плазменном столбе с ускоренной скоростью.

При сварке дуга не только обеспечивает тепло, необходимое для плавления электрода и основного металла, но при определенных условиях также должна обеспечивать средства для транспортировки расплавленного металла от кончика электрода к изделию.Существует несколько механизмов переноса металла. Два (из многих) примеров включают:

  1. Передача поверхностного натяжения — Капля расплавленного металла касается ванны расплавленного металла и втягивается в нее за счет поверхностного натяжения.
  2. Spray Arc — капля выбрасывается из расплавленного металла на кончике электрода с помощью электрического пинцета, толкающего ее в ванну расплава.

Поскольку должен существовать ионизированный путь для проведения электричества через зазор, простое включение сварочного тока с электрически холодным электродом, наложенным на него, не вызовет зажигания дуги.Дуга должна быть зажжена. Это вызвано либо подачей начального напряжения, достаточно высокого, чтобы вызвать разряд, либо прикосновением электрода к изделию, а затем его извлечением, когда контактная площадка нагревается.

Дуговая сварка может выполняться постоянным током (DC) с электродом либо положительным, либо отрицательным, либо переменным током (AC). Выбор тока и полярности зависит от процесса, типа электрода, атмосферы дуги и свариваемого металла.

Электроды

При дуговой сварке электрод используется для пропускания тока через заготовку для сплавления двух частей вместе.Он изготовлен из материалов, аналогичных по составу свариваемому металлу. Существует множество факторов, влияющих на выбор правильного электрода для каждого проекта. Выбор электрода имеет решающее значение для простоты очистки, прочности сварного шва, качества валика и сведения к минимуму разбрызгивания. Электроды необходимо хранить в защищенной от влаги среде и осторожно извлекать из любой упаковки

В зависимости от процесса электрод является либо расходуемым, в случае дуговой сварки металлическим газом или дуговой сваркой в ​​среде защитного металла, либо неплавящимся, например, при дуговой сварке вольфрамовым электродом.

Расходуемые электроды

Расходуемые электроды — это электроды, которые плавятся или расходуются в процессе сварки. Эти электроды изготовлены из материалов с низкой температурой плавления. При поджигании электрода и заготовки дуга начинает плавить конец электрода. Расплавленный электрод переносится на заготовку в виде металлических капель. Они состоят из различных материалов в зависимости от потребности и химического состава соединяемых металлов. Наиболее часто используемый материал сердечника — это низкоуглеродистая сталь, низколегированная сталь и никелевая сталь.Расходный электрод может помочь в процессе лучшего удаления примесей.

Расходные электроды можно разделить на следующие группы:

  1. Электроды неизолированные — На них нет флюсового покрытия. Только сплав или металлическая проволока.
  2. Электроды с легким покрытием — Это электроды с коэффициентом покрытия 1,25. (Коэффициент покрытия = диаметр электрода / диаметр сердечника проволоки).
  3. Электроды со средним покрытием — Они имеют коэффициент покрытия около 1.45.
  4. Электрод с сильным покрытием — Коэффициент покрытия составляет от 1,6 до 2,2.

Нерасходуемые электроды

Неплавящиеся электроды — это электроды, которые не плавятся и не расходуются в процессе сварки. В этих электродах используются материалы с высокой температурой плавления. При сварке этими электродами необходим присадочный металл, чтобы заполнить зазор между двумя металлическими частями. Наиболее часто используемый материал сердечника — это углерод (точка плавления 6700ºF), чистый вольфрам (MP 6150ºF) или легированный вольфрам.Вольфрамовые электроды намного дороже угольных или графитовых электродов. Электроды из вольфрамового сплава также более дорогие.

Наиболее распространенные методы дуговой сварки

Существуют различные методы дуговой сварки. Ниже приводится обзор различных методов дуговой сварки. Подробности о каждом процессе дуговой сварки будут подробно описаны в отдельных сообщениях блога.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

В этом типе дуговой сварки используются трубчатые электроды, заполненные флюсом.В то время как излучающий флюс защищает дугу от воздуха, для неэмиссионных флюсов могут потребоваться защитные газы. Он идеально подходит для сварки плотных участков толщиной в дюйм и более, поскольку FCAW имеет более высокую скорость наплавки металла шва.

Газовая дуговая сварка металла (GMAW)

Сварка

GMAW или MIG защищает дугу с помощью газа, такого как аргон или гелий, или газовой смеси. Электроды имеют раскислители, предотвращающие окисление, поэтому вы можете сваривать несколько слоев. Этот метод имеет несколько преимуществ: простой, универсальный, экономичный, низкотемпературный и легко автоматизированный.Это популярный способ сварки тонких листов и профилей.

Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW)

Сварка

GTAW или TIG часто считается самой сложной. Вольфрамовые электроды создают дугу. Для защиты экрана используются инертные газы, такие как аргон, гелий или их смесь. При необходимости к присадочной проволоке добавляют расплавленный материал. Этот метод намного «чище», поскольку он не образует шлака, что делает его идеальным для сварочных работ, где важен внешний вид, а также тонкие материалы.

Плазменно-дуговая сварка (PAW)

В этом методе дуговой сварки используются ионизированные газы и электроды, которые создают струи горячей плазмы, направленные на зону сварки.Поскольку струи очень горячие, этот метод предназначен для узких и глубоких сварных швов. PAW также хороша для увеличения скорости сварки.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

SMAW — один из самых простых, старых и наиболее адаптируемых методов дуговой сварки, что делает его очень популярным. Дуга возникает, когда наконечник покрытого электрода касается зоны сварки, а затем отводится для поддержания дуги. Тепло плавит наконечник, покрытие и металл, так что после затвердевания сплава образуется сварной шов. Этот метод обычно используется в трубопроводных работах, судостроении и строительстве.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

SAW работает с гранулированным флюсом, который создает во время сварки толстый слой, который полностью покрывает расплавленный металл и предотвращает образование искр и брызг. Этот метод обеспечивает более глубокое проникновение тепла, поскольку действует как теплоизолятор. SAW применяется для высокоскоростной сварки листовой или толстолистовой стали. Он может быть полуавтоматическим или автоматическим. Однако это ограничивается горизонтальными сварными швами.

база технических знаний для всех профессионалов в области технологических трубопроводов во всем мире…

Поделитесь этой статьей — знания увеличиваются за счет обмена, но не за счет сохранения.

Связанные

Основные принципы, конструкция, работа и применение

Концепция сварки началась с древних времен, когда основным процессом является соединение двух металлических деталей. С развитием технологий произошли улучшения и в сварочных технологиях. В первые дни 19, -го, -го века произошла большая революция в области сварки, и в процессе сварки использовались тепловые ресурсы.Сварочные технологии стали особенно популярны во время требований к сварке во время Первой и Второй мировых войн. И в основном электродуговая сварка — это один из методов сварки, используемых во многих отраслях промышленности. Поскольку металлы в этом процессе соединяются с помощью электричества, это было так называемой электродуговой сваркой. Итак, в этой статье обсуждается эта концепция и каковы другие ее концепции?

Что такое дуговая сварка?

Определение: Это разновидность процедуры сварки плавлением, при которой тепло, необходимое для соединения металлов, получается от электрической дуги, которая помещается между электродом и основным металлом.Электрическая дуга возникает, когда два проводника размещаются на расстоянии 2–4 мм, так что ток будет непрерывно проходить по всему воздуху. Электрическая дуга создает температуру в диапазоне от 4000 0 ° C до 6000 0 ° C.

Здесь металлический электрод используется для подачи присадочных элементов, и может использоваться либо неизолированный электрод, либо электрод с покрытием из флюса. Электродуговая сварка может выполняться как с использованием источников переменного, так и постоянного тока. Понижающий трансформатор используется для подачи переменного тока, а генератор выдает постоянный ток.

Базовую схему электродуговой сварки можно представить следующим образом:

Электродуговая сварка

Электродуговое оборудование

Для соединения металлов электродуговой сваркой необходимо следующее оборудование.

