Электрическая сварка: Электрическая сварка. Виды сварки. Сварочные аппараты и машины.

Электрическая сварка. Виды сварки. Сварочные аппараты и машины.

1.1. Основные сведения об электрической дуге

Процесс  возникновения  электрической  дуги  состоит  в  следующем.  В точке соприкосновения электрода с шихтой или свариваемой металлической деталью выделяется большое количество тепла. Конец электрода раскаляется и после отрыва электрода от детали разогревается и воздушный промежуток. Из катода начинается мощная термоэлектронная эмиссия. Электроны производят ионизацию атомов и молекул воздуха в промежутке между электродом и металлом. Воздух становится проводником электричества, что создаёт мощный разряд, называемый электрической дугой. Ток в дуге поддерживается в основном движением электронов, так как положительные ионы движутся медленно.

Напряжение на дуге очень мало по сравнению с напряжением на электродах у других видов разрядов в газах (искра, корона, тлеющий разряд). Это объясняется более сильной ионизацией газа между электродами дуги. При первом зажигании дуги с холодным промежутком необходима большая кинетическая энергия электронов для ионизации.

Поэтому напряжение для зажигания дуги оказывается всегда больше, чем при нормальном её горении.

Рис. 1.1. Элементы дуги              

Электрическая   дуга   состоит   из   следующих   элементов   (рис. 1.1): катодного пятна 1, катодного пространства 2 (где скапливаются вылетевшие из катодного пятна электроны), столба дуги 3 (он занимает почти всю длину дуги), анодного пространства 4  (состоящего из  слоя электронов и  положительных ионов).

Напряжение в  электрической дуге  делится  на  три  характерные части (рис. 1.2):

1.       Падение напряжения в катодном пространстве Uк, затрачиваемое на эмиссию электронов из катода.

2.       Падение   напряжения   в   столбе   дуги   Uс,   затрачиваемое   на перемещение зарядов через газовый промежуток l.

3.       Падение напряжения в анодном пространстве Uа, затрачиваемое на преодоление объёмных зарядов и нагрев анода.

Рис. 1.2. Распределение напряжения в электрической дуге

 

Характеристики дуги

Статическая характеристика

При токах порядка 200 А и выше падение напряжения в столбе дуги не зависит от силы тока и пропорционально длине столба, но меняется в зависимости от рода газа, материала электродов и давления (рис.

1.3). Катодное и анодное падение напряжения также не зависят от силы тока:

Uа+Uk = const,

но величина их разная в зависимости от материала электродов, рода газа и давления.

С  увеличением тока  ионизация столба дуги  (вследствие нагрева газа) усиливается, возрастает проводимость столба, а это приводит к уменьшению напряжения, необходимого для поддержания горения дуги с увеличением силы тока.

Рис. 1.3. Статические характеристики электрической дуги:

1 – короткая дуга; 2 – средняя дуга; 3 – длинная дуга

 

Динамическая характеристика

Рассмотренное   выше   изменение   напряжения   дуги   с   ростом   тока справедливо при медленном нарастании тока (статическая характеристика).

Рис. 1.4. Динамическая характеристика дуги

При  быстрых  изменениях  тока  (на  рис. 1.4  от  I1   до  I2)  ионизация  в промежутке отстаёт от роста тока, проводимость дуги увеличивается медленнее и напряжение на дуге изменяется меньше, чем по статической характеристике (из точки 1 приходим в точку 2’, а не в точку 2). При внезапном уменьшении тока степень ионизации промежутка снижается медленнее тока, и из точки 2 приходим в точку 1’, а не в точку 1.

Изложенные выше явления имеют место в дуге независимо от рода тока, питающего дугу. Однако поддержание дуги на переменном токе труднее, т. к. он меняет свою величину и направление 100 раз в секунду (при промышленной частоте), а изменение направления тока приводит к перемещению катодного пятна с одного электрода на другой вследствие изменения полярности электродов.

Особенность открытой дуги постоянного тока при атмосферном давлении и относительно небольших токах заключается в том, что её статическая вольтамперная  характеристика имеет  падающий  вид,  причём  электрическая дуга будет гореть устойчиво, лишь в том случае если во внешней цепи последовательно  включено  сопротивление.  Для  электрической  дуги переменного тока имеет смысл говорить только о её динамических характеристиках. Изменение тока и напряжения на разрядном промежутке существенно зависит от электрических параметров контура дуги и условий её охлаждения.

 

Дуга переменного тока при активном и индуктивном сопротивлениях цепи

 

На рис. 1.5 видно, что пока напряжение источника тока Uи меньше напряжения дуги Uз, дуга не загорается (до точки А пройдёт время t1). В точке А дуга загорается и горит в течение промежутка t2.

В точке В дуга гаснет и время t3+t1 (до точки А’) дуга не горит. Во время перерыва столб дуги остывает и происходит процесс деионизации, а это приводит к повышению напряжения для повторного зажигания дуги.

Повторное зажигание дуги происходит в момент А’ пересечения кривой А’ В’ с синусоидой напряжения источника тока. Повторное зажигание дуги переменного тока облегчается, если газовый промежуток искусственно сильно ионизирован (например, при обмазке электродов составом, содержащим калий, кальций и др.).

Рис. 1.5. Дуга переменного тока при активном сопротивлении цепи

При токах дуги больше 100 А диаграмма дуги переменного тока в чисто активной цепи (рис. 1.6) упрощается, так как при больших токах промежуток не успевает остывать, ионизация сохраняется достаточной величины, а поэтому напряжение зажигания дуги почти не отличается от напряжения горения дуги. Кроме того, напряжение горения дуги мало изменяется с изменением тока.

Рис. 1.6. Дуга переменного тока при активном сопротивлении цепи и больших токах

Из рис. 1.6 следует, что время перерыва тока уменьшается:

—       при снижении напряжения зажигания дуги;

—       при увеличении напряжения тока источника;

—       при повышении частоты тока.

Дуга переменного тока при наличии в цепи индуктивности и газового промежутка,  представляющего  некоторое  омическое  сопротивление,  имеет сдвиг по фазе между напряжением и током (рис. 1.7).

Рис. 1.7. Непрерывное горение дуги в цепи переменного тока при наличии индуктивности

Подбором индуктивности можно создать такой сдвиг фаз, что (при снижении    напряжения    тока    ниже    напряжения    горения    дуги)    э. д. с. самоиндукции, складываясь с напряжением источника тока, может обеспечить дуге напряжение, необходимое для её поддержания до момента, пока ток не перейдёт через нулевое значение. В этот момент напряжение источника будет иметь другой знак и величину, достаточную для повторного зажигания дуги, и она возникнет без всякого перерыва. Для устойчивого горения дуги коэффициент мощности должен быть в пределах 0,35–0,45. Таким образом, для устойчивого горения дуги в цепи переменного тока необходимо иметь значительную индуктивность. Увеличение же омического сопротивления снижает устойчивость горения дуги, поэтому длинная дуга горит менее устойчиво.

 

1.2. Дуговая сварка

Дуговая сварка имеет несколько разновидностей (рис. 1.8). Соединяемые детали обычно нагреваются вместе с присадочным материалом при помощи электрической дуги, температура которой превышает 5000 oС.

В зоне сварки создаётся ванночка расплавленного металла, которая при охлаждении затвердевает  и  образует  сварной  шов,  прочно  соединяющий свариваемые детали.

Рис. 1.8. Классификация разновидностей дуговой сварки

—       Сварка  открытой  дугой  с  плавящимся  электродом  (а)  получила самое широкое применение для чёрных металлов. Дуга получает питание от источника переменного или постоянного тока, горит в воздухе между свариваемыми деталями и электродом. В процессе сварки электрод плавится и участвует   в   образовании   сварного   шва.   Электрод   из   проволоки,   по химическому   составу   близкой   к   металлу   свариваемых   деталей,   покрыт обмазкой. Она содержит вещества, которые при расплавлении образуют шлаки и газы, повышающие устойчивость дуги и защищающие расплавленный металл от окисления.

—      Ручная сварка открытой дугой с неплавящимся электродом (б) применяется обычно для соединения цветных металлов и  сплавов. Питание дуги – от источника постоянного тока. Дуга горит между свариваемыми деталями и угольным или графитовым электродом, а в зону сварки вводится присадочный пруток.

—       Сварка (полуавтоматическая или автоматическая) закрытой дугой с плавящимся  электродом  (в)  под  слоем  флюса  применяется для  соединения любых металлов. Питание дуги – от источника переменного или постоянного тока. Дуга горит под слоем сыпучего вещества – флюса. Голая электродная проволока автоматически подаётся в зону сварки через флюс с помощью

механизма подачи. Под действием высокой температуры флюс плавится и образует газовый пузырь, оболочка которого защищает металл  от  действия кислорода и азота воздуха. При полуавтоматической сварке дуга перемещается вручную, а при автоматической все операции автоматизированы. Автоматическая сварка под флюсом обеспечивается высокое качество сварного соединения и высокую производительность (в 6–12 раз выше, чем при ручной дуговой сварке).

—       Сварка   защищённой   дугой   и   неплавящимся   электродом   (г) применяется для соединения нержавеющих и жаропрочных сталей. Защитной средой является аргон, смесь аргона с небольшим количеством активных газов или   углекислый   газ.   Питание   дуги   –   от   источника   переменного   или постоянного тока. Вольфрамовый электрод помещён в газоэлектрическую горелку, к которой под давлением подводится газ из баллона. Вытекающая из сопла горелки струя газа защищает место сварки.

—       Сварка   (полуавтоматическая  или   автоматическая)   защищённой дугой (среда аргона или углекислого газа) и плавящимся электродом (д). Неизолированная электродная проволока подаётся в зону сварки через горелку с помощью механизма подачи. В горелку подаётся газ. Сварка в среде аргона применяется   при   питании   дуги   как   от   источника   переменного,   так   и постоянного тока. Сварка в среде углекислого газа для сталей любого состава – на постоянном токе. При этом возможна «прямая полярность» сварки (деталь соединена  с  положительным  полюсом,  а  электрод  с  отрицательным)  или

«обратная» (электрод является анодом). «Обратная» полярность применяется при сварке тонких листов цветных металлов в среде углекислого газа.

 

1.2.1. Автоматическая дуговая сварка под слоем флюса

Электрическая дуга горит между свариваемыми деталями и концом голой электродной проволоки, имеющей значительную длину и намотанной на кассету. По мере расплавления проволока подается в зону сварки механизмом подачи.

Применение длинной проволоки в данном случае позволяет исключить перерыва в сварке для замены электрода. Для защиты дуги сварки, ванны и сварного шва от действия атмосферного кислорода и азота используется порошкообразный флюс. Дуга горит под слоем флюса в газовом пузыре, наполненном парами металла и флюса. Стабилизирующие добавки, имеющиеся во  флюсе,  обеспечивают  устойчивость  дуги.  Высокое  давление  в  газовом пузыре позволяет исключить разбрызгивание металла, даже при высоких мощностях дуги.

Расплавленный флюс покрывает сварной шов и, застывая, образует шлаковую корку. Взаимодействие расплавленного флюса с металлом позволяет обеспечить его высокие механические свойства. Флюс подается в зону сварки и отсасывается из этой зоны с помощью специальных пневматических устройств. Подвод сварочного тока к электродной проволоке осуществляется через контактный мундштук.

Обычно кассета с электродной проволокой, механизм и электропривод подачи, мундштук, а также механизмы подачи и отсоса флюса объединяются в единой конструкции, называемой сварочной головкой (сварочным автоматом). Сварочная головка может быть подвешена над изделием, и перемещаться по направляющим. Часто сварочную головку устанавливают на колеса и снабжают электроприводом перемещения. В  этом случае получают самоходный сварочный  аппарат  (сварочный  трактор).  Сварочный  трактор  перемещается либо по поверхности изделия, либо по переносному рельсовому пути.

Практическая реализация автоматической сварки требует решения задачи автоматического поддержания длины дуги. Данная задача может решаться двумя способами:

1.    использованием регулирования скорости подачи электрода в зависимости от режима дуги, т.е. ее тока или напряжения;

2.       использованием явления саморегулирования электрической дуги.

