Температура сварки металла: Температура сварки металла электродом

Содержание

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.


Электрическая сварка | Слесарное дело

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

Сварочные свойства электрической дуги — Сварка металлов


Сварочные свойства электрической дуги

Категория:

Сварка металлов



Сварочные свойства электрической дуги

Электрическая дуга является концентрированным источником тепла. Большая концентрация тепла и высокая температура дуги позволяют расплавить практически все известные металлы.

Распределение тепла в сварочной дуге. В установившейся сварочной дуге конец электрода и поверхность основного металла (изделие) расплавлены, т. е. электрическая дуга горит между жидкими электродами. Распределение тепла в различных зонах сварочной дуги неодинаково. При питании дуги постоянным током наибольшее количество тепла выделяется в анодной области — 43%. В катодной области выделяется примерно 36% тепла дуги, остальные 21% тепла приходятся на столб дуги.

Температура по длине дуги также распределяется неравномерно. При сварке плавящимся металлическим электродом температура в катодной области достигает 2400°С, в анодной, области — 2600°С. Температура столба дуги около 6000°С. Температура металла в сварочной ванне 1800—2000°С.

Перенос электродного металла через дуговой промежуток.

Электродный металл переходит в сварочную ванну в виде капель. В момент прохождения через дуговой промежуток расплавленный электродный металл нагревается до температуры 2100— 2300°С. При ручной дуговой сварке штучными электродами в виде капель переносится до 90—95% электродного металла, а остальные 5—10%—это брызги и пары металла, значительная часть которых теряется.

Размер капель электродного металла определяется в первую очередь плотностью тока в электроде, а также зависит от состава металла электродного стержня и свойств электродного покрытия, диаметра электрода. Чем больше плотность тока в электроде, тем меньше размер капель. Перенос расплавленного металла через дуговой промежуток всегда происходит от электрода к основному металлу (изделию). Направление переноса не зависит от рода и полярности сварочного тока и пространственного положения сварки. Перенос капель жидкого металла через дуговой промежуток происходит под действием следующих факторов: силы поверхностного натяжения жидкого металла, силы электромагнитного поля, неравномерности напряженности электрического поля, внутреннего давления газов капли жидкого металла, газового дутья столба дуги. При сварке в нижнем положении переносу металла способствует также сила тяжести.

Образование сварного шва. Электрическая дуга подводится к месту сварки и вызывает быстрое расплавление электродного и основного металла. Расплавленный объем металла на поверхности изделия, где происходит сплавление электродного металла с основным, называется сварочной ванной. Электрическая дуга перемещается вдоль свариваемых кромок. Примыкающий к оси шва основной и электродный металлы расплавляются и перемешиваются в подвижной сварочной ванне и, затвердевая, образуют сварной шов. При ручной дуговой сварке штучным (покрытым) электродом сварной шов приблизительно на 70% состоит из электродного металла и 30% приходится на долю основного металла.

Давлением столба дуги жидкий металл вытесняется со дна. сварочной ванны на ее боковые поверхности, образуя углубление, называемое кратером. Давление столба дуги периодически изменяется и жидкий металл откладывается отдельными порциями, чего при затвердевании сварочной ванны на поверхности сварного шва образуются чешуйки. Чем толще слой электродного шлака поверхности сварочной ванны, тем меньше будут чешуйки, а поверхность шва — более ровной и чистой.

Расстояние между концом электрода и дном кратера на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Глубина, на которую расплавляется основной металл под действием тепла дуги, называется глубиной провара или просто проваром.

Сварочная дуга нагревает металл значительно выше точки плавления. В катодной и анодной областях температура близка к температуре кипения металла. В результате меняется химический состав металла и его структура после затвердевания, изменяются и механические свойства. Металл сварного шва обычно по своим свойствам отличается от основного металла, не затронутого сваркой.


Реклама:

Читать далее:
Сварочные свойства дуги постоянного и переменного тока

Статьи по теме:

Нагрев и плавление металла при сварке

Нагрев и плавление металла при сварке создают внутренние напряжения в металле и его деформацию, вызываемые следующими причинами  [c.189]

НАГРЕВ И ПЛАВЛЕНИЕ МЕТАЛЛА ПРИ СВАРКЕ  [c.455]

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.  

[c.13]

Наиболее распространена лазерная сварка импульсных излучением в электронной и электротехнической промышленности, где сваривают угловые, нахлесточные и стыковые соединения тонкостенных деталей. Хорошее качество соединений обеспечивается сваркой лазерным лучом тонких деталей (0,05…0,5 мм) с массивными. В этом случае, если свариваемые детали значительно отличаются по толщине, в процессе сварки луч смещают на массивную деталь, чем выравнивают температурное поле и достигают равномерного проплавления обеих деталей. Чтобы снизить разницу в условиях нагрева и плавления таких деталей, толщину массивной детали в месте стыка уменьшают, делая на ней бурт, технологическую отбортовку или выточку (рис. 123). При лазерной сварке нагрев и плавление металла происходят так быстро, что деформация тонкой кромки может не успеть произойти до того, как металл затвердеет. Это позволяет сваривать тонкую деталь с массивной внахлестку. Для этого надо, чтобы при плавлении тонкой кромки и участка массивной детали под ней образовалась общая сварочная ванна. Это можно сделать, производя сварку по кромке отверстия в тонкой детали или по ее периметру.  

[c.238]

В последнее время в сварочной практике находят применение оптические квантовые генераторы (ОКГ), так называемые лозе/)ы. При лазерной сварке нагрев и плавление металла осуществляются мощным световым лучом, получаемым от специальных твердых или газовых излучателей. Для управления сформированным излучателем лучом служат специальные оптические системы. Вакуум при сварке лазером не нужен, и сварка может осуществляться на воздухе даже на значительном расстоянии от генератора.  

[c.429]

При интенсивной бомбардировке металла или какого-либо другого материала ускоренными электронами в высоком вакууме около 99% их кинетической энергии переходит в теплов /ю, расходуемую на нагрев. Температура в месте бомбардировки достигает 5000—6000° С, что достаточно для плавления металла при сварке и для тепловой обработки материалов (плавления, испарения, резки, сверления и др.).  [c.371]

При электрической сварке плавлением источником нагрева служит электрическая энергия. Электрическая сварка плавлением подразделяется на дуговую] при этом способе нагрев и плавление осуществляются за счет энергии, выделяемой дуговым разрядом электро-шлаковую, при которой нагрев и плавление металла осуществляются за счет термической энергии, выделяемой током, проходящим через расплавленный флюс (шлаковую ванну) электроннолучевую сварку при которой энергия, расходуемая на нагрев и плавление металла, получается за счет интенсивной бомбардировки основного металла в месте соединения быстродвижущимися в вакууме электронами сварку лазером — источником нагрева является световой луч, получаемый в специальном оптическом квантовом генераторе . сварка дуг.овой плазмой — источником нагрева является струя ионизированного газа. При химической сварке плавлением в качестве источника нагрева используется экзотермическая реакция горения газов газовая сварка) и порошкообразной горючей смеси термитная сварка). Приведем классификацию основных методов сварки металлов по физическим признакам  [c.438]

