Температура сварки: Электрическая дуга | Сварка и сварщик

Температура сварочной дуги в разных зонах горения, ее длина и условия возбуждения

Принцип электродуговой сварки основан на использовании температуры электрического разряда, возникающего между сварочным электродом и металлической заготовкой.

Дуговой разряд образуется вследствие электрического пробоя воздушного промежутка. При возникновении этого явления происходит ионизация молекул газа, повышение его температуры и электропроводности, переход в состояние плазмы.

Горение сварочной дуги сопровождается выделением большого количества световой и особенно тепловой энергии, вследствие чего резко повышается температура, и происходит локальное плавление металла заготовки. Это и есть сварка.

Основные свойства дугового разряда

В процессе работы, для того, чтобы возбудить дуговой разряд, производится кратковременное касание заготовки электродом, то есть, создание короткого замыкания с последующим разрывом металлического контакта и установлением требуемого воздушного зазора. Таким способом выбирается оптимальная длина сварочной дуги.

При очень коротком разряде электрод может прилипать к заготовке, плавление происходит чересчур интенсивно, что может привести к образованию наплывов. Длинная дуга отличается неустойчивостью горения и недостаточно высокой температурой в зоне сварки.

Неустойчивость и видимое искривление формы сварочной дуги часто можно наблюдать при работе промышленных сварочных агрегатов с достаточно массивными деталями. Это явление называется магнитным дутьем.

Суть его заключается в том, что сварочный ток дуги создает некоторое магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем, создаваемым током, протекающим через массивную заготовку.

То есть, отклонение дуги вызывается магнитными силами. Дутьем процесс назван потому, что дуга отклоняется, как будто под воздействием ветра.

Радикальных способов борьбы с этим явлением нет. Для уменьшения влияния магнитного дутья применяют сварку укороченной дугой, а также располагают электрод под определенным углом.

Среда горения

Существует несколько различных сварочных технологий, использующих электродуговые разряды, отличающиеся свойствами и параметрами. Электрическая сварочная дуга имеет следующие разновидности:

• открытая. Горение разряда происходит непосредственно в атмосфере;
• закрытая. Образующаяся при горении высокая температура вызывает обильное выделение газов от сгорающего флюса. Флюс содержится в обмазке сварочных электродов;
• в среде защитных газов. В этом варианте, в зону сварки подается газ, чаще всего, это гелий, аргон или углекислый газ.

Защита зоны сварки необходима для предотвращения активного окисления плавящегося металла под воздействием кислорода воздуха.

Слой окисла препятствует образованию сплошного сварного шва, металл в месте соединения приобретает пористость, в результате чего снижается прочность и герметичность стыка.

В какой-то мере дуга сама способна создавать микроклимат в зоне горения за счет образования области повышенного давления, препятствующего притоку атмосферного воздуха.

Применение флюса позволяет более активно выдавливать воздух из зоны сварки. Использование среды защитных газов, подаваемых под давлением, решает эту задачу практически полностью.

Продолжительность разряда

Кроме критериев защищенности, дуговой разряд классифицируется по продолжительности. Существуют процессы, в которых горение дуги происходит в импульсном режиме.

В таких устройствах сварка осуществляется короткими вспышками. За время вспышки, температура успевает возрасти до величины, достаточной для локального расплавления небольшой зоны, в которой образуется точечное соединение.

Большинство же применяемых сварочных технологий использует относительно продолжительное по времени горение дуги. В течение сварочного процесса происходит постоянное перемещение электрода вдоль соединяемых кромок.

Область повышенной температуры, создающая сварочную ванну, перемещается вслед за электродом. После перемещения сварочного электрода, следовательно, и дугового разряда, температура пройденного участка снижается, происходит кристаллизация сварочной ванны и образование прочного сварного шва.

Структура дугового разряда

Область дугового разряда условно принято делить на три участка. Участки, непосредственно прилегающие к полюсам (аноду и катоду), называют соответственно, анодным и катодным.

Центральную часть дугового разряда, расположенную между анодной и катодной областями, называют столбом дуги. Температура в зоне сварочной дуги может достигать нескольких тысяч градусов (до 7000 °C).

Хотя тепло не полностью передается металлу, его вполне хватает для расплавления. Так, температура плавления стали для сравнения составляет 1300-1500 °C.

Для обеспечения устойчивого горения дугового разряда необходимы следующие условия: наличие тока порядка 10 Ампер (это минимальное значение, максимум может достигать 1000 Ампер), при поддержании напряжения дуги от 15 до 40 Вольт.

Падение этого напряжения происходит в дуговом разряде. Распределение напряжения по зонам дуги происходит неравномерно. Падение большей части приложенного напряжения происходит в анодной и катодной зонах.

Экспериментальным путем установлено, что при сварке плавящимся электродом, наибольшее падение напряжения наблюдается в катодной зоне. В этой же части дуги наблюдается наиболее высокий градиент температуры.

Поэтому, при выборе полярности сварочного процесса, катод соединяют с электродом, когда хотят добиться наибольшего его плавления, повысив его температуру. Наоборот, для более глубокого провара заготовки, катод присоединяют к ней. В столбе дуги падает наименьшая часть напряжения.

При производстве сварочных работ неплавящимся электродом, катодное падение напряжения меньше анодного, то есть, зона повышенной температуры смещена к аноду.

Поэтому, при этой технологии, заготовка подключается к аноду, чем обеспечивается хороший ее прогрев и защита неплавящегося электрода от излишней температуры.

Температурные зоны

Следует заметить, что при любом виде сварки, как плавящимся, так и неплавящимся электродом, столб дуги (его центр) имеет самую высокую температуру – порядка 5000-7000 °C, а иногда и выше.

Зоны наиболее низкой температуры располагаются в одной из активных областей, катодной или анодной. В этих зонах может выделяться 60-70% тепла дуги.

Кроме интенсивного повышения температуры заготовки и сварочного электрода, разряд излучает инфракрасные и ультрафиолетовые волны, способные оказывать вредное влияние на организм сварщика. Это обусловливает необходимость применения защитных мер.

Что касается сварки переменным током, понятие полярности там не существует, так как положение анода и катода изменяется с промышленной частотой 50 колебаний в секунду.

Дуга в этом процессе обладает меньшей устойчивостью по сравнению с постоянным током, ее температура скачет. К преимуществам сварочных процессов на переменном токе, можно отнести только более простое и дешевое оборудование, да еще практически полное отсутствие такого явления, как магнитное дутье, о котором сказано выше.

Вольт-амперная характеристика

На графике представлены кривые зависимости напряжения источника питания от величины сварочного тока, называемые вольт–амперными характеристиками сварочного процесса.

Кривые красного цвета отображают изменение напряжения между электродом и заготовкой в фазах возбуждения сварочной дуги и устойчивого ее горения. Начальные точки кривых соответствуют напряжению холостого хода источника питания.

В момент возбуждения сварщиком дугового разряда, напряжение резко снижается вплоть до того периода, когда параметры дуги стабилизируются, устанавливается значение тока сварки, зависящее от диаметра применяемого электрода, мощности источника питания и установленной длины дуги.

С наступлением этого периода, напряжение и температура дуги стабилизируются, и весь процесс приобретает устойчивый характер.

Температура плавления металла при сварке

1. Газовая сварка. Используемый горючий газ — ацетилен, кислород. Каждый из газов способен нагреть и расплавить любой металл. Температура плавления металла при сварке достигает 3000⁰С. Для такой сварки необходим кислород, горючий газ ацетилен, рукава подачи газов из баллона, газовая горелка, в которой образуется горючая смесь. Место сваривания нагревают, доводя до расплавленного состояния, потом подводят присадочный материал, сливающийся с основным металлом и образующий шов.
2. Дуговая сварка. Источником энергии при этой сварке служит электрический дуговой разряд, который появляется при соприкосновении свариваемых деталей к одному полюсу источника тока, а электрода к другому полюсу. При этом, движение совершает электрод с дуговым разрядом, необходимо использовать присадочный материал для образования прочного соединения.
3. Аргонодуговая сварка. Прогрессивная сварка для цветных металлов. Применяют плавящийся электрод-проволоку, который подходит по составу со свариваемым металлом или используют неплавящийся вольфрамовый электрод, его в основном применяют для ответственных конструкций, а сбоку подают присадочный металл. Особенно хорошо использовать этот вид сварки для титана и его сплавов.