Аппарат переменного или постоянного тока

Эта процедура сварки может выполняться с использованием источника постоянного или переменного тока. В зависимости от типа сварки напряжение составляет от 15 до 45 вольт, а диапазон тока — от 30 до 600 ампер.И текущий диапазон выбирается в зависимости от толщины материала и выбранного процесса. Обычно такие источники, как двигатели и нагреватели, работают при постоянном токе и напряжении, но при дуговой сварке эти параметры могут меняться. Поведение самой процедуры сварки приводит к регулярным коротким замыканиям.

Электрод

Это присадочный металл, который используется в качестве вывода электрического тока для генерации электрической дуги. Этот присадочный металл может быть использован в виде прутка или проволоки.Эти электроды относятся к категории одноразовых и расходных материалов. Состав расходуемого материала аналогичен составу металла и при плавлении становится элементом сварного шва.

В то время как неплавящийся материал может быть изготовлен из вольфрама, углерода или графита, где эти материалы не плавятся во время работы.

Отбойный молоток

Этот инструмент используется для удаления любых брызг и шлака.

Проволочная щетка

Это своего рода чистящее оборудование, которое используется для удаления частиц отходов, оксидов и шлака.

Другое необходимое оборудование:

  • Заземляющие зажимы
  • Кабели
  • Защитные очки
  • Перчатки

Принцип электродуговой сварки

Основной принцип этой процедуры сварки заключается в том, что электрическая дуга образуется между углеродом. электрод и металл, выдерживающий напряжение порядка 35-40 вольт. А между металлическим электродом и металлом напряжение поддерживается на уровне 15-40 вольт. Возникающая электрическая дуга связана с излучением тепла и яркого света по всей длине, и в зависимости от этих параметров температура дуговой сварки варьируется в диапазоне от 5000 0 ° C до 5500 0 ° C.

Процесс

Процесс электрической дуговой сварки показан ниже

Здесь одна сторона электрической цепи, которая является анодом, подключена к детали, которая должна быть сварена, а другая сторона подключена к металлическому электроду, где другая сторона — Катод. Когда есть оптимальное расстояние между анодом и катодом и когда есть циркуляция энергии, будет генерация электронов на стороне катода. Эти электроны будут двигаться к аноду, и когда происходит столкновение электронов с анодом, кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию.Итак, происходит выделение тепла.

В то же время на аноде будет происходить генерация положительных ионов, и те, которые будут двигаться к катоду, и когда происходит столкновение положительных ионов с катодом, кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Итак, на катоде тоже происходит выделение тепла.

Типы дуговой сварки

Поскольку сварка — лучший способ соединения металлов, существует множество видов электродуговой сварки. Основными видами сварки являются сварка MIG, TIG и электродная сварка.

Сварка МИГ

Это один из способов сварки, наиболее часто используемых для сварки стали. В основном это сплавление рабочей нагрузки с металлом. Это называется довольно аккуратной процедурой, поскольку во время сварки образуется небольшое количество отходов. Сварщики могут выполнять длительный процесс сварки, когда необходимы лишь ограниченные остановки и пуски. В качестве защитного газа здесь используется либо состав аргона, состоящий из CO 2 или O 2 , либо только аргон.Но недостатком сварки MIG является то, что генерировать электрическую дугу в некоторой степени сложно, и, кроме того, сварные швы сильно окисляются.

mig-Welding

TIG Сварка

TIG также определяется как газовая сварка вольфрамом, это наиболее часто используемая электродуговая сварка при работе со сплавами, такими как титан, магний, медь, алюминий и никель. Этот процесс может производиться как в присутствии, так и в отсутствие заполняющих металлов. Сварщики могут быть задействованы только в течение меньшего периода сварки, потому что будет больше тепловыделения.Это называется довольно аккуратной процедурой, поскольку во время сварки образуется небольшое количество отходов. В качестве защитного газа здесь используется либо состав аргона, состоящий из H 2 или He 2 , либо только аргон.

сварка TIG

Сварка палкой

Сварка палкой также называется дугой в экранированном металле. Это используется в основном в случае трубопроводов, тракторов, наружных работ, изделий из металла и мостов. В основном, применение на открытом воздухе предпочтительнее для электродуговой сварки штангой, поскольку дождь не влияет на целостность сварки.Точная сварка стержнем кажется сложной и в основном предлагается только опытным сварщикам.

сварка стержнем

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки электродуговой сварки можно сформулировать следующим образом:

Преимущества
  • Электродуговая сварка имеет высокую скорость работы и хорошую сварочную мощность
  • Легко переносится
  • Этот процесс состоит из простого оборудования, что делает его рентабельным.
  • Он обеспечивает стабильное качество и эффективность сварки
  • Обеспечивает отличные сварочные условия
  • Энергия, необходимая для генерации электрической дуги, не является дорогостоящей
  • Сварочное соединение между металлами настолько прочное
  • Считается быстрой и стабильной процедурой
  • Сварщики могут использовать нормальный внутренний ток
Недостатки
  • Для выполнения электродуговой сварки необходимы в основном высококвалифицированные сварщики
  • Скорость наплавки может быть недостаточной там, где покрытие электрода леа ds для тепловыделения и уменьшения
  • Длина электрода составляет почти 35 мм, и требуется переключение электродов для всей производительности.

Применения для электродуговой сварки

Поскольку существует много типов процессов электродуговой сварки, в целом их можно сформулировать следующим образом:

  • Используется для сварки листового металла сосуды под давлением
  • Применяются в производстве предметов домашнего обихода и автомобилестроении
  • Используются в авиакосмической и авиационной промышленности
  • Используются при ремонте кузовов автомобилей
  • Судостроение
  • Применяется на железных дорогах
  • Разработки промышленных трубопроводов
  • Для сварки черных, цветных и тонкие металлы

Часто задаваемые вопросы

1).Насколько горячая сварочная дуга?

Теплота сварочной дуги варьируется в диапазоне от 3000 0 C до 20000 0 C.

2). Какой ток требуется для дуговой сварки?

Как правило, ток, необходимый для сварки, составляет 80 ампер, а в случае точечной сварки — около 12 000 ампер.

3). Как возникает электрическая дуга?

Тепло, необходимое для сварки металла, вырабатывается электрической дугой.

4).Насколько опасна сварка?

Сварочные ожоги при вдыхании могут вызвать опасные проблемы со здоровьем. Кратковременное воздействие может вызвать сухость глаз, инфекцию горла. В то время как длительное воздействие приводит к проблемам с мочевыводящими путями, раку легких и т. Д.

5). Какая сварка самая прочная?

Сварка TIG считается самым сильным сварочным процессом по сравнению со сваркой MIG.

Итак, сварочная технология — это обширная область, в которой продолжается развитие, и в этой области появилось много достижений и тенденций.Итак, узнайте, какие еще виды процедур электродуговой сварки и как они используются в промышленности?

Оборудование, работа, преимущества и многое другое [PDF]

Это процесс соединения двух или более одинаковых или разнородных металлов с применением тепла или без него, с приложением давления или без него, с применением присадочного материала или без него.

Этот процесс сварки широко используется в промышленности для соединения двух или более деталей и ремонта.

Некоторые из применений сварки включают изготовление кузовов автомобилей, судов, сосудов высокого давления, сварных труб, мостов, герметизации взрывчатых веществ и т. Д.

При использовании электрической дуги, если получено тепло, необходимое для плавления пластин, называется процессом электродуговой сварки.

Плавление металлов электрической дугой — один из важнейших процессов в промышленности. Это обычно называется дуговой сваркой или SMAW ( Shielded Metal Arc Welding ).

Детали для электродуговой сварки:

Технологическое оборудование для электродуговой сварки обычно состоит из следующих частей:

  1. Источник питания для дуговой сварки
  2. Сварочные электроды
  3. Сварочные кабели
  4. Держатель электрода
  5. Ручной экран
  6. Отбойный молоток
  7. Проволочная щетка
  8. Защитная одежда

1. Источник питания для дуговой сварки:

  • Для электродуговой сварки используются как постоянный ток (DC), так и переменный ток (AC), каждый из которых имеет свои особенности.
  • Для источника питания переменного тока трансформаторы в основном используются почти для всех процессов дуговой сварки.
  • Источник питания постоянного тока обычно получают от генераторов, приводимых в действие электродвигателями.
  • Они должны понижать обычное напряжение питания (200-400 вольт) до сварочное напряжение в нормально разомкнутой цепи (50-90 В) с помощью понижающего трансформатора.