При электроннолучевой сварке энергия, необходимая для расплавления металла, подводится к детали электронным лучом. Благодаря бомбардировке поверхности изделия электронами и переходу их кинетической энергии в тепловую происходит местный нагрев и плавление материала. При перемещении кромок свариваемых деталей под лучом образуется сварной шов. Можно перемещать луч вдоль неподвижных прямолинейных или криволинейных кромок.  [c.460]

Электрошлаковая сварка, разработанная институтом электросварки им. Е. О. Патона, имеет принципиальное отличие от описанных выше способов сварки плавлением. При этой сварке тепловая энергия, расходуемая на нагрев и плавление металлов изделия  [c.213]

Принцип электродуговой сварки заключается в следующем. Свариваемая деталь соединяется с одним из полюсов сварочного агрегата постоянного или переменного тока (рис. 126), второй полюс соединяется с держателем электрода. При соприкосновении электрода с деталью происходят сильный нагрев и плавление металла. Если в это время не отвести электрод, то он приварится к основному металлу. При отводе электрода на 2—3 мм от детали расплавленный конец электрода излучает электроны, которые расщепляют атомы окружающего воздуха на ионы при этом ионизированный воздух обеспечивает получение устойчивой электрической дуги, температура которой достигает 3000—3500°.  [c.201]

При электрической сварке плавлением источником теплоты служит электрический ток. Электрическую сварку плавлением подразделяют на дуговую, при которой нагрев и плавление осуществляют за счет энергии, выделяемой дуговым разрядом электрошлако-вую, при которой нагрев и плавление металла осуществляются за счет термической энергии, выделяемой током, проходящим через расплавленный флюс (шлаковую ванну) электроннолучевую, при которой энергия, расходуемая на нагрев и плавление металла в месте соединения, получается за счет интенсивной бомбардировки быстродвижущимися в вакууме электронами плазменную, при которой источником теплоты является струя ионизированного газа. Особое место занимает сварка лучом оптического квантового генератора (лазера), при которой нагрев и плавление металла осуществляются мощным световым лучом. При хи-  [c.597]

Электрошлаковая сварка, разработанная в Институте электросварки им Е. О. Патона, имеет принципиальное отличие от описанных выше способов сварки плавлением. При этой сварке тепловая энергия, расходуемая на нагрев и плавление металлов изделия и электрода, получается за счет теплоты, выделяемой в объеме расплавленного флюса (шлаковой ванны) при прохождении через него преимущественно переменного тока (рис. 28.12). Шлаковая ванна не только нагревает металл изделия и электрода, но и надежно защищает расплавленный металл от вредного действия воздуха.  [c.273]

Электрическая дуговая сварка. При электрической дуговой сварке, или коротко-дуговой сварке, нагрев и плавление металла осуществляется дуговым разрядом, возникающим между электродами. Энергию, необходимую для образования и поддержания дугового разряда, получают от источников питания постоянного или переменного тока. Широкое практическое применение находит дуга прямого действия (рис. 1-3, а), горящая между свариваемым металлом и специальным стержнем-электродом. Для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах.  [c.14]

Лазерная сварка. В последнее время в сварочной практике находят применение оптические квантовые генераторы, так называемые лазеры. При лазерной сварке нагрев и плавление металла осуществляются мощным световым лучом, получаемым от специальных твердых или газовых излучателей. Для управления сформированного излучателем луча служат специальные опти-  [c.23]

Источники теплоты при сварке. Нагрев и плавление металла происходят за счет выделения теплоты на электрических сопротивлениях при прохождении через них электрического тока. Полное количество теплоты (0ээ), генерируемое между электродами за время сварки ( св), определяется законом Джоуля — Ленца  [c.130]

Это ориентировочное значение силы тока, его корректируют в зависимости от свариваемого материала или особенностей соединения. Например, при сварке высоколегированных сталей для уменьшения перегрева металла силу тока уменьшают на 20…30 %. Минимальный ток должен обеспечивать нагрев и плавление торца электрода, максимальный ток не должен перегревать электрод по всей длине и вызывать осыпание покрытия.  [c.120]

Нагрев свариваемого металла, в особенности до температур, близких к температуре кипения металла, при сварке плавлением увеличивает его способность окисляться. Для уменьшения окисления и изоляции от окружающей атмосферы металла шва расплавляемый при сварке металл (при некоторых видах производства сварных труб) окружается специальными шлаками, получаемыми в результате плавления флюсов.  [c.284]

При сварке основной металл нагревается в зоне плавления до температуры более высокой, чем температура металла, окружающего сварочную ванну и удаленного от нее. Неравномерный нагрев металла, вызванный.сваркой, приводит к появлению сжимающих сил в зоне металла, прилегающей ко шву, и растягивающих сил вдали от сварного шва. В результате происходит коробление сварного соединения. Кроме того, затвердевание и охлаждение металла шва приводят к его усадке и деформации свариваемого изделия. Структурные напряжения связаны с изменением размеров кристаллов и их взаимного расположения и сопровождаются изменением объема тела, вызывающим внутренние напряжения. Внутренние силы, возникающие в металле при сварке, могут быть достаточными, чтобы привести к образованию трещин в швах или рядо.м с ними.  [c.116]

Нагрев и охлаждение металла в околошовных участках отличаются от обычной термообработки металлов н сплавов кратковременностью теплового воздействия и нагревом металла до высоких температур вплоть до температуры плавления. Такая своеобразная термическая обработка при сварке вызывает различные структурные изменения металлов и сплавов, оказывая серьезное влияние на свойства металла в околошовных участках.  [c.24]

Характеристики дуги. Дуга — весьма эффективный источник тепла при сварке. Сварочная дуга с плавящимся металлическим электродом в различных случаях эффективно отдает на нагрев и плавление основного металла 60 —80% энергии, полученной от источника тока. Потери энергии идут на излучение дуги в окружающее пространство, на теплопроводность металла, уносятся вместе с брызгами металла.  [c.78]

Структура сварного соединения в зависимости от исходной структуры металла определяется скоростью его нагрева и степенью деформации при сварке, а также скоростью охлаждения после нее. Для стыковой сварки характерен быстрый и концентрированный нагрев ограниченного объема металла в диапазоне температур от комнатной до сварочной, часто равной температуре плавления.  [c.33]

При сварке сопротивлением детали прижимают с большим усилием (2…5 кгс/мм ). Сварочный ток нагревает детали до температуры 0,8.,.0,9 от температуры плавления. В стыке происходит пластическая деформация, соединение образуется без расплавления металла. Этим способом не всегда удается обеспечить равномерный нагрев деталей большого сечения по всей площади и достаточно полно удалить из стыка деталей окисные пленки. Поэтому стыковую сварку сопротивлением применяют только для соединения деталей малого сечения (до  [c.283]

