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.
описание, длина дуги и условия ее появления
Сама по себе сварочная дуга — это электрический разряд, который существует достаточно долго. Находится он между электродов под напряжением, расположенных в смеси газов и паров. Основные характеристики сварочной дуги — температура и довольно высокая, а также большая плотность тока.
Общее описание
Возникает дуга между электродом и металлической заготовкой, с которой ведется работа. Образование данного разряда возникает из-за того, что происходит электрический пробой воздушного промежутка. Когда возникает такой эффект, происходит ионизация молекул газа, повышается не только его температура, но и электропроводность, сам газ переходит в состояние плазмы. Сварочный процесс, а точнее горение дуги, сопровождается такими эффектами, как выделение большого количества тепла и световой энергии. Именно из-за резкого изменения этих двух параметров в сторону их большого увеличения происходит процесс плавления металла, так как в локальном месте температура увеличивается в несколько раз. Совокупность всех этих действий и называется сваркой.
Свойства дуги
Для того чтобы появилась дуга, необходимо кратковременно прикоснуться электродом к заготовке, с которой нужно работать. Таким образом происходит короткое замыкание, вследствие которого появляется сварочная дуга, температура ее довольно быстро растет. После касания необходимо разорвать контакт и установить воздушный зазор. Так можно подобрать необходимую длину дуги для дальнейшей работы.
Если разряд получится слишком коротким, то, возможно, что электрод прилипнет к обрабатываемому материалу. В этому случае плавка металла будет проходить слишком быстро, а это вызовет образование наплывов, что крайне нежелательно. Что касается характеристик слишком длинной дуги, то она неустойчива в плане горения. Температура сварочной дуги в зоне сварки в таком случае также не будет достигать требуемого значения. Довольно часто можно увидеть кривую дугу, а также сильную неустойчивость, когда работа проводится сварочным агрегатом промышленного назначения, особенно если ведется работа с деталями, имеющими большие габариты. Это часто называют магнитным дутьем.
Магнитное дутье
Суть такого метода состоит в том, что сварочный ток дуги способен создать небольшое магнитное поле, которое вполне может вступить во взаимодействие с магнитным полем, которое создается током, протекающим сквозь обрабатываемый элемент. Другими словами, отклонение дуги происходит за счет того, что появляются некоторые магнитные силы. Этот процесс называется дутьем потому, что отклонение дуги со стороны выглядит так, будто оно происходит из-за сильного ветра. Реальных способов избавиться от этого явления нет. Для того чтобы минимизировать влияние этого эффекта, можно пользоваться укороченной дугой, а сам электрод должен быть расположен под определенным углом.
Структура дуги
В настоящее время сварка — это процесс, который разобран достаточно детально. Благодаря этому известно, что существует три области горения дуги. Те участки, которые прилегают к аноду и катоду, соответственно анодный и катодный участок. Естественно, что температура сварочной дуги при ручной дуговой сварке также будет отличаться в этих зонах. Существует третий участок, который находится между анодным и катодным. Это место принято называть столбом дуги. Температура, необходимая для плавления стали, примерно 1300-1500 градусов по Цельсию. Температура столба сварочной дуги может достигать 7000 градусов по Цельсию. Хотя здесь справедливо будет отметить, что она не полностью передается на металл, однако и того значения хватает, чтобы успешно плавить материал.
Есть несколько условий, которые необходимо создать, чтобы обеспечить стабильную дугу. Необходим стабильный ток с силой около 10 А. При таком значении можно поддерживать стабильную дугу с напряжением от 15 до 40 В. Стоит отметить, что значение тока в 10 А минимальное, максимальное может достигать 1000 А. Распределение напряжения по участкам неравномерно и больше всего оно в анодном и катодном. Падение напряжение также происходит в дуговом разряде. После проведения определенных экспериментов было установлено, что, если проводить сварку плавящимся электродом, то наибольшее падение будет в катодной зоне. В таком случае распределение температуры в сварочной дуге также меняется, и наибольший градиент приходится на этот же участок.
Зная эти особенности, становится понятно, почему важно правильно выбирать полярность при сварке. Если соединить электрод с катодом, то можно достичь наибольшего значения температуры сварочной дуги.
Температурная зона
Несмотря на то, каким именно электродом проводится сварка, плавящимся или же неплавящимся, максимальный показатель температуры будет именно у столба сварочной дуги, от 5000 до 7000 градусов по Цельсию.
Область с наименее низкой температурой сварочной дуги смещается в одну из его зон, анодную или же катодную. На этих участках наблюдается от 60 до 70 % от максимального значения температуры.
Сварка переменным током
Все описанное выше касалось процедуры проведения сварки с постоянным током. Однако для этих целей можно использовать и переменный ток. Что касается отрицательных сторон, то здесь заметно ухудшение устойчивости, а также частые скачки температуры горения сварочной дуги. Из преимуществ выделяется то, что можно использовать более простое, а значит более дешевое оборудование. Кроме того, при наличии переменной составляющей практически пропадает такой эффект, как магнитное дутье. Последнее отличие — это отсутствие необходимости в выборе полярности, так как при переменном токе смена происходит автоматически с частотой около 50 раз за секунду.
Можно добавить, что при использовании ручного оборудования, кроме высокой температуры сварочной дуги при ручном дуговом методе, будет происходить излучение инфракрасных и ультрафиолетовых волн. В данном случае их испускает разряд. Это требует максимальных средств защиты для работника.
Среда горения дуги
На сегодняшний день существует несколько разных технологий, которые можно использовать во время сварки. Все они отличаются своими свойствами, параметрами и температурой сварочной дуги. Какие существуют методы?
- Открытый способ. В данном случае горение разряда осуществляется в атмосфере.
- Закрытый способ. Во время горения образуется достаточно высокая температура, вызывая сильное выделение газов, из-за сгорания флюса. Этот флюс содержится в обмазке, которая используется для обработки сварочных деталей.
- Способ с применением защитных летучих веществ. В данном случае к зоне сварки подается газ, который представлен обычно в виде аргона, гелия или же углекислого газа.
Наличие такого способа оправдано тем, что он помогает избежать активного окисления материала, которое может возникать во время сварки, когда на металл воздействует кислород. Стоит добавить, что в некоторой мере распределение температуры в сварочной дуге идет таким образом, что в центральной части создается максимальное значение, создающее небольшой собственный микроклимат. В данном случае образуется небольшая область с повышенным значением давления. Такая область способна в некотором роде препятствовать поступлению воздуха.
Использование флюса позволяет избавляться от кислорода в области действия сварки еще эффективнее. Если использовать при защите газы, то данный дефект удается устранить практически полностью.
Классификация по продолжительности
Существует классификация сварочных дуговых разрядов по их продолжительности. Некоторые процессы осуществляются, когда дуга находится в таком режиме, как импульсный. Такие устройства проводят сварку короткими вспышками. На короткий промежуток времени, пока происходит вспыхивание, температура сварочной дуги успевает возрасти до такого значения, которого хватит, чтобы произвести локальную плавку металла. Сварка происходит очень точечно и только в том месте, где происходит касание устройства заготовки.
Однако подавляющее большинство сварочных приборов использует сварочную дугу продолжительного действия. В течение такого процесса осуществляется непрерывное перемещение электрода вдоль тех кромок, которые нужно соединить.
Есть области, которые называются сварочными ваннами. В таких участках температура дуги значительно повышена, и он следует за электродом. После того как электрод проходит участок, сварочная ванна уходит вслед за ним, из-за чего участок начинает довольно быстро охлаждаться. При охлаждении происходит процесс, который называют кристаллизацией. Вследствие этого и возникает сварочный шов.
Температура столба
Чуть более детально стоит разобрать столб дуги и его температуру. Дело в том, что этот параметр значительно зависит от нескольких параметров. Во-первых, сильно влияет материал, из которого создан электрод. Состав газа в дуге также играет важную роль. Во-вторых, существенное влияние оказывает и величина тока, так как при ее увеличении, к примеру, будет расти и температура дуги, и наоборот. В-третьих, тип электродного покрытия, а также полярность довольно важны.
Эластичность дуги
Во время сварки необходимо очень пристально следить за длиной дуги еще и потому, что от нее зависит такой параметр, как эластичность. Чтобы в результате получить качественный и прочный сварной шов, необходимо чтобы дуга горела стабильно и бесперебойно. Эластичность сварной дуги и является характеристикой, описывающей бесперебойность горения. Достаточная эластичность просматривается в том случае, если удается сохранить устойчивость процесса сварки при увеличении длины самой дуги. Эластичность сварочной дуги прямо пропорционально зависит от такой характеристики, как сила тока, использующаяся для проведения сварки.
описание, длина дуги и условия ее появления
Сама по себе сварочная дуга — это электрический разряд, который существует достаточно долго. Находится он между электродов под напряжением, расположенных в смеси газов и паров. Основные характеристики сварочной дуги — температура и довольно высокая, а также большая плотность тока.
Общее описание
Возникает дуга между электродом и металлической заготовкой, с которой ведется работа. Образование данного разряда возникает из-за того, что происходит электрический пробой воздушного промежутка. Когда возникает такой эффект, происходит ионизация молекул газа, повышается не только его температура, но и электропроводность, сам газ переходит в состояние плазмы. Сварочный процесс, а точнее горение дуги, сопровождается такими эффектами, как выделение большого количества тепла и световой энергии. Именно из-за резкого изменения этих двух параметров в сторону их большого увеличения происходит процесс плавления металла, так как в локальном месте температура увеличивается в несколько раз. Совокупность всех этих действий и называется сваркой.
Свойства дуги
Для того чтобы появилась дуга, необходимо кратковременно прикоснуться электродом к заготовке, с которой нужно работать. Таким образом происходит короткое замыкание, вследствие которого появляется сварочная дуга, температура ее довольно быстро растет. После касания необходимо разорвать контакт и установить воздушный зазор. Так можно подобрать необходимую длину дуги для дальнейшей работы.
Если разряд получится слишком коротким, то, возможно, что электрод прилипнет к обрабатываемому материалу. В этому случае плавка металла будет проходить слишком быстро, а это вызовет образование наплывов, что крайне нежелательно. Что касается характеристик слишком длинной дуги, то она неустойчива в плане горения. Температура сварочной дуги в зоне сварки в таком случае также не будет достигать требуемого значения. Довольно часто можно увидеть кривую дугу, а также сильную неустойчивость, когда работа проводится сварочным агрегатом промышленного назначения, особенно если ведется работа с деталями, имеющими большие габариты. Это часто называют магнитным дутьем.