Температура плавления при сварке титана 1668⁰ С, а аргонодуговой сварки 2000⁰ С. Дело в том, что титан при температуре 500

0С начинает активно реагировать с окружающей средой, и он начинает окисляться, а при такой сварке аргон исполняет роль защиты от атмосферы и титан не реагирует на нее. Плавление сплава происходит равномерно, и шов получается ровный и чистый. Это только некоторые виды сварки плавлением. Существуют средства, которые содействуют плавлению,  метала — это флюсы, роль которых растворять окислы при повышенных температурах и способствовать равному шву. Также имеются еще такие средства как шлаки, защитные газы, которые вдуваются в зону сварки.

 

Температура сварки металлов

Электрическая сварка прочно вошла в жизнь человека и нашла широкий спектр применения: она используется в различных отраслях промышленности, на производстве и, в особенности, при строительстве, монтаже и реконструкции различных объектов.

Наиболее широко используемыми сварочными аппаратами являются дуговые электросварочные установки. В них используется энергия электрической дуги, которая представляет собой самостоятельный электрический разряд, характеризующийся высокой плотностью тока и температурой, а также большой скоростью преобразования электрической энергии в тепловую. Суть явления заключается в том, что при определенном напряжении возникает самостоятельный разряд. При этом в воздухе электрическая дуга может иметь место уже при токе, превышающем пол ампера, и напряжении больше пятнадцати вольт. Для электрической дуги характерен четко очерченный дуговой столб с высокой плотностью тока и высокой температурой, которая может достигать пяти — десяти тысяч градусов Кельвина. При этом температура зависит от состава газовой среды, в которой происходит процесс горения сварочной дуги.

Температура сварки металлов в существенной мере обусловлена силой тока сварочной дуги. Так дуги, которые горят в воздухе или в защитной среде газов, имеют ток от единицы до восьмидесяти ампер, а в некоторых сварочных аппаратах и до трехсот пятидесяти ампер. Ток сверх этого значения присущи дугам, горящим, например, под слоем флюса с малым диаметром электрода, а также при сваривании в углеродной среде.

В независимости от способов дуговой электросварки, для обеспечения процесса сваривания металлов электрическая дуга должна быть источником тепла с высокой концентрацией его выделения. Так, при сварке деталей из стали температура в рабочей зоне сваривания должна быть не менее трех тысяч градусов по Цельсию.

Сварка электродных металлов требует их предварительного подогрева. Так, при сварочном соединении изделий из углеродистых сталей, их поверхность должна быть предварительно разогрета до температуры в сто-триста градусов Цельсия. Аналогичная ситуация возникает при сварке чугуна: данный металл перед началом сварочного процесса должен быть нагрет до четырехсот-шестисот градусов.

Для получения прочных неразрывных соединений между частями металла используют различные виды сварки. При этом температура сварки металлов существенным образом зависит от свойств и характеристик электрической дуги, а также условий проведения сварочного процесса.

Слесарное дело» Blog Archive » Электрическая сварка

Электрическая сварка и оборудование для сварки

Назвать виды электрической сварки.

При электрической сварке нагрев металла производится с помощью электричества. В зависимости от принципа превращения электрической энергии в тепловую различают следующие виды сварки: дуговая, электрошлаковая, контактная, индукционная и электронно-лучевая.

Назвать виды дуговой сварки.

Вид дуговой сварки зависит от используемого электрода. Применяются угольные (способ Бенардеса) или металлические электроды (способ Словянова или трехфазным током).

При какой толщине материала можно использовать дуговую электрическую сварку?

Дуговую электрическую сварку можно применять для сварки металлических листов толщиной 1—80 мм. Применение электрошлаковой сварки позволяет сваривать значительно большие толщины.

Что такое электрическая дуга и когда она возникает?

Электрическая дуга представляет собой мощный продолжительный электрический разряд в газах, который сопровождается выделением значительного количества тепла и света.

Электрическая дуга при сварке называется сварочной. Она служит для расплавления свариваемых частей изделия и электрода, металлом которого заполняется сварной шов. Дуга может возникнуть вследствие проскакивания искры между электродами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга или вследствие соприкосновения электродов и последующего их некоторого разведения.

Какова температура электрической сварочной дуги?

Температура электрической сварочной дуги достигает 6000° С при рабочей температуре в зоне сварки порядка 3500° С. Электрическая дуга постоянного тока имеет более высокую температуру на положительном полюсе, в то время как дуга переменного тока имеет наивысшую температуру на обоих полюсах. Температура электрической сварочной дуги зависит от силы электрического тока, протекающего через дугу. Чем больше сила тока, тем больше выделяется тепла, а потому можно расплавить более толстый материал и использовать толстый электрод. По мере отдаления электрода от свариваемого материала количество выделяемого тепла уменьшается.

Какой ток может быть подведен к инструменту для дуговой сварки?

Страницы: 1 2 3 4 5

Автор admin   |  Категория Без рубрики   | 

Теги: ГОСТ 2.312-72, ГОСТ 5264-69, дуга, дуговая сварка, искра, место, металл, молот, отжиг, ремонт, сварка, сварочный аппарат, сварщик, сила тока, сплав, стали, сталь, температура, ток, уголь, чугун, шлак, электрическая сварка, электрод

Как должна проводиться сварка металла при низких и отрицательных температурах

Современное сварочное оборудование позволяет осуществлять процесс сваривания металла в самых различных условиях окружающей среды. При этом особого внимания заслуживает сварка при низких температурах воздуха. Такая процедура требует особого внимания со стороны исполнителя. В первую очередь это касается максимально серьезного отношения к вопросу безопасности и соблюдению технологических инструкций и рекомендаций.

 

К слову, сварочные работы зимой могут проводиться как профессиональными мастерами-сварщиками, так и любителями. Конечно же, во втором случае исполнителям таких работ необходимо быть максимально внимательными и осторожными, учитывая особенности нагрева металла на морозном воздухе. Основная сложность заключается в том, что расплавленная металлическая масса значительно быстрее остывает и кристаллизируется.

 

Кроме того, при воздействии низких температур сварка металлов осложняется еще и тем, что меняются свойства и характеристики самого материала. Так, на морозе происходит изменение свойств стального сплава и других металлических соединений. В итоге это сказывается на качестве создаваемого сварочного шва. Не стоит забывать и о том, что в зимнее время мастеру сварщику приходиться использовать не только средства индивидуальной защиты, но и одевать на себя громоздкие теплые вещи, что значительно затрудняет и замедляет его движения.

 

 

Основные рекомендации для сварки при низких температурах

Для того чтобы обеспечить максимально качественный результат при проведении сварочных работ в зимнее время опытные специалисты рекомендуют придерживаться следующих рекомендаций:

• Очистка свариваемых деталей от снега. Снег и лед являются врагами любого сварочного аппарата. Считается, что минимальное расстояние между снежными сугробами и местом сварки должно составлять около 1 метра. Если же это не так, то следует заранее позаботиться об очистке свариваемых предметов от снега и ледяной корки.
• Обеспечить предварительный прогрев. При относительно небольшом морозе (порядка – 20 градусов по Цельсию) следует прогревать металл в месте его соединения до 120-160 градусов по Цельсию (до 10 сантиметров с каждого конца). Но это не относится к тем металлам, которые обладают особенно низким критическим температурным интервалом хрупкости, например, к меди или алюминию. Их можно сваривать при отрицательной температуре воздуха без использования предварительного нагрева.
• Использовать подходящий режим для сварки на морозе. При работе со сварочным оборудованием на отрытом воздухе зимой следует применять постоянный электрический ток обратной полярности.

 

Какую роль играют газы в процессе сварки при отрицательных температурах?

Большое распространение при проведении сварочных газов зимой получили смеси технических газов, используемые для создания защитной среды. К примеру, это может быть смесь углекислого газа и аргона. Кроме того, для создания газовой ванны при сварке применяются такие технические газы, как гелий, водород и кислород.