При первом способе обычно используют поддержание пропорциональности между скоростью подачи проволоки и напряжением на дуге. Автоматы данного типа применяют при относительно низких сварочных токах. В наиболее производительных автоматах используется явление саморегулирования дуги, проявляющееся при больших плотностях тока. Автоматы такого типа имеют постоянную скорость подачи электродной проволоки.

Учтем, что при больших токах ВАХ имеет положительное дифференциальное сопротивление. Скорость плавления электрода пропорциональна мощности дуги, следовательно, линии разной мощности одновременно являются линиями разной скорости плавления электрода. Для нормальной работы автомата скорость плавления должна быть равна скорости подачи.

Допустим, VПОД = VПЛ2 (рис. 1.9). В этом случае рабочей точкой системы будет точка «б». Предположим, что вследствие каких-либо возмущений длина дуги увеличилась, стала равна L3, тогда рабочая точка системы перейдет в точку «а». Однако данная точка соответствует меньшей мощности и меньшей скорости плавления электрода (VПЛ3). Поэтому длина дуги начнет снижаться до тех пор, пока вновь не наступит равенство VПОД = VПЛ2.

Рис. 1.9. ВАХ дуги

Для обеспечения эффективного саморегулирования внешняя характеристика  источника  питания  должна  быть  более  жесткой,  чем  при ручной сварке. Такие характеристики – пологопадающие. Для дуговой сварки под слоем флюса в зависимости от технологических требований используют

либо переменный, либо постоянный ток. Причем при токах свыше 300–400 А используют   переменный   ток.   Автоматическая    сварка   позволяет   резко увеличить производительность и поднять качество сварки.

Иногда сказываются такие недостатки, как невидимость места сварки и возможность  выполнения  сварных  швов  только  простой  формы.  Поэтому наряду  с  автоматической сваркой  широко  применяется  полуавтоматическая сварка.

 

1.2.2 Специальные виды дуговой сварки

 

Дуговая сварка в углекислом газе

Сущность этого способа сварки заключается в том, что в зону сварки подаётся с постоянной скоростью электродная проволока диаметром 0,5–2 мм в струе углекислого газа, защищающего расплавляемый электродный и основной металл от вредного воздействия окружающего воздуха. С целью компенсации окислительного влияния углекислого газа на расплавленный металл, применяется электродная проволока из металла с повышенным содержанием раскисляющих элементов (марганца, кремния и др. ). Этот способ более прост по сравнению со сваркой под слоем флюса, особенно он эффективен при сварке металлов небольшой толщины. Наиболее целесообразна полуавтоматическая сварка в углекислом газе для тонкостенных изделий сложной формы со значительным количеством коротких перекрещивающихся швов. Сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа выполняется автоматами и полуавтоматами.

 

Аргоно-дуговая сварка

Наиболее распространена аргоно-дуговая сварка неплавящимся электродом  (вольфрамом).  При  аргоно-дуговой  сварке  дуга  горит  в  струе аргона. Аргон не только защищает дугу и место сварки, но и исключает окисление вольфрамового электрода. Для формирования шва в  зону сварки вводится проволока из присадочных материалов. Применение неплавящегося электрода и аргоновой защиты придает технологическому процессу следующие особенности:

1.       при  прямой полярности дуги  на  электроде имеет  место  мощная термоэлектродная эмиссия. Дуга имеет высокую проводимость и устойчивость. Поэтому в большинстве случаев аргоно-дуговая сварка ведется на переменном токе прямой полярности;

2.    при обратной полярности дуги температура катода падает, соответственно  падает  интенсивность  эмиссии.  Дуга  обратной  полярности имеет меньшую проводимость и устойчивость. При обратной полярности дуги имеет место интенсивная бомбардировка свариваемых деталей тяжелыми положительными ионами аргона. Такая бомбардировка разрушает окисные пленки даже на таких активных металлах, как медь и алюминий;

3.       питание переменным током позволяет сочетать устойчивость дуги прямой полярности с очищающей способностью дуги обратной полярности. Поэтому сварка меди и алюминия ведется на переменном токе;

4.       различие   калорийности   дуг   прямой   и   обратной   полярности приводит к частичному выпрямлению тока в цепи дуги и возникновению постоянной составляющей тока, подмагничивающей трансформатор. Кроме этого, эффект выпрямления снижает очищающую способность дуги, поэтому постоянную составляющую убирают, включая в сварочную цепь последовательно конденсаторы. При аргоно-дуговой сварке используют источники      с крутопадающей      характеристикой,      т. к.      какое-либо саморегулирование режима горения в данном случае отсутствует.

Для  облегчения  зажигания  дуги  переменного  тока  применяют специальные устройства – осцилляторы. Иногда повышают напряжение холостого хода (UХХ) трансформатора до 130–200 В. Аргоно-дуговая сварка может быть автоматической и полуавтоматической.

 

Электрошлаковая сварка

Электрошлаковой   сваркой   можно   соединять   металлические   части большой толщины. Источником теплоты служит шлаковая ванна, образуемая при расплавлении флюса. В отличие от дуговой сварки для расплавления основного и присадочного металлов используют теплоту, выделяющуюся при прохождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). В начале процесса дугой расплавляют небольшое количество флюса. Затем электрод погружают в шлаковую ванну, горение дуги прекращается, и ток начинает проходить через расплавленный шлак. Сварку выполняют снизу вверх чаще всего при вертикальном положении свариваемых деталей с зазором между ними.

Рис. 1.10. Установка электрошлаковой сварки

Электрошлаковую сварку различают:

—    по   виду   электрода: проволочным, пластинчатым электродом и плавящимся мундштуком;

—    по наличию колебаний электрода: без колебаний и с колебаниями электрода;

—  по числу электродов: одно-, двух- и многоэлектродную.

Обычно электрошлаковую сварку  применяют  для соединения деталей толщиной от 50   мм   до   нескольких  метров. Электрошлаковый процесс используют также для переплавки отходов стали и получения отливок.

 

1.3. Электрическая контактная сварка

 

При электроконтактной или электрической сварке сопротивлением нагрев производят пропусканием через место сварки тока достаточной величины. Разогретые детали механически сдавливают (сварка давлением).

Нагрев зоны сварки осуществляется электрическим током, проходящим через место сварки двух деталей. Осадочное давление создается электродами, проводящими ток. Контактная сварка обычно осуществляется на переменном токе. Это объясняется тем, что ток в тысячи и десятки тысяч ампер, необходимый   для   такой   сварки,   проще   всего   получить   с   помощью понижающего трансформатора. Получение постоянного тока такой величины требует создания специальных генераторов.

Сварочный трансформатор, снабженный необходимой функциональной аппаратурой, устройство токоподвода, механизм для создания осадочного давления обычно собирают в  виде единой конструкции, которую называют машиной для контактной сварки. Различают машины для стыковой, роликовой, точечной сварки.

Рис. 1.10. Основные разновидности контактной сварки

 

1.3.1. Стыковая сварка

Существует два вида стыковой сварки: с оплавлением и без оплавления.

При сварке без оплавления детали с обработанными концами приводят в соприкосновение  и  сжимают  значительными  усилиями.  После  этого  через детали  пропускают  ток.   За  счет  контактного  сопротивления в  месте  стыка возникает концентрированное выделение тепла. При достижении определенной температуры пластические свойства металла становятся достаточными для сварки. При окончании цикла сварки сначала снимают ток, потом осадочное давление.

При стыковой сварке оплавлением нагрев деталей производится до полного оплавления их поверхностей (стыков). Процесс имеет 3 стадии: предварительный подогрев, оплавление, окончательная осадка (либо только 2 последние стадии).

В начальный момент детали сжимают для обеспечения надежного контакта и пропускают электрический ток. Таким образом, обеспечивают быстрый разогрев до необходимой температуры (для стали 600–800°С). После этого давление некоторым образом снижают. Соответственно, увеличивается сопротивление контакта и сварной ток падает. Ухудшение контакта приводит к тому, что  линии тока  концентрируются в  этот период времени в  немногих точках соприкосновения.

Рис. 1.11. Цикл сварки

В этих точках концентрируются большие мощности, и начинается оплавление. Контактирующие выступы разрушаются. Весьма быстро оплавляется   поле   свариваемой   поверхности.   После   этого   увеличивают осадочное  давление,  и  детали  можно  сварить.  При  этом  избыток расплавленного металла выдавливается из контакта.

Рис. 1.12. Графики тока и сжимающего усилия при стыковой сварке оплавлением с предварительным подогревом

Грат (венчик) содержит большое количество окислов. Он механически непрочен и легко удаляется со сваренного стыка. Сварка плавлением имеет ряд преимуществ по  сравнению со  сваркой без  оплавления. Она  даёт  большую прочность шва, не требует предварительной зачистки торцов детали, позволяет сваривать сечения сложной формы, детали из разнородных металлов. Недостаток – потери металла с гратом.

На рис. 1.13 показана машина для стыковой сварки.

Рис. 1.13. Машина для стыковой сварки

Стыковая   сварка    применяется   для   сварки   проволоки,   арматуры, всевозможных колец, ободов, цепей, труб, рельсов.

 

1.3.2. Точечная сварка

Наиболее распространенный способ контактной сварки. Применяется для сварки  различных  полос,  листов  небольшой  величины  (5–6 мм).  Наиболее распространен цикл, когда в течение всей сварки давление не меняется. Однако лучшие результаты получают в том случае, если в конце сварки повышается осадочное давление.

Рис. 1.14. Графики тока и сжимающего усилия при точечной сварке

Рис. 1.15. Машина точечной сварки

Машины точечной сварки (рис. 1.15) имеют высокую производительность. Они могут давать до 600 точек в минуту. При такой производительности трудно коммутировать      сварочный       ток       и выдерживать необходимую длительность его протекания. Лишь в самых простейших машинах используют механические переключатели или контакторы с эффективным дугогашением.

 

1.3.3. Роликовая (шовная) сварка

Три режима роликовой сварки:

1.       с непрерывным движением роликов и непрерывной подачей тока (не применяется, так как дает сварку низкого качества). Применение способа возможно лишь при очень больших скоростях сварки, когда в каждый полупериод питающего тока сваривается одна точка;

2.       с непрерывным движением роликов и импульсной подачей тока;

3.       с   прерывистым   движением   роликов.   Ток   подается   только   в моменты остановки. Машины для роликовой сварки (рис. 3.16) отличаются от точечных машин наличием подвижных электродов (роликов), снабженных механизмом электропривода и более напряженным режимом работы. Машины снабжают бесконтактными прерывателями.

Рис. 1.16. Машина шовной сварки

Шовная сварка позволяет соединить плотным швом непроницаемые для жидкостей и газов листы металла небольшой толщины (от доли мм до 5–6 мм).

 

3.4. Источники питания дуговой сварки

Источником питания (ИП) сварочной дуги называют устройство, которое обеспечивает  необходимый  род  и  силу  тока  дуги.  Источник  питания  и сварочная дуга образуют взаимосвязанную энергитическую систему, в которой ИП  выполняет  следующие основные функции:  обеспечивает условия начального  возбуждения дуги,  её  устойчивое  горение  в  процессе  сварки  и возможность производить настройку параметров режима. По роду тока в сварочной цепи различают:

—       источники переменного тока – сварочные однофазные и трехфазные трансформаторы;

—       специализированные установки для сварки алюминиевых сплавов;

—     источники  постоянного  тока  –  сварочные  выпрямители  и генераторы с приводами различных типов.

По количеству обслуживаемых постов могут быть однопостовые и многопостовые, а по применению – общепромышленные источники питания. К общепромышленным относятся источники питания для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, а также для механизированной сварки под флюсом.

 

1.4.1. Источники питания переменного тока

К этой группе относятся трансформаторы и специальные установки.