Магнитное дутье
Суть такого метода состоит в том, что сварочный ток дуги способен создать небольшое магнитное поле, которое вполне может вступить во взаимодействие с магнитным полем, которое создается током, протекающим сквозь обрабатываемый элемент. Другими словами, отклонение дуги происходит за счет того, что появляются некоторые магнитные силы. Этот процесс называется дутьем потому, что отклонение дуги со стороны выглядит так, будто оно происходит из-за сильного ветра. Реальных способов избавиться от этого явления нет. Для того чтобы минимизировать влияние этого эффекта, можно пользоваться укороченной дугой, а сам электрод должен быть расположен под определенным углом.
Структура дуги
В настоящее время сварка — это процесс, который разобран достаточно детально. Благодаря этому известно, что существует три области горения дуги. Те участки, которые прилегают к аноду и катоду, соответственно анодный и катодный участок. Естественно, что температура сварочной дуги при ручной дуговой сварке также будет отличаться в этих зонах. Существует третий участок, который находится между анодным и катодным. Это место принято называть столбом дуги. Температура, необходимая для плавления стали, примерно 1300-1500 градусов по Цельсию. Температура столба сварочной дуги может достигать 7000 градусов по Цельсию. Хотя здесь справедливо будет отметить, что она не полностью передается на металл, однако и того значения хватает, чтобы успешно плавить материал. Есть несколько условий, которые необходимо создать, чтобы обеспечить стабильную дугу. Необходим стабильный ток с силой около 10 А. При таком значении можно поддерживать стабильную дугу с напряжением от 15 до 40 В. Стоит отметить, что значение тока в 10 А минимальное, максимальное может достигать 1000 А. Распределение напряжения по участкам неравномерно и больше всего оно в анодном и катодном. Падение напряжение также происходит в дуговом разряде. После проведения определенных экспериментов было установлено, что, если проводить сварку плавящимся электродом, то наибольшее падение будет в катодной зоне. В таком случае распределение температуры в сварочной дуге также меняется, и наибольший градиент приходится на этот же участок. Зная эти особенности, становится понятно, почему важно правильно выбирать полярность при сварке. Если соединить электрод с катодом, то можно достичь наибольшего значения температуры сварочной дуги.
Температурная зона
Несмотря на то, каким именно электродом проводится сварка, плавящимся или же неплавящимся, максимальный показатель температуры будет именно у столба сварочной дуги, от 5000 до 7000 градусов по Цельсию. Область с наименее низкой температурой сварочной дуги смещается в одну из его зон, анодную или же катодную. На этих участках наблюдается от 60 до 70 % от максимального значения температуры.
Сварка переменным током
Все описанное выше касалось процедуры проведения сварки с постоянным током. Однако для этих целей можно использовать и переменный ток. Что касается отрицательных сторон, то здесь заметно ухудшение устойчивости, а также частые скачки температуры горения сварочной дуги. Из преимуществ выделяется то, что можно использовать более простое, а значит более дешевое оборудование. Кроме того, при наличии переменной составляющей практически пропадает такой эффект, как магнитное дутье. Последнее отличие — это отсутствие необходимости в выборе полярности, так как при переменном токе смена происходит автоматически с частотой около 50 раз за секунду.
Можно добавить, что при использовании ручного оборудования, кроме высокой температуры сварочной дуги при ручном дуговом методе, будет происходить излучение инфракрасных и ультрафиолетовых волн. В данном случае их испускает разряд. Это требует максимальных средств защиты для работника.
Среда горения дуги
На сегодняшний день существует несколько разных технологий, которые можно использовать во время сварки. Все они отличаются своими свойствами, параметрами и температурой сварочной дуги. Какие существуют методы? Открытый способ. В данном случае горение разряда осуществляется в атмосфере. Закрытый способ. Во время горения образуется достаточно высокая температура, вызывая сильное выделение газов, из-за сгорания флюса. Этот флюс содержится в обмазке, которая используется для обработки сварочных деталей. Способ с применением защитных летучих веществ. В данном случае к зоне сварки подается газ, который представлен обычно в виде аргона, гелия или же углекислого газа. Наличие такого способа оправдано тем, что он помогает избежать активного окисления материала, которое может возникать во время сварки, когда на металл воздействует кислород. Стоит добавить, что в некоторой мере распределение температуры в сварочной дуге идет таким образом, что в центральной части создается максимальное значение, создающее небольшой собственный микроклимат. В данном случае образуется небольшая область с повышенным значением давления. Такая область способна в некотором роде препятствовать поступлению воздуха. Использование флюса позволяет избавляться от кислорода в области действия сварки еще эффективнее. Если использовать при защите газы, то данный дефект удается устранить практически полностью.
Классификация по продолжительности
Существует классификация сварочных дуговых разрядов по их продолжительности. Некоторые процессы осуществляются, когда дуга находится в таком режиме, как импульсный. Такие устройства проводят сварку короткими вспышками. На короткий промежуток времени, пока происходит вспыхивание, температура сварочной дуги успевает возрасти до такого значения, которого хватит, чтобы произвести локальную плавку металла. Сварка происходит очень точечно и только в том месте, где происходит касание устройства заготовки. Однако подавляющее большинство сварочных приборов использует сварочную дугу продолжительного действия. В течение такого процесса осуществляется непрерывное перемещение электрода вдоль тех кромок, которые нужно соединить. Есть области, которые называются сварочными ваннами. В таких участках температура дуги значительно повышена, и он следует за электродом. После того как электрод проходит участок, сварочная ванна уходит вслед за ним, из-за чего участок начинает довольно быстро охлаждаться. При охлаждении происходит процесс, который называют кристаллизацией. Вследствие этого и возникает сварочный шов.
Температура столба
Чуть более детально стоит разобрать столб дуги и его температуру. Дело в том, что этот параметр значительно зависит от нескольких параметров. Во-первых, сильно влияет материал, из которого создан электрод. Состав газа в дуге также играет важную роль. Во-вторых, существенное влияние оказывает и величина тока, так как при ее увеличении, к примеру, будет расти и температура дуги, и наоборот. В-третьих, тип электродного покрытия, а также полярность довольно важны.
Эластичность дуги
Во время сварки необходимо очень пристально следить за длиной дуги еще и потому, что от нее зависит такой параметр, как эластичность. Чтобы в результате получить качественный и прочный сварной шов, необходимо чтобы дуга горела стабильно и бесперебойно. Эластичность сварной дуги и является характеристикой, описывающей бесперебойность горения. Достаточная эластичность просматривается в том случае, если удается сохранить устойчивость процесса сварки при увеличении длины самой дуги. Эластичность сварочной дуги прямо пропорционально зависит от такой характеристики, как сила тока, использующаяся для проведения сварки.
Тепловые свойства сварочной дуги и полярность тока
Тепловые свойства сварочной дуги и полярность токаСварочная дуга образуется за счет мощной энергии заряженных частиц, которые возникают между катодом и анодом. В результате этого появляется тепловая энергия способная плавить металлы.
Значение тепловой энергии в зоне анода и катода разное, что позволило при сварке постоянным током решать различные технологические задачи. В катодной зоне температура достигает 2400 градусов, в то время как в анодной 2600 градусов.
Поэтому при сварке толстых металлов, которые требуют большего подвода тепла, используется прямая полярность. При этом плюсовая клемма от сварочного аппарата подсоединяется к заготовке, а минусовая к электроду. При сварке тонколистовых и тонкостенных изделий используется сварка постоянным током обратной полярности.
Тепловые свойства сварочной дуги
При сварке постоянным током наиболее всего тепла выделяется в зоне анода. Обусловлено это тем, что заряженные частицы здесь двигаются быстрей, чем в зоне катода. Соответственно и тепла выделяется больше чем в катодной зоне.
Температура дуги при сварке металлическим электродом в зоне анода достигает 2600 градусов, в то время как в катодной зоне температура несколько ниже, порядка 2400 градусов. При сварке угольными электродами, температура катодной и анодной зон составляет 3200 и 3900 градусов с плюсом.
Как было сказано выше, такая разница температур в катодной и анодной зонах используется для сварки тонких и толстых металлов. Там где важно не прожечь тонкий металл, при сваривании нержавеющих изделий, применяется обратная полярность. Катод подключается к заготовке, а анод подсоединяется к электроду.
При этом обеспечивается наименьший нагрев свариваемой детали и ускоренное расплавление электрода. Прямая и обратная полярность работает только при сварке на постоянном токе.
Этого эффекта невозможно достичь при питании сварочной дуги переменным током, поскольку все время происходит периодическая смена анодного и катодного пятна (в зависимости от частоты переменного тока).
Интересные факты про сварочную дугу
Как показывает практика, только 30-40% выделяемого тепла сварочной дугой расходуется на нагрев и последующее плавление металла. Остальные 60-70% процентов тепла выделяются в окружающую среду. Процесс выделения тепла происходит через конвекцию и излучение.
Остальное тепло, которое непосредственно используется на сваривание металлов, называется тепловой мощностью дуги. Эта мощность во многом зависит от способа сварки, электродного покрытия и многих других факторов.
Интересно и то, что при автоматической сварке под флюсом потери тепловой энергии намного ниже, чем при ручной дуговой сварке. Там потери в основном приходятся на то, чтобы расплавить флюс, на угар и разбрызгивание металла.
Помимо температуры сварочная дуга имеет и еще одну характеристику — длину. Это расстояние от поверхности сварочной ванны до торца электрода. Короткая дуга имеет длину от 2 до 4 мм. Длина «нормальной» сварочной дуги составляет 4-6 мм.
Длинной дуга считается в том случае, если расстояние между электродом и сварочной ванной более 6 миллиметров.