 

В целом процесс сварки на морозе с использованием защитной газовой среды должен выполняться с соблюдением общих рекомендаций, в том числе с выполнением предварительного прогрева металла и сварочной проволоки, а также очисткой свариваемых деталей от снега и влаги. В то же время использование подходящей сварочной смеси газов позволяет улучшить качество сварки, обеспечив струйный перенос металла, создание пластичного и плотного шва, очищение металла и подходящий уровень проникновения в деталь в зависимости от ее толщины. Грамотный выбор защитной среды повысит скорость процесса сварки и снизит количество выделяемого дыма и брызг. Подробнее о выборе газов и газовых смесей для различных видов сварки и типов материала вы можете узнать в нашей статье.

 

 

 

Как должна проводиться сварка стали при низких температурах?

Если температура воздуха опускается ниже отметки в ноль градусов, то в этом случае можно проводить сварку деталей, созданных из стальных сплавов до класса C52/40 включительно. При этом нужно учитывать реальную температуру самого стального изделия, а не воздуха, так как разница температур между металлом и окружающей его средой может быть существенной.

 

Изделия из углеродистой стали, толщина которых не превышает 30 мм, можно сваривать с использованием ручного или же полуавтоматического метода в тех случаях, когда температура воздуха составляет не ниже -20 градусов по Цельсию. К слову, при таком же температурном показателе можно осуществлять сваривание деталей из низколегированных сталей, обладающих небольшой толщиной (до 16 мм). Если же толщина изделий из низколегированной стали превышает данную отметку, то сварка при отрицательных температурах может проводиться лишь в тех случаях, когда воздух охлажден не более чем до -10, а в некоторых случаях до 0 градусов.

 

Когда речь заходит о других условиях, то в этом случае следует обязательно проводить предварительный нагрев стального сплава в том месте, где будет осуществляться сварка. Нагревать металл нужно до температуры от 120 до 160 градусов по Цельсию. При этом прогреваться материал должен с обеих сторон стыка и охватом до 10 см.

 

 

В некоторых случаях сварку стали можно проводить и при экстремально низких температурах, например, даже при -40 градусах по Цельсию. В этом случае вырубка дефектов швов (как и самого металлического сплава) может проводиться после того, как соответствующий участок металла будет нагрет до температуры порядка 110 градусов по Цельсию.  А вот заварка дефектов швов может выполняться, когда соответствующий участок будет подогрет до температуры около 210 градусов по Цельсию.

 

Что касается способов подогрева стального сплава перед сваркой, то для достижения требуемого результата может использоваться газокислородная или пропановая сварочная горелка. Проверить, нагрелся ли металл до нужной температуры, можно с использованием термокарандашей, специальной термокраски или же контактных термопар.

 

При сварке нержавеющей стали не стоит забывать и об общих рекомендациях к такому процессу, ознакомиться с которыми можно здесь.

 

 

В заключение

Процесс сварки в зимний период имеет свои особенности, однако нужно не забывать про общие рекомендации по обеспечению работы — обеспечение комфортных условий работы для мастера сварщика, чередование режима труда и отдыха, обеспечение укрытия детали от осадков, соблюдение режимов сварки и техники безопасности. Вы можете прочесть также наш отдельный материал, посвященный теме обслуживания сварочного оборудования.

 

Также стоит отметить, что грамотный подбор защитных газов или смесей – это ключ к качеству выполнения работ. При необходимости ознакомиться с предложениями о продаже технических газов и газовых смесей вы можете на сайте компании «ПРОМТЕХГАЗ», проследовав по ссылке https://idealgaz.ru/.

Что такое предварительный подогрев?

Предварительный подогрев означает проводимое перед сваркой повышение температуры основного металла до желаемого значения, называемого температурой предварительного подогрева. При этом может повышаться температура всего изделия или только в зоне вокруг точки сварки. Подогрев может продолжаться в течение всего процесса сварки, но обычно жар от сварки оказывается достаточным для того, чтобы поддерживать желаемую температуру без необходимости во внешнем источнике тепла. Межслойная температура, т. е. температура основного металла в промежуток времени между первым и последним проходом, не должна опускаться ниже температуры предварительного подогрева. Вопросы межслойной температуры в этой статье описываться не будут. Предварительный подогрев имеет много преимуществ, однако без хорошего понимания его принципов есть риск напрасно потратить деньги или, еще хуже, не суметь обеспечить нужное качество сварки.

Зачем он нужен?
Предварительный подогрев в основном используется по четырем причинам: (1) он снижает скорость остывания наплавленного и основного металла, что позволяет создать материал из более вязкого состава с большей устойчивостью к образованию трещин; (2) меньшая скорость охлаждения позволит диффузионному водороду безопасно рассеяться без риска образования трещин; (3) он позволяет снизить усадочное напряжение шва и прилегающего металла основы, что особенно важно для соединений под высоким напряжением и (4) он поднимает температуру некоторых марок стали до значения, при котором не может произойти хрупкий излом. Кроме этого, предварительный подогрев может использоваться для того, чтобы обеспечить нужные механические свойства, например, ударной вязкости.

Когда стоит использовать предварительный подогрев?
Необходимость подогрева зависит от нескольких факторов: требований кодексов, толщины сечения, состава основного металла, напряжения, температуры окружающей среды, содержания водорода в окружающем металле и того, возникали ли проблемы с образованием трещин в прошлом. В сварочных кодексах обычно указывается минимальная температура предварительного подогрева для каждого металла основы, сварочного процесса и толщины сечения. Это минимальное значение нужно обеспечить независимо от напряжения и состава основного металла. При необходимости это минимальное значение может быть повышено. В следующем разделе приведен соответствующий пример.

При отсутствии кодексов с требованиями к сварке нужно самостоятельно определить необходимость в предварительном подогреве и при положительном решении выбрать наиболее подходящую температуру. В случае низкоуглеродистой стали толщиной меньше 1 дюйма (25 мм) предварительный подогрев обычно не требуется. Однако при увеличении числа элементов сплава, количества диффузионного водорода в металле наплавления, напряжения или толщины сечения потребность в подогреве возрастает. В следующем разделе описано несколько методов определения необходимой температуры предварительного подогрева для каждой комбинации основного металла и толщины сечения.

Как выбрать температуру предварительного подогрева?
В сварочных кодексах обычно указывают минимальные значения температуры предварительного подогрева, которые могут оказаться достаточными или недостаточными для предотвращения образования трещин в каждом конкретном случае. Например, при изготовлении балочно-стоечного сопряжения с помощью низководородистого электрода из сплава ASTM A572-Gr50 и очень большого сечения A36 (толщиной 10,2-12,7 см) требуется минимальная температура предварительного подогрева 107°C (AWS D1.1-96, Таблица 3.2). Для изготовления стыковых соединений с очень большим сечением температуру предварительного подогрева рекомендуется поднять выше минимального уровня до значения, требуемого институтом AISC, а именно 175°C (AISC LRFD J2.8). В достаточно консервативной рекомендации AWS признается, что предписываемые в документе AWS D1.1 требования к минимальной температуре могут оказаться недостаточными для подобных соединений под высоким напряжением.

Но как определить подходящую температуру предварительного подогрева при отсутствии сварочных кодексов? Для этого можно воспользоваться документом AWS D1.1-96, Приложение XI: «Руководство по альтернативным методам определения предварительного подогрева», которое содержит две процедуры для определения температуры подогрева, составленных в основном по результатам лабораторных тестов на образование трещин. Эти процедуры особенно полезны в случаях с высоким риском образования трещин из-за напряжения, содержания водорода, особенностей состава или низкого тепловложения при сварке.

Два представленных в Приложении XI документа AWS D1.1-96 метода представляют собой: (1) контроль твердости в зоне теплового воздействия (HAZ) и (2) контроль содержания водорода. Метод контроля твердости в зоне теплового воздействия HAZ распространяется только на угловую сварку. Он основан на предположении, что трещины не возникнут, пока твердость HAZ будет оставаться ниже некоего определенного значения. Этого можно добиться, контролируя скорость охлаждения материала. Критическую скорость охлаждения для определенного значения твердости можно соотнести с углеродным эквивалентом стали, который вычисляется по следующей формуле:

CE = C + ((Mn + Si)/6) + ((Cr + Mo + V)/5) + ((Ni + Cu)/15)

После этого на основе критической скорости охлаждения можно рассчитать минимальную температуру подогрева (в работе Блодгетта «Расчет скорости охлаждения методом компьютерного моделирования» описана процедура расчета на основе скорости охлаждения, тепловложения, толщины пластины, температуры, при которой становится критической скорость охлаждения, температуры предварительного подогрева, теплопроводимости и теплоемкости). Однако нужно отметить, что «хотя этим методом и можно воспользоваться для определения температуры предварительного подогрева, его основным предназначением является определение минимального тепловложения (и, как следствие, минимального размера шва) для предотвращения излишнего затвердевания» (Приложение XI, параграф 3.4, AWS D1.1-96).