Титан обладает весьма высокой температурой плавления (1668 °С) и кипения (3260 °С). Коэффициент теплопроводности у Ti в 4 раза меньше, чем у Fe, и в 13 раз меньше, чем у А1, поэтому при сварке Ti происходит весьма концентрированный нагрев при значительном градиенте температур. Необходимо также отметить высокое электрическое сопротивление Ti. В химическом отношении титан весьма активный металл при высоких температурах, особенно в расплавленном состоянии. При комнатной температуре он устойчив к окислению и обладает высоким сопротивлением коррозии во многих агрессивных средах.  [c.272]

При сварке плавлением скорость нагрева в интервале температур A i — Асз и длительность пребывания металла околошовной зоны при температуре выше Асз оказывают существенное влияние на процесс гомогенизации аустенита и рост зерна. Существует два возможных варианта развития процесса. Первый вариант, когда высокая температура нагрева металла околошовной зоны способствует росту зерна, особенно при большой длительности пребывания металла при температуре выше Асз и одновременно увеличивает устойчивость аустенита. Второй вариант, когда быстрый нагрев и малая длительность пребывания металла выше температуры Асз понижают степень гомогенизации и устойчивость аустенита.  [c.285]

Электронно-лучевая сварка. Нагрев металла при этом способе осуществляется потоком лучей быстродвижущих-ся электронов, ускоряемых электрическим полем. Падая на поверхность изделия, электроны отдают свою кинетическую энергию, превращающуюся в тепловую и нагревают металл до температуры 5000-6000 °С, что достаточно для плавления металлов при сварке и для их тепловой обработки (резки, сверления, испарения). Процесс обычно ведется в герметически закрытой камере с высоким вакуумом, необходимым для свободного движения электронов и обеспечения чистоты наплавленного металла.  [c.334]

Сварка — один из наиболее распространенных технологических процессов получения неразъемных соединений. Сварное соединение характеризуется непрерывной структурной связью и монолитностью строения, достигаемыми за счет образования атомномолекулярных связей между элементарными частицами свариваемых деталей. При электрической дуговой сварке покрытым или вольфрамовым электродом нагрев и плавление металла производится дуговым разрядом, возникающим между электродом и свариваемым изделием. Энергию для образования и поддержания дугового разряда получают от источников питания постоянного и переменного тока. Электрод закрепляется в электрододержате-ле, который с источником питания соединяется сварочным проводом. Для получения электрического разряда необходимо наличие электрической цепи. Поэтому источник питания кроме электрододержателя соединен еще со свариваемым изделием. Практически это оформляется в виде сварочного поста, в который входит источник питания, электрические провода, электрододержатель, устройства для присоединения сварочного провода к источнику питания и свариваемому изделию, устройства для соединения между собой отрезков сварочного провода, щиток и инструмент сварщика, сбо-рочно-сварочные приспособления (рис. 3). Сварочный пост может быть стационарным или передвижным. При сварке на строительно-монтажной площадке или при сварке крупногабаритных изделий в цеховых условиях используются передвижные посты.  [c.21]

При производстве труб широкое применение находят различные методы дуговой сварки, при которых нагрев и плавление металла происходят за счет энергии, выделяемой дуговым разрядом. При электронно-лучевой сварке энергия, расходуемая на нагрев и плавление металла, образуется в результате интенсивной бомбар-  [c.284]

Электрош лаковая сварка. При электрошлаковом процессе основная часть энергии, расходуемая на нагрев и плавление металла, обеспечивается за счет теплоты, выделяемой в замкнутом объеме расплавленного шлака — шлаковой ванне при прохождении через нее тока. Шлаковая ванна 1 образуется (наводится) путем расплавления флюса, заполняющего пространство между кромками основного металла 2 и специальными охлаждаемыми водой приспособлениями—ползунами 3, плотно прижатыми к поверхности свариваемых де-  [c.21]

Когда испытания по методу Gleeble только начинались, проводили много опытов, в которых вьшолняли и нагрев, и охлаждение. Конечно, при нагреве полезную информацию извлекали, однако самый большой спад пластичности и прочности происходил в условиях охлаждения от максимальной температуры, близкой к температуре плавления. Чтобы эти явления не пропустить, испытания теперь проводят, как правило, в режиме охлаждения. Этот подход, по-видимому, и полнее соответствует механизму растрескивания при сварке. Представляется, что трещины в подлинной зоне термического влияния возникают в процессе охлаждения, а в зоне смешения растрескивание тем более должно совершаться в процессе охлаждения, ибо в противном случае они были бы залечены при расплавлении металла в этой области.  [c.271]

Тепло, выделяющееся при протекании реакций (82) п (83), по приближенным расчетам [22] составляет около 12% всего тепла, затрачиваемого на нагрев и плавление стержня эле рода, что, по-видимому, и обеспечивает, наряду с вос-ста ювлеиием железа по реакции (82), высокий коэффициент наплавки при сварке этими электродами (10—11 г/а-ч). Незначительная часть марганца ферромарганца непосредственно переходит в металл шва, несколько повышая в нем концентрацию этого элемента.  [c.121]

Нагрев металла при сварке может производиться не только электрическим током но и, например, за счет экзотермических химических реакций, идущих с большим выделением тепла. Примером подобной сварки может служить газовая сварка. Обычная газовая, или газоплавильная, сварка относится к группе сварки плавлением.  [c.9]

Стыковая сварка. При этом виде сварки детали подключаются ко вторичной обмйтке сварочного трансформатора с по-У мощью специальных держателей. Место соединения деталей нагре-вается током до температуры плавления металлов, при сдавливании деталей образуется сварной шов. Для получения высокого качества сварного шва необходим одинаковый нагрев обеих деталей в месте соединения. Площади поперечных сечений деталей Б этом месте должны быть одинаковьши. Сварка встык применяется для соединения трубчатых деталей и стержней.  [c.51]

Выравнивание химического состава наплавленного металла производится перемешиванием жидкого металла и диффузией на границе сплавления это выравнивание про-исходит главным образом за счет диф- фузии и осуществляется в меньшей степени, чем у жидкого металла. Поэтому на границе сплавления концентрируется большее количество элементов, пе- реходящих из основного металла в на- плавленный или наоборот, по сравнению со средними участками шва или наплав- ленного валика. При этом необходимо иметь в виду, что при сварке или на- плавке нагрев и охлаждение металла происходят быстро. Это в значительной степени затрудняет выравнивание химического состава металла шва.  [c.15]

Сварные швы. Наиболее ачабые места в аппаратуре — сварные швы и прилегающие к ним зоны, в которых при сварке возникают термические напряжения. Как известно, в процессе сварки металл нагревается неравномерно. В зоне сварного шва достигается температура плавления металла, а в прилегающих зонах температура металла намного ниже. На рис. 1-1Х схематически показано изменение температуры металла при сварке и указаны температурные интервалы на упрощенной диаграмме состояния железо — углерод. На участке 1—2 происходят плавление металла, на участке 2—3 — частичное оплавление со значительным ростом зерна участок 3—4 соответствует процессу нормализации структуры с измельчением зереи на участке 4—5 происходит частичная перекристаллизация, на участке 5—6—рекристаллизация зерен на участке 6—7 температура снижается с 400 до 200° С — в этом интервале температур наблюдается синеломкость у сталей, склонных к старению. Здесь по границам зерен скапливаются нитриды и карбиды и пластичность стали снижается. Нагрев до температур ниже 200 С ие вызывает изменения структуры и свойств стали. Следует отметить, что рассматриваемая схема является условной она использована для пояснения темперного влияния на структуру металла в процессе сварки.  [c.131]