Поделиться в соцсетях
Параметры режима ручной дуговой сварки
ОСНОВНЫЕ
- Сварочный ток
- Напряжение дуги
- Скорость сварки
- Род и полярность тока
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ
- Положение шва в пространстве
- Число проходов
- Температура окружающей среды
СВАРОЧНЫЙ ТОК устанавливают в зависимости от диаметра электрода, а диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого изделия:
Толщина металла, мм | 1-2 | 3 | 4-5 | 6-8 | 9-12 | 13-15 | 16 и более |
| Диаметр электрода, мм | 1,5-2 | 3 | 3-4 | 4 | 4-5 | 5 | 6 |
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЙ РАСЧЕТ СВАРОЧНОГО ТОКА
Диаметр электрода d-3-6мм | Диаметр электрода d<3мм |
I=(20+6d)dk | I=30dk |
Коэффициент k | Нижний шов | Вертикальный шов | Потолочный шов |
1 | 0,9 | 0,8 |
При увеличении диаметра электрода и неизменном сварочном токе плотность тока уменьшается, что приводит к блужданию дуги, увеличению ширины шва и уменьшению глубины провара. Чем больше диаметр электрода, тем меньше допускаемая плотность тока, так как ухудшаются условия охлаждения
Допускаемая плотность тока (А/мм2) в зависимости от покрытия электрода
Вид покрытия | Диаметр электрода, мм | |||
3 | 4 | 5 | 6 | |
Кислое | 14-20 | 11,5-16 | 10-13,5 | 9,5-12,5 |
Основное | 13-18,5 | 10-14,5 | 9-12,5 | 8,5-12,5 |
НАПРЯЖЕНИЕ на дуге зависит от ее длины. Оптимальная длина дуги (lд)выбирается между минимальной и максимальной. Длинную дугу применять не рекомендуется
Минимальная | Максимальная |
lд=0,5dэ | lд=dэ+1 |
dэ — диаметр электрода (мм)
СКОРОСТЬ СВАРКИ выбирается так, чтобы сварочная ванна заполнялась электродным металлом и возвышалась над поверхностью кромок с плавным переходом к основному металлу без подрезов и наплывов
РОД И ПОЛЯРНОСТЬ ТОКА
— ПОСТОЯННЫЙ | ~ ПЕРЕМЕННЫЙ | |
Прямая | Сварка с глубоким проплавлением основного металла Сварка низко- и среднеуглеродистых и низколегированных сталей толщиной 5 мм и более электродами с фтористо-кальциевым покрытием: УОНИ-13/45, УОНИ-13/55 и др Сварка чугуна | Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей (типа 09ГС) в строительно-монтажных условиях электродами с рутиловым покрытием Сварка при возникновении магнитного дутья Сварка толстолистовых конструкций из низкоуглеродистых сталей |
Обратная | Сварка с повышенной скоростью плавления электродов Сварка низколегированных низкоуглеродистых сталей (типа 16Г2АФ), средне- и высоколегированных сталей и сплавов Сварка тонкостенных листовых конструкций |
Все, что вы хотели знать о сварочной дуге
Уже более полувека сварка является одним из важнейших ремесел для человека. Благодаря сварочному аппарату строятся космические корабли, функционируют заводы, и для многих умельцев сварка превратилась в хобби. Но даже самый технологичный сварочный аппарат не принесет желаемого результата без стабильной сварочной электрической дуги и ее качественных характеристик.
Электрическая сварочная дуга позволяет надежно сварить даже самые сложные конструкции из металла. Чтобы получить качественные сварные швы нужно учесть все ее характеристики, знать особенности и строение дуги. Дополнительно важно учитывать температуру и напряжение дуги при ручной дуговой сварке. Из этой статьи вы узнаете, что такое сварочная дуга и сущность протекающих в ней процессов, научитесь применять полученные знания на практике.
Содержание статьи
Сварочная дуга: определение
Итак, что такое сварочная дуга и каковы ее характеристики? Электроды, находящиеся под напряжением в смеси газов и паров, формируют мощный разряд. Что называется электрическим разрядом? Разряд — это результат прохождения электрического тока через газ. Ну а результат всего процесса в целом называют сварочной дугой. Сварочная дуга и ее свойства отличаются большой температурой и плотностью тока, поэтому дуга способна расплавить практически любой металл. Говоря более простыми словами, сварочная дуга является отличным проводником, преобразующим получаемую электрическую энергию в тепловую. За счет этой тепловой энергии и плавится металл.
Суть и строение дуги
Суть сварочной дуги крайне проста. Давайте разделим процесс на несколько пунктов:
- Сначала электрический ток проходит через катодную и анодную область и проникает в газовую среду. Формируется электрический разряд с сильным свечением.
- Образуется дуга. Температура сварочной дуги может доходить до 10 тысяч градусов по Цельсию, а этого достаточно, чтобы расплавить практически любой материал.
- Затем ток с дуги переходит на свариваемый металл. Вот и все ее характеристики.
Свечение и температура разряда настолько сильны, что могут нанести ожоги и лишить сварщика зрения. Поэтому мастера используют сварочные маски, защитные перчатки и костюм. Ни в коем случае не занимайтесь сваркой без надлежащей защиты.
Строение сварочной дуги представлено на картинке ниже.
В области катода и анода во время горения дуги образуются пятна, где температура достигает своего предела. Именно через анодные и катодные области проходит электрический ток, при этом в этих областях напряжение значительно падает, а на столбе напряжения сварочной дуги сохраняется, поскольку столб располагается между анодом и катодом. Многие новички спрашивают, как измерить длину дуги. Достаточно посмотреть на катодную и анодную область, а также на сварочный столб. Их совокупность и называется длинной сварочной дуги. Средняя длина составляет 5 миллиметров. В этом случае температура получаемой тепловой энергии оптимальна и позволяет выполнить большинство сварочных работ. Теперь, когда мы узнали, что сварочная дуга представляет собой, обратимся к разновидностям.
Виды сварочной дуги
Сварочная дуга и ее характеристики могут отличаться по прямому и косвенному действию сварочного тока, а также по атмосфере, в которой они формируются. Давайте разберем эту тему подробнее.
Прямое действие сварочной дуги характеризуется особым направлением тока. Электрод располагается почти параллельно свариваемой поверхности и при этом дуга формируется под углом в 90 градусов. Электрическая сварочная дуга и ее характеристики могут быть и косвенного действия. Она может формироваться лишь с использованием двух электродов, расположенным под углом над поверхностью свариваемой детали. Здесь так же возникает сварочная дуга и металл плавится. Как мы писали выше, сварочные дуги также делятся по атмосфере, в которой формируются. Вот их краткая классификация:
- Открытая среда. В открытой среде (атмосфере) дуга формируется за счет кислорода из воздуха. Вокруг нее образуется газ, содержащий пары свариваемого металла, выбранного электрода и его покрытия. Это самая распространенная среда при дуговой сварке.
- Закрытая среда. В закрытой среде дуга горит под толстым слоем защитного флюса при этом так же формируется газ, но содержащий не только пары металла и электрода, а еще и пары флюса.
- Газовая среда. Дугу поджигают и подают один из видов сжатого газа (это может быть гелий или водород). Дополнительная подача сжатого газа также защищает свариваемые детали от окисления, газы формируют нейтральную среду. Здесь, как и в остальных случаях, формируется газ, который содержит пары металла, электрода и сжатый газ, который сварщик дополнительно подает во время горения дуги.
Еще сварочные дуги могут быть стационарными и импульсными. Стационарные используют для долгой кропотливой работы без необходимости частого перемещения дуги. А импульсную используют для быстрой однократной работы.
Также сварочная дуга и ее характеристики могут косвенно классифицироваться по виду используемого в работе электрода (например, угольного или вольфрамового, плавящегося и неплавящегося). Опытные сварщики чаще всего используют неплавящийся электрод, чтобы лучше контролировать качество получаемого сварного соединения. Как видите, процесс сварки простой сварочной дугой может иметь множество особенностей, и их нужно учитывать в своей работе.
При каких условиях горит дуга
В обычном цеху или в вашем гараже средняя температура составляет 20 градусов по Цельсию, а давление не превышает одной атмосферы. В таких условиях газ практически не способен проводить электрический ток и тем самым формировать дугу. Для решения этой проблемы нужно добавить ионы в образующиеся газы. Вот что называют ионизацией профессиональные мастера.
Также в катодной области нужно постоянно поддерживать постоянную температуру. Это необходимо, чтобы дуга возникла и поддерживала горение. Но поскольку именно в области катода и анода температура может снижаться быстрее, у многих новичков возникает масса проблем. Кроме того, температура области катода может сильно варьироваться в зависимости от температуры в помещении, где проходит сварочный процесс. Проблем можно избежать, если следить за исправностью источника питания и стабильностью подачи электричества (особенно важный момент для домашних сварщиков с нестабильным напряжением в бытовой электросети). Все это оказывает большое влияние на свойства сварочной дуги и сущность протекающих в ней процессов.
Особенности дуги
Сварочная дуга и ее характеристики обладают рядом особенностей, которые нужно учитывать в своей работе:
- Как мы неоднократно говорили, у дуги очень высокая температура. Она достигается за счет большой плотности электрического тока (плотность может достигать тысячи ампер на квадратный сантиметр). По этой причине важно правильно настроить аппарат и быть осторожным при сварке тонких металлов.
- Электрическое поле неравномерно распределяется между электродами, если их используется две штуки. При этом в сварочном столбе напряжение практически не меняется, а вот в катодной области это напряжение заметно снижается, что может привести к ухудшению качества шва.
- В сварочном столбе, в свою очередь, наблюдается самый высокий показатель температуры, чего нельзя сказать о других частях дуги. Учтите, что если вам необходимо увеличить длину дуги, то вы скорее всего потеряете часть этой температуры. Этот показатель особенно важен при сварке металлов с высокой температурой плавления.
Еще с помощью выбора плотности тока можно регулировать падение напряжения сварочной дуги. Чем выше плотность тока, тем выше вероятность, что напряжение сварочной дуги упадет. Но бывают случаи, когда от нарастающей силы тока напряжение сварочной дуги увеличивается. Чтобы контролировать этот процесс понадобится некоторый опыт. Не бойтесь экспериментировать, если вам позволяет работа. Это были основные свойства сварочной дуги, на которые следует обратить внимание.
Вместо заключения
Теперь вы знаете все о сварочной дуге и ее свойствах, а также знаете ее характеристики. Опытные сварщики могут в комментариях поделиться своим пониманием, что из себя представляет сварочная дуга и сущность протекающих в ней процессов. Это будет особенно полезно для начинающих сварщиков.
Кратко резюмируя, сварочная дуга состоит из сварочного столба, анодных и катодных областей. Именно в этих областях проходит ток. В результате формируется электрический разряд. Образуется дуга и преобразовывает полученный ток в тепло, температура может достигать 10 тысяч градусов по Цельсию!
Саму дугу можно зажечь с помощью двух методов: чирканья и постукивания. Новички предпочитают метод постукивания, но мы рекомендуем освоить и метод чирканья, поскольку это улучшит ваши профессиональные навыки и предотвратит от залипания электродов. Желаем удачи!