Сварочные трансформаторы

Рис. 1.9. Сварочный трансформатор ТДМ–315

Сварочный трансформатор – это электромагнитный аппарат, преобразующий  напряжение  220–380 В промышленной сети переменного тока в более низкое напряжение, регламентируемое  ГОСТами  на сварочное оборудование, и обеспечивающий необходимую силу сварочного тока. Наибольшее распространение получила конструкция сварочного трансформатора с подвижными       обмотками. Серийно выпускаются несколько типов таких трансформаторов: ТД и ТСК – основные из них. Серийно выпускаются несколько типов таких трансформаторов: ТД и ТСК  –  основные из  них.  Трансформаторы с  подвижными обмотками чаще других применяются для ручной дуговой сварки. Кроме них применяют трансформаторы, в которых поток рассеяния изменяют поворотом магнитного шунта – среднего подвижного звена сердечника, а также малогабаритные трансформаторы              типов  ТДП,  ТСП,  АДЗ,  в  которых  регулирование  тока производят с  помощью  переключения  секций  вторичной  обмотки  или  с помощью дополнительных       обмоток.        Для        автоматической       и полуавтоматической              сварки   плавящимся   электродом   под   слоем   флюса выпускаются и специальные трансформаторы типа ТДФ. Для дуговой сварки алюминиевых сплавов в защитных газах применяют специальные установки однофазного и трехфазного токов.

 

1.4.2. Источники питания постоянного тока

К ИП постоянного тока относятся сварочные выпрямители, вращающиеся электромашинные преобразователи (генераторы), сварочные агрегаты и инвертеры. ИП  постоянного тока используются при  ручной дуговой сварке штучными  электродами,  при  сварке  плавящимися  и  неплавящимися электродами в среде защитного газа.

Сварочные выпрямители

Сварка на постоянном токе обеспечивает получение сварного соединения более высокого качества по сравнению со сваркой на переменном токе. Из-за отсутствия  нулевых  значений  тока  повышается  стабильность горения  дуги, увеличивается глубина проплавления, снижается разбрызгивание, улучшается защита дуги, повышаются прочностные характеристики металла сварного шва, снижается количество дефектов шва, а пониженное разбрызгивание улучшает использование   присадочного   материала   и   упрощает   операции   зачистки сварного соединения от шлака и застывших брызг металла. Всё это привело к тому, что для сварки качественных швов ответственных соединений больше применяют сварку на постоянном токе. Кроме того, многие материалы – высоколегированные  и  теплоустойчивые  стали,  чугуны,  титан,  сплавы  на основе меди и никеля – свариваются только на постоянном токе. В частности, для полуавтоматической сварки металлической проволокой в среде защитных газов (метод MIG/MAG) – наиболее производительного и универсального метода сварки – применяют именно ИП постоянного тока. Сварочными выпрямителями называются источники питания, в  которых постоянный ток получается путём выпрямления переменного тока промышленной частоты с использованием полупроводниковых вентилей.

Рис. 1.10. Выпрямитель Aristotig DTG405 AC/DC

Общими элементами для сварочных выпрямителей являются:

—       силовой трансформатор;

—       выпрямительный блок;

—      блоки  пускорегулирующей, измерительной и защитной аппаратуры.

Наиболее рациональным в выпрямителях оказывается применение трёхфазного тока. Для питания выпрямительного блока (ВБ) обычно используют понижающие трёхфазные                               силовые трансформаторы,  по устройству и принципу действия аналогичные описанным в предыдущем разделе. Сам ВБ собирается  либо   по   трёхфазной  мостовой  схеме,   либо   по   шестифазной мостовой схеме с уравнительным реактором – разнесёнными вторичными обмотками силового  трансформатора, соединёнными в  две  «звезды»  (схема Ларионова – Гретца). У обеих схем повторяемость напряжения равна шестикратной частоте питающего тока (для обычного переменного тока промышленной частоты – 300 Гц).Это позволяет получить выпрямленный ток, у которого пульсации напряжения меньше, чем при использовании обычной однофазной мостовой двухполупериодной схемы, собранной на четырёх вентилях (четырёхвентильные мостовые схемы обычно используются в более простых выпрямителях бытового класса). Регулирование тока сварки в сварочных  выпрямителях  осуществляется  двумя  путями  – электромеханическим  и  электрическим.  В  выпрямителях  с электромеханической регулировкой изменение тока происходит до ВБ, т. е. на выпрямляющие вентили в каждой фазе поступает переменный ток, имеющий силу тока и напряжение заданных сварочных параметров. Применяемые в этом случае силовые трансформаторы с увеличенным магнитным рассеиванием (с раздвижными катушками) и трансформаторы с нормальным магнитным рассеиванием (с  управляемым магнитным шунтом)  описаны  в  предыдущем разделе.

 

Сварочные генераторы

Во всех рассмотренных выше источниках питания преобразование тока происходит за счёт электрических и электромагнитных процессов при отсутствии вращающихся деталей и узлов (за исключением элементов механических систем регулировки тока), поэтому такие ИП называют статическими.  Однако  раньше  статических  ИП  были  разработаны вращающиеся источники питания, называемые сварочными генераторами. Отличительной особенностью сварочных генераторов является наличие в них вращающегося якоря, приводимого в движение внешним приводом. Принцип действия сварочного генератора аналогичен работе любого генератора постоянного тока. Сварочные установки на основе генераторов с приводом от электродвигателя называются сварочными преобразователями, с приводом от двигателя внутреннего сгорания (бензинового или дизельного) – сварочными агрегатами.

Рис. 1.11. Генератор КНМ 190 YS

За  счёт  взаимодействия магнитных потоков в якоре и статоре генератора происходит формирование сварочного тока. Генераторы имеют широкий спектр вольт-амперных характеристик: крутопадающие в сочетании с пологопадающими, жёсткие в сочетании с возрастающими. Конструктивно различают генераторы с независимыми обмотками возбуждения

статора и генераторы с самовозбуждающимися обмотками. Генераторы с независимыми обмотками возбуждения требуют дополнительно отдельного источника тока. Двойные вольт-амперные характеристики генераторов формируются за счёт подключения намагничивающих последовательных обмоток возбуждения; при их включении вольт-амперная характеристика будет иметь крутопадающую форму, при отключенной намагничивающей обмотке вольт-амперная   характеристика   генератора   будет   пологопадающей.   Для питания намагничивающих обмоток возбуждения требуется автономный источник постоянного тока, поэтому такой тип генератора обычно применяют в тех случаях, когда в качестве привода используется электродвигатель переменного тока. В генераторах с самовозбуждением для получения постоянного напряжения на коллекторе устанавливают промежуточную щетку, расположенную  между  двумя  основными.  За  счет  постоянного  сдвига  фаз между промежуточной и основными щетками, равному p/4, напряжение между промежуточной щеткой  и  опережающей  ее  основной  щеткой  будет постоянным, и может быть использовано для питания намагничивающих обмоток возбуждения. Такие генераторы обычно применяют в мобильных сварочных агрегатах с приводом от двигателя внутреннего сгорания. Вращающиеся сварочные источники питания просты и дёшевы в изготовлении и эксплуатации, однако вредные условия действующего производства (высокая влажность, масляные пары, пыль с наличием абразивных частиц) приводят к быстрому выходу из строя пары трения «щётки – коллектор», поэтому более совершенной   является   схема   вентильного   генератора,   в   котором   роль коллектора выполняет бесконтактное полупроводниковое выпрямительное устройство. В этих генераторах обмотка возбуждения закреплена на корпусе статора, а обмотка самого статора является трехфазной и размещена на статоре с   постоянным   сдвигом   фаз.   При   вращении   якоря   его   магнитное   поле индуцирует в статоре синусоидальные трехфазные токи со сдвигом фаз 2p/3. Частота этих токов определяется частотой вращения якоря и числом пар полюсов  статора.  Далее  трехфазный  ток,  снимаемый  с  обмотки  статора, преобразуется в постоянный в выпрямительном блоке, построенном обычно по трёхфазной мостовой схеме. За  счёт большого индуктивного сопротивления обмотки статора вольт-амперная характеристика такого генератора будет падающей. Бесколлекторные генераторы (например, ГД-4004) надёжнее в работе, но более требовательны к температурным перепадам, условиям охлаждения полупроводниковых вентилей и точности выдерживания частоты вращения привода.

 

Сварочные инверторы

Наиболее  современными  и  технически  сложными  источниками сварочного  тока  являются  сварочные  инверторы  (рис. 1.12).  В  отличие  от статических ИП так называемых «классических» типов (т. е. трансформаторов и выпрямителей), у инверторов отсутствует силовой трансформатор. Вся работа сварочного инвертора построена на принципе фазового сдвига (инверсии) напряжения, осуществляемого электронной микропроцессорной схемой с покаскадным усилением тока (обычно микропроцессором типа IGBT). За счёт применения такого принципа удаётся получить широкий спектр вольт- амперных  характеристик:  от  крутопадающей  до  возрастающей  –  с  очень гладкой кривой тока, отклонения которого снижены до уровня десятых долей процента, что позволяет добиваться высокого качества сварки. Включение в схему высокочастотного генератора расширяет сферу применения инверторных источников питания и позволяет использовать их практически для любого метода дуговой сварки  и  для  плазменной резки.  За  счёт  небольшой массы инверторы малой мощности очень перспективны для использования при монтаже   особо   ответственных   металлоконструкций   и   трубопроводов,   к сварным соединениям которых предъявляются повышенные требования, а условия работы не позволяют применять громоздкое промышленное оборудование, предназначенное для работы в цеховых условиях. Наличие сложной  и  дорогой  электроники,  требующей  особых  условий  охлаждения, резко увеличивает стоимость инверторных источников, но высокое качество получаемых сварных соединений и широкий спектр методов сварки делает их наиболее перспективными для промышленного применения, особенно при производстве  сложных  и  ответственных  металлоконструкций  из  различныхматериалов.

Рис. 1.12. Сварочный инвертор Caddy LHQ 150

 

1.4.3. Основные требования к источникам питания

Источник питания должен  обеспечивать надежное зажигание дуги,  ее устойчивое  горение  и  иметь  возможность  настройки  требуемого  режима сварки.

Чтобы удовлетворить эти требования, необходимо:

1.       иметь UXX  источника больше напряжения зажигания дуги (UЗАЖ). Например,   при    сварке    постоянным   током    металлическим   электродом UЗАЖ = 30–40 В, на переменном токе UЗАЖ = 50–60 В. По условиям безопасности UXX   общепромышленных источников постоянного тока не превышает 90 В, переменного тока – 80 В;

2.   обеспечение   соответствия   способа   сварки   и   внешней характеристики источника. Внешняя характеристика должна быть круто падающей для ручной дуговой или аргоно-дуговой сварки, пологопадающей – для  автоматической  сварки  под  слоем  флюса  и  жесткой  для  сварки  в углекислом газе;

3.    обеспечить достаточную выходную индуктивность источника переменного тока;

4.       иметь возможность регулировать UXX или выходное сопротивление источника питания.

Источники питания работают в одном из следующих режимов:

1.       перемежающемся;

2.       повторно-кратковременном;

3.       длительном.

В перемежающемся режиме работы под нагрузкой в течение времени tH работа продолжается с работой на холостом ходу tX. Такой режим характерен для ручной дуговой сварки. Источники питания для ручной сварки выпускают на номинальную продолжительность нагрузки 60 %.

В  повторно-кратковременном режиме работа под  нагрузкой в  течение времени tH  чередуется с периодическими отключениями источника от сети на время t0. Такой режим характерен для автоматической или полуавтоматической сварки.

В случае продолжительного включения имеем длительный режим работы (характерен для многопостовых источников питания).

Выводы: Электрическая сварка позволяет создавать сплошные неразъемные соединения за счет воздействия электрической дуги или прямого протекания тока. Источниками сварочного тока являются сварочные трансформаторы специальной конструкции, а также сварочные выпрямители, инверторы и генераторы.

Электродуговая сварка – особенности, как выполняется + Видео

Электродуговая сварка – это наиболее популярный способ выполнения сварочных работ, при которых используется электрическая дуга.