Метод контроля водорода основывается на предположении, что трещины не возникнут, если количество остающегося в соединении водорода после охлаждения до 50°C останется ниже определенной критической величины, зависящей от состава и напряжения стали. Эта процедура очень хорошо подходит для высокопрочных низколегированных сортов стали с высокой закаливаемостью. Однако в случае углеродистой стали расчетное значение подогрева может оказаться недостаточным.

Метод контроля содержания водорода включает три основные этапа: (1) Расчет параметра состава, аналогичного углеродному эквиваленту; (2) Расчет индекса восприимчивости, представляющего собой функцию параметра состава и содержания способного к диффузии водорода в заполняющем материале; и (3) Определение минимальной температуры предварительного подогрева на основе напряжения, толщины материала и индекса восприимчивости.

Как осуществляется предварительный подогрев?
При выборе метода предварительного подогрева нужно учесть толщину материала, размер шва и доступное тепловое оборудование. Например, небольшие узлы эффективнее всего нагревать в печи. Однако крупные конструкционные компоненты часто требуют применения рядов нагревательных горелок, электрических пластинчатых радиаторов или индукционных или лучистых нагревателей.

Во время подогрева углеродистой стали высокая точность обычно не требуется. Хотя при этом по-прежнему важно, чтобы изделие достигло минимальной температуры, эту температуру можно без вреда превысить примерно на 40°C. Однако в случае закаленной и отпущенной стали (Q&T) это невозможно, так как при сварке перегретой стали Q&T можно повредить материал в зоне теплового воздействия. Как следствие, сталь Q&T требует определения и точного соблюдения минимальной и максимальной температуры.

Кодекс AWS D1.1 требует, чтобы при подогреве сварочного соединения минимальная температура измерялась на расстоянии, по крайней мере равном толщине самой толстой части соединения, но не менее 3 дюймов (75 мм) во всех направлениях от точки сварки. Чтобы убедиться, что был прогрет весь объем материала вокруг соединения, рекомендуется нагревать противоположную сторону от места сварки и измерять температуру поверхности рядом с соединением. Наконец, перед каждым проходом нужно проверять температуру стали, чтобы убедиться в обеспечении минимальной температуры подогрева непосредственно перед зажиганием дуги.

 

Краткое содержание
Предварительный подогрев может использоваться для того, чтобы предотвратить образование трещин и/или обеспечить нужные механические свойства, например, ударную вязкость.

Предварительный подогрев нужно проводить во всех случаях, когда этого требуют применимые кодексы. При отсутствии подходящих кодексов для соответствующей ситуации специалист сварочного производства должен самостоятельно принять решение о необходимости подогрева и о том, какая температура потребуется для данного сочетания основного металла и толщины сечения.

В Приложении XI документа AWS D1.1-96 содержится руководство по альтернативным методам определения подходящей степени предварительного подогрева: методу контроля твердости HAZ и методу контроля содержания водорода.

Предварительный подогрев можно проводить в печи или с помощью нагревательных горелок, электрических пластинчатых радиаторов или индукционных или лучистых нагревателей. Для углеродистых сталей точное соблюдение температурных требований не требуется, но в случае применения индукционных и лучистых нагревателей и подогрева закаленной и отпущенной стали нужно тщательно следить за максимальной и минимальной температурой.

Список литературы
ANSI/AWS D1.1-96 Structural Welding Code: Steel. The American Welding Society, 1996.

Bailey, N. Weldability of Ferritic Steels. The Welding Institute, 1995.

Bailey, N. et al, Welding Steels Without Hydrogen Cracking. The Welding Institute, 1973.

Blodgett, 0. «Calculating Cooling Rates by Computer Programming,» Welding Journal. March 1984.

Graville, B.A. The Principles of Cold Cracking Control in Welds. Dominion Bridge Company Ltd., 1975.

Irving, B. «Preheat: The Main Defense against Hydrogen Cracking.» Welding Journal. July 1992.

Stout, R.D. and Doty, W.D., Weldability of Steels. Welding Research Council, 1971.

The Procedure Handbook of Arc Welding. The James F. Lincoln Arc Welding Foundation, 1994.

Рекомендации по сварке чугуна

Сварка чугуна — это сложная, но выполнимая задача. В большинстве случаев она представляет собой восстановление чугунных изделий, а не соединение чугуна с другими металлами. Например, ремонт может проводиться на литейном производстве в ходе изготовления чугунных изделий или для устранения дефектов литья, обнаруженных при механической обработке. В частности, ремонт может потребоваться в случае неправильного расположения просверленных отверстий. Часто с помощью сварки восстанавливают сломавшиеся чугунные детали. Учитывая ломкость большинства видов чугуна, поломка чугунных изделий — это не редкость.

Хотя существует много типов чугуна, чаще всего используется серый чугун, и рекомендации в этой статье приведены именно для такого материала. 

Чтобы лучше понимать связанные со сваркой чугуна сложности, нужно знать несколько его особенностей. Содержание углерода в чугуне обычно составляет 2-4% — примерно в 10 раз больше, чем в большинстве марок стали. Высокое содержание углерода приводит к образованию графитовых включений. Именно они придают серому чугуну характерный внешний вид на изломе.

При литье расплавленный чугун заливают в форму и позволяют ему постепенно остыть. В случае материалов с высоким содержанием углерода медленное остывание позволяет избежать образования трещин. Об этом нужно помнить при сварке чугуна: во время и после сварки изделию нужно позволить медленно остыть или сохранять достаточно низкую температуру для того, чтобы скорость охлаждения не имела большого значения.

Критическая температура для большинства марок чугуна составляет около 788°C. При превышении этой температуры может начаться растрескивание. Хотя дуга в любом случае нагреет материал выше этого значения, очень важно, чтобы чугун не сохранял такую температуру в течение длительного времени.

Выбор электродов
Если после сварки детали предстоит подвергнуть механической обработке, потребуются сварочные материалы с содержанием никеля. Для однопроходной сварки с повышенной жидкотекучестью рекомендуются электроды Lincoln Softweld® 99Ni. Для многопроходной сварки более предпочтительны Softweld 55 Ni. Иногда для корневого шва используются Softweld 99 Ni, после чего следуют заполняющие проходы с применением Softweld 55 Ni. Если нужда в последующей механической обработке отсутствует и допускается ржавление наплавленного металла, можно использовать электроды Lincoln Ferroweld®.

Нагревать или не нагревать
Как правило, при сварке чугуна рекомендуется проводить предварительный нагрев — причем достаточно сильный. Еще один способ — сохранять чугун прохладным, но не холодным. Ниже будут описаны оба метода. Однако после того, как вы начнете процесс по одному из них, перейти с него на другой будет невозможно.

Техника сварки с предварительным нагревом
Предварительный нагрев чугуна перед сваркой позволит замедлить скорость остывания сварного шва и зоны вокруг него. По возможности всегда рекомендуется проводить нагрев всего изделия. Обычно температура нагрева составляет 260-650°C. Избегайте температуры выше 760 градусов, которая является для такого материала критической. Нагревание должно происходить медленно и равномерно. 

Проводите сварку на низких токах. Это поможет снизить остаточное напряжение и содержание примесей. В некоторых случаях может понадобиться ограничить длину швов до коротких, приблизительно 3-сантиметровых отрезков, чтобы избежать скапливания остаточного напряжения, которое может привести к растрескиванию материала. В этом также может помочь проковка шва.

После сварки дайте детали постепенно остыть, чтобы сократить скорость остывания и вероятность растрескивания детали.

Техника сварки без предварительного нагрева
Иногда в силу размера детали или других причин предварительный подогрев может быть невозможен. В таком случае деталь нужно сохранять прохладной, но не холодной.