Технические условия для ручной дуговой сварки аппаратных средств из титанового сплава
Технические условия для ручной дуговой сварки аппаратных средств из титановых сплавов
Техническое управление Отдел структурного проектирования декабрь 2003 9000 Национальное управление по аэронавтике и Космическое управление Космический центр Линдона Б. Джонсона Хьюстон, Техас |
Технические условия для ручной дуговой сварки оборудования из титановых сплавов
Подготовлено: | Подпись в файле | 30.12.03 | |
Daniel J.Рыбицкий Отделение технологий материалов и процессов / ES4 | Дата |
Утверждено: | Подпись в файле | 3 | |
Хосе М. Эрнандес, Начальник, Отделение технологий материалов и процессов / ES4 | Дата |
ПЕРЕСМОТР ВЕРСИИ 54 | ОПИСАНИЕ | ДАТА | |||
— | Исходная версия | 1/6/95 | |||
A | Форматирование, изменение владельца процесса, переписать многочисленные разделы для пояснения, удалено требование для WIR, del принял раздел 8.2 по аудитам, добавлен раздел 8.3 по WPQ, удалены спецификации mil для NDE, добавлены PRC для NDE. | 07.07.99 | |||
B | Комплексная перезапись для объединения PRC-0002 и PRC-0004 и внесения редакционных изменений. PRC-0004 будет отменен с этим изменением. Включите требования к высокоточному очищенному оборудованию (см. JPG 5332.1). | 30.12.2003 | |||
1.0 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
В данной спецификации процесса представлены минимальные требования, которые регулируют ручную дуговую сварку летного и нелетного оборудования из титановых сплавов.Приведены процедурные требования и требования к обеспечению качества. Все рабочие инструкции и спецификации процедуры сварки (WPS), используемые во время сварки, должны соответствовать требованиям данной спецификации процесса и соответствующих документов.
2,0 ПРИМЕНИМОСТЬ
Настоящая спецификация процесса применяется к ручной дуговой сварке летного и нелетного оборудования из титанового сплава, которое изготавливается под руководством НАСА / Космического центра Джонсона (АО) с использованием любого из следующих типов сварочных процессов. :
Газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW)
Плазменная дуговая сварка (PAW)
Процесс газовой дуговой сварки (GMAW) не считается приемлемым процессом для сварки титановых сплавов в соответствии с данной спецификацией процесса.
Будущие сборки оборудования, в которых существующая техническая документация требует сварки NASA / JSC PRC-0004 или должна использовать эту спецификацию. Это изменение не повлияет на существующее оборудование, изготовленное в соответствии с требованиями PRC-0014.
3,0 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Эта спецификация процесса должна быть вызвана на техническом чертеже с помощью примечания к чертежу в следующем общем формате, который определяет PRC и номенклатуру классов сварки:
СВАРКА И ПРОВЕРКА НАСА / АО КНР -0002, КЛАСС X
Чтобы свести к минимуму затраты на изготовление за счет исключения чрезмерного осмотра и ненужных переделок / ремонта, отдельные сварные швы или компоненты на сварном узле должны классифицироваться отдельно, где это возможно.Это может быть достигнуто путем включения примечания к техническому чертежу с общим форматом, показанным ниже, который определяет только номенклатуру PRC. Затем класс сварного шва должен быть обозначен либо: 1) вызовом особого класса сварного шва с символом сварки на отдельных сварных соединениях, либо 2) использованием специальных флажков с символом сварки на отдельных сварных соединениях. Примеры этих методов см. На рисунках 3.0a и 3.0b ниже.
СВАРКА И ПРОВЕРКА ДЛЯ НАСА / АО PRC-0002.КЛАССЫ СВАРКИ ДОЛЖНЫ БЫТЬ УКАЗАНЫ В МЕСТАХ МЕСТА СВАРКИ.
3.1 КЛАССЫ СВАРКИ
Сварные швы, выполненные с использованием этой спецификации, должны классифицироваться в первую очередь в соответствии с условиями эксплуатации сварного соединения. Следовательно, «; Class»; определяет серьезность работы, предназначенной для соединения по конструкции, и регулирует степень, в которой положения обеспечения качества применяются к сварному соединению, как указано в данном документе.
В качестве альтернативы отдельные сварные швы, сварные соединения или целые сварные детали могут быть классифицированы путем соотнесения сварного шва с коэффициентом безопасности, используемым при проектировании.Однако при такой классификации сварных швов, независимо от коэффициента безопасности, следует должным образом учитывать серьезность условий эксплуатации (например, статическая нагрузка по сравнению с динамической нагрузкой, цикличность, вибрация, усталость, коррозия, экстремальные температуры и т. Д. .), характеристики материала (например, пластичность, ударная вязкость и т. д.), а также возможные последствия разрушения сварного шва.
Если существуют условия, затрудняющие выбор между двумя классами сварки, тогда должен применяться более строгий из двух классов.
Положения по обеспечению качества для всех классов сварных швов подробно описаны в Разделе 7.0. Классы сварных швов следует выбирать на основе следующих определений:
Класс A — Применяется к сварным швам в элементах, несущих критические нагрузки, которые не являются отказоустойчивыми. Сварные швы класса А обычно используются в соединениях, несущих первичную нагрузку. Ожидается, что выход из строя сварного шва класса A в эксплуатации будет катастрофическим и, вероятно, приведет к потере жизни, системы (систем), элемента управления или основных компонентов.В качестве альтернативы, если в результате соответствующего инженерного анализа определено, что сварной шов имеет коэффициент безопасности (FSuts) по сравнению с пределом прочности на растяжение рассчитанного минимального поперечного сечения сварного шва 2,0, его следует обозначить как сварной шов класса А.
Класс B — Применяется к сварным швам в несущих элементах, которые являются отказоустойчивыми. Сварные швы класса B обычно используются в соединениях, несущих вторичную нагрузку (т. Е. Разделяемую нагрузку). Ожидается, что отказ сварного шва класса B в эксплуатации будет серьезным и, вероятно, снизит общую эффективность системы, но потери системы (ей) или основных компонентов или угрозы для персонала не ожидается.В качестве альтернативы, если в результате соответствующего инженерного анализа определено, что сварной шов будет иметь FSuts 2,0 и 4,0, он может быть обозначен как сварной шов класса B.
Класс C — Применяется к сварным швам, которые находятся в элементах, несущих незначительную нагрузку, которые полностью закрыты, где отказ в работе, как ожидается, окажет незначительное влияние или не повлияет на эффективность системы и не создаст опасности для персонала . Сварные швы класса C обычно используются в несущих вторичных или третичных нагрузках (т.е.е., распределенная нагрузка) соединения. В качестве альтернативы, если в результате соответствующего инженерного анализа определено, что сварной шов будет иметь FSuts 4,0, он может быть обозначен как сварной шов класса C.
В дополнение к вышеприведенным определениям, следующие требования также должны применяться к классификациям сварных швов:
Если какой-либо сварной шов пересекает или перекрывает другой сварной шов более высокой классификации, то шов более низкого класса должен автоматически повышаться до более высокого 2 классов сварных швов и при условии соблюдения соответствующих положений по обеспечению качества.
Если какой-либо сварной шов находится в пределах ½ дюйма от сварного шва более высокого класса, он должен автоматически повышаться до более высокого из двух классов сварного шва и подвергаться соответствующим положениям по обеспечению качества.
3.2 РАБОЧИЕ ИНСТРУКЦИИ
Рабочие инструкции должны использоваться для реализации данной спецификации процесса. Рабочие инструкции должны содержать достаточно подробностей, чтобы гарантировать, что производственный процесс дает последовательные, воспроизводимые результаты, соответствующие данной спецификации.В JSC эти рабочие инструкции утверждаются как Подробные инструкции по процессу (DPI), которые описывают в подробном, пошаговом формате необходимые процедуры, оборудование и материалы, которые будут использоваться для выполнения данного процесса. Если этот производственный процесс должен выполняться сторонним поставщиком, ответственность за разработку рабочих инструкций несет поставщик.
3.3 ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ
При проектировании сварных соединений (включая размеры сварных швов) должны использоваться соответствующие методы инженерного анализа (например,g., анализ напряжений, механика разрушения / контроль разрушения, FEA, FMEA и т. д.), чтобы гарантировать, что результирующая прочность соединения способна успешно передавать максимальную нагрузку, которая, как ожидается, будет проходить между соединительными элементами, и соответствовать требуемым факторам безопасности и конструкции. поля.
Все инженерные чертежи должны изображать сварные соединения с использованием соответствующих символов, описанных в AWS A2.4.
На техническом чертеже должны быть указаны любые дополнительные или альтернативные требования к испытаниям или проверкам.Если указаны точечные, периодические или другие специальные требования к проверкам, которые отличаются от заявленных в данном документе, они должны быть подробно описаны на чертеже в виде примечания или с использованием соответствующих символов, описанных в AWS A2.4. Для сварных швов класса A альтернативные или сокращенные требования неразрушающего контроля не допускаются.
Сварные швы класса A, как ожидается, будут сварными швами, требующими полной прочности сварного соединения, поэтому эти сварные швы должны иметь конструкцию с канавками и по возможности с полным проплавлением.При проектировании необходимо учитывать возможность успешного проведения радиографического исследования этих сварных соединений.
За исключением титанового сплава 6Al-4V, сваренного с присадочным металлом 6Al-4V, метизы будут поставляться в состоянии «после сварки», если иное не указано в техническом чертеже. Если требуется, технический чертеж должен включать обозначение, в котором будет указан соответствующий процесс термообработки, со ссылкой на SAE AMS-H-81200. Для сварных швов из сплава 6Al-4V, сваренных с присадочным металлом 6Al-4V, требуется термообработка для снятия напряжения при 1100 o F в течение 2 часов (вакуум или атмосфера инертного газа).
Прерывистая сварка (пропускаемые швы) не должна применяться для соединений класса А.
Прерывистые сварные швы не должны указываться для стыковых сварных швов (квадратной или канавочной), если несваренные части соединения не имеют достаточной опоры для предотвращения выхода одного элемента из плоскости с прилегающим элементом.
Сварной присадочный материал должен быть указан на техническом чертеже в списке деталей.
4.0 ССЫЛКИ
Стандарты, перечисленные ниже, должны рассматриваться как часть данной спецификации в той степени, в которой она указана. Если не указано иное, применяются изменения, действующие на дату приглашения к участию в торгах или дату запроса предложений.
а. Американское общество неразрушающего контроля (ASNT)
SNT-TC-1A Квалификация и сертификация персонала в области неразрушающего контроля
b.Стандарты Американского сварочного общества (AWS)
ANSI / AWS A2.4 Стандартные символы для сварки, пайки и неразрушающего контроля
ANSI / AWS A3.0 Стандартные термины и определения для сварки
ANSI / AWS A5.12 Спецификация электродов для дуговой сварки вольфрамом
ANSI / AWS A5.16 Спецификация электродов и стержней для сварки титана и титановых сплавов
ANSI / AWS B2.1 Стандарт процедуры сварки и аттестации рабочих характеристик
ANSI / AWS D1.6 Кодекс структурной сварки — нержавеющая сталь
Стандарт ANSI / AWS QC-1 для сертификации инспекторов сварки AWS
c. Compressed Gas Association, Inc.