2. Электрододержатель:

  • Электрододержатель предназначен для удержания электрода вручную.

3. Сварочные электроды
  • Электрод представляет собой кусок проволоки или стержень из металла или сплава с покрытиями или без них.
  • Электрод может генерировать дугу в желаемом месте сварки между электродом и заготовкой.

4. Сварочные кабели
  • Сварочные кабели необходимы для проведения тока от источника питания к различным частям оборудования для дуговой сварки i.е. электрод, дуга, заготовка и обратно к источнику сварочного тока.
  • Это изолированные медные или алюминиевые кабели.

5. Ручной экран

  • Ручной экран используется для защиты глаз во время дуговой сварки.

6. Отбойный молоток

  • Используется для удаления шлака с области сварного шва.

7. Проволочная щетка

  • Проволочная щетка обычно используется для очистки поверхности до и после процесса сварки.

8. Защитная одежда

  • Оператор носит защитную одежду, например фартук, для защиты от прямого воздействия тепла на тело.
  • Всегда надевайте перчатки, прежде чем прикасаться к любому предмету в мастерской.
Изображение предоставлено Mgschuler

Принцип работы дуговой сварки:

  • Свариваемая деталь подключается к одной стороне электрической цепи (анод), а металлический электрод подключается к другой стороне (катод).
  • При подаче питания и поддержании оптимального зазора между катодом и анодом на катоде будут генерироваться отрицательно заряженные электроны с очень высокой скоростью.
    • Они будут притягиваться анодом и двигаться к аноду. Когда отрицательно заряженные электроны с очень высокой скоростью сталкиваются с анодом, кинетическая энергия электронов преобразуется в тепловую энергию. Следовательно, тепловыделение происходит на аноде.
    • Одновременно положительно заряженные ионы также будут генерироваться на аноде, который притягивается катодом и движется к катоду.
    • Когда эти высокоскоростные ионы сталкиваются с катодом, кинетическая энергия ионов преобразуется в тепловую энергию.
    • Следовательно, тепловыделение происходит и на катоде.
  • Отношение тепловыделения между катодом и анодом определяется следующим образом.
  • Тепловыделение катода: анод = 2: 1

Искровая зона в процессе электродуговой сварки:

  • Во время потока электронов и ионов некоторые из них могут столкнуться между собой, так что кинетическая энергия, которой обладают оба элемента, преобразуется в тепловую энергию.
  • Это спонтанное выделение тепловой энергии вызовет искрение, а в зоне искры индуцированные температуры очень высоки, составляя примерно 5000-6000 ° C.
  • Эта высокотемпературная зона будет излучать ультрафиолетовые лучи. Следовательно, зона процесса электродуговой сварки должна быть видна только через защитные очки, чтобы защитить человеческий глаз.

Особенности процесса электродуговой сварки :
  • В DCSP из-за большего количества тепла, выделяемого на заготовке, металлы с высокой температурой плавления и пластины большей толщины можно сваривать очень легко, а глубина проплавления также выше.
  • Из-за меньшего количества тепла, выделяемого электродом, скорость плавления электрода низкая, наплавка низкая, поэтому возможны скорости сварки.
  • В DCRP из-за меньшего количества тепла, выделяемого на заготовке, можно соединять только металлы с низкой температурой плавления и пластины меньшей толщины, а также низкая глубина проплавления.
  • Тогда как в случае электрода из-за большего количества тепла, выделяемого на электроде, скорость плавления электрода высока, а скорость осаждения высока.Следовательно, возможны более высокие скорости сварки.
  • В АКВТ теплообразование составляет 1: 1. Следовательно, это можно использовать для средних условий, и глубина проникновения также средняя.

Время восстановления дуги и характеристики дуги в процессе электродуговой сварки:

Время, необходимое для установления дуги между электродом и деталью, называется временем восстановления дуги. В этой статье подробно рассматриваются время восстановления дуги и характеристики дуги в процессе электродуговой сварки, которые описаны ниже.

Объяснение времени восстановления дуги:

  • Создание дуги означает создание потока электронов и ионов в их соответствующих направлениях.
  • При дуговой сварке постоянным током, поскольку клеммы фиксированы, независимо от времени восстановления дуги, это не влияет на процесс сварки.
  • В то время как при дуговой сварке переменным током, поскольку клеммы постоянно меняются, время восстановления дуги должно быть меньше времени цикла (C.T).

Но для эффективной работы дуговой сварки время восстановления дуги (ART) должно быть меньше половины времени цикла i.е. ИСКУССТВО <(C.T / 2)

  • Время восстановления дуги можно уменьшить, увеличив напряжение источника питания, т.е. увеличив напряжение источника питания, время реакции для образования электронов и ионов будет уменьшено.

Если V≅ 30V Тогда,

ART≅ (C.T / 2)

Это означает, что по мере увеличения напряжения (V) уменьшается ART.

Макс. Напряжение ≤70 В, т.е. напряжение {30 В, 70 В}

  • Диапазон напряжения, используемого при дуговой сварке на переменном токе, составляет (30–70 В)

Условия стабильного равновесия процесса электродуговой сварки:

  • Чтобы обеспечить стабильные условия равновесия процесса дуговой сварки и оборудования для дуговой сварки, любая энергия, подаваемая с помощью блока питания, должна использоваться только в точке дуги.
  • Для обеспечения вышеуказанных условий, энергия, подаваемая с помощью блока питания, регулируется с помощью настроек напряжения и тока источника питания, тогда как использование энергии в точке дуги контролируется с помощью ДЛИНЫ ДУГИ.
  • Следовательно, для стабильных условий равновесия необходимо определить оптимальную длину дуги и оптимальные настройки источника питания

Vo — Напряжение холостого хода (или) Фактическая ЭДС, генерируемая в обмотках 2 ° трансформатора ( или) Макс. напряжение в 2 °

Is — Ток короткого замыкания (или) Макс.ток, который может проходить через обмотки 2 °.

Rs — Сопротивление витков 2 °

Сопротивление витков 2 ° = Vo / Is

где

V = Vo-Vdrop

= Vo- (Rs * I)

V = Vo — ({Vo / Is} * I)

Описание характеристик дуги:

Как упоминалось выше,

  • L — Длина дуги
  • I — Ток
  • Is- Ток короткого замыкания.

Если L = 0, I = Is, Rair = 0

L = большой, I = 0, Rair = ∞

тогда,

Vair = I * Rair

, т.е.Va = a + bL; где a, b — константы.

В условиях стабильного равновесия напряжение в источнике питания = напряжение в точке дуги

т.е. Vp = Va⇒Va = Vp

a + bL = Vo — [{Vo / Is} * I]

[{Vo / Is} * I] = Vo-a-bL

I = {Is / Vo} * (Vo-a-bL)

Так как мощность P = V * I

= (a + bL) * {Is / Vo} * (Vo-a-bL)

Для минимального источника питания выведите приведенное выше уравнение w.r.t Length (L) и равняться нулю. Тогда вы можете получить уравнение относительно ДЛИНЫ ДУГИ (L)

Это подробное описание времени восстановления дуги и характеристик дуги процесса сварки. Если вам понравился этот пост, поделитесь им со всем миром, чтобы он смог достучаться до многих.

Спецификация электрода E-7018X:

Электрод играет жизненно важную роль в процессе сварки. Без электродов также существует множество сварочных процессов, которые используются в высокотехнологичных приложениях.В этой статье я подробно расскажу о технических характеристиках электрода E-7018X. Спецификация электрода обязательна в любом сварочном процессе, а спецификация электрода E-7018X следующая.

  • Электрод E-7018X обозначает E -Электрод
  • 70 -Насколько прочен электрод при сварке
  • 1 -в каких положениях сварки он может использоваться
  • 8 -указывает на покрытие, текущие типы, проникновение
  • X — указывает на то, что есть дополнительные требования.