1 Технология электродуговой сварки

Для данного вида сварочных работ требуется сильноточный источник питания с малым напряжением. К одному из зажимов такого аппарата подсоединяют электрод для сварки, к другому – свариваемое изделие. Расплавление кромок деталей, которые необходимо соединить, осуществляется дуговым электрическим разрядом. При этом указанная электродуга имеет температуру более 5 тысячи градусов, что выше температуры, при которой плавятся любые известные человечеству металлы.

Задача дуги состоит в том, чтобы преобразовать в теплоту электроэнергию. Под влиянием полученной теплоты происходит расплавление электродного металла и свариваемых поверхностей. Это приводит к формированию сварочной ванны, где металл сварочного стержня взаимодействует с металлом детали. А образующийся при таком процессе шлак уходит на поверхность, создавая пленку, выполняющую защитную функцию. После того как металл затвердевает, получается прочное и качественное соединение.

Для сварки электродугой применяют электроды двух видов:

• неплавящиеся;
• плавящиеся.

Если используется неплавящийся сварочный стержень, сварной шов создается за счет расплавления специальных прутков (проволоки), которые называют присадочными и вводят в саму ванну. Плавящийся электрод не требует применения такой присадки.

В некоторых случаях в электроды добавляют натрий, калий, другие элементы, характеризуемые легкостью ионизации. Делается это для того, чтобы сварочная дуга обладала большей устойчивостью. Сварной шов от окисления может предохраняться газами с защитными функциями:

• углекислым;
• гелием;
• полностью инертным аргоном.

Защитные газы подают при проведении сварки из сварочной головки.

В настоящее время электросварка дугой может выполняться постоянным либо переменным током. Меньший разброс расплавленного металла (его брызг) отмечается при использовании постоянного тока, так как отсутствует смена его полярности и переход через ноль.

2 Сварочная дуга – что она собой представляет?

Под дугой, используемой для выполнения сварочных мероприятий, понимают одну из разновидностей электроразряда в газах. При этом разряде отмечается прохождение через газовый промежуток электротока под влиянием электрического поля. По сути, речь идет именно об электрической дуге. Но так как применяют ее в процессе сварки, дугу называют не иначе как сварочной.

На дуге фиксируется снижение напряжения. Она является одним из элементов сварочной электрической цепи. Электрод, подключаемый к «плюсовому» полюсу источника питания, при выполнении сварочных работ на постоянном токе именуют анодом. Если его подключают к «минусовому» полюсу – катодом. При работе на переменном токе каждый из сварочных стержней поочередно является то катодом, то анодом.

Дуговой промежуток – это расстояние между двумя электродами. Длина такого промежутка определяет длину электродуги. При малых температурах в стандартных условиях газы состоят из молекул и атомов с нейтральными характеристиками. Об их электропроводимости речи не идет. Добиться прохождения через газовую среду электротока можно исключительно тогда, когда в ней присутствуют ионы и электроны – элементы с определенным зарядом. Процесс формирования данных элементов принято называть ионизацией.

Заряженные частицы образуются в дуговом промежутке в результате того, что с поверхности катода начинается испускание электронов. Это приводит к ионизации паров и газов, находящихся в промежутке. Электрическая дуга может быть:

• сжатой;
• свободной (прямого действия).

В первом случае сечение электрической дуги могут уменьшать посредством регулирования газового потока, изменения сопла горелки сварочного аппарата, электромагнитного поля. Свободная же дуга неизменна.

3 Электродуговая сварка металлов – разновидности процесса

Для разных металлов рекомендованы различные виды осуществления сварочных работ. Для сварки изделий из чугуна, легированных сталей, некоторых цветных металлов, а также из нержавеющей стали обычно применяется ручная технология с защитой сварочной зоны. В данном случае электрод подсоединяют к электродержателю.

Конец стержня для сварки нагревается в тот момент, когда он прикасается к свариваемому изделию (наблюдается замыкание цепи тока). Нагретый электрод отводят от поверхности сварки (обычно на расстояние до 5 мм), что приводит к установлению дуги. Ток в дальнейшем поддерживается уже за счет дугового разряда.

Важнейшим условием получения качественного соединения при описываемой технологии является наличие обмазки – специального флюса густой консистенции, который окружает стержень для сварки. Обмазка предохраняет ванну и непосредственно электродугу от попадания в них газов из воздуха, обеспечивает высокую стабильность разряда, привносит раскислители, делающие сварочный металл более чистым.

По схожей схеме производится и сварка под флюсом. Правда, при ней роль электрода выполняет проволока, которую с катушки подают через пласт флюса в сварочную зону. Такой процесс можно считать практически полностью автоматическим. С его помощью несложно соединять изделия большой толщины, причем на отличном уровне производительности. Как правило, эту технологию применяют при выполнении больших объемов сварочных работ, так как предварительная подготовка изделий к соединению друг с другом требует немалого времени.

Достаточно популярной считается и технология сварки металлов в инертном газе при помощи вольфрамового неплавящегося электрода. Она предполагает защиту сварочной зоны гелием либо аргоном, которые подаются извне. При описанном способе вредные примеси из атмосферы не попадают в ванну. Чаще всего вольфрамовые стержни рекомендуются для соединения конструкций из нержавейки, никеля, алюминиевых сплавов.

Подробнее хочется рассказать о сварке плавящимися электродами по газоэлектрической технологии. По своей сути она напоминает процесс, выполняемый под слоем флюса, которым является газ, обволакивающий дугу, торец стержня и ванну. Газ подают через сварочное сопло. Целесообразность такой методики обусловлена тем, что при ней допускается получать дуговой разряд с разными параметрами, вводя смеси газов и кислород в незначительных количествах.

Газоэлектрический метод позволяет сваривать металлы с высокой химической активностью (например, медь, «нержавейку», магний и так далее). Он, кроме того, обеспечивает:

• удобство сварки в навесном и вертикальном положениях;
• высокую скорость процесса;
• визуальный контроль выполнения операции со стороны сварщика;
• отличную чистоту шва;
• возможность соединять изделия и с очень большими толщинами, и с очень малыми.

Реже сварка проводится электродами трубчатого типа. При данной операции электрический разряд формируется между трубчатым непрерывным стержнем (порошковой проволокой с флюсом) и изделием, подвергающимся сварке. Функцию присадочного материала при этом выполняет материал электрода, а сварочная ванна защищается элементами, образующимися в процессе разложения флюса.

Электрическая дуговая сварка — это… Что такое Электрическая дуговая сварка?

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.^[1]

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.^[2]

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

• ручную дуговую сварку
• полуавтоматическую дуговую сварку
• автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке (ММА -Manual Metal Arc) указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке (MIG/MAG -Metal Inert/Active Gas) плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

• дугу прямого действия (зависимую дугу)
• дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

• способы сварки плавящимся электродом
• способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

• открытую
• закрытую
• полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

• дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
• дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
• дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
• дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
• дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.

Аргонодуговая сварка относится к виду сварки плавлением. Сварка плавлением разделяют на сварку плавящимся и не плавящимся электродом. Аргонодуговая сварка это сварка не плавящимся электродом. В качестве электрода применяют вольфрамовые стержни. Они имеют различный диаметр.

При аргонодуговой сварке вольфрамовые электроды выбирают от толщины металла. Вольфрам относят к тугоплавким металлам. Поэтому, назначение вольфрамовых электродов в зажигании и поддержании сварочной дуги.

Аргонодуговую сварку относят к видам газоэлектрической сварки. Газы защищают сварочную зону от воздействий ветра, осадков и других погодных явлений. Так же алюминий, титан, никель подвержены окислению. Применение газов защищает их от окислительных процессов. В аргонодуговой сварке применяют инертные газы: аргон, гелий и их смеси. Основным газом считают аргон. Поэтому, сварка получила название аргонодуговая сварка. Аргон производят трех сортов. Сорт аргона, для аргонодуговой сварки, зависит от содержания в нем чистого аргона. Для разного вида стали, применяют различный сорт аргона. Аргон поставляют в баллонах. Электрическая часть аргонодуговой сварки, предназначена для образования сварочной дуги и ее параметров. Основным элементом ее является источник питания (сварочный аппарат). На нем выставляют силу и напряжение сварочного тока. Основным рабочим органом аргонодуговой сварки есть газоэлектрическая сварочная горелка. В нее, вставляют вольфрамовый электрод и подают аргон из баллона. Аргон подается по резиновым шлангам. Электрод из вольфрама, закрепляют механическим способом. Так же, в сварочную горелку кабелями подают ток. Рабочий процесс аргонодуговой сварки состоит в том, что сварщик нагревает электрической дугой кромки свариваемых деталей. Затем, подносит сварочную проволоку и расплавляет ее и кромки до получения сварного шва. Сварочную проволоку, для аргонодуговой сварки, подбирают по составу свариваемой марки и вида стали. Ее поставляют на производство в мотках. Сварщик нарезает ее, для удобства, по размерам сварочного шва. На производстве сварочную проволоку называют присадкой. Она должна быть без ржавчины и обезжирена. Используют аргонодуговую сварку не только для цветных металлов, но для нержавеющих и углеродистых сталей. Аргонодуговую сварку применяют в промышленных цехах и на стройплощадке. На стройплощадках, в избегание попадания ветра в зону сварки, устанавливают сварочную палатку. Выполняют аргоновую сварку в специальных кожаных перчатках. В процессе аргонодуговой сварки, сварщик использует две руки. Это требует высокой квалификации сварщика. На производстве, сварщики аргонодуговой сварки имеют 5-6 разряды. Преимуществом аргонодуговой сварки считают геометрически однородный качественный шов. Шов получают без дефектов. Так же исключены шлаковые образования . Шов выдерживает большие нагрузки на изгиб, сжатие и растяжение. Аргонодуговая сварка выделяет меньше вредных газов в работе для сварщика. Сведен риск получения ожогов, работников при сварке. Аргонодуговая сварка это один из эффективных и высококачественных видов сварки на производстве!

Примечания

1. ↑ «Справочник молодого электросварщика по ручной сварке», Г. Г. Чернышов, В. Б. Мордынский, Москва, «Машиностроение», 1987; стр. 66
2. ↑ «Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования/Г. Г. Чернышов.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.- стр. 496

Источники

Ссылки

Электрическая дуговая сварка — это… Что такое Электрическая дуговая сварка?

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.^[1]

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.^[2]

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

• ручную дуговую сварку
• полуавтоматическую дуговую сварку
• автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке (ММА -Manual Metal Arc) указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке (MIG/MAG -Metal Inert/Active Gas) плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

• дугу прямого действия (зависимую дугу)
• дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

• способы сварки плавящимся электродом
• способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

• открытую
• закрытую
• полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

• дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
• дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
• дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
• дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
• дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.

Аргонодуговая сварка относится к виду сварки плавлением. Сварка плавлением разделяют на сварку плавящимся и не плавящимся электродом. Аргонодуговая сварка это сварка не плавящимся электродом. В качестве электрода применяют вольфрамовые стержни. Они имеют различный диаметр.

При аргонодуговой сварке вольфрамовые электроды выбирают от толщины металла. Вольфрам относят к тугоплавким металлам. Поэтому, назначение вольфрамовых электродов в зажигании и поддержании сварочной дуги.