G-11.1 Аргон, товарная спецификация для
d. Федеральные документы
BB-H-1168 Гелий Федеральные условия
e. Военные документы
MIL-A-18455 Аргон, технический
MIL-P-27407 Пропеллент, повышающий давление, гелий
f.Документы НАСА / АО
JPG 5322.1 Руководство по требованиям к контролю загрязнения
PRC-0008 Спецификация процесса для аттестации аппаратов ручной дуговой сварки
PRC-6503 Спецификация процесса для радиографического контроля
PRC-650 Процесс Технические условия для ультразвукового контроля деформируемых металлов
PRC-6506 Технические условия для контроля проникающих жидкостей
SOP-004.5 Контроль присадочных материалов, электродов и флюсов для сварных швов
SOP-007.1 Подготовка и пересмотр технических условий на процесс
TI-0000-04 Учебная инструкция по сварочным процессам
g. Штаб-квартира НАСА
НАСА-SPEC-5004 Сварка аэрокосмического наземного вспомогательного оборудования и связанных нетрадиционных объектов
NASA-STD-5006 Общие требования к сварке плавлением материалов, используемых в летном оборудовании
h.SAE — Спецификация материалов для аэрокосмической отрасли
AMS-H-81200 Термическая обработка титана и титановых сплавов
5,0 ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
Все основные материалы, используемые при сварке оборудования в соответствии с данной спецификацией, должны соответствовать требованиям применимых технических условий на материалы компании JSC, если не указано иное. Если спецификация материала JSC недоступна, то должна использоваться соответствующая коммерческая спецификация или спецификация производителя.Требования к присадочным металлам и электродам приведены в 5.2. Допускается приобретение присадочных металлов и электродов с другими спецификациями при условии, что они соответствуют минимальным требованиям спецификаций, перечисленных здесь.
5.1 ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ
Допустимые защитные газы (включая продувочные газы) перечислены в Таблице I. Допускаются газы, приобретенные в соответствии с другими спецификациями, при условии, что они соответствуют минимальным требованиям перечисленных здесь спецификаций.Смеси этих газов разрешены, и номинальная смесь, используемая для квалификационной сварки, должна быть той, что использовалась в производстве, и должна быть указана в WPS. Все защитные и продувочные газы, а также номинальные газовые смеси должны рассматриваться как важнейшие параметры квалификации процедуры и должны соответствовать требованиям AWS B2.1 для этих переменных. Дополнительно:
Все газы, используемые для сварки, должны подаваться через трубопроводы с чистым низколетучим остатком (NVR) / твердыми частицами.
Газообразный азот или водород в любой концентрации не должен использоваться для защиты или продувки во время любых сварочных операций, регулируемых данной спецификацией.
Все газы, используемые для защиты или продувки, должны иметь точку росы -60 ° F (-51 ° C) или выше, а содержание кислорода не должно превышать 50 ppm.
Таблица I. Допустимые защитные газы
Газ
Описание
03
MIL-A-18455
Аргон
Тип II, класс B (сжиженный)
CGA G-11.1
Гелий
Тип I, класс А
MIL-P-27407
Гелий
Класс A
BB-H-1168
5.1.1 Атмосфера сварного шва
Защитная атмосфера сварного шва должна быть свободно доступной для всех частей соединения. Атмосфера сварного шва для камер с инертным газом и подача газа для отводных экранов должны контролироваться на предмет влажности и содержания кислорода.
5.1.2 Испытание на чистоту в атмосфере сварного шва
Атмосферную чистоту необходимо проверить, выполнив проход автогенного плавления на полосе промышленно чистого (CP) титана, которая была должным образом очищена. Зона плавления и зона термического влияния яркого серебристого или светло-соломенного цвета допустимы (условие № 1 или № 2 ниже). На производственном оборудовании не должны выполняться прихваты или сварка, пока не будет получен приемлемый цвет. Условия изменения цвета сварного шва в порядке возрастания загрязнения:
ярко-серебристый — приемлемо
светло-соломенный — приемлемо
темно-соломенный — неприемлемо
фиолетовый — темный
7 неприемлемо
- 0 синий — неприемлемо
желтый — неприемлемо
серый — неприемлемо
белый (может иметь сыпучий порошок) — неприемлемо
07 - сварной были очищены щеткой до осмотр подлежат браку независимо от цвета перед чисткой)
5.2 НАПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ЭЛЕКТРОДЫ
Присадочные металлы должны выбираться на основе конкретных свариваемых основных металлов, условий эксплуатации, проектных требований (условия нагрузки и т. Д.) И других конструктивных или эксплуатационных факторов. Конкретный выбор должен быть одобрен организацией NASA / JSC Materials & Processes (M&P) перед использованием. Кроме того, должно применяться следующее:
Используемые материалы наполнителя и электродов должны соответствовать применимым спецификациям AWS, перечисленным здесь.Допускается приобретение присадочных металлов и электродов с другими спецификациями при условии, что они соответствуют минимальным требованиям спецификаций, перечисленных здесь.
Присадочные металлы должны изготавливаться высококачественным (HQ) методом, включающим несколько циклов плавления. Кроме того, последний цикл плавления должен производиться под вакуумом.
По возможности должны использоваться присадочные металлы, обозначенные как сверхнизкие промежуточные вставки (ELI).
Если конечный продукт будет использоваться в криогенных приложениях, тогда должны использоваться присадочные металлы ELI.
Сварные присадочные материалы должны быть указаны на техническом чертеже в списке деталей.
Неплавящиеся электроды из вольфрама и вольфрамовых сплавов для GTAW и PAW должны выбираться в соответствии с применяемым процессом по указанию ответственной организации M&P. Тип и размер электрода должны быть указаны на WPS.
5.2.1 Контроль и хранение
Сварочные электроды и присадочные металлы должны храниться в чистом, сухом и контролируемом помещении, обеспечивающем защиту от загрязнения, физического повреждения, смешения сплавов и потери металла. идентификация / отслеживаемость. Электроды или присадочный металл в любой форме, которые повреждены, загрязнены, проявляют окисление / коррозию или были загрязнены водой, маслом, смазкой или любой формой углеводородов, не должны использоваться и должны быть утилизированы в соответствии с соответствующей процедурой утилизации.На предприятиях АО сварочные электроды и присадочные материалы должны контролироваться в соответствии с СОП-004.5. Сторонние поставщики должны обеспечивать контроль и хранение в соответствии с применимыми спецификациями материалов или рекомендациями производителя, в зависимости от того, что является более жестким.
5.3 МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Если не указано иное, минимальные механические свойства, определяющие приемлемую квалификацию сварного шва для титановых сплавов, должны соответствовать требованиям, указанным в AWS B2.1.Кроме того, при аттестации WPS с использованием титанового сплава, не указанного в AWS B2.1, диаметр плунжера (размер «A» в Приложении II к AWS B2.1), используемый для испытания на управляемый изгиб, не должен превышать 20T (радиус 10T). ).
5,4 Сварочные камеры и защита от поступающего газа
При использовании инертной газовой или вакуумной камеры для сварки или отводных экранов горелки и / или отводных или неподвижных узлов продувки газом используются специальное оборудование и метод должны считаться важной переменной при аттестации WPS и квалификации персонала.
6.0 ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЦЕССУ
Все сварные детали должны изготавливаться в соответствии с требованиями данной технологической спецификации и выполняться с использованием технических требований к процедуре сварки (WPS), которые были аттестованы в соответствии с требованиями раздела 8.0 в дополнение к этому, как описано ниже. Кроме того, при аттестации WPS для сварки титана, сварочная установка должна рассматриваться как важный параметр. WPS, аттестованные за пределами сварочной камеры, с использованием отводных экранов и узлов газовой продувки, также могут использоваться для сварки в сварочной камере, но не наоборот.
ТРЕБОВАНИЯ ДЛЯ ВСЕХ ПРОЦЕССОВ
Очистка поверхностей сварного шва перед сваркой
Перед сваркой, как минимум, всех поверхностей сварного шва Линия должна быть очищена таким образом, чтобы она была адекватной и повторяемой для обеспечения уровня чистоты поверхности, способствующего получению прочных сварных швов в данном процессе сварки. Конкретный процесс и процедурные шаги для его выполнения должны быть частью деятельности по аттестации процедуры и должны быть соответствующим образом детализированы в документации квалификационных и процедурных требований (PQR и WPS), а также в производственных рабочих инструкциях.Персонал должен быть обучен тем же методам и технологическим технологиям.
Прерывистая сварка
Применимо ко всем процессам, если не указано иное, сварные соединения, предназначенные для прерывистой сварки, должны иметь концы частей или отклоняться от прямой линии сварки (например, квадратный угол и т. д.), сваренные независимо от интервала сварного шва.
Инструменты и приспособления
Сварные детали должны крепиться с помощью соответствующих инструментов, которые производитель сочтет необходимыми.Инструменты и приспособления должны быть изготовлены из материалов, которые не будут мешать процессу сварки, а также не повреждать или загрязнять оборудование.
Временная сварка или прихваточная сварка
Временная (включает термин «прихваточная» сварка) сварка на участках оборудования, не запланированных для сварки, или где временный сварной шов не будет полностью поглощен окончательной сваркой , не допускается. Все временные сварные швы, размещенные в сварном шве или в нем, должны быть отшлифованы или обработаны сваркой соответствующим образом, чтобы обеспечить окончательный процесс сварки для достижения ожидаемого отложения прочного металла шва.Все временные и прихваточные сварочные работы должны выполняться только сварщиком (ами), имеющим соответствующую квалификацию.
Сварочное оборудование
Оборудование (например, источники питания, позиционеры, расходомеры и т. Д.), Используемое для ручных сварочных операций, не требует калиброванной аппаратуры (шкалы, манометры, индикаторы, измерители и т. Д.) . Однако контрольно-измерительные приборы (например, циферблаты, счетчики, датчики и т. Д.) Должны быть полностью функциональными (т.е., полезный выход) и в хорошем рабочем состоянии. Оборудование должно быть пригодно для использования квалифицированным сварщиком с использованием квалифицированной процедуры для выполнения прочных и свободных от загрязнений сварных швов. По усмотрению ответственной организации M&P, конкретное оборудование и измерительные приборы могут быть откалиброваны для обеспечения повторяемости процесса.