Характеристики электрода E-7018X:

  • Они ( E-7018X ) представляют собой стальные стержни с малым водородным флюсом и высоким пределом прочности на разрыв 70000 фунтов на квадратный дюйм.
  • Часто используются при сборке конструкционной стали в строительной отрасли.
  • Эти электроды называются электродами с низким содержанием водорода из-за каждой попытки снизить содержание водорода, эти электроды должны храниться в духовке с температурой от (250-300) градусов по Фаренгейту.

Это полное объяснение Электродуговая сварка . Если у вас есть сомнения, не стесняйтесь спрашивать в разделе комментариев. Пожалуйста, поделитесь этим блогом и поставьте лайк со всем миром, чтобы он мог достучаться до многих.

Источники [Внешние ссылки]:


Параметры сварки и аббревиатура CLAMS

Изготовление сварного шва нужного размера, формы и глубины требует множества переменных. Студенты по дуговой сварке запоминают большинство из них, произнося аббревиатуру «CLAMS» , поскольку каждая буква обозначает параметр сварки.Вот список:

Сила тока — Сила тока обычно определяет размер и глубину проплавления сварного шва, когда вы перемещаете резак с правильной скоростью. Сварщики обращаются к таблицам от производителей сварочных аппаратов и электродов или к спецификации процедуры сварки (WPS), чтобы узнать о своих текущих настройках, или попробуйте сваривать образцы пластин той же толщины, чтобы увидеть, что работает лучше всего.

Длина дуги — Насколько близко к рабочим пластинам сварщик держит дугу проволоки или сварочного электрода, может влиять на количество тока и тепла, поступающего в соединение.Держа близко к рабочим пластинам, ток и тепло в сварном шве остаются высокими. На большем удалении электрод выделяет меньше тепла и больше брызг.

Как показывает практика, длина дуги при сварке штангой должна соответствовать диаметру металла электрода. Другими словами, если вы используете стержень диаметром 1/8 дюйма, держите его на расстоянии 1/8 дюйма от поверхности соединения. Вы можете увеличить длину дуги, чтобы уменьшить нагрев лужи или ограничить осаждение сварочного металла.

В режиме подачи проволоки (т.е. MIG или порошковая сварка) проволочный электрод располагается дальше от стыка, чем при сварке штучной сваркой. Это потому, что дуга более концентрированная и, следовательно, способна прожигать металл. По этой причине студенты также узнают разницу между залипанием электрода (длина провода от контактного наконечника) и расстоянием между контактом и работой. Вариации ESO или CTWD влияют на величину тока, проходящего в соединение, независимо от настройки скорости проволоки на машине.

Угол — При сварке следует помнить о двух углах наклона горелки.Первый — это рабочий угол, который представляет собой соотношение между шарниром и горелкой (или стержнем). В идеале вы должны держать фонарь перпендикулярно или под углом 90 градусов к суставу. Большим исключением из правил являются тройники, рабочий угол которых варьируется от 30 до 50 градусов. Второй угол, используемый при сварке, — это угол хода. Это соотношение между факелом и линией движения. Чтобы увидеть стык и лужу, сварщик может наклонить стержень до 10 градусов в направлении движения, а иногда и против направления движения.

Как вы можете видеть на первой диаграмме, угол наклона резака к заготовке (слева) составляет 90 градусов, что позволяет максимальному теплу и току сосредоточиться вниз в стыковое соединение с открытой канавкой. (Думайте об этом как о виде спереди рабочих пластин.) На диаграмме справа угол перемещения показывает наклон в 5-10 градусов вдоль сустава. Это дает сварщику лучшее представление о том, что происходит в луже. Когда вы перетаскиваете фонарик или электрод, наклон направлен в сторону лужи, что способствует проникновению и получению толстого валика.Когда вы нажимаете, наклон направлен в сторону от лужи, что ограничивает проникновение тепла и попадание тепла в основной металл.

Манипуляции — Это относится к движению руки сварщика, когда он или она направляет электрод вдоль стыка. Очень важно закрепить пальцы на ногах, но также важно контролировать проникновение и нагревание. Как описано в разделе «Типы бус», плетение, плетение, перетаскивание или толкание — все это примеры манипуляции.

Скорость — Если вы двигаетесь слишком быстро, размер сварного шва будет небольшим, и проплавление будет недостаточным.Двигайтесь слишком медленно, и вы получите толстый сварной шов и, вероятно, слишком много тепла попадет на рабочие пластины.

На следующей диаграмме показано, как некоторые переменные CLAMS влияют на сварной шов:

В последних двух примерах «WFS» обозначает скорость подачи проволоки, с помощью которой сварочные аппараты MIG и порошковой проволоки регулируют ток. Обратите внимание, что при слишком высоком напряжении валик становится широким и плоским. Кроме того, при слишком низком уровне напряжения сварной шов оказывается поверх основного металла, а не проникает в него.Таким образом, напряжение определяет общий профиль или геометрию сварного шва.

При сварке штучной сваркой сварщик устанавливает напряжение напрямую, но не ток, поэтому аппараты называются постоянным током (CC). При сварке MIG / порошковой сваркой аппараты обеспечивают постоянное напряжение (CV), поэтому сварщик обычно устанавливает только ток. У некоторых автоматов с палками также есть настройка, известная как Dig. Этот параметр позволяет увеличить ток выше установленной выходной силы тока, если дуга начинает гаснуть.

Хотя на фотографиях выше это не показано, слишком длинная дуга может вызвать пористость (пузырьки воздуха) внутри сварного шва, разбрызгивание на основной металл и подрезание на носках соединения. Подробнее см. Дефекты сварных швов.

Помимо CLAMS, при планировании сварочных работ следует учитывать еще несколько переменных:

Проектирование и сборка стыков: То, как вы готовите рабочие плиты (или стационарную конструкцию) к сварке, может больше повлиять на результат операции, чем что-либо еще. Ваши стыки, скошенные кромки, отшлифованные поверхности корней и поверхности должны ровно и равномерно совмещаться, прежде чем вы начнете сварку.На нем не должно быть заусенцев, зазоров или неровностей.

Будучи студентом, легко предположить, что как только металл нагревается, все естественным образом складывается, и все маленькие неровности исчезают, как по волшебству. На самом деле, вы можете усугубить ситуацию, если не уделите время правильной подгонке. Излишне говорить, что угол скошенных сторон должен соответствовать толщине металла и используемому процессу сварки. (При сварке MIG возможны более крутые углы, чем при сварке штучной сваркой.Вы также должны закрепить пластины и использовать зажимы, если это необходимо, чтобы предотвратить закрытие стыка перед сваркой или другие деформации, вызванные нагревом.

Также важна предварительная очистка кромок сварных швов. Хотя некоторые электроды предназначены для проникновения сквозь ржавчину и прокатную окалину, эти загрязнения могут вызывать проблемы. И хотя с низкоуглеродистой сталью работать намного проще, чем с другими металлами, вам все же следует выработать привычку очищать или шлифовать области, которые вы планируете сваривать.

Размер: Толщина основного металла должна влиять на решение о том, какой диаметр электрода, прутка, проволоки или наконечника горелки вы используете для сварки, а также от настроек напряжения, скорости подачи проволоки и / или тока. Есть много других факторов, которые следует учитывать, но обычно на первом месте стоит толщина металла.

Рассеивание тепла: Разные металлы по-разному рассеивают тепло. Также имеет значение масса ваших деталей: более мелкие детали нагреваются намного быстрее, чем большие и тяжелые детали.. Низкоуглеродистая сталь может быть очень щадящей при перегреве, но другие металлы могут потерять свою прочность на разрыв или другие качества, если вы не будете следить за теплом, входящим и выходящим из пластин или трубы.

По мере того, как вы узнаете больше о химических и механических свойствах различных металлов и сплавов, вы можете решить включить предварительную или последующую термообработку ваших заготовок как часть сварочной операции. Закалка пластин после сварки (для их охлаждения) — это практика, которая обычно не приветствуется после первого семестра в сварочной школе.Это потому, что закалка оказывает на металл своего рода травмирующий эффект и может сделать его хрупким. На уроке металлургии сварщиков обучают многим формам термической обработки и их преимуществам, таким как закалка, отпуск и отжиг.