Температуру детали рекомендуется поднять до примерно 38°C. Например, если деталь расположена рядом с двигателем, перед сваркой его можно запустить на несколько минут. Однако деталь должна оставаться достаточно прохладной, чтобы к ней можно было прикоснуться голыми руками.

Делайте короткие швы длиной примерно 2-3 см. При такой технике требуется проковка шва после сварки. Дайте сварному шву и детали достаточно времени остыть. Не охлаждайте деталь водой или сжатым воздухом. Вы можете начать сварку в другой зоне детали в то время, пока предыдущая остывает. Все сварочные кратеры должны быть заполнены. По возможности сварка должна вестись в одном направлении, а концы сварных швов — не сходиться вместе.

Заполнение трещин
Из-за особенностей чугуна даже при соблюдении всех правил сварки возле сварного шва могут возникать небольшие трещины. Это может оказаться важным, если деталь должна быть водонепроницаемой. В большинстве случаев протечки можно устранить каким-либо герметиком или позволить им заржаветь в ходе эксплуатации. 

Метод соединения шпильками
Одним из методов ремонта крупных поломок больших чугунных деталей является просверливание и нарезание резьбы в отверстиях в поверхностях со скосами для наплавленного металла. После этого в отверстия ввинчиваются стальные шпильки, оставляя над поверхностью 5-6 мм от длины шпильки. Пользуясь вышеописанными методами, шпильки завариваются, а вся поверхность зазора покрывается наплавленным металлом. После этого обе стороны трещины свариваются вместе.

6 удивительных фактов о дуговой сварке

Сварка — это процесс металлообработки, включающий использование тепла для соединения двух или более металлических предметов. Когда к металлическим предметам прикладывается тепло, поверхность предметов начинает плавиться. Когда расплавленная поверхность охлаждается, она затвердевает, связывая предметы в процессе.

Но в то время как при некоторых сварках металл нагревается пламенем, в других используется электричество. Известная как дуговая сварка, она характеризуется использованием электрической дуги — либо постоянного (DC), либо переменного (AC) тока, которая плавит большинство металлов при контакте.Ниже приведены шесть удивительных фактов о дуговой сварке.

# 1) Он был изобретен в 1800-х годах

Дуговая сварка берет свое начало в 1800-х годах, когда русский ученый Василий Петров создал управляемую электрическую дугу. Используя ту же концепцию, русский изобретатель Николай Бенардос продемонстрировал, как электрическая дуга может соединять металлические предметы, что привело к современной дуговой сварке.

# 2) Электрическая дуга обычно достигает около 10 000 градусов

Электрическая дуга очень горячая, поэтому дуговая сварка считается эффективным сварочным процессом.В то время как разные металлы требуют разной температуры, дуговая сварка обычно выполняется при температуре дуги примерно 10 000 градусов по Фаренгейту. Конечно, это все еще холоднее, чем сварка плазменной горелкой, температура которой может достигать 50 000 градусов по Фаренгейту, но, тем не менее, электрическая дуга невероятно горячая.

# 3) Он сыграл роль в Первой мировой войне

Дуговая сварка сыграла ключевую роль в Первой мировой войне, упростив производство линкоров. До дуговой сварки Королевский флот использовал клепаные пластины для постройки своих линкоров.Однако дуговая сварка оказалась более эффективной и действенной, что позволило Великобритании построить больше линкоров за меньшее время.

# 4) Сварочные аппараты должны «остыть»

Из-за очень высокой температуры, которую они вырабатывают, аппараты для дуговой сварки должны остывать, чтобы предотвратить повреждение или выход из строя. За исключением промышленных аппаратов для дуговой сварки, большинство аппаратов для дуговой сварки имеют рабочий цикл, указанный производителем, который означает, сколько минут в течение 10-минутного периода следует использовать сварщику.

# 5) Существуют разные виды дуговой сварки

Существует примерно полдюжины различных типов дуговой сварки, каждый из которых использует свой подход. Например, газовая дуговая сварка включает использование газа, такого как гелий, для разжигания электрической дуги, тогда как плазменная дуговая сварка предполагает использование плазмы.

# 6) Недорого

По сравнению с другими сварочными процессами дуговая сварка стоит недорого. Аппараты для дуговой сварки доступны всего за 200 долларов и требуют минимального обучения.

Существует более десятка различных типов сварки, дуговая, MIG, роботизированная MIG, TIG, лазерная сварка и даже сварка трением. Монро — знаток каждого из них.

Нет тегов для этого сообщения.

Вы когда-нибудь задумывались, какова температура сварочной дуги?

Сварочная дуга

Дуговая сварка считается наиболее экономичным методом соединения двух металлических деталей. Этот метод использует электричество для получения сильного тепла, которое помогает расплавить две части металла в одну цельную деталь.Сварочные аппараты используют трансформатор или инверторный источник питания для создания электрической дуги между «электродом» или присадочным материалом и основным материалом, чтобы создать достаточно тепла для плавления металлов прямо в точке контакта, что делает его эффективным и точным.

Температура сварочной дуги обычно находится в диапазоне 6000-8000 градусов по Цельсию, который в пересчете на градусы Фаренгейта будет примерно в пределах 10000-15000 градусов, но точная температура зависит от множества факторов, таких как тип тока, тип защитного газа, сила тока и т. Д. .Я не физик, поэтому я не могу объяснить это более подробно, однако мы можем изучить некоторые факторы более глубоко.

Сварщики используют постоянный — постоянный или переменный — переменный ток, а также неплавящиеся или расходуемые электроды в зависимости от метода. И важно знать, что зона сварки всегда защищена защитным газом или облаком флюса, создаваемым некоторыми присадочными металлами.

Источники питания

Для дуговой сварки можно использовать несколько источников питания , но наиболее часто используется источники питания постоянного тока (из розетки в нашей стене) рядом с с источником постоянного напряжения (от станка) либо постоянным — постоянным, либо переменным — переменным током Текущий.Напряжение также напрямую связано с длиной дуги, в то время как ток к количеству теплового вклада.

При дуговой сварке источники постоянного тока обычно используются для ручных методов сварки, таких как дуговая сварка металлическим электродом и дуговая сварка газом вольфрамовым электродом , поскольку они поддерживают постоянный ток, несмотря на небольшие колебания напряжения. Эта особенность имеет решающее значение, потому что может быть довольно сложно удерживать электрод стабильно при сварке штангой, поэтому длина дуги и напряжение будут часто колебаться ().С другой стороны, источники постоянного напряжения постоянно поддерживают напряжение при колебаниях тока, и по этой причине они применяются в автоматизированных процессах дуговой сварки в промышленных масштабах, таких как FCAW, сварка под флюсом и GMAW. В этих сварочных процессах длина дуги остается постоянной, потому что любое изменение длины между основным материалом и проволокой немедленно корректируется огромным изменением тока. Это означает, что если расстояние между основным материалом и проводом слишком мало, ток будет быстро увеличиваться, что увеличивает тепло, возвращая его к исходному разделительному расстоянию.

По крайней мере, это теория.

При дуговой сварке направление используемого тока также имеет значение и в зависимости от материала влияет на температуру сварочной дуги, проплавление и качество сварного шва. В процессах с плавящимися электродами, включая газовую дугу и дуговую сварку в среде защитного металла, используется постоянный ток, тогда как электроды могут заряжаться либо отрицательно, либо положительно.

Типы методов защиты, влияющих на температуру дуги

Насколько я понимаю, тримикс (гелий, аргон, СО2) или аргон / СО2 или даже чистый СО2 не имеют большого значения, если вы свариваете довольно тонкие материалы дома.Да, с чистым CO2 вы можете получить лучшее проникновение, то есть дуга будет более горячей, но большая разница проявляется, когда вы используете самозащитные присадочные металлы с противоположной полярностью.

Температура брызг при сварке

Сварочные искры образуются, когда электрод соприкасается с заготовкой, а затем удаляется, позволяя воздуху ионизироваться между двумя металлами, а электроны перепрыгивать через зазор. В результате генерируется тепло и яркий свет. Температура сварочных брызг может составлять от 550 до 1200 градусов Цельсия.