Сварка прецизионно очищенное оборудование (включая подготовку трубы к сварке)
Всякий раз, когда прецизионно очищенное оборудование должно поддерживаться в чистоте во время сварки в сборку, сварочные операции должны выполняться в специальном классе 100000 чистая рабочая зона.Для этого могут потребоваться временные палатки над зоной сварки и / или локальные мониторы, расположенные в зоне сварки, чтобы гарантировать соответствие окружающей среде класса 100000. Переносные счетчики частиц должны быть расположены как можно ближе к рабочей зоне, чтобы контролировать локальные загрязнения во время подготовки труб и сварки. Инструменты, используемые при подготовке к сварке и сварке (например, резак, сварочная головка, напильники), должны быть визуально очищены в соответствии с JPG 5322.1 и поддерживаться чистыми (например, упакованы в мешки, когда они не используются).
Для оборудования, которое впоследствии не может быть подвергнуто прецизионной очистке, должен быть реализован проверенный метод защиты от загрязнения системы во время подготовки труб и сварки.Одним из таких методов является использование физического барьера, например заглушек. Установка и снятие заглушек должны отслеживаться надежным методом и проверяться независимыми экспертами. Перед снятием заглушки открытые внутренние поверхности трубки должны быть очищены тампоном, смоченным утвержденным растворителем, и при снятии заглушки должно поддерживаться положительное противодавление.
Труборез должен использовать острое лезвие, которое нужно часто менять. Резка должна выполняться с минимальным давлением резака, чтобы предотвратить образование частиц.Во время операций по облицовке трубок для удаления твердых частиц следует использовать вакуум. По возможности, облицовочные работы должны выполняться вдали от зоны сборки сварного шва, чтобы уменьшить загрязнение твердыми частицами зоны сварочных работ. Облицовку труб следует производить без использования смазочно-охлаждающих масел, других жидкостей, смазок или охлаждающих жидкостей. Абразивные материалы, включая наждачную бумагу или абразивные губки, нельзя использовать внутри трубок или когда незащищенные внутренние поверхности обнажены. После каждой подготовки трубы и перед сваркой должна выполняться продувка газом с высокой скоростью.Скорость продувочного газа должна быть максимально достижимой при использовании источника под давлением 90 фунтов на кв. Дюйм. Продувочный газ, используемый во время облицовки и сварки, должен соответствовать требованиям по углеводородам и твердым частицам для собираемой системы. Подача продувочного газа осуществляется в соответствии с разделом 5.1.
6.2 СПЕЦИАЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЦЕССУ
6.2.1 Газовая дуговая сварка вольфрамом
В процессе GTAW должен использоваться дополнительный присадочный металл, если это не может быть продемонстрировано квалификацией сварного шва, в том числе растрескивание сварного шва и другие нежелательные металлургические условия не будет в готовом сварном шве без присадочного металла (автогенный шов).Этот метод сварки должен быть указан в утвержденном WPS.
6.2.2 Плазменно-дуговая сварка
В процессе PAW должен использоваться дополнительный присадочный металл, если только квалификация сварного шва не может продемонстрировать, что растрескивание сварного шва и другие нежелательные металлургические условия не будут существовать в готовом сварном шве, выполненном без присадочный металл (автогенный шов). Этот метод сварки должен быть указан в утвержденном WPS.
6.2 ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ НАГРЕВ
Предварительный нагрев не должен превышать температуру, указанную в применимом WPS.Фактическая сварка должна начаться сразу после того, как предварительный нагрев достигнет температуры, указанной на WPS.
6.3 МЕЖПРОХОДНАЯ ТЕМПЕРАТУРА
В сварных швах между основным металлом разного типа и толщины должны применяться более высокие требования к предварительному нагреву соединительных элементов.
Минимальная температура между проходами во время сварки должна быть такой же, как температура предварительного нагрева, указанная в спецификации процедуры сварки, и при необходимости должна поддерживаться путем одновременного нагрева.
6.4 ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ПОСЛЕ СВАРКИ (PWHT)
Термическая обработка после сварки должна применяться только в том случае, если это указано в техническом чертеже и / или WPS, и должна выполняться после завершения сварки. Вся PWHT должна выполняться в соответствии с SAE AMS-H-81200. Вместо термической обработки нельзя использовать вибрационные методы. Все проверки сварных швов должны проводиться сразу после всех работ после термообработки шва.
6.5 РЕМОНТ СВАРКИ И РЕМОНТ ПОД СВАРКУ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА
Все доработки и ремонт сварных швов должны быть задокументированы в соответствующем отчете о несоответствии (NCR), отчете о несоответствиях (DR) или бланке протокола ремонта сварного шва (WRR) и должен выполняться с использованием WPS, использованного для исходного сварного шва, или специального квалифицированного WPS для этого ремонта.Переделка и ремонт должны соответствовать всем требованиям исходного чертежа и любым дополнительным требованиям, задокументированным в WPS. Доработка и ремонт сварных швов не включает исправление размерных или других недостатков подготовки канавок / скосов сварных соединений путем «смазывания маслом» или наращивания при условии, что область, исправленная сваркой, полностью используется в окончательном сварном шве. Также при ремонте сварных швов должны применяться следующие требования:
Устранение дефектов .Устранение дефектов должно производиться шлифованием, скалыванием, механической обработкой или комбинацией этих методов. Термическая строжка и резка не должны использоваться , а не . Полость для окончательного ремонта должна иметь конфигурацию, подходящую для сварки. Выемка должна быть подвергнута визуальному и / или другому неразрушающему контролю, чтобы гарантировать удаление дефектов перед сваркой. Ремонт сварного шва должен быть надлежащим образом задокументирован с использованием карты сварного шва или другой записи с достаточной детализацией, чтобы гарантировать идентификацию сварного соединения, идентификацию места (мест) ремонта и типа дефекта.
Ремонт . Для успешного устранения бракованного дефекта следует делать не более двух попыток сварки. Если вторая попытка окажется безуспешной, должен быть создан отчет о несоответствии, требующий рассмотрения и удаления ответственной комиссией по анализу материалов (MRB).
Правка . Сварные швы или прилегающий основной металл, которые были деформированы в процессе сварки, можно выпрямить. Все операции правки должны производиться при температурах, не превышающих установленную критическую температуру для этого сплава.Операции по правке, определенные как тяжелые по своему характеру, должны быть рассмотрены и одобрены ответственным инженерным органом M&P до их проведения. Все операции по правке должны выполняться до любой окончательной проверки.
Ремонт основного металла. Ремонт аномалий основного металла должен быть доведен до сведения организации NASA / JSC M&P для рассмотрения причины до проведения ремонтных работ.
6.6 ДЕГРАДАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЙ
Чтобы предотвратить контакт поверхностных загрязнений, которые могут вызвать коррозию под напряжением, водородное охрупчивание или снизить вязкость разрушения, с основным материалом, использование этих веществ на титане или с ним запрещено:
Соляная кислота
Кадмий
Серебро
Хлорированные смазочно-охлаждающие масла и растворители
Метиловый спирт
Фторированные углеводороды
Фторсодержащие углеводороды
Фторированные углеводороды
Контроль класса A
Сварные швы класса A требуют визуального (VT), поверхностного и подповерхностного неразрушающего контроля. Проверка поверхности должна выполняться с использованием процесса проверки проникающей жидкостью (ПП). Проверки поверхности должны выполняться с использованием процесса PT, типа I, уровня 3 или 4 и должны выполняться в соответствии с AWS D1.6. Результаты всех проверок поверхности стыков класса A должны соответствовать критериям приемки класса A, приведенным в Приложении A.Подземные инспекции должны выполняться с использованием процесса радиографического (RT) контроля и должны выполняться в соответствии с AWS D1.6.
В случаях, когда контроль класса A назначен для любого сварного шва, имеющего конфигурацию, которая делает нецелесообразными адекватные методы RT, следует использовать альтернативный метод исследования, одобренный ответственной инженерной организацией NASA / JSC M&P.
Когда метод PT выбран и утвержден в качестве полной альтернативы RT для многопроходных сварных швов, должны проводиться проверки корневого прохода, каждого слоя наплавленного металла толщиной 1/4 дюйма и заключительного или закрывающего проходят.
Когда метод ультразвукового контроля (UT) выбран в качестве альтернативы RT, он должен выполняться в соответствии с AWS D1.6.
ПЕРЕМЕННЫЕ ДЛЯ КВАЛИФИКАЦИИ ПРОЦЕДУР
Переход от сварки с вертикальным спуском к вертикальному подъему или наоборот,
Переход со стрингера на плетеный борт и наоборот,
A изменение от нескольких проходов с каждой стороны на один проход с каждой стороны, и наоборот,
По мнению инженерной организации NASA / JSC M&P, увеличение или уменьшение одной или нескольких переменных, считающихся интегральными по отношению к расчетному тепловложению (i .е., ток, напряжение и скорость движения) сверх допустимых. При необходимости процедура должна включать испытания сварных швов, которые определяют диапазоны допусков специально определенных параметров,
Для методов сварки с замочной скважиной, переход от замочной скважины к без замочной скважины и наоборот,
WPS, квалифицированные вне сварного шва Камера с отводными экранами и узлами газовой продувки также может использоваться для сварки в сварочной камере, но не наоборот.
Длина сварного шва должна быть расстоянием от конца до конца наплавленного металла или до резкого изменения направления сварного шва, когда угол изменения в любом направлении больше 30 градусов на радиусе
Для всех несплошностей, приближающихся к свободной кромке (см. рисунок A6.0 ниже), которые рассматриваются, ближайшая кромка несплошности должна иметь зазор от свободной кромки 3X наибольшего из его размеров или 2X номинального диаметра сварного шва, в зависимости от того, что больше.
Смежные закругленные несплошности, разделенные расстоянием 1X длины более длинного несплошности, следует рассматривать как одиночный разрыв.
Подрез может быть в 2 раза больше допустимого значения, но никогда не превышать 1/16 дюйма, для непрерывной или суммарной длины 2 дюйма на любой длине сварного шва 12 дюймов или 15% от общей длины сварного шва, если длина сварного шва меньше 12 дюймов.
Смежные удлиненные несплошности, разделенные на 3X диаметра большей несплошности, следует рассматривать как одиночный разрыв.
Для длины сварного шва менее 12 дюймов общая сумма показаний должна быть равной пропорции длины сварного шва к указанной.