Далее: Типы сварных швов

Ресурсы / Документы

Ручная сварка TheFabricator.com

Введение в наплавку
Stoody

Улучшение техники сварки штангой MillerWelds.com

Стрингер по стыку внахлест видео

Стыковое соединение с открытым корнем и V-образной канавкой 3G вертикальное вверх видео

Использование параметров CLAMS в Stick Welding
TheFabricator.com

Плазменно-дуговая сварка (PAW): Maine Welding Company

Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Плазменно-дуговая сварка (PAW) — это процесс, в котором коалесценция или соединение металлов происходит путем нагрева с помощью суженной дуги между электродом и заготовкой (переносящая дуга) или электродом и сужающим соплом. (дуга без переноса). Защита обеспечивается горячим ионизированным газом, выходящим из отверстия, которое может быть дополнено дополнительным источником защитного газа.Защитный газ может быть инертным газом или смесью газов. Давление может использоваться или не использоваться, а присадочный металл может или не может быть поставлен. Процесс PAW показан на рисунке 10-35.

Оборудование для плазменной дуговой сварки

Плазменная сварка : Источник питания . Рекомендуется использовать источник питания с постоянной характеристикой падения тока, обеспечивающий сварочный ток постоянным током; однако можно использовать источник питания переменного / постоянного тока. Он должен иметь напряжение холостого хода 80 вольт и рабочий цикл 60 процентов.Желательно, чтобы источник питания имел встроенный контактор и средства дистанционного регулирования тока. Для сварки очень тонких металлов минимальная сила тока должна составлять 2 ампера. Максимальное значение 300 подходит для большинства приложений плазменной сварки.

Горелка для плазменной сварки Сварочная горелка для плазменной сварки внешне похожа на газовую вольфрамовую дуговую горелку, но более сложна.

Все горелки для плазменной сварки имеют водяное охлаждение, в том числе горелки с самым низким диапазоном тока.Это связано с тем, что дуга находится внутри камеры горелки, где выделяется значительное количество тепла. Если на короткое время прервать подачу воды, форсунка может расплавиться. Поперечное сечение головки плазменной горелки показано на рисунке 10-36. В период отсутствия переноса дуга будет зажжена между соплом или наконечником с отверстием и вольфрамовым электродом. Ручные плазменные дуговые горелки производятся различных размеров от 100 до 300 ампер. Также доступны автоматические горелки для работы станка.

В горелке для плазменной сварки используется 2-процентный торированный вольфрамовый электрод, аналогичный тому, который используется для газовой сварки вольфрамом. Поскольку вольфрамовый электрод расположен внутри горелки, загрязнение его основным металлом практически невозможно.

Плазменная сварка: пульт управления . Для плазменной сварки требуется пульт управления. Плазменно-дуговые горелки предназначены для подключения к консоли управления, а не к источнику питания.Консоль включает в себя источник питания для вспомогательной дуги, системы задержки времени для перехода от вспомогательной дуги к переданной дуге, а также водяные и газовые клапаны и отдельные расходомеры для плазменного газа и защитного газа. Консоль обычно подключается к источнику питания и может управлять контактором. Он также будет содержать блок высокочастотного зажигания дуги, источник непереключаемого питания вспомогательной дуги, схему защиты горелки и амперметр. Генератор высокой частоты используется для зажигания вспомогательной дуги.Устройства защиты горелки включают реле давления воды и плазменного газа, которые блокируются с контактором.

Плазменная сварка: механизм подачи проволоки . Механизм подачи проволоки может использоваться для машинной или автоматической сварки и должен быть с постоянной скоростью. Механизм подачи проволоки должен иметь регулировку скорости в диапазоне от 10 дюймов в минуту (254 мм в минуту) до 125 дюймов в минуту (3,18 м в минуту) скорости подачи.

Преимущества и основные области применения плазменно-дуговой сварки

Преимущества плазменно-дуговой сварки по сравнению с дуговой сваркой вольфрамовым электродом в газе обусловлены тем, что PAW имеет более высокую концентрацию энергии.Его более высокая температура, суженная площадь поперечного сечения и скорость плазменной струи создают более высокое теплосодержание. Другое преимущество основано на жестком столбчатом типе дуги или форме плазмы, которая не вспыхивает, как газовая вольфрамовая дуга. Эти два фактора обеспечивают следующие преимущества:

Расстояние между горелкой и изделием от плазменной дуги менее критично, чем при дуговой сварке вольфрамовым электродом в газе. Это важно для ручного управления, так как это дает сварщику больше свободы для наблюдения и контроля сварного шва.

Высокая температура и высокая концентрация тепла в плазме допускают эффект замочной скважины, который обеспечивает сварку многих стыков за один проход с полным проплавлением. В этой операции более желательны зона термического влияния и форма сварного шва. Зона термического влияния меньше, чем у газовой вольфрамовой дуги, и сварной шов имеет тенденцию иметь больше параллельных сторон, что снижает угловую деформацию.

Более высокая концентрация тепла и плазменная струя обеспечивают более высокие скорости движения.Плазменная дуга более стабильна и не так легко отклоняется до ближайшей точки основного металла. При плазменно-дуговой сварке возможны большие вариации совмещения стыков. Это важно при выполнении корневых швов на трубах и других односторонних сварных швах. Плазменная сварка имеет более глубокий провар и дает более узкий сварной шов. Это означает, что соотношение глубины и ширины более выгодно.

Плазменная дуговая сварка: используется

Некоторые из основных применений плазменной сварки — это ее применение для изготовления труб.Более высокая производительность, основанная на более высоких скоростях перемещения, является результатом плазменной сварки вольфрамовым электродом над газом. Трубки из нержавеющей стали, титана и других металлов производятся плазменным способом с более высокой производительностью, чем ранее при газовой дуговой сварке вольфрамом.

Большинство применений плазменной дуговой сварки находятся в диапазоне слабых токов, от 100 ампер или меньше. Плазма может работать при очень низких токах, что позволяет сваривать фольгу толщиной.

Плазменно-дуговая сварка также используется для выполнения небольших сварных швов сварных деталей в приборостроении и других мелких деталей из тонкого металла.Применяется для стыковых соединений стеновых труб.

Этот процесс также используется для выполнения работ, аналогичных электронно-лучевой сварке, но с гораздо более низкой стоимостью оборудования.

Плазменно-дуговая сварка обычно применяется как процесс ручной сварки, но также применяется в автоматических и машинных установках. Ручное приложение является наиболее популярным. Полуавтоматические способы нанесения бесполезны. Обычные методы применения плазменной сварки — ручной (MA), машинный (ME) и автоматический (AU).

Процесс плазменной сварки — это процесс сварки во всех положениях. В Таблице 10-2 показаны возможности сварочного положения.

(5) Процесс плазменной сварки позволяет соединять практически все коммерчески доступные металлы. Возможно, это не лучший выбор или не самый экономичный способ сварки некоторых металлов. Процесс плазменно-дуговой сварки соединит все металлы, которые будут свариваться газо-вольфрамовой дугой. Это показано в таблице 10-3.

Что касается диапазонов толщин, свариваемых плазменным процессом, режим работы «замочная скважина» может использоваться только в том случае, если плазменная струя может проникать через соединение.В этом режиме его можно использовать для сварки материалов от 1/16 дюйма (1,6 мм) до 1/4 дюйма (12,0 мм). Диапазон толщины зависит от металла. Режим плавления используется для сварки материала толщиной от 0,002 дюйма (0,050 мм) до 1/8 дюйма (3,2 мм). Используя многопроходные технологии, можно сваривать металл неограниченной толщины. Обратите внимание, что присадочный пруток используется для сварки более толстых материалов. В таблице 10-4 указаны диапазоны толщины основного металла.

Ограничения процесса плазменно-дуговой сварки .Основные ограничения процесса в большей степени связаны с оборудованием и аппаратурой. Горелка более хрупкая и сложная, чем газовая вольфрамовая дуговая горелка. Даже горелки с самым низким номиналом должны иметь водяное охлаждение. Наконечник вольфрама и совмещение отверстия в сопле чрезвычайно важны и должны поддерживаться в очень узких пределах. Текущий уровень резака не может быть превышен без повреждения наконечника. Каналы для водяного охлаждения в горелке относительно малы, и по этой причине для горелок с малым током или меньшей мощности рекомендуются фильтры для воды и деионизированная вода.Консоль управления добавляет в систему еще одно оборудование. Это дополнительное оборудование делает систему более дорогой и может потребовать более высокого уровня обслуживания.