Интересное чтение о сварочных брызгах: Сварочные брызги — 11 вещей, которые вы должны знать об этом

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что температура сварочной дуги составляет 10000-15000 градусов, и, поскольку я не физик, я не знать точную температуру и точное воздействие различных защитных газов, длины дуги и силы тока. Это практически невозможно определить, если я не проверил это сам, но я думаю, что диапазона от 10 000 до 15 000 достаточно, чтобы знать, что это чертовски жарко.

Урок 1 — Основы дуговой сварки

Урок 1 — Основы дуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1999 УРОК ГРУППЫ ЭСАБ, ИНК. I, ЧАСТЬ А ставка металла. Температура предварительного нагрева может варьироваться от 150 ° F до 1000 ° F, но чаще он поддерживается в диапазоне от 300 ° F до 400 ° F. Чем толще металл шва, более вероятно потребуется ли предварительный нагрев, потому что тепло будет отводиться от зона сварки быстрее по мере увеличения массы.1.5.2 Стресс Разгрузка — Металлы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Количество расширения прямо пропорционально количеству приложенного тепла. В сварная конструкция, металл, ближайший к сварному шву, подвергается наибольшей температуре, а поскольку расстояние от зона сварного шва увеличивается, максимальная достигнутая температура снижается. Этот неоднородный нагрев вызывает неравномерное расширение и сжатие и может вызвать деформацию и внутренние напряжения внутри сварного изделия.В зависимости от состава и использования металл может не смогут противостоять этим напряжениям и растрескиванию или преждевременному выходу из строя детали может возникнуть. Один способ минимизировать эти напряжения или снять их — равномерно нагреть структура после это было сварено. Металл нагревается до температуры чуть ниже точки где микроструктура происходит изменение, а затем он охлаждается с медленной скоростью. 1.5.3 Закалка — Твердость стали можно повысить путем ее нагрева. от 50 ° F до 100 ° F выше температуры, при которой происходит изменение микроструктуры, а затем поместите металл в жидком растворе, который быстро охлаждает это.Это быстрое охлаждение, известное как «закалка», фиксирует известные микроструктуры как «мартенсит», который способствует твердости металла характерная черта. Тушение решения, используемые в этом процессе, оцениваются в соответствии с скорость, с которой они охлаждают металл, т. е. Масло (быстро), Вода (быстрее), Соляной раствор (быстрее). 1.5.4 Темперирование — После закалки металл обычно закаляется. Темперирование — это процесс, при котором металл повторно нагревается до температуры ниже 1335 ° F, при этом температура в течение некоторого времени, а затем охладите до комнатной температуры.Темперирование снижает хрупкость что характерно для закаленных сталей, что обеспечивает хороший баланс между высокой прочностью и ударной вязкостью. Термин ударная вязкость, применяемый к металлам, обычно относится к сопротивлению хрупкому разрушению или ударная вязкость при определенных условиях окружающей среды. Подробнее об этих свойствах будет рассказано позже в этом уроке. и в последующем уроки. Стали, которые поддаются такой обработке, известны как «закаленные» и закаленные стали.» 1.5.5 Отжиг — Отожженный металл нагревается до температуры От 50 ° до 100 ° выше где происходит изменение микроструктуры, выдержка при этой температуре в течение достаточного время для униформы изменение, чтобы иметь место, а затем охлаждение с очень медленной скоростью, обычно в меху. nace. Основная причина отжиг предназначен для размягчения стали и создания однородного мелкого зерна состав. Сварные детали редко отожженный для высоких температур может вызвать деформацию.

Сварка TIG — Температура — Академия сварки

Во время сварки TIG внутри и вокруг вольфрамового электрода возникают различные температуры.Эти температуры зависят от используемого газа, а также от типа используемого вольфрамового электрода. Различные присадки (комбинации легирующих элементов) по-своему влияют на проводимость вольфрамового электрода и, следовательно, на температуру. Чем лучше проводимость, тем ниже температура вольфрамового электрода при сварке. Конечно, величина установленного сварочного тока также влияет на температуру вольфрамового электрода. При низком токе вольфрамовый электрод станет менее горячим, чем при высоком сварочном токе.

Указанные ниже температуры измерены в аргоновой дуге при сварочном токе 150 ампер и с вольфрамовым электродом диаметром 2,4 мм с углом при вершине 60 градусов. Добавление водорода или гелия еще больше повысит температуру.

Вольфрамовый электрод с 2% тория во время сварки достигает температуры около 3325 градусов Цельсия. Это близко к температуре плавления вольфрама, 3410 градусов по Цельсию. (Примечание! Электроды с 2% тория категорически не рекомендуется использовать.В некоторых странах они даже запрещены.)

Трехкомпонентный вольфрамовый электрод с цирконием и иттрием (пурпурный) в аналогичных условиях нагревается только до 2350 градусов Цельсия. Сопротивление вольфрамового электрода будет меньше, что облегчит движение электронов. При такой более низкой температуре срок службы наконечника вольфрамового электрода пурпурного вольфрамового электрода по сравнению с торийсодержащим вольфрамовым электродом будет значительно дольше. Эффективность дуги также будет выше, потому что в вольфрамовом электроде останется меньше энергии.

Температура синего вольфрамового электрода (WLa 20) выше, чем у фиолетового вольфрамового электрода при сварке с такими же параметрами. Температура золота (WLa 15) намного выше, а серого (WCe 20) выше, чем у золота. Ни один из этих трех не достигает температуры вольфрамового электрода с торием (WTh 20).

В дуговой плазме около кончика вольфрамового электрода температура составляет около 18 000 градусов Цельсия. Электрон, вылетающий из вольфрамового электрода, все еще имеет максимальную энергию и скорость здесь, более 2000 км / сек.Эти высокие температуры вызваны столкновениями электронов с ионами газа.

На поверхности свариваемого материала плазма дуги все еще имеет температуру около 10 000 градусов Цельсия. Причина этого в том, что на пути к материалу электрон быстро теряет свою скорость и, следовательно, свою энергию и, следовательно, выделяет меньше тепла во время столкновений с ионами газа. Эта температура становится еще ниже, если вольфрамовый электрод приваривается с неправильным верхним углом.Например, если наконечник вольфрамового электрода слишком заострен, путь, по которому электрон должен пройти к заготовке, будет длиннее *, и он потеряет еще больше энергии. При этом температура детали может упасть примерно до 8000 градусов Цельсия.

* Помните: электрон всегда покидает материал под углом 90 градусов. Это делает поездку более продолжительной при остроконечном верхнем углу.

6 часто задаваемых вопросов о сварке в холодную погоду

Несмотря на наши сверхчеловеческие подвиги в сфабриковании, мы все смертные здесь, в Уайли, и мы дрожали сквозь то, что кажется долгой зимой.Это заставило нас задуматься, мы знаем, что Крепость Одиночества Супермена находится где-то в Арктике: как он справляется с холодом?

А что, если ему нужно произвести какие-то работы на улице? С его тепловым зрением, вероятно, он чертовски хороший сварщик, но повлияют ли низкие температуры на его работу? Вот что ему нужно знать.

Сварка на открытом воздухе
В нашем хорошо отапливаемом цехе не так уж много случаев, когда нам нужно проводить сварку на открытом воздухе, но это может случиться. Например, нас могут попросить изготовить конструкцию, слишком большую, чтобы пройти через наши двери.

Но другим сварщикам не повезло. Возьмите людей, которые работают на трубопроводах и на месторождениях. Похоже, они то ли в пустыне потеют, то ли мерзнут на морозе. Кроме того, есть строители, которые могут работать на мосту или высоко на башне.

Сварка — это термический процесс: мы нагреваем два куска металла выше их точки плавления и даем им сплавиться. (Да, иногда мы тоже добавляем присадку.) Тогда кажется разумным предположить, что температура окружающей среды будет влиять на процесс сварки.Фактически, это один из наиболее часто задаваемых вопросов о сварке на холоде. Вот наш ответ на этот и пять других часто задаваемых вопросов о сварке при низких температурах (не при низкотемпературной сварке — это другое дело).

6 вопросов по сварке в холодную погоду — ответы!

1. Что следует учитывать перед сваркой при низких температурах?

Есть две вещи, о которых нужно подумать: ваша одежда и ваше снаряжение.

Одежда.Вам нужно сохранять ощущение в пальцах, и вы не можете позволить себе отвлекаться, так что соберетесь. Это особенно важно, если вы будете работать в воздухе. Даже всего в нескольких футах от земли вы можете поймать намного больше ветра, и это просто вытянет тепло прямо из вас.