Дуговая сварка — источник сварочного тока используется для создания электрической дуги между электродом и основным материалом для плавления металлов в точке сварки. Они могут использовать как постоянный (DC), так и переменный (AC) ток, а также расходуемые или неплавящиеся электроды.…… Wikipedia
Дуговая сварка металлическим экраном — (SMAW), также известная как ручная металлическая дуговая сварка (MMA), дуговая сварка под защитным флюсом… Wikipedia
Дуговая сварка вольфрамовым электродом — Сварка бронзовой скульптуры TIG Дуговая сварка вольфрамовым электродом в газе (GTAW), также известная как инертный газ вольфрама (TIG… Wikipedia
Сварка — это производственный процесс, при котором материалы, обычно металлы или термопласты, соединяются путем слияния.Часто это делается путем плавления заготовок и добавления присадочного материала для образования лужи расплавленного материала (сварочной ванны), которая остывает до…… Wikipedia
Сварные стыки — образуются путем сварки двух или более деталей из металлов или пластмасс в соответствии с определенной геометрией. Наиболее распространены стыковые и нахлесточные соединения; Существуют различные менее используемые сварные соединения, включая фланцевые и угловые. Содержание… Википедия
Дуговая лампа — Электрическая дуга в дуговой лампе состоит из газа, который первоначально ионизируется напряжением и поэтому является электропроводным.Чтобы запустить дуговую лампу, обычно требуется очень высокое напряжение для зажигания или зажигания дуги. Для этого требуется электрический… Wikipedia
Soudure à l’arc — Soudage Викиучебники предлагают un ouvrage abordant ce sujet: Soudage. Le… Wikipédia en Français
Газовая сварка и резка — Кислородно-ацетиленовая сварка перенаправляется сюда. Для песни см Cubanate. Сторона металла, разрезанная пропановым кислородом резаком… Wikipedia
Soldadura manual de metal por arco — Se ha sugerido que este artículo o sección sea fusionado con Soldadura por arco (Discusión).Una vez que hayas realizado la fusión de artículos, pide la fusión de Historiales aquí… Wikipedia Español
Soldadura manual de metal por arco — La soldadura manual por arco eléctrico con electrodo revestido es la forma más común de soldadura. Можно использовать аббревиатуру SMAW (дуговая сварка защищенным металлом) или MMA (ручная дуговая сварка металлическим электродом). Mediante una corriente…… Enciclopedia Universal
Электрошлаковая сварка — (ESW) — это высокопроизводительный однопроходный процесс сварки толстых материалов (от 25 мм до 300 мм) в вертикальном или близком к вертикальному положении.(ESW) похожа на электрогазовую сварку, но основное отличие состоит в том, что дуга зажигается…… Wikipedia
Фторированные углеводороды
90 7.0 ВЕРИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА
Проверка процесса должна состоять из неразрушающего контроля (NDE), как описано в разделах 7.1–7.3. Кроме того, производитель должен гарантировать, что производственная деятельность осуществляется в соответствии с требованиями данной спецификации процесса.
7.1 ОСМОТР
Если иное не указано в проектной документации, все детализированные здесь проверки (проверки) необходимы для включения всех сварных швов в конструкции.
7.1.2 Проверка класса B
Если иное не указано в проектной документации, сварные швы класса B требуют только VT и поверхностного неразрушающего контроля. Проверки поверхности должны выполняться с использованием процесса PT, типа I, уровня 3 или 4 и должны выполняться в соответствии с AWS D1.6. Результаты всех проверок поверхности стыков класса B должны соответствовать критериям приемки класса B, приведенным в Приложении A.
7.1.3 Проверка класса C
Если иное не указано в проектной документации, для сварных швов класса C требуется только VT. Результаты всех проверок VT для соединений класса C должны соответствовать критериям приемки класса C, приведенным в Приложении A.
7.2 ТРЕБОВАНИЯ К ВИЗУАЛЬНОМУ ОСМОТРУ
Все визуальные проверки (VT) всех сварных швов должны выполняться Американским обществом сварки (AWS). Сертифицированный инспектор по сварке (CWI). Сертификат CWI должен быть действующим.
7.3 ОЦЕНКА БЕЗ РАЗРУШЕНИЯ (NDE)
Проверка сварных соединений должна выполняться персоналом, имеющим квалификацию в соответствии с требованиями применимых технических требований к процессу неразрушающего контроля. Сертификация NDE должна быть действующей. Все неразрушающие проверки должны выполняться в соответствии с соответствующими стандартами, указанными в данном документе.
8,0 ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЦЕССНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ
WPS, PQR и WPQ должны быть подготовлены и сохранены в качестве постоянной записи и предоставлены по запросу инженерной организации NASA / JSC M&P для проверки . Эти процедуры должны содержать, как минимум, все основные параметры сварки (переменные квалификации процедуры и т. Д.), Идентификацию сварочного оборудования и любую соответствующую информацию об инструментах. Один экземпляр WPS должен храниться поблизости от сварочной станции и должен быть легко доступен сварщикам, инспекторам, надзору и инженерам.
Применимые ко всем процессам, переменные процесса, которые считаются «существенными» и применимыми для аттестации сварочного процесса / процедуры, должны соответствовать требованиям AWS B2.1 и включать в себя следующее:
8.2 СПЕЦИФИКАЦИЯ ПРОЦЕДУРЫ СВАРКИ
Спецификация процедуры сварки (WPS) — это квалифицированная письменная рабочая процедура, которая должна быть разработана перед началом производства для каждого уникального типа сварного шва, который будет производиться. Документация по поддержке квалификации в форме протокола квалификации процедуры (PQR) должна храниться в файле, чтобы показать доказательство возможности процесса / процедуры с использованием WPS. WPS должен быть прослеживаемым посредством сериализованной номенклатуры и должен демонстрировать прослеживаемость до применимых PQR.WPS, используемый для производственной сварки, должен соответствовать требованиям AWS B2.1 и должен быть сертифицирован ответственной организацией M&P на производственном объекте перед использованием в производстве. Если квалифицированный WPS не существует до сварки производственных деталей, он должен быть аттестован в соответствии с AWS B2.1 «Стандартные испытательные сварные детали» как минимум. «Предварительная квалификация» или «Спецификации стандартной процедуры сварки» не должны быть разрешены для производственного использования на сварных швах класса A или B, выполненных на летном оборудовании.
8.3 ЗАПИСЬ КВАЛИФИКАЦИИ ПРОЦЕДУР
Протокол аттестации процедуры (PQR) представляет собой документацию, подтверждающую спецификацию процедуры сварки, чтобы продемонстрировать возможности процесса / процедуры. PQR должен быть уникальным и отслеживаемым с помощью сериализованной номенклатуры. PQR должен зависеть от процесса и для конкретного типа сварного шва. Данные, требуемые в PQR, должны включать подробные описания конфигураций испытательных купонов и конструкций соединений, все соответствующие спецификации материалов, все соответствующие важные используемые переменные процесса, все результаты разрушающих и неразрушающих испытаний из набора квалификационных образцов, а также все необходимые сертификаты от утверждающей организации. .PQR должен быть утвержден ответственной организацией M&P на действующем объекте.
8.4 КВАЛИФИКАЦИЯ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СВАРКА
Аттестация сварщика (WPQ) — это документация, которая показывает, что сварщик прошел испытания в соответствии с PRC-0008 и продемонстрировал свою компетентность для выполнения качественной сварки для определенного процесса сварки / основного материала / присадочный металл / комбинация позиции.
8.5 ОТКЛОНЕНИЯ И ОТКАЗЫ
Любые отклонения или отказы в отношении использования данной спецификации процесса должны быть запрошены в письменной форме внешним поставщиком.Этот запрос должен быть направлен в организацию NASA / JSC M&P с соответствующим обоснованием и обоснованием. На такой запрос будет предоставлен письменный ответ.
9,0 ОБУЧЕНИЕ И СЕРТИФИКАЦИЯ ПЕРСОНАЛА
9.1 ОБУЧЕНИЕ
В АО, если обучение сварщика считается необходимым до квалификации / переквалификации существующего сварочного персонала ОАО или для начальной квалификации новых сотрудников, оно должно проводиться в соответствии с ТИ-0000-04.Для стороннего поставщика АО обучение сварщиков (при необходимости) должно состоять из практики использования сварочного оборудования и специального WPS для демонстрации квалификации под наблюдением квалифицированного / сертифицированного сварщика. Конкретная разработка соответствующей программы обучения является обязанностью поставщика.
9.2 КВАЛИФИКАЦИЯ СВАРОЧНИКА
Сварку должен выполнять сварщик, имеющий квалификацию и аттестацию в соответствии с NASA / JSC PRC-0008. Должны вестись достаточно подробные записи, чтобы продемонстрировать непрерывность квалификации на полугодовой (6 месяцев) основе.
9.2.1 Дополнительные параметры квалификации
При аттестации персонала для сварки титана сварочная установка должна считаться важной переменной. Персонал, прошедший квалификацию за пределами сварочной камеры с использованием подвижных экранов и узлов газовой продувки, также должен иметь квалификацию для сварки в сварочной камере, но не наоборот. При аттестации персонала для сварки титана методом испытаний на управляемый изгиб титановые сплавы, не указанные в AWS B2.1, приложение C1 или C2, диаметр плунжера (размер «A» в приложении II AWS B2.1) не должен превышать 20T (радиус 10T).
10,0 ОТКЛОНЕНИЯ И ОТКАЗЫ
Любые отклонения или отказы в отношении использования данной спецификации процесса должны быть запрошены в письменной форме. Этот запрос должен быть направлен в организацию NASA / JSC M&P с соответствующим обоснованием и обоснованием. На такой запрос будет предоставлен письменный ответ.
Приложение A
КРИТЕРИИ КОНТРОЛЯ СВАРКИ
ОБЩИЕ В этом Приложении обозначение «T» означает номинальную толщину основного металла самого тонкого компонента сварного соединения.Для сварных швов класса B или C могут использоваться альтернативные и / или дополнительные критерии приемки, однако это должно быть указано в проектной документации.
A1.0 РАЗМЕР И ВНЕШНИЙ ВИД
A1.1 ПАЗОВЫЕ ШВА
Все классы — Минимальный размер сварного шва должен соответствовать размеру (т.е. ) указанные на чертеже. Если требования к профилю не указаны, сварной шов должен быть выпуклым.Если размер не указан, требование проникновения должно составлять 100%. Требования к армированию должны соответствовать приведенным ниже в А2.0.
Класс A — Швы с разделкой кромок должны проходить через 100% толщины сечения соединения.