В связи с опасностями такого рода при стыковой контактной сварке всегда рационально обеспечивать осадку, не выключая сварочного тока. Вокруг всякого дефекта, концентрирующего механические напряжения, электрический ток и его магнитный поток создают также свои собственные концентрации. Если концентрация механического сдвига усиливает разрушение, то электромагнитное поле своей концентрацией может противостоять этим действиям. И концентрация тока, и магнитный поток вызывают значительный и мгновенный нагрев в зоне концентрации. Нагревы могут доводить металл до мгновенного плавления, когда не только залечиваются микротрещины, но и ргезко меняется структурная картина со всеми ее бывшими микродефектами. Влияние электромагнитных полей на трещинообразование при сварке полезно иметь в виду и исследователям прочностных свойств соединений при дуговой сварке. Оказывается совершенно небезразлично, как подводился сварочный ток к сварным образцам, с какой именно стороны и в каком направлении. И сварочный ток, и магнитное поле при сварке могут быть и не быть полезными концентраторами.  [c.155]

При затвердевании расплавленного материала слабые адге знойные связи заменяются прочными химическими связями, соответствующими природе соединяемых материалов и типу их кристаллической решетки. При сварке плавлением вводимая энергия (обычно тепловая) должна обеспечивать расплавление основного и присадочного материалов, оплавление стыка, нагрев кромки и т. д. При этом происходит усиленная диффузия компонентов в расплавленном и твердом материалах, их взаимное растворение. Эти процессы, а также кристаллизация расплавленного металла сварочной ванны (или припоя) обеспечивают объемное строение зоны сварки, что обычно повышает прочность сварного соединения.  [c.13]

Ele trosiag welding — Электрошлаковая сварка. Процесс сварки плавлением, в котором нагрев при сварке производится пропусканием электрического тока через расплавленный проводящий шлак (флюс), содержащийся в шлаковой ванне, образованной охлаждаемыми водой преградами, которые соединяют промежуток между свариваемыми элементами. Нагретый сопротивлением шлак не только расплавляет электроды присадочного металла, поскольку они находятся в слое шлака, но также и обеспечивает защиту для массивной сварной ванны, характерной для этого процесса.  [c.949]


Особенности сварки зимой | Статьи о сварке от МЭЗ

  1. В чем трудности зимней сварки
  2. Какие электроды используются для зимней сварки
  3. Некоторые рекомендации по сварке зимой
  4. Об использовании инверторов в зимнее время
  5. Электроды МЭЗ для зимней сварки

Сварочные работы в промышленности, строительстве, коммунальном хозяйстве и в быту выполняются не только в теплое время года, но и при минусовой температуре. Сварка зимой имеет свои особенности и должна производиться с соблюдением определенного ряда требований. Поговорим о том, что может затруднять работы и каковы условия получения качественного результата при ММА-сварке с использованием электродов.

В чем трудности зимней сварки

Главный вопрос, встающий перед сварщиком в зимний период: как обеспечить нужное качество шва в условиях минусовых температур? Холод непосредственно влияет на сварочные процессы, и это выражается в следующем. 

  • При низких температурах металл шва остывает и кристаллизуется значительно быстрее.
  • Вследствие этого неметаллические включения, содержащиеся в сварочной ванне, не успевают перейти в состояние шлаковой корки и частично остаются в металле.
  • Также из металла шва не успевает выйти весь водород и другие газы. И то, и другое приводит к появлению в нем пор и кристаллизационных трещин.
  • Интенсивный отвод тепла от зоны сварки становится причиной плохого проплавления кромок: металл не заполняет полностью соединение, результат – непровар шва.
  • Конденсат на поверхности деталей или стержней также приводит в тому, что в процессе сварки в металле образуется больше водорода, соответственно вырастают риски образования пор.

Сварка зимой на улице осуществляется с использованием электродов, которые сводят образование пор к нулю, обеспечивая высокую ударную вязкость и пластичность металла.

Холод может негативно влиять и на работу инвертора. Однако такое воздействие ограниченно и проявляется только с одной стороны (об этом далее).

Какие электроды используются для зимней сварки

Для выполнения работ применяются электроды, наплавляемый металл которых имеет низкий температурный интервал хрупкости и не склонен к образованию межкристаллитных трещин. В соответствии со СНиП П-23-81 «Стальные конструкции» для работы с конструкциями, которые эксплуатируются в условиях низких температур, используются электроды следующих типов:

  • Э42А, Э46А – для сварки низкоуглеродистых сталей;
  • Э46А, Э50А, Э60, Э70 – для соединения деталей из низколегированных сталей.

В ряду широко применяемых марок – УОНИ-13/65 (Э60), УОНИ-13/45A (Э46А), УОНИ-13/45, ЦУ-6, ОЗС-2 (Э42А), УОНИ-13/55 (Э50А), АНП-2 (Э70) и некоторые другие. Это электроды с основным покрытием, которые обеспечивают высокую ударную вязкость в условиях отрицательных температур.

Некоторые рекомендации по сварке зимой

Температура хранения электродов в помещении не должна опускаться ниже 15°C. На открытое место сварки их нужно доставлять в герметичной таре. Перед использованием требуется обязательная прокалка, температура которой указывается производителем на упаковке.

  • Перед выполнением работ свариваемые детали очищаются от снега и льда, негативно влияющих на работу аппарата и качество шва (способствуют выделению водорода и образованию пор в металле). Кромки тщательно зачищаются от ржавчины, окалины и загрязнений.
  • При морозе от -20°C детали необходимо прогреть до 120–160 °C в месте соединения на ширину до 100 мм по обе стороны будущего сварного шва. Сделать это можно с помощью пропановой или газокислородной горелки. Посредством электронной контактной термопары или термокарандаша можно проверить, нагрелся ли металл до нужной температуры. 
  • В предварительном прогреве не нуждаются свариваемые детали из меди, алюминия, хромоникелевых сталей, поскольку эти металлы и сплавы отличаются крайне невысоким критическим температурным интервалом хрупкости. 
  • Зимняя сварка выполняется на постоянном токе обратной полярности. 
  • ММА-сварка деталей из углеродистой стали толщиной до 30 мм может выполняться, если температура воздуха не ниже -20°C. Тот же температурный показатель допустим, если свариваются изделия из низколегированной стали толщиной до 16 мм. Если речь идет о более толстых деталях, температурный порог должен быть выше – до -10 °C, а в ряде случаев и до 0 градусов. 
  • Рекомендуется выполнять сварку на повышенных (на 10–15%) токах, при этом скорость движения электрода лучше снизить примерно на такие же показатели. 
  • По возможности в условиях низкой температуры следует избегать сварки деталей с резким переходом их толщин в зоне проваривания. Также лучше не сваривать детали (за исключением рядовых конструкций) с пересечением сварных швов или с их большим скоплением из-за рисков хрупкости будущей конструкции.