Плазменно-дуговая сварка: принципы работы .

Процесс плазменно-дуговой сварки обычно сравнивают с процессом газовой вольфрамовой дуги. Если электрическая дуга между вольфрамовым электродом и изделием сужается в области поперечного сечения, ее температура повышается, поскольку по ней проходит такой же ток.Эта сжатая дуга называется плазмой или четвертым состоянием вещества.

Два режима работы: дуга без переноса и дуга с переносом.

В режиме без передачи ток течет от электрода внутри горелки к соплу, содержащему отверстие, и обратно к источнику питания. Он используется для плазменного напыления или тепловыделения неметаллов.

В режиме переносимой дуги ток передается от вольфрамового электрода внутри сварочной горелки через отверстие к заготовке и обратно к источнику питания.

Разница между этими двумя режимами работы показана на рисунке 10-37. Режим перенесенной дуги используется для сварки металлов. Для сравнения показан процесс газовой вольфрамовой дуги.

Плазма создается за счет сжатия электрической дуги, проходящей через отверстие сопла. Горячие ионизированные газы также пропускаются через это отверстие. Плазма имеет жесткую столбчатую форму и имеет параллельные стороны, поэтому она не вспыхивает так же, как газовая вольфрамовая дуга.Эта высокотемпературная дуга, направленная на изделие, расплавляет поверхность основного металла и присадочный металл, добавляемый для сварки. Таким образом, плазма действует как источник тепла с чрезвычайно высокой температурой, образуя сварочную лужу. Это похоже на газовую вольфрамовую дугу. Однако более высокотемпературная плазма заставляет это происходить быстрее и известен как режим плавления. На Рис. 10-36 показано поперечное сечение головки плазменной горелки.

Высокая температура плазменной или суженной дуги и высокоскоростная плазменная струя обеспечивают повышенную скорость теплопередачи по сравнению с дугой газовой вольфрамовой дугой при использовании одного и того же тока.Это приводит к более высокой скорости сварки и более глубокому проплавлению шва. Этот метод работы используется для сварки очень тонких материалов. и для сварки многопроходных канавок, сварных и угловых швов.

Еще один метод плазменной сварки — это метод сварки «замочная скважина». Плазменная струя проникает через заготовку и образует отверстие или замочную скважину. Поверхностное натяжение заставляет расплавленный основной металл обтекать замочную скважину, образуя сварной шов. Метод замочной скважины можно использовать только для стыков, в которых плазма может проходить через стык.Он используется для неблагородных металлов толщиной от 1/16 до 1/2 дюйма (от 1,6 до 12,0 мм). На него влияет состав основного металла и сварочные газы. Метод замочной скважины предусматривает сварку с полным проплавлением за один проход, которую можно выполнять вручную или автоматически во всех положениях.

Плазменно-дуговая сварка: конструкция стыка .

Конструкция шарнира основана на толщине металла и определяется двумя способами работы. Для метода замочной скважины конструкция соединения ограничивается типами с полным проникновением.Предпочтительной конструкцией соединения является квадратная канавка без минимального корневого отверстия. Для корневых проходов, особенно на толстостенных трубах, используется U-образная канавка. Лицевая поверхность корня должна быть 1/8 дюйма (3,2 мм), чтобы обеспечить полное проникновение в замочную скважину.

Для метода плавления при сварке тонких металлов, от 0,020 дюйма (0,500 мм) до 0,100 дюйма (2,500 мм), следует использовать сварной шов с квадратной канавкой. Для сварки фольги толщиной от 0,005 дюйма (0,130 мм) до 0,020 дюйма (0,0500 мм) следует использовать краевое фланцевое соединение.Фланцы расплавляются, чтобы обеспечить присадочный металл для сварного шва.

При использовании режима плавления для толстых материалов можно использовать ту же общую деталь соединения, что и при дуговой сварке в защитном металлическом корпусе и газовой вольфрамовой сварке. Его можно использовать для угловых, фланцевых сварных швов, всех типов сварных швов с разделкой кромок и т. Д., А также для соединений внахлест с использованием дуговой точечной сварки и дуговой сварки швов. На рис. 10-38 показаны различные конструкции соединений, которые можно сваривать плазменной дугой.

Плазменно-дуговая сварка: сварочные цепи и ток .

Сварочная схема для плазменно-дуговой сварки более сложна, чем для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе. Требуется дополнительный компонент в качестве цепи управления, помогающий запускать и останавливать плазменную дугу. Используется тот же источник питания. Есть две газовые системы: одна для подачи плазменного газа, а вторая для защитного газа. Сварочная схема для плазменно-дуговой сварки показана на рисунке 10-39. Используется постоянный ток типа постоянного тока (ПС). Переменный ток используется только для нескольких приложений.

Советы по использованию процесса плазменно-дуговой сварки

Вольфрамовый электрод должен быть точно отцентрован и расположен относительно отверстия в сопле. Ток вспомогательной дуги должен быть достаточно низким, достаточно высоким, чтобы поддерживать стабильную вспомогательную дугу. При сварке очень тонких материалов из фольги вспомогательная дуга может быть всем, что необходимо.

Присадочный металл добавляется так же, как при дуговой сварке вольфрамовым электродом.Однако чем больше расстояние от резака до детали, тем больше свободы для добавления присадочного металла. Оборудование необходимо правильно отрегулировать, чтобы защитный газ и плазменный газ были в правильных пропорциях. Также необходимо использовать подходящие газы.

Тепловая нагрузка важна. Плазменный газовый поток также имеет важное значение. Эти факторы показаны на рис. 10-40.

Плазменная сварка присадочного металла и другое оборудование

Присадочный металл обычно используется при плазменной сварке, за исключением самых тонких металлов.Состав присадочного металла должен соответствовать основному металлу. Размер стержня присадочного металла зависит от толщины основного металла и сварочного тока. Наполнитель обычно добавляется в лужу вручную, но может добавляться автоматически.

Плазменная сварка: защитный газ

Инертный газ, аргон, гелий или их смесь, используется для защиты области плазменной дуги от атмосферы. Аргон более распространен, потому что он тяжелее и обеспечивает лучшую защиту при более низких расходах.Для плоской и вертикальной сварки достаточно потока защитного газа от 15 до 30 куб. Футов в час (от 7 до 14 литров в минуту). Сварка под потолком требует немного большей скорости потока. Аргон используется в качестве плазменного газа со скоростью от 1 куб. Футов в час (0,5 литра в минуту) до 5 кубических футов в час (2,4 литра в минуту) для сварки, в зависимости от размера горелки и области применения. Активные газы не рекомендуются для плазменного газа. Кроме того, требуется охлаждающая вода.

Плазменная дуговая сварка: качество, скорость наплавки и переменные

Качество плазменно-дуговой сварки чрезвычайно высокое и обычно выше, чем у газо-вольфрамовой дуговой сварки, потому что вероятность появления вольфрамовых включений в сварном шве мала или отсутствует.Скорость наплавки при плазменно-дуговой сварке несколько выше, чем при газовой вольфрамовой сварке, и показана кривой на рисунке 10-41. Графики сварки для процесса плазменно-дуговой сварки представлены данными в таблице 10-5.

Параметры процесса для плазменно-дуговой сварки показаны на рисунке 10-41. Большинство переменных, показанных для плазменной дуги, аналогичны другим процессам дуговой сварки. Есть два исключения: поток плазменного газа и диаметр отверстия в сопле.Основные переменные оказывают существенное влияние на процесс. Второстепенные переменные обычно фиксируются в оптимальных условиях для данного приложения. Все переменные должны присутствовать в процедуре сварки. Такие переменные, как угол и отклонение электрода и тип электрода, считаются фиксированными для данного приложения. Процесс плазменной дуги действительно реагирует на эти переменные иначе, чем процесс газовой вольфрамовой дуги. Зазор, или расстояние от горелки до изделия, менее чувствителен для плазмы, но угол наклона горелки при сварке деталей разной толщины более важен, чем при сварке газовой вольфрамовой дугой.