A1.2 FILLET WELDS
Все классы — Минимальный размер сварного шва должен соответствовать размеру, указанному на чертеже (т. Е. Размер = размер ножки). Если требования к профилю не указаны, сварной шов может быть слегка вогнутым, плоским или слегка выпуклым.Однако вогнутые профили должны иметь, по крайней мере, минимальное сечение для указанного размера сварного шва. При прерывистой сварке концы не должны подпадать под эти требования к профилю, но должны выходить за пределы указанной эффективной длины сварного шва. Если размер не указан, размер сварного шва должен составлять минимум 75% толщины более тонкого компонента. Требования к армированию указаны ниже.
Класс A и B — Размер сварного шва может быть ниже указанного размера до 1/16 дюйма или T / 4, в зависимости от того, что меньше, для 10% общей длины сварного шва (1) .
Класс C — Размер сварного шва может быть ниже указанного размера до 1/16 дюйма или T / 3, в зависимости от того, что меньше, для 30% общей длины сварного шва (1) .
A2.0 УСИЛЕНИЕ СВАРКИ
A2.1 КАНАВКА И ФИЛЕШНИЕ ШВА
Все классы — Усиление сварного шва (торцевое и корневое) не должно превышать указанного в таблице A2.1a. Однако во всех случаях арматура должна плавно переходить в основной металл в пределах допустимого подреза.
ТАБЛИЦА A2.1a — Пределы высоты армирования сварного шва
Ширина сварного шва
Высота армирования
» 16 ”
¼” и ¾ ”
1/8”
и 1-3 / 4 ”
3/16”
1-3 / 4 ”
¼”
A3.0 СКОРОСТЬ И УГЛОВОЕ ИСКАЖЕНИЕ (пик)
Класс A — Смещение не должно превышать T / 10 или 1/16 дюйма, в зависимости от того, что меньше. Угловое искажение (AD) не должно превышать 5 градусов. Если присутствует как смещение, так и AD, то максимально допустимый предел допустимого смещения должен быть соответственно уменьшен на величину, равную существующей пропорции от максимально допустимого предела AD, и наоборот.
Класс B и C — Смещение не должно превышать T / 5 или 1/8 дюйма, в зависимости от того, что меньше.Комбинированная несоосность и AD должны соответствовать правилам, приведенным выше для сварных швов класса А.
A4.0 ОБНОВЛЕНИЕ И ОКИСЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТИ
Все классы — Зоны сварки должны иметь ярко-серебристый или светло-соломенный вид. Кроме того, сварные швы, которые были зачищены щеткой перед проверкой , подлежат браку независимо от цвета перед обработкой щеткой.
A5.0 ШЕРОХОВАТОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ
Все классы — С механической обработкой (например.g., шлифованный, шлифованный и т. д.) сварного шва и прилегающих поверхностей в пределах ½ дюйма от носка шва, шероховатость поверхности не должна превышать 125 дюймов.
A6.0 РАЗРЫВЫ
Все классы — Разрывы сварного шва, превышающие максимально допустимые размеры для применимого класса в таблице A6.0, не допускаются. Удлиненные несплошности должны определяться как имеющие отношение длины к ширине 3: 1. Круглые несплошности должны определяться как имеющие отношение длины к ширине: 3: 1.
Для толщины основного металла (T) 1/8 дюйма, следующее должно применяться к Таблице A6.0a:
Класс A — Любая неоднородность, кроме трещин и поднутрений, 0,01 дюйма в наибольшей степени. размер, не учитывается.
Класс B — Любые неоднородности, кроме трещин и поднутрений, 1/32 ”в наибольшем размере, не рассматриваются.
Класс C — Любые неоднородности, кроме трещин и поднутрений, ,1 / 16 ”в их наибольшем размере, не должны рассматриваться.
ТАБЛИЦА A6.0 — Максимально допустимые размеры неоднородностей
LINEITEM
DISCONTINUITY TYPE
Класс C
1
Трещины в сварном шве или основном металле (например,g., продольный, поперечный, кратер, носок и т. д.) (1)
Не допускается
Не допускается
Не допускается
2
Глубина канавки (1)
0,01 дюйма или 0,1 т, в зависимости от того, что меньше
1/32 дюйма или 0,33 т, в зависимости от того, что меньше (3)
1/16 дюйма или 0.33T, в зависимости от того, что меньше (3)
3
Arc Strike
Не разрешено
Не разрешено
62 Не разрешено 4
Брызги
Не разрешены
Не разрешены
Не разрешены
5
5
Не разрешены
0.032 дюйма или 0,3 т в длину, в зависимости от того, что меньше (4) Сумма всех видимых указаний должна составлять 1/4 ”или T в длину, в зависимости от того, что меньше, на любом 1” длины сварного шва и 1/2 ” для любых 12 дюймов длины сварного шва (5)
длиной 0,062 дюйма или 0,6 т, в зависимости от того, какое из значений меньше (4) Сумма всех видимых указаний должна составлять 3/8 дюйма в длину в любом 1 ”Длины сварного шва и 0,75” в любых 12 ”длины сварного шва (5)
6
Скругленный (1)
Поверхность: 1 / 16 ”или 0.Диаметр 3T, в зависимости от того, что меньше (2)
Диаметр 0,045 дюйма или 0,4T в зависимости от того, что меньше (2) Сумма всех видимых указаний должна быть be3 / 8 ”или 1,5T в длину, в зависимости от того, что меньше , на любой длине сварного шва в 1 дюйм и на 3 / 4 дюйма на любых 12 дюймах длины сварного шва (5)
0,062 дюйма или 0,6 Т в диаметре, в зависимости от того, что меньше (2) Сумма всех видимых признаков должен составлять 1/2 ”в любом 1” длины сварного шва и 1.75 ”в любых 12” длинах шва (5)
C = зазор между ближайшим краем несплошности и свободным краем
РИСУНОК A6.0 — ПЕРЕДАЧА НЕПРЕРЫВНОСТИ
Перед использованием проверьте правильность версии.
Страница 20 из 20
ручная дуговая сварка — это … Что такое ручная дуговая сварка?
Jiluan P. Управление дуговой сваркой [PDF]
Woodhead Publishing Limited, Кембридж, CRC Press LLC, 2003. — ISBN 1 85573 687 X (Woodhead Publishing), ISBN 0-8493-1772-X (CRC Press). Woodhead Publishing Series по сварке и другим технологиям соединения № 51
a новое важное руководство, охватывающее все аспекты дуговой сварки
подробно описывает многие новые и ранее не публиковавшиеся методы
охватывает поведение дуговой сварки, методы управления дугой, датчики дуги и отслеживание шва, измерение температуры и робототехнику
многочисленные диаграммы и чертежи
существенная ссылка для инженер-сварщик, использующий эту все более важную технику
В последние годы достижения в области науки и техники изменили сварочную отрасль, и на передний план вышли новые разработки в области дуговой сварки.Управление дуговой сваркой подробно описывает замечательные достижения профессора Пан Цзилуана в этой области с использованием инновационных методов, которые дали выдающиеся результаты и которые не были описаны ни в одной из предыдущих публикаций. Управление дуговой сваркой охватывает все аспекты технологии. Часть первая количественно описывает динамическое поведение дуговой сварки, используемые источники питания и их влияние на сварочную технологию на основе теории управления. Во второй части описываются новые способы управления сварочной дугой с помощью современной электроники.В третьей части устанавливается первая математическая модель датчика дуги на основе теории управления, а в четвертой части описывается новый метод измерения температурных полей сварного шва с использованием метода колориметрической визуализации. В пятой части описывается идея распознавания сварных канавок с помощью трехмерной системы визуализации и автоматического программирования пути сварки. Такое комплексное и авторитетное рассмотрение процесса дуговой сварки и его управления сделает управление дуговой сваркой важным ресурсом для всех инженеров-сварщиков, ищущих использовать технику с максимальной эффективностью. Динамическое поведение дуговой сварки Теоретический анализ
Введение
Сварка с постоянной скоростью подачи проволоки
Сварка с регулируемой скоростью подачи проволоки
Сварка с регулируемой скоростью подачи проволоки и саморегулированием Динамические характеристики источника питания
Статус исследования
Описание динамических характеристик
Передаточная функция источника питания
Измерение передаточной функции
Влияние передаточной функции на технологические свойства
Резюме Экспериментальное исследование
Введение
Сварка двуокисью углерода
Сварка MIG
Импульсная сварка MIG
Резюме Контроль сварочной дуги Метод управления QH-ARC 101
Состояние исследований по контролю сварочной дуги
Принцип метода управления QH-ARC 101
Двухступенчатая характеристика
Цепи для чередования двух двухступенчатых выходных характеристик
Статическая точность и динамические характеристики
C Принципиальная схема источника питания
Технологическое поведение Метод управления QH-ARC 103
Введение
Метод управления QH-ARC 102
Метод управления QH-ARC 103
Математический анализ движения рабочей точки дуги
Контроль проплавления сварного шва с обратной связью Дуга контроль CO 2 сварка и сварка MIG на переменном токе
CO 2 сварка
сварка на переменном токе Датчик дуги и отслеживание шва Датчик для отслеживания сварного шва
Исследования и разработки
Применение датчиков дуги в промышленности
Принципы отслеживание шва с датчиком дуги
Сканирующая дуговая сварочная горелка
Ротационная дуговая горелка RAT-II Математические модели датчиков дуги
Статическая модель
Динамическая модель Обработка сигнала датчика дуги
Обработка сигнала идеальной сварочной дуги
Анализ характера сигнала
Фильтрация сигналов
Обработка сигналов в практических сварочных процессах A автоматическая сварочная машина с отслеживанием шва с датчиком дуги
Введение
Трактор традиционного типа
Гусеничный трактор Измерение поля температуры сварки в реальном времени Принципы колориметрического метода изображения
Введение
Основы колориметрического метода изображения Исследование колориметрический метод изображения
Средства для получения инфракрасного изображения
Датчик для экспериментального использования
Колориметрическая система изображения
Калибровка системы математическими методами
Экспериментальные результаты и проверка
Процедуры калибровки
Влияние условий измерения Конструкция колориметрического прибора изображения
Введение
Формирование изображения теплового излучения
Теоретический анализ изображения колориметрическим методом
Разделение температурного поля
Длина волны фильтра
Конструкция датчика
Влияние условий измерения
Калибровка системы 91 837 Практическое измерение и применение
Измерение поля температуры сварки
Математическая модель поля температуры сварки на основе измерения
Теоретические и измеренные данные для различных параметров сварки
Извлечение параметров термоцикла сварки
Трехмерное поле температуры сварки
Замкнутый контур проплавления сварного шва control
Сводка Автоматическое программирование траектории сварочных роботов Система технического зрения и автоматическое программирование траектории
Распознавание траектории канавки
Робот с автоматическим программированием траектории
Литература .