Минусовые температуры могут оказывать свое негативное влияние и на работоспособность самого сварщика, поэтому для выполнения работ в промышленных условиях необходима специальная зимняя экипировка.

Об использовании инверторов в зимнее время

Практически любой инвертор, включая аппараты бытового назначения, способен обеспечить качественную сварку при температуре до -10 °C. Если аппарат хранился до этого в теплом помещении, в условиях такого умеренного холода качественному устройству, как правило, не наносится никакого вреда, оно не теряет работоспособности.

Напротив, если сварку необходимо продолжить в отапливаемом помещении, сварочный аппарат не рекомендуется включать сразу после его переноса из холода в тепло. Лучше продолжить работы через 2–3 часа – после того, как внутри него испарится конденсат. Если вы не уверены в качестве влагозащитного покрытия электроники платы – сразу включать инвертор однозначно не стоит. 

Приборами бытового назначения не рекомендуется сваривать детали при более низких температурах. Для этого применяется профессиональная техника, которая может варить на морозе – вплоть до -40…-50 °C (температура указывается в паспорте аппарата). Электронные компоненты в ней рассчитаны на безотказную работу в границах указанных значений.

Электроды МЭЗ для зимней сварки

В каталоге Магнитогорского электродного завода представлен широкий выбор электродов МЭЗ для выполнения сварочных работ зимой. Продукция сертифицирована и аттестована Национальной ассоциацией контроля сварки (НАКС). Электроды МЭЗ для работы при минусовых температурах широко используются на объектах партнеров Магнитогорского завода – ПАО «Газпром», группы «Алроса», ОАО «Туполев», ПАО «Татнефть» и других организаций.

 

Электроды для сварки

Температура сварочной ванны

ТЕОРИЯ сварочных процессов

Температуры жидкого металла в разных точках сварочной ван­ны могут сильно различаться между собой. У границы с твердым металлом температура жидкого металла близка к температуре плавления. Она может быть как несколько ниже Тпл вследствие кристаллизационного переохлаждения, так и выше — при больших скоростях движения жидкого металла вдоль твердой границы. Как следует из рис. 7.6, расплавляющийся на передней кромке ванны жидкий металл поступает в ее хвостовую часть, проходя вдоль бо­ковых поверхностей и дна ванны. При этом скорости движения металла могут превышать скорость сварки в несколько раз. Мак­симальная температура жидкого металла существенно зависит от источника теплоты. При лучевых способах сварки, особенно при значительной концентрации энергии в пятне нагрева, температура металла может достигать температуры кипения.

Дуговые и плазменные источники теплоты также способны создавать на поверхности металла довольно высокие температуры, например у сталей — до 2300 К. При электрошлаковом процессе температура жидкого присадочного металла, проходящего через активную зону шлаковой ванны (где выделяется теплота), достига­ет температуры шлака, которая в средней по высоте части шлако­вой ванны составляет 2100…2200 К, а на поверхности шлака около 2000 К.

При способах сварки плавлением, особенно с использованием дуги, происходит интенсивное перемешивание жидкого металла как вследствие его движения из головной части ванны в хвосто­вую, так в результате воздействия источника теплоты на жидкий металл. Происходит интенсивный теплообмен между отдельными порциями различно нагретого жидкого металла, а также отвод те­плоты в твердый металл. Поэтому состояние ванны целесообразно характеризовать не только возможными максимальными и мини­мальными температурами, но и средней температурой жидкого металла. Она зависит от режима сварки (сварочного тока, напря­жения дуги, скорости сварки), характера подачи присадочного металла, устойчивости дуги и положения ее активного пятна. На­пример, средняя температура ванны при аргонодуговой сварке алюминиевого сплава АМгб может изменяться от 650 до 780 °С (при возрастании тока от 300 до 450 А) при UR = 14 В и от 800 до 930 °С при ид = 8 В, в то время как температура плавления сплава АМгб составляет ~ 610 °С.

Граничные условия

Чтобы решить дифференциальное уравнение теплопроводно­сти, необходимо задать распределение температур в начальный момент времени (начальное условие) и условия взаимодействия тела с окружающей средой на его границах (граничные условия). Начальное условие определяется …

Основные допущения и упрощения, принятые в классической теории распространения теплоты при сварке

На современном уровне развития математики аналитическое решение уравнения теплопроводности в общем виде (5.21) еще не найдено, однако при введении некоторых допущений и упрощений можно получить пригодные для практического использования ча­стные …

Дифференциальное уравнение теплопроводности

Сложный процесс изменения температуры точек тела с коор­динатами jc, у, z во времени t описывается дифференциальным уравнением теплопроводности. Для вывода этого уравнения необ­ходимо рассмотреть баланс теплоты в некотором элементарном объеме …

характеристики, условия и особенности применения

Холодная сварка – это способ соединения металлических деталей без применения температурного воздействия. Склеивание происходит за счет пластичной деформации сварочной массы и ее проникновения в сварочные поверхности.

Этот способ широко применяют автолюбители и сантехники – холодная сварка металла широкодоступна и не требует специальной подготовки и сложного оборудования.

Характеристики и состав холодной сварки


Состав холодной сварки может быть однокомпонентным или двухкомпонентным, это по сути клей для металлов. В состав входят:

  • Эпоксидные смолы составляют основу и отвечают за пластичность и однородность состава.
  • Металлический компонент используется в качестве наполнителя.
  • Добавочные вещества: сера и другие компоненты.

В целом она представляет собой полимерный состав, который обладает склеивающими свойствами только при деформации небольшом нагревании. Прочность холодной сварки зависит как от качества состава, так и (даже в большей степени) от правильности применения клея и подготовки поверхности.

В идеальных условиях место соединения может быть прочнее основного металла, но на практике шов после такого ремонта будет на порядок менее прочным, чем при традиционной сварке.

Поэтому применять ее стоит лишь для небольшого ремонта.

Собираетесь самостоятельно проложить пластиковые водопроводные или отопительные трубы? Для того чтоб избежать протекания соединений в будущем, советуем выбрать качественный сварочный аппарат для полипропиленовых труб и проводить роботы в соответствии с технологией.

В некоторых современных сварочных аппаратах используются не электроды и специальная проволока. Здесь описаны разные виды и применение проволоки для газовой сварки.

Температурные характеристики


Какую температуру выдерживает холодная сварка, зависит от состава. На упаковке обычно указаны все параметры, при соблюдении которых шов будет сохранять прочность.

Максимальная температура большинства недорогих составов равна 260 градусов Цельсия или чуть больше. Но стоит понимать, что максимальная прочность достигается только при правильном применении технологии.

Поэтому составы с небольшой максимальной температурой следует применять для ремонта деталей, которые будут эксплуатироваться в нормальных температурных условиях.