Оборудование. Все, что связано с водяным охлаждением, может замерзнуть, поэтому убедитесь, что оно надежно защищено. Вы также можете отметить, что электронные компоненты не любят экстремально низкие температуры, поэтому, если вы собираетесь выходить на улицу при отрицательной погоде, проверьте характеристики вашего оборудования.И очевидно, что в холодную погоду аккумуляторы быстро умирают.

2. Как низкие температуры влияют на свариваемые материалы?

Простой ответ: большинство металлов становятся более хрупкими при низких температурах.

Более полезный ответ: Металлы имеют температуру перехода из пластичного в хрупкое состояние или DBTT. Это температура (на самом деле это более узкий диапазон), при которой пластичность резко падает. Во многих сталях этот переход происходит при температуре около 32 ° F (0 ° C), и это одна из причин, по которой Титаник так быстро разрушился: вода была ниже температуры перехода из пластичного в хрупкое состояние, поэтому сталь корпуса была особенно хрупкой.

У нержавеющей стали с другим составом DBTT намного ниже. Типичные значения составляют около -328 ° F (-200 ° C), и не многие из нас когда-либо будут проводить сварку в таких условиях!

Итог: если вам нужно сваривать при температуре ниже точки замерзания, проверьте спецификации материалов для DBTT.

3. Есть ли какие-либо особенности при сварке штучной сваркой?

Да. Проблема в том, что палочки действительно попали в воду. Перепады температуры могут вызвать конденсацию, а это плохо.В общем, держите палочки в тепле и сухо, пока они вам не понадобятся. При необходимости вы можете купить специальные сварочные стержни для низкотемпературных работ. Lincoln Electric, например, предлагает линейку Kryo для низкотемпературной морской сварки.

4. Влияет ли температура на прочность сварного шва?

Да! Проблема здесь в холодном растрескивании (этот термин кажется особенно уместным в данном контексте), вызванном слишком быстрым охлаждением. Скорость потери тепла пропорциональна разнице температур, которая говорит нам о том, что в холодных условиях сварное соединение остывает быстрее.Есть и другие факторы, такие как химический состав стали, количество водорода в сварном шве и влажность окружающей среды, но, вообще говоря, существует больший риск образования холодных трещин при сварке при низких температурах.

Не забывайте, что холод влияет не только на охлаждение, но и на разогрев при сварке. Если свариваемые материалы очень холодные, вам понадобится больше тепла, чтобы сделать сварной шов. В тонком материале удар довольно небольшой, но вы можете увидеть разницу в больших и тяжелых сварных деталях.

Наконец, мы слышали о людях, накидывающих на сварное соединение изолирующее одеяло, чтобы снизить скорость охлаждения.Надо подумать.

5. Какую роль играет предварительный нагрев?

Еще одно решительное да! Предварительный нагрев снижает напряжение и деформацию сварного шва, а также помогает защитить от образования холодных трещин. Сварочные нормы обычно предлагают рекомендации по предварительному нагреву, поэтому следуйте им.

Нужна простая наглядная помощь, чтобы определить, достаточно ли горячие материалы для сварки? Существуют специальные мелки, плавящиеся при определенной температуре. Нанесите их на заготовки и наблюдайте, как мелок расплавится, когда материал станет достаточно горячим.

6. Указывают ли сварочные нормы что-либо о низких температурах при сварке?

Забавно, что вы спросите, да, они спрашивают. Здесь не место вдаваться в подробности — проверьте сами соответствующие коды, — но мы можем предложить несколько общих указателей.

Для тех, кто работает на мостах, соответствующие нормы запрещают сварку при температуре окружающей среды ниже 0 ° F (-18 ° C).

Коды для работы с трубопроводами и сосудами высокого давления немного удобнее для сварщиков.У них минимальная температура 32 ° F (0 ° C).

И, наконец, сварочные нормы ASME запрещают сварку при температурах ниже 50 ° F (10 ° C).

Мы не связывались с нашими сварщиками здесь, в Wiley, но подозреваем, что они поддерживают ASME, когда речь идет о минимальной температуре. Конечно, это не имеет ничего общего со сваркой, а связано с их комфортом!

Следуйте инструкциям

Сварка — это термический процесс, поэтому естественно, что температура оказывает влияние.Самое главное — следить за скоростью охлаждения, поскольку слишком быстрое охлаждение может снизить прочность сварного шва. И всегда соблюдайте соответствующие правила сварки.

Что касается того, как наш Человек из стали справляется с холодом, мы никогда не видели его в пальто, так что, возможно, он этого не чувствует. Опять же, он носит трусы снаружи, так что это говорит о его гардеробе и чувстве одежды?

Контроль температуры и термическая обработка сварных деталей

Предварительный нагрев сплавов HASTELLOY® и HAYNES® обычно не требуется.Температура окружающей среды или комнатная температура обычно считается достаточной температурой предварительного нагрева. Однако материал основы сплава может потребовать нагревания, чтобы поднять температуру выше точки замерзания или предотвратить конденсацию влаги. Например, конденсация может произойти, если сплав принесен в теплый цех из холодного наружного хранилища. В этом случае любой металл рядом со сварным швом следует нагреть немного выше комнатной температуры, чтобы предотвратить образование конденсата, который может вызвать пористость металла шва. Если возможно, нагревание должно осуществляться косвенным нагревом, e.грамм. инфракрасные обогреватели или естественное обогревание до комнатной температуры. Если используется кислородно-ацетиленовое нагревание, нагрев следует применять равномерно по основному металлу, а не в зоне сварного шва. Горелку следует отрегулировать так, чтобы пламя не науглероживалось. Рекомендуется использовать наконечник «бутон розы», который равномерно распределяет пламя. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать местного или начального таяния в результате процесса нагревания.

Межпроходная температура означает температуру сварного изделия непосредственно перед нанесением дополнительного сварочного прохода.Рекомендуется, чтобы максимальная температура промежуточного прохода составляла 200 ° F (93 ° C). Вспомогательные методы охлаждения могут использоваться для контроля температуры промежуточного прохода; допустимы закалка в воде и быстрое охлаждение на воздухе. Необходимо следить за тем, чтобы зона сварного шва не была загрязнена следами масла из воздуховодов, жиром / грязью или минеральными отложениями от жесткой воды, используемой для охлаждения сварного соединения. При креплении оборудования снаружи тонкостенного сосуда рекомендуется обеспечить дополнительное охлаждение внутри (на технологической стороне) сосуда, чтобы минимизировать протяженность зоны термического влияния.

В подавляющем большинстве рабочих сред коррозионно-стойкие сплавы и жаропрочные сплавы, упрочненные твердым раствором, используются в состоянии после сварки, и термообработка после сварки (PWHT) этих сплавов, как правило, не требуется для обеспечения хорошей свариваемости. . Термическая обработка после сварки может потребоваться или оказаться полезной в определенных ситуациях, например, для снятия остаточных напряжений сварного шва. Однако термообработка для снятия напряжения при температурах, обычно используемых для углеродистых сталей, обычно неэффективна для этих сплавов.Если PWHT проводится при этих промежуточных температурах, это может привести к выделению вторичных фаз в микроструктуре, что может оказать пагубное влияние на свойства материала, такие как коррозионная стойкость. Для большинства сплавов следует избегать PWHT в диапазоне температур от 1000 до 1500 ° F (от 538 до 816 ° C). Если требуется термическая обработка для снятия напряжений сопутствующих компонентов из углеродистой стали, свяжитесь с Haynes International для получения рекомендаций. В общем, единственным приемлемым методом PWHT для сплавов, упрочненных твердым раствором, является полный отжиг на твердом растворе.Для определения подходящей температуры отжига сплава для сплава следует обращаться к руководству по термообработке. Время отжига обычно соизмеримо с толщиной сварного шва.

Для дисперсионно-упрочненных сплавов обычно требуется PWHT для достижения соответствующих свойств материала / сварной детали. Почти во всех случаях это включает полный отжиг на твердый раствор с последующей термообработкой для упрочнения при старении. Обратитесь к руководству по термообработке, чтобы определить подходящий график термообработки отжига и упрочнения сплава.