Аргонодуговую сварку относят к видам газоэлектрической сварки. Газы защищают сварочную зону от воздействий ветра, осадков и других погодных явлений. Так же алюминий, титан, никель подвержены окислению. Применение газов защищает их от окислительных процессов. В аргонодуговой сварке применяют инертные газы: аргон, гелий и их смеси. Основным газом считают аргон. Поэтому, сварка получила название аргонодуговая сварка. Аргон производят трех сортов. Сорт аргона, для аргонодуговой сварки, зависит от содержания в нем чистого аргона. Для разного вида стали, применяют различный сорт аргона. Аргон поставляют в баллонах. Электрическая часть аргонодуговой сварки, предназначена для образования сварочной дуги и ее параметров. Основным элементом ее является источник питания (сварочный аппарат). На нем выставляют силу и напряжение сварочного тока. Основным рабочим органом аргонодуговой сварки есть газоэлектрическая сварочная горелка. В нее, вставляют вольфрамовый электрод и подают аргон из баллона. Аргон подается по резиновым шлангам. Электрод из вольфрама, закрепляют механическим способом. Так же, в сварочную горелку кабелями подают ток. Рабочий процесс аргонодуговой сварки состоит в том, что сварщик нагревает электрической дугой кромки свариваемых деталей. Затем, подносит сварочную проволоку и расплавляет ее и кромки до получения сварного шва. Сварочную проволоку, для аргонодуговой сварки, подбирают по составу свариваемой марки и вида стали. Ее поставляют на производство в мотках. Сварщик нарезает ее, для удобства, по размерам сварочного шва. На производстве сварочную проволоку называют присадкой. Она должна быть без ржавчины и обезжирена. Используют аргонодуговую сварку не только для цветных металлов, но для нержавеющих и углеродистых сталей. Аргонодуговую сварку применяют в промышленных цехах и на стройплощадке. На стройплощадках, в избегание попадания ветра в зону сварки, устанавливают сварочную палатку. Выполняют аргоновую сварку в специальных кожаных перчатках. В процессе аргонодуговой сварки, сварщик использует две руки. Это требует высокой квалификации сварщика. На производстве, сварщики аргонодуговой сварки имеют 5-6 разряды. Преимуществом аргонодуговой сварки считают геометрически однородный качественный шов. Шов получают без дефектов. Так же исключены шлаковые образования . Шов выдерживает большие нагрузки на изгиб, сжатие и растяжение. Аргонодуговая сварка выделяет меньше вредных газов в работе для сварщика. Сведен риск получения ожогов, работников при сварке. Аргонодуговая сварка это один из эффективных и высококачественных видов сварки на производстве!

Примечания

1. ↑ «Справочник молодого электросварщика по ручной сварке», Г. Г. Чернышов, В. Б. Мордынский, Москва, «Машиностроение», 1987; стр. 66
2. ↑ «Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования/Г. Г. Чернышов.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.- стр. 496

Источники

Ссылки

Электродуговая сварка: видео обучение

Для соединения металлических конструкций часто используется термическое воздействие на их отдельные части. Ручная и автоматическая электродуговая сварка является одним из самых популярных подобных видов работ.

Виды

Электродуговая металлическая сварка (ГОСТ 5264-80) – это процесс соединения металлов, во время которого температура электрической дуги может достигать 7000 градусов. Это уникальный вид соединения отдельных частей конструкций, т. к. таким способом можно сварить любые известные металлы. После застывания на месте сцепления образовывается сварной шов. Используется для ремонта кузова автомобиля, газовых, водяных и прочих труб, при производственных работах и т. д.

Фото — принцип электродуги

Электрическая дуга расплавляет металл и металлические электроды, после чего жидкость, образовавшаяся посредством температурного воздействия, заполняет зазор между двумя заготовками.

Фото — газовая горелка

Виды дуговой электрической сварки:

1. Ручная;
2. Полуавтоматическая;
3. Автоматическая.

Главное различие между процесса заключается в принципе проведения работ. При ручной все действия по соединению металлов осуществляются своими руками, при автоматической – соответственно, исключительно сварочным аппаратом. Полуавтоматический процесс является комбинированным. Здесь для сварки металлов используются электроды.

Фото — шов

Также в зависимости от используемого тока, процесс электродуговой сварки может осуществляться:

1. Переменным;
2. Постоянным. В свою очередь, такая технологическая сварка бывает прямой полярности (минусовыми электродами) и обратной (плюсовыми).

В зависимости от необходимого тока, может использоваться разное оборудование и способы соединения. Также у сварщиков, зависимо от типа технологической обработки, используются различные электроды: плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся могут использоваться в любой среде. Они работают за счет образования дуги между металлом и электродом. В зависимости от длины соединяемых деталей, по мере сварки электрод подается на места стыков. Применяются для углеродистой стали, соединения алюминия, меди и т. д.

Фото — открытая дуга

Для небольших и тонких соединений используются неплавящиеся. Они часто применяются для сварки трубопроводов, тугоплавких металлов и другого. С такими целями применяются вольфрамовые электроды, графитовые и угольные.

Также электродуговая сварка классифицируется по типу защиты:

1. В среде защитных газов (ГОСТ 14771-76). Это аргонная и углекислая;
2. В среде шлаков. Это процесс термического воздействия на металлические соединения под флюсом или толстопокрытыми электродами. Процесс пользуется популярностью при пайке различных труб большого диаметра;
3. С комбинированной защитой. Процесс пайки, в котором режимы производятся в газовой среде с толстопокрытыми флюсами.

Фото — электроды

Технология электродуговой сварки имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества процесса:

1. Доступность сварочного оборудования и дополнительных элементов (флюса, электродов). Купить инверторы можно в любом электротехническом магазине. Средняя цена – от 30 долларов за ручной инвертор и от 80 за полуавтоматический;
2. Зона термического воздействия имеет очень малое влияние на несвариваемые участки металлов. Это крайне важно для соединения труб и тонких прокатных металлических листов.

Методы электродуговой сварки имеют и некоторые недостатки:

1. Необходимо применение специального оборудования. Электродуговая сварка проводится только специальными инверторами и электродами;
2. Для сварки нержавейки (легированной стали), алюминия, меди и других плавких металлов обязательно требуется зачистка соединяемых элементов. Кромки подготавливаются перед процессом термической обработки и после его окончания (только при условии полного остывания металла).

Фото — соединение труб

Видео: обучение дуговой сварке

Как проводится

Чтобы правильно сваривать металл электродуговой сваркой, необходимо строго следовать инструкции. Только при этом условии сварной шов будет достаточно прочным и аккуратным.

Пошаговая инструкция:

1. Кромки заготовок зачищаются и обезжириваются, при необходимости производится их резка. К ним приставляется раскаленный электрод. Торец электрода разделяет определенный участок поверхности свариваемой детали на ионы и электроны. В этом пространстве и возникает дуговой разряд; Фото — зачистка
2. Для того чтобы процесс сваривания происходил быстрее и результат был надежнее, на поверхность сварной арматуры (электродов) наносятся различные вещества. Это может быть кальций, калий, натрий. Они ускоряют процесс разделения металла на частицы;
3. По типу сварки она может производиться открытой дугой (плавлением незащищенным потоком направленных частиц) и закрытой. В открытом положении купли металла насыщаются азотом, что негативно сказывается на качествах шва. Чтобы снизить это влияние электроды покрываются слоем металла. Для производства более выгодно использовать закрытый метод, в котором место сваривания защищено от воздействия кислорода; Фото — необходимые инструменты
4. Когда все подготовительные процессы завершены, нужно установить электрод в инвертор и несколько раз провести концом прута по торцам свариваемых деталей – это зажжет дугу. Аппараты подбираются по типу проводимых работ и в зависимости от особенностей и свойств металлов. После включения сварочного устройства нужно установить ток на нужном уровне, и пока система разогревается, надеть средства безопасности; Фото — защита
5. У разных аппаратов есть различные режимы для сварки, но любые современные устройства изготовлены таким образом, что не дают электродам залипать. Поэтому стараться держать прут на определенном уровне от поверхности нет необходимости;
6. Схема сварки: опереть электрод на поверхность свариваемых деталей и аккуратно медленно вести по зазору. Ванная заполнится жидким металлом, который при застывании образует прочное соединение. Чтобы максимально точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги, необходимо воспользоваться операционной картой технологического процесса;
7. Вертикальные швы свариваются короткой дугой. Угол соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым, допускается отклонение на 10 градусов. Во избежание наплавления металла в одной точке может использоваться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дугой. Каждая методика имеет свои особенности, поэтому подбирается нужный способ в зависимости от потребностей и уровня подготовки.

Фото — вертикальная электродуговая сварка

После того как ремонт окончен, нужно зафиксировать пластины в определенном положении до полного застывания ванной и шва.

Какая сварка лучше: газовая или электрическая?

Какая сварка лучше: газовая или электрическая?

Сегодня мы хотим разобраться, в чем особенности каждого метода. И можно ли ответить на вопрос, какой из них лучше? Они существенно отличаются по принципу работы, инструментарию, сфере применения и другим параметрам. Давайте остановимся на каждом типе поподробнее.

Электрическая

Ее также называют электродуговой. Она соединяет металлы путем расплавления и скрепления частей под влиянием электрической дуги. Помогает в этом специальный электрод, который, расплавляясь, выполняет функцию клея.

При работе с популярным аргоном используется вольфрамовый электрод. Аргон вытесняет кислород из рабочей ванны, то есть защищает место сварки от нежелательных примесей и газов. Кислород плохо воздействует на качество шва. Поэтому используется аргонодуговая сварка, так как этот газ тяжелее воздуха на 38%.

Электросварка может происходить под воздействием переменного или постоянного токов. Чтобы работать с переменным током, нужен сварочный трансформатор. Он выдает мощный электрический ток для стабилизации дуги.

Газовая

В отличие от электрической, газовая сварка происходит благодаря струе сгорающего газа из специальной горелки или резака. Чтобы начать варить, к горелке подсоединяют 2 баллона с разными газами: тем, который будет гореть (может быть пропан, бутан или метан) и окислителя (кислорода). А иногда лучше использовать ацетилен, который «работает в одиночку».

Плюсы и минусы сварочных методов

Оба варианта обладают своими достоинствами и недостатками. К особенностям электросварки можно отнести следующие моменты:

• электрической сваркой лучше пользоваться там, где есть хорошие электросети, которые могут выдержать огромные напряжения аппарата;
• аппарат для электросварки намного компактнее газового;
• нагревается небольшой участок и очень быстро.

Но при этом электродуговая сварка опасна, так как может произойти сильный удар током. Одновременно с этим при другом типе соединения металлов необходимо постоянно следить за возможной утечкой газа, чтобы избежать взрыва. Кроме того, газосварка имеет и такие особенности:

• Позволяет выполнять работы даже там, где нет электричества, либо напряжение слишком мало. Газовые баллоны дешевле дизель-генератора. Но это не значит, что стоимость металлоконструкций, сваренных при помощи газовой горелки, будет существенно ниже. Здесь играет роль много факторов.
• Газ не так негативно сказывается на зрении.
• Нагревается большой участок, причем медленно. Сложно однозначно сказать, хорошо это или плохо. Некоторые металлы как раз лучше нагревать не спеша.
• При увеличении толщины металла производительность падает.
• При газовой сварке нужно постоянно заправлять и возить баллоны, а это не всегда удобно.

Подводя итог, мы можем сказать, что однозначно определить, какая сварка лучше — газовая или электрическая — объективно просто невозможно. Они обе небезопасны и требуют высококвалифицированного исполнителя. В зависимости от ситуации и состава соединяемого материала лучше оказывается тот или иной способ.

Электрическая дуговая сварка

Содержание.