На рынке есть составы, выдерживающие на порядок более высокую температуру – это высокотемпературная холодная сварка.

Этот клей сохраняет свои свойства при температуре до 1316 градусов Цельсия, он подходит для соединения поверхностей, постоянно подвергающихся сильному нагреванию, когда использовать традиционную сварку затруднительно.

Виды холодной сварки


На рынке есть клей отечественного и иностранного производства, как и для большинства товаров, отечественные марки предлагают более доступную цену но более низкое качество.

Поэтому при наличии возможности лучше покупать состав от известного зарубежного производителя: ABRO или Hi-Gear. Их отечественных производителей хорошо себя зарекомендовали составы Алмаз, Полимет.

Виды холодной сварки по консистенции и составу клея:

  • Жидкие. Это двухкомпонентные составы, основная масса смешивается перед применением с отвердителем.
  • Пластилинообразные, на вид практически неотличимы от детского пластилина. Представляют собой однослойный или двухслойный брусок, в последнем случае перед применением масса перемешивается.

А вы знаете, что такое сварка полуавтомат? Читайте о технологии и режимах проведения таких сварочных работ.

Если же нужно чтоб места соединения металлов были незаметными, рекомендуем использовать точечную сварку. Узнайте из этой статьи, о технологии точечной сварки.

Плазменная сварка нуждается в постоянном охлаждении во время работы. Тут описано как правильно проводится плазменная сварка на воде.

Какая холодная сварка лучше, зависит от состава, поэтому выбирать следует по производителю и назначению состава. Как правило, в линейке одного производителя есть составы для разных целей:

  • Универсальные. Предназначены для работы с разными материалами: деревом, металлом, полимерами – наименее прочные.
  • Для металла. Такие составы содержат металлический наполнитель и хорошо справляются со сваркой большинства металлов.
  • Для ремонта автомобиля. Это также состав для работы с металлом, но подобранный специально для сварки автомобильных деталей.
  • Также есть составы для сварки под водой и в других сложных условиях.

Ни в коем случае не стоит применять состав, предназначенный для работы с другим материалом, прочность соединения будет нулевой: ее обеспечивает наполнитель, который, если Вы собираетесь работать с металлом, должен быть металлическим.

Поэтому обязательно читайте состав и инструкцию, холодная сварка алюминия составом для дерева будет абсолютно неэффективной.

Также при выборе обращайте внимание на температурный режим, при котором шов будет сохранять прочность – чем выше максимальная температура, тем лучше. Высокотемпературные составы намного прочнее обычных при любых условиях эксплуатации.

Способы применения холодной сварки


Одна из причин популярности клея для металла в том, что применение холодной сварки не требует сложного оборудования и специальных навыков, достаточно просто следовать инструкции.

Перед тем, как работать с холодной сваркой, приготовьте все необходимое:

  1. Сварочный состав;
  2. Ацетон;
  3. Наждачная бумага;
  4. Зажимы (при необходимости).

На смену старым защитным сварочным маскам с темным стеклом пришли изделия, оснащенные автоматически темнеющим стеклом. Читайте обо всех преимуществах применения сварочных масок хамелеон для защиты глаз.

Для домашнего использования не нужны громоздкие профессиональные сварочные аппараты. Достаточно компактного инверторного сварочного аппарата для дома, читайте детальнее о таких аппаратах по ссылке.

Если такой аппарат вам не подходит, читайте на этой странице о других моделях современных сварочных аппаратов.

Применять клей довольно просто:

  • Подготовьте склеиваемые поверхности, зачистив их наждачкой и обработав ацетоном. От качества проведения подготовительной работы во многом зависит прочность соединения, поэтому экономить время и силы не стоит.
  • Перед нанесением клея поверхность должна быть идеально сухой, чем более шероховатой она будет, тем лучше схватится клей.
  • Большинство составов хорошо прилипают к рукам, а это нежелательно, так как нарушает пропорции разных компонентов клея. Поэтому перед применением лучше немного смочить руки водой.
  • Если состав двухкомпонентный, его необходимо смешать. Твердые составы смешиваются как пластилин, разминанием, жидкие просто смешиваются в указанных на упаковке пропорциях, их соблюдать обязательно, иначе состав потеряет свои рабочие качества. При смешивании он немного нагревается, это нормально.
  • Смесь сохраняется в рабочем состоянии до трех минут. Поэтому наносить клей нужно быстро.
  • Если склеиваются две поверхности, их необходимо с помощью зажимов надежно зафиксировать их.
  • После указанного в инструкции времени состав полностью затвердевает, отремонтированную поверхность можно зашпаклевать и закрасить. Сколько сохнет холодная сварка, зависит от состава, обычно – от часа до 8 часов.

В инструкции к любому составу написано, как пользоваться холодной сваркой конкретной марки, рекомендации производителя лучше не нарушать, иначе прочность шва будет минимальной.

Советы по применению холодной сварки


Чаще всего холодная сварка применяется для ремонта автомобиля и проборов отопления, но у каждого применения клея есть свои тонкости: ремонт бензобака холодной сваркой – хорошее решение продлить ему жизнь без дорогостоящей замены.

Перед началом работы нужно обеспечить удобный доступ к поврежденному участку. Есть простой метод облегчить себе задачу, если отверстие небольшое: довести его с помощью отвертки до круглой формы, завинтить подходящий по диаметру болт и закрепить его таким способом.

Холодная сварка для радиатора автомобиля – еще один популярный способ применения таких составов. Определить, где радиатор имеет повреждения, можно, продув его под водой с помощью компрессора, место появления пузырьков будет указывать на место повреждения.

Следует учитывать, что данный метод в данном случае будет лишь временным решением – длительной эксплуатации отремонтированный таким образом радиатор не выдерживает.

Можно ли холодной сваркой заварить глушитель, зависит от того, какую температуру выдерживает состав. Обязательно берите высокотемпературную модификацию, перед склеиванием поверхность обязательно нужно хорошо зачистить и подготовить, в этом случае глушитель прослужит после ремонта достаточно долго.

Холодная сварка для батарей отопления должна быть очень качественной – слишком велика стоимость ремонта в случае, если шов не выдержит. Поэтому лучше брать составы, выдерживающие высокую температуру, и только составы, предназначенные для постоянного контакта с водой.

Если повреждение небольшое, этот метод решит проблему, при отверстии большого размера это будет лишь временным решением. Для серьезного ремонта металлических изделий лучше использовать сварочный инвертор или полуавтомат.

Холодная сварка может быть хорошим способом провести ремонт металлических деталей. Но всегда следует на первое место ставить безопасность, поэтому использовать клей для ремонта ключевых узлов, на которые приходится большая нагрузка, не стоит.

То, как работает данный метод – это всего лишь склеивание двух поверхностей, такой шов не слишком хорошо выдерживает усилие на отрыв. Поэтому для ремонта важных деталей больше подходит традиционная сварка или замена детали.