Как ковать Сварку, как профессионал

Кузнечная сварка (FOW) — важный навык, особенно для кузнецов. Поскольку этот процесс особенно сложен, кузнецам и сварщикам рекомендуется заниматься ковкой в ​​свободное время. При регулярной практике они могут в конечном итоге усовершенствовать свое ремесло. В этой статье мы перечислим пошаговое руководство по , как ковать сварной шов .

Что такое кузнечная сварка?

Кузнечная сварка — это процесс соединения двух металлических частей вместе.Похоже на любой другой процесс сварки, не так ли? Но это не так. При сварке кузнечных изделий вы даже можете соединить два разных куска металла, нагревая их, а затем заставляя их стать одним целым. Используя правильную технику, высокую температуру и давление, вы можете выковать практически любые два металла в один.

Руководство по кузнечной сварке

В FOW сварщик или кузнец сначала нагревает металл, а затем вбивает его в один. Некоторые даже используют прессы, чтобы оказать достаточное давление, чтобы соединить две части.Чтобы получить правильный сварной шов, вам необходимо следовать правильной пошаговой процедуре.

Нагрейте металлы

Каждый металл имеет разную температуру плавления. Количество тепла, которое требуется каждой детали, зависит от типа металла и его свойств. Есть несколько различных марок стали, и они классифицируются в соответствии с их химической структурой.

В зависимости от химического состава требуемая температура нагрева для каждой категории стали различается. У некоторых черных металлов, таких как алюминий, действительно низкая температура нагрева.Их можно легко слепить даже на мягком огне.

Остерегайтесь желтоватого цвета при нагревании металлов. Если продолжать повышать температуру даже после этого, металл начнет окисляться. Как только это произойдет, исправить это уже невозможно, и вам придется заменить разрушенный кусок новым материалом.

Убедитесь, что вы сначала доводите металл до хорошего оранжевого огня, чтобы не испортить его с первой попытки.

Спринклерный флюс

Как только вы достанете металл из огня, сбрызните его флюсом.Он служит низкотемпературной защитой от атмосферного загрязнения. Если кислород из окружающей среды контактирует с горячей сталью, он может образовывать накипи на поверхности и вызывать пористые сварные швы. Чешуя также препятствует сварке металла.

Borax 20 Mule — самый доступный вариант. Он достаточно хорошо работает с большинством металлов, а также является одной из относительно дешевых альтернатив на рынке. Borax лучше всего подходит для всех новичков или любителей. Другие варианты включают Easy Weld и Anhydrous Borax.Оба они также относительно хорошо служат цели.

Если вы хотите сваривать без использования флюса, вам может потребоваться бескислородная горелка или вы обладаете необходимыми навыками и опытом.

Снова в огне

После флюсования металлов снова осторожно поместите их в огонь. Следите за тем, чтобы нагретые металлы не контактировали с прямой струей воздуха. В этом случае некоторое количество кислорода может проникнуть через защитный слой, что может привести к образованию накипи.

Подождите, пока заготовка приобретет лимонно-желтый цвет. Вы не сможете правильно определить цвет металла, если не посмотрите на огонь в очках из дидима. Они обеспечивают защиту от известково-желтого цвета и от излучения, испускаемого во время процесса сварки.

Металл при идеальной температуре кажется мерцающим и почти скользким. Невооруженным глазом вы не сможете определить подходящую температуру, поэтому обязательно наденьте очки.Если вы в конечном итоге перегреете заготовку, металлы окислятся, и вам придется начинать заново.

Снять и закрепить

Следующим шагом является снятие стыков металла с огня и закрепление их куском металлической проволоки. При этом образуется первичный сварной шов, что очень важно. Вначале металл будет слишком горячим, чтобы его можно было ковать. Любая попытка придать ему форму может оказаться катастрофической, и вам, возможно, придется повторить весь процесс.

Пусть две части соединятся ненадолго.Это позволит металлу немного остыть. Если у вас есть основание, с которым можно работать, вы можете довести до идеального давления в стыке.

Молот до совершенства

Для завершения процесса ковки можно использовать силовой или гидравлический молот. Вот где пригодятся знания и опыт. Давление, которое вы оказываете, должно быть правильным. Убедитесь, что вы не используете чрезмерную прочность, так как это может привести к смещению сварных швов.

Вам нужно приложить достаточно давления, чтобы заставить их сосуществовать как одно целое.Каждая заготовка требует разного напряжения. Толщина металла и его химическая структура определяют необходимое количество прочности.

Более толстые металлические листы требуют большей прочности по сравнению с более тонкими слоями. Удары молотка должны быть твердыми и устойчивыми. Если у вас есть надлежащее руководство и понимание процесса, ковка становится проще простого.

Если вы внимательно следуете шагам, упомянутым выше, у вас должен быть прочный сварной шов в кратчайшие сроки.

Основное защитное снаряжение

Кузнецы работают с открытым огнем и молотками. Поэтому безопасность должна иметь для них первостепенное значение. Во избежание травм и ожогов во время процесса у них должно быть следующее защитное снаряжение:

• Огнестойкий комбинезон — исключает возгорание одежды сварщика. Как кузнец или кузнец, вы будете постоянно подвергаться воздействию высоких температур. Вы будете близки к открытому огню, которое не всегда стабильно.Не подходите к кузнице, если на вас нет огнестойкой одежды.
• Очки из дидима — без надлежащих очков вы не сможете определить, когда материал достиг желаемой температуры. Поскольку кузнецы не используют термометры или внешние устройства для измерения температуры, они должны носить соответствующие очки. Без них они не смогут видеть сквозь пламя, а металл может окислиться.
• Защитные ботинки — При сварке вы имеете дело с очень тяжелыми деталями.Помимо веса, вам также нужно обезопасить себя от ожогов. Расплавленный металл или горячие куски металла могут упасть вам на ноги. Особенно, когда вы начинаете забивать материал в стык, убедитесь, что у вас есть соответствующая защитная обувь, чтобы в случае аварии ваши ноги были хорошо защищены от горячих и тяжелых предметов.
• Беруши. При кузнечной сварке заготовки нужно сколачивать в одну, а это может быть шумным процессом. Для защиты ушей всегда должны быть под рукой беруши.В противном случае вы можете навсегда повредить барабанную перепонку.
• Перчатки — многие сварщики кузнечного дела не используют перчатки при сварке, так как считают это помехой в процессе. Тем не менее, мы рекомендуем всегда носить их при выполнении любых сварочных работ, так как во всех сварочных процедурах используется высокая температура.

Для поковки вы должны поместить металл в огонь, вынуть его и заменить пару раз. Вы имеете дело с почти расплавленным металлом, и вам нужно защитить свои руки.Простое использование тряпки не обеспечит идеального уровня защиты.

Если вы будете внимательно следить за инструкциями, указанными выше, и будете иметь при себе все средства индивидуальной защиты, вы сможете стать профессиональным сварщиком в кратчайшие сроки. Все, что вам нужно, — это немного практики и знания металлов, с которыми вы работаете.

Связанные вопросы

Можно ли сваривать алюминий кузнечной сваркой?

Алюминий можно сваривать при слабом нагреве. Большинство алюминиевых сплавов податливы для ковки при температуре около 700-900 градусов по Фаренгейту.Поскольку это более мягкие металлы, для придания им формы требуется всего около 5-7 фунтов на квадратный дюйм (PSI).

Кованый алюминий идеально подходит для применений, где для повышения эффективности требуется более легкий материал.

Что лучше — литая или кованая сталь?

Кованая сталь прочнее чугуна или листовой стали. В кованой стали поток зерен материала изменяется, и он приспосабливается к форме, частью которой он становится. Эта процедура позволяет материалу выдерживать удары лучше, чем стальное литье.

Какая средняя температура используется при ковке стали?

Кузнечная сварка требует значительного нагрева. Для разных металлов требуются разные температуры. Для стали понадобится 1150 градусов по Цельсию. Для всех других типов сплавов нужно нагреть материал до 360-520 градусов Цельсия.

Повышает ли кузнечная сварка прочность?

Да, ковка включает нагревание и изменение формы материала. Высокая температура в сочетании с давлением значительно увеличивает прочность материала.После ковки сталь принимает новую форму, а деформированная структура частиц существенно увеличивает прочность.