Часть I. Общие сведения и теоретические основы дуговой сварки

Глава 1. Виды и способы сварки. Сварные соединения 5
1.1. Понятие о сварке и ее сущность 5
1.2. Классификация дуговой сварки 6
1.3. Сварные соединения и швы 10
1.4. Условные изображения и обозначения швов сварных соединений 15
1.5. Расчет прочности сварных соединений 18

Глава 2. Организация рабочих мест для дуговой сварки 21
2.1. Оборудование сварочных постов 21
2.2. Инструменты и принадлежности электросварщика 23

Глава 3. Электрическая дуга и ее применение при сварке 25
3.1. Природа сварочной дуги 25
3.2. Особенности дуги на переменном токе 29
3.3. Технологические свойства сварочной дуги 31

Глава 4. Тепловые процессы при дуговой сварке 34
4.1. Сварочная дуга как источник нагрева 34
4.2. Плавление металла электрода и его перенос в дуге при сварке 36
4.3. Производительность процесса дуговой сварки 37

Глава 5. Нагрев свариваемого металла 40
5.1. Общие сведения о нагреве металла при сварке 40
5.2. Формирование сварочной ванны 43
5.3. Параметры режима дуговой сварки и их влияние на форму и размеры сварочной ванны 46

Глава 6. Металлургические процессы при сварке 48
6.1. Общие сведения и особенности сварочных металлургических процессов 48
6.2. Основные процессы, протекающие при дуговой сварке 49
6.3. Особенности металлургических процессов при разных видах сварки 53
6.4. Кристаллизация сварочной ванны 55
6.5. Образование трещин и газовых пор в металле шва 58
6.6. Структура сварного соединения 60

Глава 7. Напряжения и деформации при сварке 63
7.1. Понятия о напряжениях и деформациях 63
7.2. Причины возникновения напряжений и деформаций
7.3. Уменьшение сварочных напряжений 67
7.4. Устранение сварочных деформаций 68

Глава 8. Свариваемость металлов и свойства сварных соединений 71
8.1. Понятие о свариваемости металлов 71
8.2. Оценка свариваемости металлов 72
8.3. Технологическая свариваемость конструкционных материалов 75

Часть II. Сварочные материалы, оборудование и технология сварки

Глава 9. Сварочные материалы 77
9.1. Присадочные материалы для сварки 77
9.2. Электроды для дуговой сварки 81
9.3. Сварочные флюсы 84
9.4. Защитные газы 88

Глава 10. Источники питания дм дуговой сварки 90
10.1. Характеристики источников питания дуги и требования к ним 90
10.2. Сварочные трансформаторы 95
10.3. Сварочные выпрямители 102
10.4. Сварочные электромашинные генераторы и преобразователи 110
10.5. Источники питания с частотными преобразователями (инверторные) 112
10.6. Многопостовые источники питания дуги 114
10.7. Вспомогательные устройства для источников питания 115

Глава 11. Оборудование для дуговой автоматической сварки 118
11.1. Общие сведения и классификация автоматов для дуговой сварки 118
11.2. Комплектование и основные узлы сварочных автоматов 119
11.3. Принципы работы сварочных автоматов 121
11.4. Автоматы для сварки под флюсом 124
11.5. Автоматы для сварки в защитных газах 128
11.6. Газовая аппаратура, применяемая в автоматах для сварки в защитных газах 130

Глава 12. Оборудование для механизированной дуговой сварки 135
12.1. Общие сведения и классификация сварочных полуавтоматов 135
12.2. Устройство и основные узлы полуавтоматов 135
12.3. Электрические схемы полуавтоматов 137
12.4. Типовые конструкции сварочных полуавтоматов 139

Глава 13. Технология ручной дуговой сварки 143
13.1. Сущность способа и оборудование 143
13.2. Подготовка деталей под сварку 145
13.3. Режимы ручной дуговой сварки покрытыми электродами 146
13.4. Технология выполнения ручной дуговой сварки 148

Глава 14. Технология автоматической дуговой сварки под флюсом 154
14.1. Особенности процесса сварки под флюсом 154
14.2. Подготовка деталей под сварку 155
14.3. Режимы сварки под флюсом 157
14.4. Сварка под флюсом стыковых и угловых швов 161
14.5. Сварка под флюсом кольцевых швов 164

Глава 15. Технология автоматической дуговой сварки в защитных газах 166
15.1. Особенности сварки в защитных газах 166
15.2. Подготовка деталей и режимы сварки в защитных газах 168
15.3. Сварка неплавящимся электродом 170
15.4. Разновидности аргонодуговой сварки вольфрамовым электродом 173
15.5. Сварка в защитных газах плавящимся электродом 175

Глава 16. Технология дуговой механизированной сварки 180
16.1. Общие сведения о технологии механизированной
дуговой сварки плавящимся электродом 180
16.2. Механизированная сварка порошковой проволокой 184
16.3. Механизированная сварка открытой дугой самозащитной проволокой 185

Глава 17. Технология и оборудование электрошлаковой сварки 187
17.1. Особенности процесса электрошлаковой сварки 187
17.2. Технология выполнения электрошлаковой сварки 189
17.3. Оборудование для электрошлаковой сварки 191

Глава 18. Дуговая наплавка и резка металлов 194
18.1. Общие сведения о наплавке 194
18.2. Способы и технология наплавки 196
18.3. Дуговая резка металлов 203
18.4. Плазменная резка металлов 204

Часть III. Особенности сварки конструкционных материалов и производство сварных конструкций

Глава 19. Технология сварки сталей и чугуна 206
19.1. Общие свойства и классификация сталей 296
19.2. Сварка низкоуглеродистых и низколегированных сталей 208
19.3. Сварка легированных и углеродистых закаливающихся сталей 212
19.4. Сварка высоколегированных сталей и сплавов 216
19.5. Сварка чугуна 221

Глава 20. Сварка цветных металлов и сплавов 225
20.1. Общие сведения 225
20.2. Сварка алюминия и его сплавов 226
20.3. Сварка магниевых сплавов 233
20.4. Сварка титана и его сплавов 235
20.5. Сварка меди и её сплавов 239

Глава 21. Дефекты и контроль качества сварных соединений 245
21.1. Общие сведения и организация контроля 245
21.2. Дефекты сварных соединений и причины их возникновения 246
21.3. Методы неразрушающего контроля сварных соединений 249
21.4. Методы контроля с разрушением сварных соединений 254

Глава 22. Технологическая подготовка сварочного производства 257
22.1. Понятие о сварочном производстве и его особенности 257
22.2. Классификация сварных конструкций 259
22.3. Роль, содержание и принципы технологической подготовки сварочного производства 260
22.4. Технологичность сварных конструкций и ее отработка 262
22.5. Разработка технологических процессов 267

Глава 23. Механизация и автоматизация сварочного производства 282
23.1. Технологическое оснащение производства 282
23.2. Классификация сборочно-сварочной оснастки 283
23.3. Назначение и особенности сборочно-сварочной оснастки 285
23.4. Механизация и автоматизация сварочного производства 286
23.5. Поточные механизированные и автоматические линии 294
23.6. Промышленные роботы для сварки 295

Глава 24. Организация труда в сварочном производстве 298
24.1. Организация технологических и производственных служб 298
24.2. Разделение труда в производстве 300
24.3. Нормирование сварочных работ и себестоимость изделий 302

Глава 25. Охрана труда, противопожарная безопасность и экологическая защита 305
25.1. Охрана труда и техника безопасности 305
25.2. Противопожарная безопасность 309
25.3. Охрана окружающей среды 310

Приложения 311
Приложение 1. Режимы некоторых видов сварки 311
Приложение 2. Технология изготовления корпуса реактора 312
Список технической литературы 316

Виды электросварки | Sciencing

Сварочные материалы — это эффективный способ их соединения без использования фитингов. Сварка MIG, сварка TIG и сварка стержнем — это три типа электродуговой сварки. Дуговая сварка — это сварка, которая достигается путем прохождения электрической дуги между электродом и рабочей нагрузкой. В большинстве методов сварки используется защитный газ для обеспечения гладкости в точке сварки, предотвращения загрязнения в точке сварки, улучшения качества сварного шва и стабилизации электрической дуги под напряжением между электродом и рабочей нагрузкой.

Сварка MIG

Дуговая сварка металлическим электродом в газовой среде относится к сварке MIG; это метод сварки, который часто используется при работе со сталью. По сути, этот процесс включает плавление металлического наполнителя на рабочей нагрузке. Сварка MIG — относительно чистый процесс; во время сварки образуется лишь небольшое количество брызг. Сварщики могут выполнять более длинные сварные швы без перерывов, используя этот метод сварки, потому что в процессе требуется несколько пусков и остановок. Типичным защитным газом, используемым при этом типе сварки, является аргон или смесь аргона, содержащая кислород или диоксид углерода.Возможно, некоторые из единственных недостатков, связанных с этим типом сварки, заключаются в том, что может быть трудно создать дугу, чтобы начать весь процесс, а сварные швы, создаваемые этим процессом, могут сильно окисляться.

Сварка TIG

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде газа относится к сварке TIG; это метод сварки, который часто используется при работе со сплавами магния, алюминия, титана, никеля и меди. Сварочные швы TIG могут выполняться с наплавкой или без нее. Сварочные швы TIG могут быть намного меньше, чем сварные швы MIG, потому что в системах сварки TIG тепло лучше улавливается.Одним из недостатков этого типа сварки по сравнению со сваркой MIG является то, что сварка TIG требует больше времени, чем сварка MIG. Этот вид сварки — один из самых чистых, поскольку на нем не образуются брызги. Аргон сам по себе или в сочетании с гелием или водородом часто используется в качестве защитного газа для этого типа сварки.

Ручная сварка

Один из первых доступных методов сварки — дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках, также известная как сварка стержнем. Этот метод сварки идеально подходит для использования на мостах, изделиях из металла, трубопроводах, тракторах и других сварочных работах на открытом воздухе, поскольку такие внешние элементы, как дождь, не нарушают целостность сварного шва.Правильная сварка штангой может оказаться сложной задачей и рекомендуется только очень опытным сварщикам.

Что такое электросварка? (с изображением)

Электросварка — это процесс нагрева и сварки двух металлических частей вместе с помощью мощного электрического тока. Его изобрел профессор Элиху Томсон. Это требует использования специального устройства, называемого динамо-машиной, которое высвобождает ток, используемый для сварки.

В отличие от более традиционных методов, электросварка требует минимальных навыков и понимания со стороны оператора динамо-машины.Он должен только изучить надлежащую температуру сварки используемого металла, но не обязан изучать более сложные процессы традиционной сварки. Использование динамо-машины при этом типе сварки является саморегулирующимся, и для нормальной работы требуется лишь периодическая смазка. Это делает этот метод идеальным для начинающего сварщика.

Сплав

и любые два подобных куска металла могут быть соединены электросваркой.Таким же образом можно сваривать два разных куска металла, если точка сварки одного из них не превышает точку сварки другого. Если разница в температуре сварки является проблемой, металлы все еще можно сваривать с использованием заусенцев в точке сварки.

В процессе электросварки металлические детали соединяются между собой медными зажимами.Электричество пропускается через детали, нагревая их и соединяя в точке, где встречаются две металлические детали. Кажется, что тепло будет самым большим в точке встречи двух металлов, но область, где металлы закручены и не соприкасаются, сначала нагревается, а затем излучается наружу к стыкам.

Распределение тепла регулируется путем обеспечения равномерного движения с помощью регулирующего рычага.Это гарантирует, что оба металла станут мягкими и одновременно соединятся друг с другом. По окончании процесса электросварки образуется бесшовное соединение.

Преимущества электросварки заключаются в том, что этот метод не расходует лишнее топливо и обеспечивает заданную точность.Тепло не выходит далеко за пределы точки сварки. Это делает его идеальным для изолированных проводов. Концы каждого провода можно сваривать, оставляя изоляцию нетронутой.

Хотя электросварка может потреблять до 50 000 ампер электричества, она использует электродвижущую силу, которая содержит только половину вольта электричества.Это делает динамо-машину неспособной поражать человека электрическим током или поражать его током во время использования. Сварка с использованием электричества может занять от доли секунды до нескольких минут в зависимости от работы, и этот метод можно использовать как для больших, так и для небольших работ.

Основы электросварки

Дуговая сварка — это процесс соединения двух металлических частей друг с другом с использованием электрической энергии.Дуговая сварка создает электрическую дугу, которая плавит основной металл и, как правило, присадочную проволоку. Последующая ванна расплавленного металла затем затвердевает и сплавляет края основного материала, чтобы соединить металл вместе. Чтобы это стало возможным, электричество передается от источника питания через электрод. Электрический ток преобразуется в тепло из-за сопротивления потоку электронов через воздушный зазор. Эта интенсивная электрическая энергия создает дугу.

Виды сварки

Существует четыре основных типа процессов дуговой сварки, которые можно использовать для соединения металла.В их числе:

Ручная дуговая сварка металла (также известная как дуговая сварка защищенного металла или сварка палкой)

При дуговой сварке защищенным металлическим электродом сварочный аппарат использует электрод (стержень) с флюсовым покрытием для образования электрической дуги между основным материалом и стержнем. В дуге поток разрушается, образуя защитный газ. Этот процесс обычно используется в полевых условиях. Он не требует баллона с защитным газом, является портативным и имеет очень мало движущихся частей. Обратной стороной является то, что он медленный и неэффективный.Требуется источник питания постоянного тока (падающая характеристика). Он может использовать переменный или постоянный ток.