Плазменная дуговая сварка: варианты процесса

Сварочный ток может быть импульсным, чтобы получить те же преимущества, которые дает импульсная сварка при дуговой сварке вольфрамовым электродом. Сильный импульс тока используется для максимального проникновения, но не работает постоянно, чтобы обеспечить затвердевание металла. Это позволяет легче контролировать лужу при работе вне рабочего места. Импульсный режим может выполняться тем же аппаратом, который используется для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе.

Программируемую сварку также можно использовать для плазменно-дуговой сварки таким же образом, как и для дуговой сварки вольфрамовым электродом в газе.Используется тот же источник питания со способностями к программированию, что дает преимущества для определенных видов работ. Сложность программирования зависит от потребностей конкретного приложения. Помимо программирования сварочного тока, часто необходимо программировать поток плазменного газа. Это особенно важно при закрытии замочной скважины, которая требуется для выполнения корневого прохода сварного шва, соединяющего два отрезка трубы.

Метод плазменной подачи присадочной проволоки практически такой же, как и при дуговой сварке вольфрамовым электродом в газе.Можно использовать концепцию «горячей проволоки». Это означает, что к присадочной проволоке подается ток низкого напряжения для ее предварительного нагрева перед попаданием в сварочную ванну.

Различные виды сварочного процесса с помощью диаграммы

Сварка — это процесс, при котором две части металла соединяются вместе, обычно с использованием тепла, а иногда с добавлением присадочных материалов (металла), которые делают соединение прочнее, чем основные металлы.

Сварка также может быть названа производственным процессом, который используется для соединения металлических материалов, обычно металлов или термопластов, с использованием высокой температуры для плавления частей вместе и плавления при охлаждении.

Сварочные процессы подразделяются на две категории; методы низкотемпературного и высокотемпературного мета-соединения. Низкотемпературные методы включают пайку и пайку. В этой технологии основной металл не плавится, а при высоких температурах в стык обычно добавляют присадочный материал, чтобы увеличить или поддержать потерянную часть основного металла. Наполнитель может быть прочнее основного металла.

При высокой сварке давление также необходимо для соединения с нагревом и получения хорошего соединения.Кроме того, для высокой степени сварки использованный присадочный материал также требовал защиты от окисления.

Сварка — опасный процесс, который может легко вызвать ожоги, нарушение зрения, попадание ядовитого газа, поражение электрическим током и воздействие ультрафиолетового излучения. Сварочные работы можно проводить под водой, в открытом космосе и на открытом воздухе. Кроме того, существуют различные типы сварочного процесса с разными источниками энергии.

также проверьте:

Какие бывают виды сварочного процесса?

Как видите, я только что объяснил, что такое сварка, а теперь перехожу к объяснению существующих типов сварочных процессов.сделайте глубокий вдох и получите некоторые знания.

Виды процесса дуговой сварки:

1. Дуговая сварка защитным металлом — самая распространенная и наиболее используемая сегодня сварка. Этот процесс включает зажигание электрической дуги между заготовкой и металлическим электродом. Из-за выделяемого тепла расплавленный металл переносится от электрода к стыковочным поверхностям.

Как упоминалось ранее, дуговая сварка может выполняться как на аппаратах постоянного, так и переменного тока.

2.Дуговая сварка в среде защитного газа с годами стала очень полезной, поскольку она автоматизирована и позволяет оставлять больше материала при высокой эффективности.

3. Дуговая сварка вольфрамом также использует сварочный аппарат постоянного или переменного тока. Он использует электрод для сварки и присадочный материал, добавляемый к стыку, что делает его более прочным.

4. Дуговая сварка плавящимся электродом газ-металл с защитой от углекислого газа широко применяется для сварки стали.

5. Дуговая сварка под флюсом очень похожа на дуговую сварку в газовой среде, их отличие состоит в том, что в качестве газовой защиты используется гранулированный минеральный материал в качестве флюса.Материал упакован вокруг электрода, что делает дугу невидимой.

6. Плазменно-дуговая сварка использует горячую плазму в качестве источника тепла. Она похожа на дуговую сварку вольфрамовым электродом в среде защитного газа с точки зрения большей концентрации энергии, более легкого управления оператором и повышенной стабильности дуги.

См. Мою рекомендацию

Термохимические виды сварочного процесса:

Термохимическая сварка — это процесс газовой и алюминотермической (термитной) сварки.

1. Газовая сварка используется в равной степени по сравнению с дуговой сваркой. Источником тепла для газовой сварки является смесь ацетилена и кислорода, которая дает контролируемое пламя различной формы. Пламя называют пламенем науглероживания, нейтральным пламенем и пламенем окисления. Нейтральный каркас обычно используется для предотвращения окисления основного металла. Присадочную проволоку добавляют в виде холодного наполнителя.

В течение года газовая сварка теперь используется специально для изготовления листов. Однако газовая сварка — очень медленный процесс.

2. Процесс алюминотермической сварки представляет собой смесь алюминия и оксида железа. Он воспламеняется с образованием перегретого жидкого металла при температуре около 2800 градусов по Цельсию. Этот тип сварки используется для сварки как черных, так и цветных металлов и подходит для соединения секций с большим компактным поперечным сечением, таких как прямоугольники и круглые.

См. Мою рекомендацию

Сопротивление
видов сварочного процесса:

Процессы контактной сварки известны как шовная, точечная, выпуклая, оплавленная, высокочастотная и низкочастотная сварка.Эти процессы используются для очень высокой производительности.

Для точечной и шовной сварки требуется тепло для соединения, которое генерируется на границе раздела за счет электрического сопротивления. Точечная сварка подходит и в основном выполняется на листовом металле, который требует перекрытия. Этот процесс сварки достигается за короткое время с использованием напряжения и сильного тока в качестве теплового воздействия, прикладываемого к соединению через два электрода с силой. Прочность соединения определяется размером и количеством сварных швов.

1.Шовная сварка : При шовной сварке электрический ток подается на поверхность металла, что требует соединения для образования серии перекрывающихся точек или непрерывного шва. Этот процесс сварки используется для сварки конструкций, где точечной сварки недостаточно, и в основном используется для сварки контейнеров.

2. Выступающие сварные швы обычно используются, когда одна часть свариваемого металла имеет вмятины или спрессована. Этот процесс позволяет одновременно сваривать несколько точек.

3. Сварка оплавлением — это еще один вид контактной сварки, который выполняется путем зажима деталей, требующих соединения.Концы частей медленно сводят вместе, а затем заглушают. Процесс гидроизоляции продолжается до тех пор, пока не нагреется требуемая область соединения, затем деталь будет сжиматься вместе и поддерживать давление до тех пор, пока соединение не сформируется и не охладится.

4. Низкочастотная и высокочастотная контактная сварка — еще один вид сварки, широко используемый при производстве труб. Это соединение продольное в трубе, созданной из сжатого по форме металла со стыкованными краями. Теплота сварки регулируется током, протекающим во время работы, и скоростью, с которой труба катится в рулонах.

См. Мою рекомендацию

также проверьте:

Холодная сварка

Холодная сварка выполняется путем соединения материалов без использования тепла, а просто путем сжатия необходимых частей вместе. Область стыка должна быть хорошо подготовлена, а для легкой деформации стыка необходимо давление от 35 до 90 процентов. Давление прикладывают с помощью прокатной клети или пневматической оснастки и пробивных прессов. Для изготовления соединения алюминия требуется давление от 1 400 000 до 2 800 000 кПа.Однако для других металлов требуется более высокое давление.

См. Мою рекомендацию

Сварка трением

Сварка трением — это еще один тип сварки, который выполняется путем соединения заготовки под нагрузкой с быстрым вращением одной части. На границе раздела создается тепло, пока оно не станет пластичным. Затем вращение прекращается, и нагрузка увеличивается для образования соединения. В результате прочного соединения с помощью процесса пластической деформации можно назвать вариацию сварки давлением.Процесс сварки регулируется, так как температура в стыке повышается, коэффициент трения уменьшается, что помогает предотвратить перегрев.