Читайте также:

  • Лазерная сварка При сваривании металлической поверхности с помощью лазерной сварки весь процесс осуществляется лазерным лучом, который генерируется квантовым […]
  • Сварка под флюсом Сварочные работы под слоем флюса — качественный метод соединения двух металлов посредством электродуговой сварки, когда ванна расплава — сварочная […]

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 сварного шва 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 сварной конструкции.В зависимости от состава и использования металл может не сможет 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 он был сварен. 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 характеристика. 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 мехе. nace. Основная причина отжиг предназначен для размягчения стали и создания однородного мелкого зерна структура. Сварные детали редко отожженный для высоких температур может вызвать деформацию.

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 остывает, она затвердевает, связывая предметы в процессе.

Но в то время как в некоторых сварочных процессах используется пламя для нагрева металла, 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 круче, 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 видов дуговой сварки, каждый из которых использует свой подход. Например, газовая дуговая сварка предполагает 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 или переменный ток переменного тока, 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 чаще всего используется источники питания постоянного тока (из розетки в нашей стене) рядом с с источником постоянного напряжения (от станка), которое составляет либо постоянное — DC, либо переменное — AC 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 на уровне .С другой стороны, источники постоянного напряжения постоянно поддерживают напряжение при колебаниях тока, и по этой причине они применяются в процессах автоматической 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, в то время как электроды могут заряжаться как отрицательно, так и 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 разбрызгивания при сварке

Сварочные искры образуются, когда электрод входит в контакт с заготовкой, а затем удаляется, позволяя воздуху ионизироваться между двумя металлами, а электроны переходить 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.

Разогрев до сварки: причины и способы предварительного нагрева

0

Последнее обновление: 21 апреля 2020 г.

Решение о предварительном нагреве — это то, что сварщик рассмотрит в промышленных условиях. Но стоит ли беспокоиться об этом сварщику своими руками? Как и многие другие вещи, ответ: возможно. Предварительный нагрев может зависеть от марки стали, толщины основного металла и конструкции.

Что такое предварительный нагрев?

Сам термин довольно очевиден, это нагрев основного металла возле стыка перед сваркой.

Теперь о том, зачем нужен предварительный нагрев. Это замедляет скорость охлаждения сварного соединения и прилегающего металла, создавая более прочное соединение, устойчивое к растрескиванию. Это также снижает усадочные напряжения, которые могут возникнуть во время охлаждения, особенно если соединение является частью фиксируемого узла. Даже без этих механических соображений предварительный нагрев будет иметь эффект удаления влаги и жирных остатков, которые могут привести к плохому сплавлению.

Изображение предоставлено: Soerfm, Викимедиа

Есть несколько практических правил относительно классов и толщины.Обычно низкоуглеродистые стали толщиной менее 25 мм не требуют предварительного нагрева, но должны иметь как минимум температуру выше стандартной комнатной. Это означает, что если вы работаете на улице в прохладный день, можно подумать о предварительном нагреве. Если сталь хранится на улице и приносится в магазин, ей нужно время, чтобы нагреться до комнатной температуры, или это время можно сократить путем предварительного нагрева.

Поскольку содержание углерода увеличивается более чем на 0,20%, добавляются углерод или сплавы, такие как хром или молибден, или секции имеют толщину более одного дюйма (25 мм), следует обязательно рассмотреть возможность предварительного нагрева.Существуют таблицы и уравнения, которые можно использовать для точного расчета температуры предварительного нагрева. Как правило, для сталей с более высоким содержанием углерода допустим максимальный предварительный нагрев до 400 градусов F (200 градусов C). Для легированных сталей подойдет 120 градусов Цельсия.

Как осуществляется предварительный нагрев?

Предварительный нагрев можно осуществить несколькими способами. Для заводской сварки наиболее распространенным методом является открытое пламя от пропановой горелки. Его преимущество в том, что он дешев и прост в использовании. Другой метод — использование теплового пистолета, который часто используется для снятия краски.Если вы хотите быть более точным, электрическое керамическое одеяло позволит вам установить желаемую температуру. Вы также можете рассмотреть возможность использования изолированного одеяла, чтобы закрыть предварительно нагретую область, чтобы сохранить тепло, если у вас есть какие-либо задержки или перерывы в процессе выполнения сварки.

Как говорится, то, что нельзя измерить, нельзя контролировать. Температуру предварительного нагрева можно измерить с помощью Tempilstiks, контактных пирометров или инфракрасных (ИК) термометров. Темпилстики — это специально созданные мелки, которые тают при определенной температуре.Например, линия, проведенная на основном металле возле стыка с Tempilstik, рассчитанным на 400 градусов по Фаренгейту, расплавится, когда достигнет этой температуры, что означает, что вы превысили температуру предварительного нагрева. Tempilstiks доступны в любом магазине сварочных материалов, и они бывают разных температурных категорий. Наш предпочтительный метод измерения температуры суставов — это простой инфракрасный термометр, который можно купить в хозяйственных магазинах. Он прост: наведи и снимай, чтобы измерить температуру.

Речь идет о предварительном нагреве.Также необходимо учитывать потенциальное снятие напряжения после сварки, но это уже отдельная история.


Изображение предоставлено: jbolles, Flickr

Почему при дуговой сварке стали используется предварительный нагрев и как он применяется?

Часто задаваемые вопросы

Предварительный нагрев — это процесс, применяемый для повышения температуры основной стали перед сваркой. Он используется по следующим основным причинам:

  • Более низкая скорость охлаждения способствует диффузии водорода из области сварного шва за счет увеличения периода времени, в течение которого он находится при повышенной температуре (особенно при температурах выше примерно 100 ° C), при которых скорость диффузии водорода значительно выше, чем при температуре окружающей среды. .Уменьшение количества водорода снижает риск растрескивания.
  • Для замедления скорости охлаждения сварного шва и основного материала, что может привести к более мягкому металлу сварного шва и микроструктурам зон термического влияния с большей устойчивостью к водородному растрескиванию.

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Предварительный нагрев можно применять различными способами. Выбор метода предварительного нагрева будет зависеть от толщины материала, размера сварного шва и нагревательного оборудования, доступного во время сварки.Способы могут включать нагрев в печи для небольших производственных узлов или, для крупных конструктивных элементов, групп горелок, электрических ленточных нагревателей, индукционных нагревателей или радиационных нагревателей.

Важно правильно применять предварительный нагрев с соответствующими мониторами и элементами управления, а также контролировать температуру между проходами (температура заготовки между сваркой первого и последующих проходов), чтобы убедиться, что она не опускается ниже температуры предварительного нагрева. (См. FAQ: Что важно — предварительный нагрев или промежуточный проход?).

Распространенными методами контроля предварительного нагрева являются мелки для индикации температуры (см. Часто задаваемые вопросы: что такое палочка Tempil?) И термопары или контактные термометры. Предварительный нагрев следует контролировать на расстоянии 4t (где t — толщина соединяемого материала) от продольного края канавки для t <50 мм [1] или на минимальном расстоянии 75 мм от места подготовки шва при t> 50 мм и с обратной стороны пластины к источнику тепла [1,2] .Более подробная информация о применении предварительного нагрева и отчетах приведены в ссылке 1.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с нами.