Газовая дуговая сварка металла (также известная как металлический инертный газ (MIG) или металлический активный газ (MAG))

В этом процессе сварки используется непрерывная катушка сплошной присадочной проволоки / электрода и внешний защитный газ. Этот GMAW требует постоянной мощности сварки от источника постоянного тока. Этот тип сварки является наиболее распространенным в промышленности для мастерских, поскольку он более эффективен, чем сварка штучной сваркой.У него больше движущихся частей, поэтому для его правильной работы требуются некоторые знания об оборудовании и о том, как его настроить.

MIG-сварка использует постоянный ток с источником постоянного напряжения. Таким образом, независимо от вылета (расстояние от конца контактного наконечника до конца проволоки) длина дуги остается неизменной.

Дуговая сварка порошковой проволокой

Есть два варианта FCAW. Газовая защита (внешний экран) и самозащита (внутренний экран). Оборудование в основном такое же, как и для сварки MIG, но с небольшими изменениями.Самая большая разница — это конструкция электрода. GMAW использует сплошную проволоку, FCAW, как следует из названия, использует трубчатую проволоку с флюсом внутри. Вам нужно использовать ролики с накаткой, чтобы проволока не переминалась.

Обычно он имеет более высокую скорость наплавки, чем GMAW, при данной силе тока и размере провода, так как имеет более высокую плотность тока. Эта концепция будет объяснена в следующем блоге.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка

Газовая вольфрамовая дуга похожа на современного кислородного сварщика.Вместо пламени он использует дугу для создания тепла, необходимого для плавления материалов. Как следует из названия, в этом методе для передачи тока используется легированный вольфрамовый электрод, а также может быть добавлен внешний наполнитель. Дуга защищена инертным газом для защиты электрода и сварного шва от атмосферы. Поскольку газовая вольфрамовая дуга требует двух рук и обычно используется для более сложной работы, поскольку требует большего мастерства.

Источники энергии для электросварки

Для дуговой сварки может использоваться питание от источников переменного (переменного тока) или постоянного (постоянного тока).Цикл питания переменного тока включает как положительный, так и отрицательный полупериод. В течение полупериода ток движется в одном направлении и мгновенно останавливается на нуле. Затем он меняет направление и повторяет полупериод в обратном направлении. Это называется синусоидальной волной. Герц — это количество циклов в секунду. В Австралии наш переменный ток составляет 50 Гц, в США — 60 Гц. Переменный ток редко используется в современной промышленности, поскольку его цикличность связана с более высоким уровнем опасности поражения электрическим током. Исключением является GTAW, некоторые виды дуговой сварки под флюсом и ситуации, когда дуговая дуга является проблемой.

Электропитание постоянного тока движется в одном направлении и имеет либо отрицательно, либо положительно заряженный полюс. Две трети тепла всегда на положительной стороне. Поэтому обычно для GMAW / FCAW вы используете DC +, а GTAW вы используете DC-, чтобы не расплавить электрод. Если вы подключите электрод к отрицательно заряженной клемме постоянного тока, на положительной клемме будет выделяться тепло, и наоборот.

Общие термины

Длина дуги

Длина дуги — это расстояние от конца электрода до поверхности основного материала, на это расстояние влияет напряжение дуги.

Текущий (проточный)

Ток — это количество электронов, проходящих мимо заданной точки в сварочной цепи. Это измеряется в амперах. Теплота дуги изменяется за счет увеличения тока.

Напряжение (давление)

Напряжение — это давление (VIP) — это величина электрического давления в дуге.

Напряжение замкнутой и разомкнутой цепи

Когда электрическая цепь замкнута, ток течет и вы выполняете сварку, это называется замкнутой цепью или напряжением дуги.Однако, если цепь не замкнута, значит, вы не выполняете сварку, цепь называется разомкнутой. Напряжение холостого хода (OCV) — это напряжение, измеренное на выходных клеммах, когда аппарат включен, но сварка не выполняется.

Вы заметите, что OCV всегда выше, чем у замкнутой цепи. Напряжение — это потенциальная энергия. Поэтому для зажигания дуги требуется более высокое напряжение. В Австралии безопасные уровни составляют 80 В для источников переменного тока и 115 В для источников постоянного тока без устройств понижения напряжения.Это заставляет некоторых людей думать, что более низкое напряжение переменного тока безопаснее, но, как упоминалось ранее, циклический характер имеет более высокий уровень опасности поражения электрическим током.

Изменение силы тока

MMAW — в зависимости от машины это может быть трансформатор, в котором вы вращаете ручку, или современный инверт, в котором используется небольшая ручка.

GMAW — изменяя скорость подачи проволоки, вы увеличиваете ток. С GMAW ампер и вольт должны быть в правильном соотношении.

Если сила тока слишком высока, чрезмерное проплавление, подрез и пористость из-за перегрева электрода.Если сила тока слишком мала, дуга становится нестабильной, повышается риск отсутствия плавления / проплавления и включений.

Изменение напряжения

При использовании источников питания постоянного тока (MMAW и GTAW) единственный способ изменить напряжение — это обычно увеличивать и уменьшать длину дуги. Некоторые машины имеют настройку силы дуги, которая незначительно эффективно изменяет напряжение дуги. Не на всех машинах это есть.

В машинах постоянного напряжения (GMAW / FCAW) у вас есть переключатели или ручки, которые позволяют вам изменять напряжение.Поэтому, если вы хотите изменить длину дуги, вам нужно изменить напряжение дуги с помощью аппарата, поэтому его называют аппаратом постоянного напряжения.

Arc Blow

Существует два типа дуги: тепловой и электрический. В контексте этого блога мы сосредоточимся на дутье электрической дугой.

При постоянном токе, особенно при высоких значениях силы тока, может наблюдаться отклонение дуги из-за дисбаланса / искажения магнитного поля. Во время сварки вы можете видеть отклонение дуги, поэтому вы меньше контролируете сварочную ванну.

Выдувание дуги обычно вызывается двумя причинами

• В конце сварного шва или пластины магнитное поле искажается (неконцентрическое) вокруг дуги.
• Остаточный магнетизм в свариваемом, закаленном и отпускаемом изделии. Материалы имеют высокую магнитную проницаемость и, следовательно, сохраняют магнетизм.

Поговорите с Technoweld

Обратитесь к нам за обучением, осмотром, консультациями и надзором за сварочными процедурами.Мы также можем исследовать и документировать сварочные процедуры для ваших конкретных сварочных процессов, а также запускать эти процедуры.

Что такое дуговая сварка? — Определение и типы процессов

Дуговая сварка — это тип процесса сварки, в котором используется электрическая дуга для создания тепла для плавления и соединения металлов. Источник питания создает электрическую дугу между расходуемым или неплавящимся электродом и основным материалом, используя либо постоянный (DC), либо переменный (AC) ток.

Эта статья — один из серии часто задаваемых вопросов TWI.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, напишите нам, чтобы получить консультацию специалиста:

[email protected]

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

Как это работает?

Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов. Электрическая дуга от источника переменного или постоянного тока создает интенсивное тепло около 6500 ° F, которое плавит металл в месте соединения двух заготовок.

Дуга может управляться вручную или механически вдоль линии соединения, в то время как электрод либо просто проводит ток, либо проводит ток и одновременно плавится в сварочной ванне, подавая присадочный металл в соединение.

Поскольку металлы химически реагируют с кислородом и азотом в воздухе при нагреве дугой до высоких температур, для сведения к минимуму контакта расплавленного металла с воздухом используется защитный газ или шлак. После охлаждения расплавленные металлы затвердевают, образуя металлургическую связь.

Какие бывают типы дуговой сварки?

Этот процесс можно разделить на два разных типа; методы плавления и неплавящегося электрода.

Методы расходных электродов

Сварка металлов в инертном газе (MIG) и сварка металлов в активном газе (MAG)

Также известная как Газовая дуговая сварка металла (GMAW) , использует защитный газ для защиты основных металлов от загрязнения.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Также известна как ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA или MMAW) , дуговая сварка под защитным флюсом или дуговая сварка — это процесс, при котором дуга зажигается между металлическим стержнем (электрод с покрытием из флюса) и заготовкой. поверхность стержня и заготовки плавятся, образуя сварочную ванну.Одновременное плавление флюсового покрытия на стержне приведет к образованию газа и шлака, который защищает сварочную ванну от окружающей атмосферы. Это универсальный процесс, идеально подходящий для соединения черных и цветных металлов различной толщины во всех положениях.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

Созданный как альтернатива SMAW, FCAW использует непрерывно запитанный расходный порошковый электрод и источник постоянного напряжения, что обеспечивает постоянную длину дуги.В этом процессе используется либо защитный газ, либо только газ, создаваемый флюсом, чтобы обеспечить защиту от загрязнения.

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

Часто используемый процесс с непрерывной подачей расходуемого электрода и защитным слоем плавкого флюса, который становится проводящим при расплавлении, обеспечивая прохождение тока между деталью и электродом. Флюс также помогает предотвратить разбрызгивание и искры, подавляя пары и ультрафиолетовое излучение.

Электрошлаковая сварка (ESW)

Вертикальный процесс, используемый для сварки толстых листов (более 25 мм) за один проход.ESW основывается на зажигании электрической дуги до того, как добавка флюса погасит дугу. Флюс плавится, когда расходный материал проволоки подается в ванну расплава, что создает расплавленный шлак на поверхности ванны. Тепло для плавления проволоки и краев пластины генерируется за счет сопротивления расплавленного шлака прохождению электрического тока. Две медные башмаки с водяным охлаждением следят за ходом процесса и предотвращают стекание расплавленного шлака.

Дуговая сварка шпилек (SW)

Подобно сварке оплавлением, SW соединяет гайку или крепеж, обычно с фланцем с выступами, которые плавятся для образования соединения, с другой металлической деталью.

Методы использования нерасходуемых электродов

Сварка вольфрамом в среде инертного газа (TIG)

Также известная как Газовая вольфрамовая дуговая сварка (GTAW) , использует неплавящийся вольфрамовый электрод для создания дуги и инертный защитный газ для защиты сварного шва и расплавленной ванны от атмосферного загрязнения.

Плазменная дуговая сварка (PAW)

Подобно TIG, PAW использует электрическую дугу между неплавящимся электродом и анодом, которые расположены внутри корпуса резака.Электрическая дуга используется для ионизации газа в горелке и создания плазмы, которая затем проталкивается через тонкое отверстие в аноде, чтобы достичь опорной пластины. Таким образом плазма отделяется от защитного газа.

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1998 УРОК ГРУППЫ ЭСАБ, ИНК. II ОБЩИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2.1. ВВЕДЕНИЕ После долгого эксперименты других в начале 1800-х, англичанин по имени Уайлд получена первая электросварка патент в 1865 году. Он успешно соединил две небольшие части утюг, пропуская электрический ток через обе детали, образуя сварной шов. Примерно двадцать лет спустя Бернадо, русский, получил патент на процесс электродуговой сварки в котором он поддерживал дугу между угольным электродом и деталями, которые соединились, сплавив металлы вместе поскольку дуга вручную пропускалась через свариваемый стык.2.1.0.1 Во время в 1890-х годах дуговая сварка выполнялась неизолированными металлическими электродами, которые были сожжены в расплавленной луже и стал частью наплавленного металла. Сварные швы были из низкое качество из-за азота и кислород в атмосфере с образованием вредных оксидов и нитридов в металле шва. В начале двадцатого века важность защиты дуга из атмосфера была реализована. Покрытие электрода разложившимся материалом в пылу дуга для образования газового экрана оказалась лучшим методом это конец.В результате различные методы покрытия электродов, такие как обертывание и окунание, были опробованы. Эти усилия завершились в электроде с экструдированным покрытием в середине 1920-х гг. улучшение качества металла шва и обеспечение того, что многие считают наиболее значительный прогресс в области электрической дуги сварка. 2.1.0.2 Поскольку сварка покрытыми электродами это довольно медленная процедура, более быстрая сварка были разработаны процессы. В этом уроке будут рассмотрены наиболее часто используемые электродуговая сварка процессы, используемые сегодня. 2.2 ЗАЩИТНЫЙ ДУГОВАЯ СВАРКА МЕТАЛЛА Экранированный Дуговая сварка металла *, также известная как ручная металлическая дуговая сварка, ручная сварка или электрическая Дуговая сварка — это наиболее широко используемый из различных процессов дуговой сварки. Сварка выполняется с тепло электрической дуги, которое сохраняется между концом металла с покрытием электрод и заготовку (см. рис. 1). Тепло, производимое дугой, плавит основной металл, стержень сердечника электрода и покрытие.Поскольку капли расплавленного металла передан через дуги и в расплавленную сварочную ванну, они защищены от атмосферы производимыми газами от разложения флюсового покрытия. Расплавленный шлак всплывает в вершина сварного шва лужа, в которой он защищает металл шва от воздействия атмосферы во время затвердевания.

Какие бывают 4 типа сварки?

Четверг / 11 марта 2021 г.

Не все сварщики одинаковы.Сварка — это все более востребованная профессия, которая может стать для вас карьерой. Но сварка — это также навык, который вы можете использовать для повседневных вещей, таких как создание садового искусства или декора. Вы даже можете использовать его, чтобы улучшить свою текущую работу, особенно в сельском хозяйстве или автомобильной промышленности. Сварка имеет безграничные возможности в зависимости от того, какой вид сварки вы хотите изучить.

Существует четыре основных типа сварки. MIG — газовая дуговая сварка металла (GMAW), TIG — газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW), дуговая сварка стержнем — экранированным металлом (SMAW) и порошковая порошковая сварка (FCAW).Здесь мы подробнее рассмотрим каждый вид сварки.

MIG — газовая дуговая сварка металла (GMAW) Сварка

MIG используется в автомобильной промышленности для ремонта выхлопных газов автомобилей, а также при строительстве домов и зданий. Это один из самых распространенных видов сварки. Это тип дуговой сварки, в которой используется непрерывная проволока, называемая электродом. Вы также будете использовать защитный газ, который проходит через сварочный пистолет и защищает от загрязнения.

TIG — газовая дуговая сварка вольфрамом (GTAW) Для сварки

TIG также используется электрическая дуга, такая как MIG.При сварке TIG вы используете электрод из вольфрама. Вольфрам — один из самых твердых металлических материалов. Он не растворяется и не сгорает. Сварку можно производить с помощью процесса, известного как сплавление, при котором используется или не используется присадочный металл. TIG также использует внешний источник газа, например, аргона или гелия.

Аэрокосмическая промышленность и автомобилестроение также используют сварку TIG, как и другие промышленные рынки. Это также отличный вид сварки для Айовы, поскольку фермерам может быть очень полезно использовать сварочные рамы вагонов, кранцы и другое важное оборудование.

Stick — Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Хотите взять сварку с собой? Большой плюс в сварке палкой — ее портативность. Сварка палкой используется в строительстве, техническом обслуживании и ремонте подводных трубопроводов и промышленного производства.

Для этого типа сварки вы будете использовать художественную сварку защищенным металлом или более известную как сварку палкой. Вы будете использовать расходный и защищенный электрод или палку. Палочка смягчает и объединяет металлы за счет нагрева дугой между покрытым металлическим электродом и основной металлической заготовкой.По мере плавления стержня его защитный кожух также плавится и защищает зону сварки от кислорода и других газов, которые могут находиться в воздухе.

Порошковая сварка — Порошковая сварка (FCAW)

Дуговая сварка порошковой проволокой похожа на сварку MIG, поскольку в ней используется непрерывная проволока и источники питания. Вы совместите сплошной электрод с основным металлом. Электрод представляет собой полую трубку, заполненную флюсом, который подается через сварочный пистолет в сварочную ванну. При сварке на открытом воздухе экран из флюса обеспечивает защиту от атмосферных воздействий.Этот вид сварки используется для сварки металлов большой толщины и используется в обрабатывающей промышленности.

Зажечь интерес

Теперь, когда вы узнали больше о различных типах сварки и знаете, что это вызывает у вас интерес, как вы подбираете необходимое обучение? Колледж Marshalltown Community College предлагает три типа обучения сварщиков. Вы можете получить 18-кредитный сертификат по специальностям «Производство сварочных работ» или «Производство сварочных работ: строительство». Вы также можете выбрать программу получения диплома специалиста по производственной сварке с 35 кредитами.

Не хотите делать карьеру сварщика, но все же хотите узнать больше или расширить свои навыки? Программа непрерывного образования в долине Айова предлагает множество занятий по различным видам и использованию сварки.

Соединение деталей: 5 различных типов сварки

Сварка — это процесс изготовления, при котором две или более детали соединяются вместе с использованием тепла, давления или того и другого, образуя соединение по мере охлаждения деталей.Сварка обычно применяется к металлам и термопластам, но также может применяться к дереву.

Здесь мы обсудим некоторые из наиболее распространенных методов сварки, используемых в промышленности, и их области применения.

Обратите внимание, что указанные здесь типы сварки применимы только к металлам. Ниже приведены наиболее распространенные методы сварки при металлообработке, которые используются сегодня.

Источник: Ricardo Ghisi Tobaldini / Flickr

Как следует из названия, в дуговой сварке используется электрическая дуга для плавления материалов перед их соединением.Источник питания используется для создания электрической дуги между электродом (который может быть расходуемым или неплавящимся) и основным металлом для плавления металлов в точке контакта.

Зона сварки обычно защищена каким-либо защитным газом, паром или шлаком. Это связано с тем, что атмосферный воздух может взаимодействовать со сварочной ванной и вызывать окисление.

Эта электрическая дуга может создавать температуру до 6300 ° F (3500 ° C), что достаточно для плавления металлов, таких как углеродистая сталь.

Существуют различные типы дуговой сварки, такие как дуговая сварка в защитном металлическом корпусе (SMAW), порошковая сварка (FCAW), дуговая сварка под флюсом (SAW), плазменная сварка (PAW), например.

Применение дуговой сварки:

• Судостроение
• Автомобильная промышленность
• Строительная промышленность
• Механическая промышленность

Преимущества дуговой сварки:

• Простой сварочный аппарат
• Портативность благодаря простому оборудованию
• Может работать от переменного или постоянного тока
• Превосходные температуры

Недостатки дуговой сварки:

• Не подходит для сварки тонких металлов
• Требуется опыт сварочные аппараты
• Нельзя использовать для химически активных металлов, таких как алюминий или титан.

Источник: rawdonfox / Flickr

Сварка MIG или металлическим инертным газом — это еще один метод сварки, в котором для создания сварных швов используется электрическая дуга.Однако MIG использует сплошной проволочный электрод, который нагревается и подается в сварочную ванну из сварочного пистолета. Два основных материала плавятся вместе, образуя соединение.

При сварке MIG расплавленный электрод облегчает соединение двух металлов. Следовательно, MIG идеально подходит для соединения разнородных металлов. Защитный газ также подается через сварочный пистолет, чтобы гарантировать, что сварочная ванна не взаимодействует с воздухом, окисляя область сварного шва.

Некоторые из популярных применений сварки MIG:

• Используется для большинства типов сварки листового металла
• Изготовление сосудов высокого давления и стальных конструкций
• Автомобильная промышленность и промышленность по благоустройству

Преимущества Сварка MIG:

• Создает высококачественные сварные швы
• Незначительные брызги сварного шва
• Может использоваться для соединения разнородных металлов
• Может быть полностью или полуавтоматически
• Хорошая скорость сварки

Недостатки сварки MIG :

• Не подходит для сварки снаружи
• Не подходит для толстых металлов
• Требуется подготовка металла

Источник: Becky Stern / Flickr

При сварке вольфрамовым инертным газом (TIG) используется неплавящийся вольфрамовый электрод для создания дуги между металлы.Зона сварки и электрод защищены от окисления или другого атмосферного загрязнения инертным защитным газом, например аргоном или гелием. Иногда также используется присадочный металл.

Сварка TIG может работать как от источников переменного, так и от постоянного тока. Одна из самых сильных сторон сварки TIG заключается в том, что ее можно использовать для сварки цветных металлов, таких как алюминий, медь, магний, медь, никель, титан и т. Д.

Некоторые из популярных применений сварки TIG включают:

• Аэрокосмическая промышленность и авиастроение
• Автомобильная промышленность
• Ремонт кузовов автомобилей

Преимущества сварки TIG:

• Очень чистые сварные швы
• Обеспечивает высокую степень контроля
• для сварщика используется с присадочным материалом или без него
• Можно выполнять ручным или автоматическим способом
• Создает прочные сварные швы

Недостатки сварки TIG:

• Требуется время
• Требуются квалифицированные сварщики
• Невозможно использовать для более толстые металлические соединения

Источник: Orbital Joe / Flickr

При дуговой сварке порошковой проволокой (FCAW) используется сплошная проволока. питаемый электрод, источник питания для сварки с постоянным напряжением и аналогичное оборудование для сварки MAG.Существует два типа дуговой сварки порошковой проволокой: самозащитная сварка и сварка порошковой проволокой в ​​среде защитного газа.

Процесс FCAW можно разделить на два типа в зависимости от метода экранирования; один использует внешний защитный газ, а другой полагается исключительно на сам флюсовый сердечник для защиты зоны сварки.

Защитный газ, если он используется, защищает сварочную ванну от окисления и обычно подается извне из газового баллона высокого давления. Металл сварного шва также защищен шлакообразованием от плавления флюса.

Там, где внешний защитный газ не используется, вместо этого в процессе используется защита, обеспечиваемая самим порошковым электродом. Этот электрод обеспечивает газовую защиту, а также образует шлак, который покрывает и защищает расплавленный металл в сварном шве.

Некоторые из популярных применений дуговой сварки порошковой проволокой:

• Производственные предприятия
• Судостроение
• Промышленные трубопроводы
• Железные дороги
• Техническое обслуживание и ремонт

Преимущества дуговой сварки флюсом:

• Превосходный провар
• Подходит для более толстых швов
• Гибкость с точки зрения перемещения и ориентации горелки
• Самая высокая скорость наплавки металла

Недостатки дуговой сварки порошковой проволокой:

Результат в шлаковых включениях
• Порошковая проволока дороже
• Сварка часто не эстетична

Источник: Chetan Bisariya / Flickr

Газовая сварка использует тепло концентрированного пламени для плавления металлов, а затем их соединения.Возможна газовая сварка с присадочным металлом или без него.

Контроль пламени осуществляется с помощью сварочной горелки. К сварочной горелке подсоединены баллон с кислородным газом и баллон с топливным газом. Сварщик может контролировать пламя, контролируя количество газов, подаваемых в горелку, с помощью регулятора давления.

Чаще всего мы видим газовую комбинацию кислорода и ацетилена, которая способна производить 3200 ° C ( 5792 ^o F ). Другими топливными газами, которые также используются при газовой сварке, являются водород, бутан и пропан.

Некоторые из популярных применений газовой сварки:

• Производство листового металла
• Автомобильная и авиационная промышленность
• Соединение черных и цветных металлов
• Соединение тонких металлов

Преимущества газовая сварка:

• Легко переносное оборудование
• Превосходный контроль пламени
• Низкая стоимость и низкая стоимость обслуживания
• Можно также использовать для газовой резки
• Более дешевое оборудование

Недостатки газовой сварки:

• Не подходит для очень тонких сечений
• Более низкие температуры, чем дуговая сварка
• Тяжелее для защиты от флюса
• Не подходит для химически активных металлов

Если эта статья вызвала ваш интерес, то помните, что сварка — обширная область, где соединяются новые материалы методы постоянно развиваются.

No related posts.