См. Мою рекомендацию

Лазерная сварка

Лазерная сварка выполняется путем излучения световой энергии от источника лазера, который помещается на заготовку и соединяется между собой. Этот процесс сварки полезен в миниатюрных электрических схемах. Доступность лазеров ограничена, и их использование было ограничено в некоторых областях.Его скорость и толщина, которые можно сваривать, контролируются теплопроводностью металла, и предотвращается испарение металла на поверхности. Его можно наносить на очень тонкие материалы толщиной около 0,5 мм.

Диффузионное соединение

Диффузионное связывание осуществляется за счет приложения давления при повышенной температуре в течение определенного периода времени. Ожидается, что давление будет применяться с меньшими скоростями, чтобы вызвать 5% деформации, необходимой для чистовой обработки деталей машины.Этот процесс сварки широко используется в аэрокосмической промышленности для соединения форм и материалов.

Электронно-лучевой способ сварки

Электронно-лучевая сварка — это еще один вид сварки, при которой на заготовку обрушивается плотный поток высокоскоростных электронов, которые преобразуют энергию электронов в тепло. Заготовка помещается в вакуумированную камеру, чтобы обеспечить хорошее перемещение электронов, и в этот тип сварки включено устройство фокусировки луча. Создается сильное тепло, которое почти испаряет отверстие в стыке.Очень высокое напряжение около 150 киловольт используется для выполнения очень узкого сварного шва с глубоким проплавлением. Автоматическое поперечное устройство помогает точно позиционировать заготовку. Например, материал толщиной 13 мм будет иметь ширину всего 1 мм. Обычно скорость электронно-лучевой сварки составляет от 125 до 250 см в минуту.

Процесс ультразвуковой сварки

Ультразвуковая сварка выполняется путем зажима двух деталей, требующих сварки, на опоре и вибрирующем зонде.Вибрация помогает повысить температуру на границе раздела и добиться сварного шва. Сварку можно выполнить за 0,08 секунды для тонких проволок и до 1 секунды для материала толщиной 1,3. Процесс ультразвуковой сварки широко используется для склеивания интегральных схем, корпусов транзисторов и корпусов алюминиевых корпусов.

Сварка взрывом

Сварка взрывом достигается за счет соударения двух пластин вместе под действием силы взрыва с высокой скоростью.Одна из пластин укладывается на прочную поверхность из более тяжелой стальной пластины. Затем вторую пластину осторожно помещают под углом 5 градусов к нижней пластине с листом взрывчатого материала вверху. Тепло получается от шарнира двух пластин, и сварка происходит за счет быстрой пластической деформации материала на границе раздела. Соединение происходит за счет струйного распыления металла между пластинами, в результате чего сварной шов имеет волнообразный вид.

Процесс кузнечной сварки:

Процесс кузнечной сварки — это модная техника, применяемая с самых первых дней использования железа.Процесс осуществляется путем нажатия или ударов горячих кусочков тепла. Сначала он превращает маленькие железки в более крупные, соединяя их. Температура кузнечной сварки перед ковкой или прессованием. Этот процесс сварки используется кузнецами в основном для изготовления таких предметов, как меч и цепь.

Вот и все, типы сварочного процесса. Я надеюсь, что ваша цель здесь достигнута. Задайте вопрос через поле для комментариев и не забудьте поделиться с другими.Спасибо за чтение!

Дуговая сварка под флюсом — процесс, преимущества и недостатки

Что такое сварка под флюсом:

Дуговая сварка под флюсом — это один из автоматических процессов сварки. Сварной шов погружается под слой флюса и шлака — так называется сварка под флюсом. Флюс и шлак обычно покрывают дугу, так что ее не видно.

Дуговая сварка под флюсом — это процесс, в котором коалесценция достигается за счет нагрева дугой между неизолированными электродами и изделием.На рабочем месте дуга экранирована слоем гранулированного легкоплавкого материала.

Процесс под флюсом широко используется при производстве толстолистовой стали. Работы включают сварку профилей, продольный шов труб большего диаметра, изготовление деталей машин для всех видов тяжелой промышленности, а также изготовление сосудов и резервуаров для хранения и т. Д.

Используется многими другими отрасли в эпоху современной стали, где сталь используется с профилями средней и большой толщины.Также используется для наплавочных и монтажных работ, ремонтных и ремонтных участков.

Дуга под флюсом называется сваркой с глубоким проплавлением в толстом сечении.

Читайте также: Основы сварки: символы и диаграммы

Сварочные головки:

(1) Работа остается фиксированной, а работа перемещается под ней.

(2) Во-вторых, монтируется на стреле и колонне, которые могут быть позиционируемого типа, в котором движется работа, или стрела может перемещаться со скоростью сварки относительно неподвижной детали.

(3) Установлен на портале, чтобы он мог перемещаться по стационарной работе.

(4) Самоходный на моторной тележке.

Теперь доступны головки

, которые, заменяя простые компоненты, позволяют использовать один элемент оборудования для MIG или CO2, трубчатой ​​проволоки и процессов с дугой под флюсом. Дуга образуется между концами сплошного неизолированного проволочного электрода, который свернут в катушку, и краями пластины или на поверхностях, покрытых слоем защитной силы, известным как флюс.

Принцип работы дуговой сварки под флюсом :

В процессе дуговой сварки под флюсом тепло вырабатывается дугой между непрерывно подаваемым электродом и «заданием». Тепло дуги плавит поверхность основного металла и конец электрода. Расплавленный металл электрода переносится через дугу к заготовке, где он становится наплавленным металлом шва.

процесс дуговой сварки под флюсом

Экранирование достигается за счет слоя гранулированного флюса, который накладывается непосредственно на зону сварки.Флюс вблизи дуги плавится и смешивается с расплавленным металлом сварного шва. Флюс образует шлак и плавает на поверхности в качестве защитного покрытия над сварным швом. Нерасплавленную часть флюса можно использовать повторно. Автоматическая подача электрода осуществляется от катушки, и дуга поддерживается автоматически.

Оборудование, необходимое для дуговой сварки под флюсом:

(1) Источник питания (переменного или постоянного тока)

(2) Головка для дуговой сварки под флюсом на тележке.

(3) Подвесной блок.

(4) Блок рекуперации флюса.

(5) Печь для сушки флюса.

Источник питания постоянного тока — сварочный выпрямитель или мотор-генератор. Источник сварочного тока может иметь либо управление преобразователем, либо ступенчатое управление с помощью поворотного переключателя для изменения напряжения дуги. По сути, он состоит из понижающего трансформатора.

Сварочная головка состоит из механизма подачи проволоки, мотор-редуктора, роликов для правки и подачи проволоки, сварочного наконечника, механизма вертикальной регулировки и бункера для флюса.Тележка приводится в движение мотор-редуктором постоянного тока с высоким крутящим моментом.

Блок рекуперации флюса — это мощное вакуумное устройство, которое собирает неиспользованный флюс после сварки, чтобы можно было легко избежать потерь неиспользованного флюса. Сушильная печь флюса необходима для сушки флюса перед его использованием во избежание дефектов сварки.

Преимущества дуговой сварки под флюсом:

(1) Превосходное качество сварки.

(2) Гладкий и однородный сварной шов.

(3) Без брызг, без дыма.

(4) Без вспышки дуги.

(5) Высокий коэффициент использования электродной проволоки.

(6) Нет необходимости менять электрод и тем самым экономится время сварки.

(7) Сварка тяжелых профилей при высоком токе.

Области применения дуговой сварки под флюсом:
(1) Требуются длинные и большие сварочные работы.

(2) Если необходимо наплавить большое количество металла шва.

(3) Если требуется меньшее количество сварных проходов (многоходов).

(4) Сварка легко выполняется в нижнем положении.

(5) Автоматизировать сварку можно легко.

(6) Задания требуют особых свойств.

Сачин Торат

Сачин получил степень бакалавра технических наук в области машиностроения в известном инженерном колледже. В настоящее время он работает дизайнером в индустрии листового металла.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.