Список литературы

  1. BS EN ISO 13916: 1997: «Сварка: Руководство по измерению температуры предварительного нагрева, температуры между проходами [между циклами] и температуры поддержания предварительного нагрева», Британский институт стандартов, 1997.
  2. BS EN 1011-2: 2001: «Сварка. Рекомендации по сварке металлических материалов. Дуговая сварка ферритных сталей », Британский институт стандартов, 2001 г.

Перед сваркой износостойкой стали обязательно предварительно нагреть

Качественная износостойкая плита содержит несколько легирующих элементов в стали, таких как никель, хром, молибден, бор и многие другие.

Обратите внимание на темную область слева от пламени на боковой пластине ведра. Горелка вытесняет влагу из стали. Если предварительный нагрев не используется, эта влага испаряется во время сварки и вызывает попадание водорода на дно сварного шва. Это причина растрескивания под бортом.

Чем больше сплавов и больше их содержание, тем важнее соблюдать осторожность при сварке износостойкой стали.

Одно из последних действий перед началом сварки — это предварительный нагрев стали.

Предварительный нагрев включает нагрев основного металла полностью или в области, окружающей стык, до определенной температуры перед сваркой.

Предварительный нагрев имеет множество преимуществ, включая снижение риска растрескивания. Однако изнашиваемая пластина из-за перегрева часто нарушает твердость стали.

Зачем нужен предварительный нагрев?

Необходимость предварительного нагрева увеличивается со следующими факторами:

  1. Чем больше свариваемая масса.

  2. Нижняя температура свариваемой стали.

  3. Более низкая температура окружающей среды.

  4. Чем выше содержание углерода.

  5. Чем выше содержание сплава.

  6. Чем больше скорость сварки.

  7. Чем сложнее форма стыка.

  8. Чем меньше диаметр сварочного стержня / проволоки.

Когда следует использовать предварительный нагрев?

При определении необходимости предварительного нагрева необходимо учитывать следующие факторы: требования правил сварки, толщина сечения, химический состав основного металла, ограничения, температура окружающей среды, содержание водорода в присадочном металле или предыдущие проблемы с растрескиванием.

Когда нет кодов, регулирующих сварку, необходимо определить, требуется ли предварительный нагрев, и если да, то какая температура предварительного нагрева будет подходящей.

Путаница возникает из-за того, что предварительный нагрев обычно не требуется для низкоуглеродистой стали толщиной менее 1 дюйма (25 мм) в зависимости от температуры окружающей среды.

С добавлением химического состава легирования потребность в предварительном нагреве увеличивается на:

Какая требуется температура предварительного нагрева?

Щелкните здесь, чтобы загрузить PDF-файл руководства JADCO по предварительному нагреву для износостойких сталей.

При производственной сварке в кодах обычно указываются минимальные значения температуры предварительного нагрева.Этого может хватить, а может и не хватить, чтобы запретить взлом в каждом приложении.

Предварительный нагрев полезен, когда риск растрескивания увеличивается из-за состава, ограничений, уровня водорода или меньшего подводимого тепла при сварке.

Эта процедура чрезвычайно важна для высокопрочных низколегированных сталей, имеющих высокую закаливаемость.

Качественные износостойкие пластины относятся к семейству высокопрочных низколегированных сталей. Большинство износостойких сталей подвергаются закалке и отпуску для достижения желаемой твердости.Именно здесь JADCO QT Plus ® получил свое название.

При сварке закаленной и отпущенной стали необходимо устанавливать и тщательно контролировать минимальную и максимальную температуры предварительного нагрева.

ПРИМЕЧАНИЕ. Перегрев сталей Q&T может снизить твердость износостойкой стали. Не разрушайте свои вложения. Если сталь имеет цвет, она уже перегрета.

Как применяется предварительный нагрев?

При выборе метода предварительного нагрева следует учитывать толщину материала, размер сварного шва и доступное нагревательное оборудование.

Для крупных структурных компонентов может потребоваться несколько нагревательных горелок, электрических ленточных нагревателей, индукционных или лучистых нагревателей.

Измерьте температуру предварительного нагрева на расстоянии не менее 3 дюймов (75 мм) во всех направлениях от сварного шва.

Это означает, что измерения проводятся не только в месте сварного шва. Чтобы гарантировать нагрев материала, окружающего шов, проверьте нагрев на стороне, противоположной свариваемой области. Затем измерьте температуру поверхности, прилегающей к стыку.

Как долго вы должны поддерживать температуру предварительного нагрева?

Нагревание можно продолжать во время процесса сварки, но часто тепла, выделяемого при сварке, достаточно для поддержания желаемой температуры.

Неопытные сварщики склонны торопиться с процессом предварительного нагрева. Если температура должна быть 250 ° F, и вы видите, что температура составляет 150 ° F, вы не готовы к сварке.

Термин «Межпроходная температура» определяется как температура основного металла между первым и последним сварочными проходами.Температура промежуточного прохода не может опускаться ниже температуры предварительного нагрева.

Следует проверять температуру стали, чтобы убедиться, что минимальная температура предварительного нагрева была достигнута непосредственно перед зажиганием сварочной дуги для каждого прохода.

ПРИМЕЧАНИЕ. Если вы используете цветные карандаши Tempil®, НИКОГДА НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ИХ НА СВАРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ, ЧТОБЫ ПРОВЕРИТЬ ТЕМПЕРАТУРУ.

Опять же, температура должна быть проверена на расстоянии не менее 3 дюймов от стыка во всех направлениях.

Сегодня самые низкие температуры достигнут северных штатов в 2019 году.Если вы планируете приваривать изнашиваемую пластину в такую ​​погоду, предварительный нагрев абсолютно необходим для успешной установки.

Позвольте JADCO помочь вам добиться наилучших характеристик износостойких пластин вашего оборудования. У нас есть опыт, необходимый в вашей отрасли, чтобы улучшить ваши результаты.

Позвоните нам по телефону (724) 452-5252 или напишите по электронной почте [email protected] сегодня. Мы назначим встречу на день и время, которые лучше всего подходят вашему расписанию, с одним из наших местных специалистов по износостойким пластинам.

Когда мы рассматриваем то, что вы делаете, материалы, которые вы пробовали ранее, и как это работало ранее; мы можем помочь вам добиться реальных результатов улучшения ваших процессов.

Вместе мы можем помочь вам добиться лучших результатов и помочь вам справиться с самыми неприятными проблемами, связанными с износом.

Единственное, что вы должны потерять, работая с JADCO, — это головные боли, связанные с износом.

Звоните сегодня.

Размещено 10.12.2019 в 21:00

Контроль температуры и термообработка 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 принести в теплый цех из холодного наружного хранилища. В этом случае любой металл возле сварного шва следует нагреть немного выше комнатной температуры, чтобы предотвратить образование конденсата, который может вызвать пористость металла шва. Если возможно, нагревание должно осуществляться косвенным нагревом, например 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 необходимо 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.

Температура между проходами — это температура сварного шва 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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *