Лекция №10. Сварочная дуга (определение, физическая сущность, способы зажигания, условия устойчивого горения, строение, влияние длины дуги на производительность и качества шва, окончание шва)

Если случайно или намеренно разомкнуть элек­трическую цепь, то в месте разрыва цепи проскакивает электрическая искра. Это явление, представляющее со­бой прохождение электрического тока через воздух, но­сит название искрового разряда.

Сварочной дугой называют дугу, представляющую собой длительный устойчивый электрический разряд в га­зовой среде между электродом и изделием либо между электродами, отличающуюся большим количеством теп­ловой энергии и сильным световым излучением.

Сварочные дуги квалифицируют по следующим признакам:

• по среде, в которой происходит дуговой разряд; на воздухе — открытая дуга, под флюсом — закрытая дуга; в среде защитных газов;
• по роду применяемого электрического тока—постоян­ный, переменный;
• по типу электрода — плавящийся, неплавящийся;
• по длительности горения — непрерывная, импульсная дуга;
• по принципу работы — прямого действия, косвенная дуга, комбинированная или трехфазная

 

Для сварки металлов наиболее широко исполь­зуют сварочную дугу прямого действия, в которой одним электродом служит металлический стержень (плавящийся или неплавящийся электрод), а вторым — свариваемая деталь. К электродам подведен электрический ток — по­стоянный или переменный.

 

Теплота, выделяемая сварочной дугой, не вся переходит в сварной шов. Часть теплоты теряется бесполезно на нагрев окружающего воздуха, плавление электродного покрытия

Мощность сварочной дуги Q зависит от свароч­ного тока I и напряжения дуги U

Q=I*U Вт

 

Дугу возбуждают двумя способами — касанием или чирканьем. В обоих случаях процесс возбуждения сварочной дуги начинается с короткого замыкания. При этом в точках контакта увеличивается плотность тока, выделяется большое количество теплоты, и металл пла­вится. Затем электрод отводят, разрядный промежуток заполняется нагретыми частицами паров металла, и начи­нается горение дуги.

При отводе электрода от изделия (после корот­кого замыкания и мгновенного расплавления металла) жидкий мостик металла вначале растягивается, сечение его уменьшается, температура металла повышается, а за­тем жидкий мостик металла разрывается (рис. 14). При этом происходит быстрое испарение металла, и разрядный промежуток заполняется нагретыми ионизированными частицами паров металла, электродного покрытия и воз­духа — возникает сварочная дуга.

Для повышения устойчивости горения сварочной, дуги в электродное покрытие или в защитный флюс вводят эле­менты (калий, натрий, барий и др.), которые повышают степень ионизации и, следовательно, стабилизации свароч­ной дуги.

 

 

 

1 2 3 (+) 4

Рис.14 Схема возбуждения электрической дуги:

Короткое замыкание; 2 –образование жидкого металла; 3 – образование шейки; 4 – возникновение дуги

 

Сварочную дугу можно возбудить без касания электродом свариваемого изделия. Для этого нужно в сварочную цепь параллельно включить источник тока высокого напряжения и высокой частоты (осциллятор). При этом для возбуждения дуги достаточно приблизить конец электрода на расстояние 2 -3 мм к поверхности изделия

 

Рассмотрим строение сварочной дуги.

Дуговой промежуток подразде­ляется на три основные области (рис.15):

· катодную,

· анодную

· столб дуги

 

К а то д н о е пятно является источником потока свободных электронов. Температура его для стальных электродов достигает 2400—2600 °С. В катодном пятне выделяется около 38% общей теплоты дуги.

Столб дуги представляет собой проводник электрического то­ка. В нем свободные электроны и отрицательно заряженные ионы движутся к аноду, а положительно заряженные ионы — к катоду. В целом столб дуги не имеет заряда. Он нейтрален, так как в каждом сечении столба одновременно находятся равные количества противоположно заряженных частиц.

В столбе дуги выделяется около 20% общей теплоты дуги. Температура столба дуги зависит от силы сварочного тока и достигает в ее центре 6000— 7000 °С и более. Температура капли на конце стального электрода приблизительно равна 2150°С, а при перелете ее через дуговой промежуток — 2350 °С.

В среднем температура сварочной ванны составляет 1770°С.

Анодное пятно является местом входа и нейтрализации сво­бодных электронов. Оно имеет примерно такую же температуру, как и катодное пятно, но в результате бомбардировки электронами на нем выделяется больше теплоты (примерно 42 %), чем на катод­ном.

 

 

Рис.15 Строение электрической дуги и распределение напряжения на ее участках: 1 – катодное пятно; 2 – столб дуги; 3 – анодное пятно.

Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все…

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам.

..

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право…

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот…

---

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:

Сварочная дуга. Описание и характеристики

Для того чтобы успешно провести процесс сварки, необходима сварочная дуга. Это электрический разряд, который характеризуется очень высокой мощностью и является достаточно длительным. Возникает он между такими элементами, как электроды, которые находятся в определенной газовой среде. Для возникновения дуги необходимо подать напряжение на электроды.

Общее описание дуги

Основные отличительные свойства сварочной дуги — это очень высокая температура, а также плотность тока. Благодаря этим двум качествам в совокупности дуга способна без проблем плавить металлы, температура плавления которых составляет 3000 градусов по Цельсию. Можно сказать, что данная дуга является проводником, который состоит из летучих веществ, а основное предназначение — это преобразование электрической энергии в тепловую. Сам же электрический заряд — это момент прохождения электрического тока через газовую среду.

Разновидности разряда

Сварочная дуга — это разряд, а так как существует несколько его видов, то выделяют и несколько видов самой дуги:

1. Первая разновидность называется тлеющим разрядом. Возникает такой вид только в среде с низким давлением, и применяется только в таких вещах, как плазменные экраны или же люминесцентные лампы.
2. Второй тип — это искровой разряд. Возникновение такого вида происходит в тот момент, когда давление будет примерно равно атмосферному. Отличается тем, что имеет довольно прерывистую форму. Яркий пример такого разряда — молния.
3. Сварочная дуга — это дуговой разряд. Именно этот тип чаще всего используется во время сварки. Возникает он при наличии атмосферного давления, а его форма непрерывна.
4. Последний тип называется коронным. Чаще всего возникает в том случае, если поверхность электрода отличается шероховатостью и неоднородностью.

Природа дуги

Стоит сказать, что электрическая сварочная дуга не так уж и сложна, как кажется на первый взгляд, понять ее природу достаточно просто. Здесь применяется электрический ток, который протекает через такой элемент, как катод. После этого он попадает в среду с ионизированным газом. В этот момент и возникает разряд, который характеризуется ярким светом и очень высокой температурой. Вообще, сварочная дуга может иметь температуру в пределах от 7000 до 10 000 градусов по Цельсию. После прохождения этого этапа ток будет переходить на материал, который подвергается сварке. Можно сказать, что источник сварочной дуги — электрический ток, который подвергся изменениям.

Из-за настолько высоких температур дуга будет излучать инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, которые вредны для здоровья человека. Это опасно для глаз человека, а также может оставить световой ожог. По вышеуказанным причинам все сварщики должны иметь хорошие индивидуальные средства защиты.

Строение дуги

Строение (структура) сварочной дуги включает в себя три основных компонента, или участка — анодный и катодный участок, а также столб дуги. Стоит отметить, что во время горения сварочной дуги на участках анода и катода будут образовываться активные пятна или области, которые характеризуются максимальным значением температуры. Через эти две области будет проходить весь электрический ток, который вырабатывает источник питания. В это же время наибольшее падение напряжения сварочной дуги будет также фиксироваться на этих двух участках. Столб дуги же находится между этими двумя зонами, а такой параметр, как падение напряжения, в данном случае будет минимальным.

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что, во-первых, источник питания сварочной дуги может выдавать довольно высокое напряжение и ток большой силы. Во-вторых, длина дуги будет состоять из совокупности тех областей, которые были перечислены выше. Чаще всего длина такой дуги равна нескольким миллиметрам, при условии, что анодная и катодная области соответственно равны 10-4 и 10-5 см. Наиболее благоприятной длиной считается дуга 4-6 мм. Именно при таких показателях удастся достичь стабильного горения и высокой температуры.

Виды дуги

Отличие сварочной дуги заключается в схеме подвода, а также в среде, в которой она может возникать. В настоящее время существует два наиболее распространенных типа дуги:

• Дуга прямого действия. В таком случае сварочный аппарат должен располагаться параллельно по отношению к объекту, который подвергается сварке. Электрическая дуга будет возникать, когда угол между металлической заготовкой и электродом составит 90 градусов.
• Вторая основная разновидность — сварочная дуга косвенного типа действия. Она возникает только в том случае, если используется два электрода, и расположены они под углом в 40-60 градусов по отношению к поверхности металлической детали. Дуга будет возникать между этими двумя элементами и сварит металл между собой.

Классификация

Стоит отметить, что есть классификация дуги в зависимости от атмосферы, в которой она будет возникать. На сегодняшний день известно о трех типах:

• Первый тип — это открытая дуга. При сварке такого типа дуга будет гореть на открытом воздухе, а вокруг нее будет образовываться небольшой газовый слой, в который войдут пары металла, электродов и их покрытия.
• Закрытый тип. Горение такой сварочной дуги характеризуется тем, что осуществляется под слоем флюса.
• Последняя разновидность — это дуга с подачей газа. В таком случае в нее подается такое вещество, как гелий, аргон или углекислый газ. Можно использовать и некоторые другие типы газов.

Основное отличие последнего типа заключается в том, что подаваемые газы будут препятствовать такому явлению, как окисление металла во время сварки.

Небольшое отличие наблюдается и в плане времени действия такой дуги. По своей характеристике сварочная дуга может быть стационарной или же импульсной. Стационарная применяется при непрерывном сваривании металлов, то есть она непрерывна. Импульсный тип дуги — это однократное воздействие на металл, точеное прикосновение.

Рабочие элементы, то есть электроды, могут быть угольными или вольфрамовыми. Эти электроды также называются неплавящимися. Можно использовать и элементы из металла, однако они будут плавиться так же, как и заготовка. Наиболее распространенным типом электрода является сталь, если говорить о плавящихся типах. Однако применение неплавящихся видов становится все более популярным на сегодняшний день.

Момент возникновения дуги

Сварочная дуга возникает в тот момент, когда происходит быстрое замыкание. Такое случается, когда электрод соприкасается с металлической заготовкой. Из-за того, что температура просто огромна, металл начинается плавиться, а между электродом и заготовкой возникает тоненькая полоса из расплавленного металла. Когда электрод и металл расходятся, то последний практически моментально испаряется, так как плотность тока очень велика. Далее происходит ионизация газа, из-за чего и появляется сварочная дуга.

Условия горения дуги

В стандартных условиях, то есть при средней температуре 25 градусов и давлении в 1 атмосферу, газ не способен проводить электрический ток. Основное требование к возникновению дуги — это ионизация газовой среды между электродами. Другими словами, газ должен иметь в своем составе некоторые заряженные частицы, электроны или ионы.

Второе важное условие, которое необходимо соблюдать, — постоянное поддержание температуры на катоде. Значение требуемой температуры будет зависеть от таких характеристик, как природа катода, а также его диаметр и размер. Важную роль сыграет и температура окружающей среды. Сварочная дуга должна быть стабильной и при этом иметь огромную силу тока, который и даст высокий температурный показатель (7 тысяч градусов по Цельсию и более). Если все условия соблюдены, то полученной дугой можно обрабатывать любой материал. Чтобы обеспечить наличие постоянной и высокой температуры, нужно чтобы источник питания функционировал максимально стабильно. Именно по этой причине источник питания является важнейшей частью при выборе сварочного аппарата.

Особенности дуги

Есть несколько моментов, которые отличают сварочную дугу от других электрических разрядов.

Первое — это огромная плотность тока, которая может достигать нескольких тысяч ампер на один квадратный сантиметр. Это дает огромную температуру во время работы. Распределение электрического поля между электродами в их пространстве достаточно неравномерное. Около этих элементов наблюдается сильное падение напряжение, а к центру же, наоборот, оно сильно уменьшается. Нельзя не сказать о зависимости температуры от длины столба. Чем больше длина, тем хуже нагрев, и наоборот. Используя сварочные дуги, можно получить самую разную вольт-амперную характеристику (ВАХ).

Сварочный инвертор. Дуга и ее особенности

Сразу стоит начать с основного отличия инверторного источника питания от обычного, трансформаторного. Потребление электрической энергии уменьшено почти в два раза. Характеристика тока, который возникает при использовании инвертора, позволяет обеспечить более быстрое зажигание дуги, а также обеспечивает стабильное горение на протяжении всего процесса работы.

Сам по себе сварочный инвертор — это достаточно сложный аппарат, который производит операции по изменению тока для обеспечения максимально стабильной работы дуги. К примеру, прибор подключается к сети и получает на вход переменный ток, который он способен преобразовать в постоянный. Далее постоянный ток поступает в блок блок инвертора, где он снова преобразовывается в переменный, но уже с гораздо большей частотой, чем был в сети. Этот ток передается трансформатору, где значительно снижается его напряжение, из-за чего увеличивается его сила. После этого выпрямленный и настроенный переменный ток передается выпрямителю, где он преобразовывается в постоянный и подается для работы.

Сварочная дуга — Cварочные работы

Сварочная дуга Условия горения дуги. Газы и пары при обычных температуре и давлении не проводят электрический ток. Электропроводными они становятся при наличии в них частиц, несущих электрические заряды (положительные и отрицательные). В обычном состоянии в воздухе имеется только незначительное число ионов и электронов. В отличие от воздуха в металлах всегда есть некоторое число свободных электронов, переносящих электрическую энергию и делающих их электропроводными Сварочная дуга представляет собой мощный и длительный электрический разряд в газовой среде между электродом и свариваемым изделием (между двумя электродами), сопровождающийся выделением большого количества тепла и световым излучением. Для возникновения электрического разряда газовый промежуток между электродом и свариваемым изделием должен быть ионизирован. В результате ионизации в газе возникают свободные носители заряда и газ становится электропроводным. Процесс ионизации воздушного промежутка протекает следующим образом. Сварочная дуга возбуждается при касании концом электрода свариваемого изделия и последующем отрыве электрода от изделия. Вследствие большого омического сопротивления в месте контакта свариваемое изделие и промежуток между ними сильно разогреваются. В металле электрода имеются отрицательно заряженные свободные электроны, а в свариваемом металле — положительно заряженные ионы. Под действием нагрева (термоэлектронная эмиссия), энергии излучаемого света (фотоэлектронная эмиссия), электрического поля, появляющегося при соединении электрода с источником электрического тока (автоэлектронная эмиссия), притяжения положительно заряженных ионов свариваемого металла электроны с конца электрода устремляются к свариваемому изделию. В воздушном промежутке электроны, сталкиваясь с атомами и молекулами воздуха и паров металла, выбивают из них электроны, образуя ионы и свободные электроны. Воздух между электродом и свариваемым изделием становится проводником электрического тока, т. е. ионизируется. В результате удара кинетическая энергия электронов и ионов превращается в тепловую и поддерживает высокую температуру электрода и свариваемого изделия. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока горит дуга. Возбуждение дуги и перенос металла. При касании электрода и свариваемого изделия происходит короткое замыкание сварочной цепи. Вследствие того, что электрод и свариваемое изделие не имеют идеально ровных поверхностей, они соприкасаются отдельными выступами. Благодаря высокой плотности тока в этом месте выделяется большое количество тепла и выступы плавятся, образуя тонкую прослойку жидкого металла. Последующий отвод электрода от изделия способствует образованию в жидком металле шейки. Плотность тока и температура еще более возрастают. Расплавленный металл шейки испаряется, она разрывается, образуя сварочную дугу. Под действием сварочной дуга электрод плавится, расплавленный металл стекает в сварочную ванну в виде капель. При ручной сварке покрытыми электродами в сварочную ванну переносится 90% электродного металла, 10% уходит на брызги и пары. Электрод длиной 450 мм расплавляется в течение 1,5—2 мин. В секунду с электрода переносится 20—50 капель металла. Чем больше сварочный ток и чем толще электродное покрытие, тем больше металла переносится в виде потока мелких’ капель. У электродов с тонким покрытием, а также при сварке на ‘малых токах перенос металла крупнокапельный. Строение, свойства и виды сварочной дуги. Электрод, присоединенный к положительному полюсу источника питания сварочной дуги, называют анодом, а к отрицательному полюсу — катодом. При сварке на постоянном токе катодам может быть свариваемое изделие и электрод, т. е. сварочная дуга может иметь прямую и обратную полярность. При прямой полярности электрод соединен с минусом, а свариваемое изделие — с плюсом источника питания дуги. При обратной полярности это соединение выполнено наоборот. С помощью сварочной дуги обратной полярности уменьшают выделение тепла на свариваемом изделии (тонколистовой и легкоплавкий металл; легированные стали, чувствительные к перегреву) . Сварочная дуга (рис. 9) состоит из катодной, анодной областей и столба дуги. Катодная область расположена у катода и является источником электронов, ионизирующих дуговой промежуток. Предполагают, что длина катодной области равна длине свободного пробега электрона в газе. Анодная область расположена у анода и концентрирует электроны. Пространство, ограниченное катодной и анодной областями, называется столбом дуги. Столб дуги нейтрален — суммы зарядов отрицательных и положительных частиц равны. Температура катодной области достигает 3200°С, а анодной — 3400°С. Разница температур обусловлена тем, что катодом выбрасывается больше заряженных частиц, которые сильно бомбардируют анод, в результате чего выделяется большое количество тепла. В столбе дуги температура колеблется в пределах 5000—8000 °С. При сварке на постоянном токе на аноде выделяется 43% тепла сварочной дуги, на катоде — 36%, в столбе дуги — 21%. Длина дуги равна расстоянию между торцом электрода и поверхностью расплавленного металла. У покрытых электродов 0 4—5 мм длина устойчиво горящей нормальной дуги составляет 5—6 мм. Такая дуга считается короткой. Дуга длиной более 6 мм называется длинной. Горит она неустойчиво, металл электрода плавится неравномерно, капли металла больше подвергаются воздействию кислорода и азота воздуха, наплавленный металл пористый с неровной поверхностью. Рис. 9. Схема сварочной дуги 1,3 — анодное и катодное пятна; 2, 4 — анодная и катодная области; 5 — столб дуги Под действием тепла дуги металл свариваемого изделия расплавляется на определенную глубину, которая называется глубиной проплавления или проваром, а жидкий расплавленный металл — сварочной ванной. Давление газов сварочной дуги отбрасывает расплавленный металл со дна ванны на боковую ее поверхность. При этом образуется углубление — кратер. В конце сварки необходимо с помощью специальных технологических приемов заделать кратер, так как в нем, как правило, обнаруживаются усадочные рыхлости, часто переходящие в трещины. Сварочные дуги подразделяются на прямые, косвенные и комбинированные. Прямой считается дуга, которая горит между электродом и свариваемым изделием. Дугу, горящую между двумя электродами над свариваемым изделием, называют косвенной. Комбинированная сочетает в себе прямую и косвенную дуги. Дуга переменного и постоянного тока. Сварочная дуга может питаться постоянным и переменным током. В первом и во втором случаях имеются свои преимущества и недостатки. При сварке дугой переменного тока промышленной оягтоты катодные и анодные пятна меняются местами 100 раз в 1 с. В процессе перехода тока через нулевое -значение и при изменении полярности в начале и конце каждого полупериода дуга гаснет, что приводит к снижению температуры дугового промежутка. Одновременно с этим падает температура активных пятен, и особенно на активном пятне сварочной ванны следствие отвода тепла в изделие. Повысить устойчивость горения дуги переменного тока можно увеличением частоты его с помощью специальных генераторов и осцилляторов Кроме того, для повышения устойчивости горения дуги -в покрытие электродов вводят элементы с низким потенциалом ионизации (калий, натрий, кальций), которые облегчают возбуждение дуги. Дуга постоянного тока горит значительно устойчивее. Однако она имеет существенный недостаток — магнитное дутье. Сварочную дугу можно рассматривать как газовый проводник электрического тока, который под действием электромагнитных сил может отклониться от своего нормального положения. Ток, проходя но сварочным проводам, электроду и дуге, создает вокруг дуги и в свариваемом металле магнитные поля. Когда эти поля расположены несимметрично относительно оси дуги, они могут отклонять дугу как гибкий проводник тока. А это затрудняет сварку и даже может привести к обрыву дуги. При сварке на переменном токе явление магнитного дутья значительно слабее. К преимуществам источников переменого тока можно отнести меньшую их стоимость и простоту в эксплуатации. Меры борьбы с магнитным дутьем. Сила магнитного поля при сварке пропорциональна квадрату тока. Вследствие этого магнитное дутье особенно заметно при сварке на больших токах (300—400А). Однако причиной образования магнитного дутья служит только неравномерное расположение магнитного поля относительно сварочной дуги. Распределение магнитного поля в сварочном контуре зависит от места подвода тока к свариваемому изделию, его конфигурации и наличия зазоров в свариваемом стыке (рис. 10). В случае присоединения обратного провода сварочной цепи в непосредственной близости от места сварки появление магнитного дутья исключается, так как образуется симметричное магнитное поле. При удалении места присоединения от места сварки образуется несимметричное магнитное поле. Важным фактором образования несимметричного магнитного поля являются большие ферромагнитные массы, расположенные рядом со сварочной ванной (массивные металлические изделия). Массивные ферромагнитные изделия имеют большую магнитную проницаемость по сравнению с воздухом и поэтому магнитные силовые линии устремляются в среду с меньшим сопротивлением, отклоняя при этом сварочную дугу. Рис. 10. Места подвода тока относительно сварочной дуги а — ток подведен к изделию слева от дуги; 6 — ось подведенного тока совпадает с осью сварочной дуги; в — ток подведен к изделию справа от дуги Ослабить действие магнитных полей можно, изменив, угол наклона электрода таким образом, чтобы нижний конец электрода был направлен в сторону действия магнитного дутья, или применяя сварку короткой дугой, так как чем короче дуга, тем меньше возможность ее отклонения. Статическая вольт-амперная характеристика дуги. Для горения дуги на электроде и свариваемом изделии должно поддерживаться напряжение (напряжение на дуге), которое прямо пропорционально длине дуги. Напряжение на дуге равно сумме падений напряжения в катодной, анодной областях и столбе дуги. Для возбуждения дуги необходимо более высокое напряжение по сравнению с напряжением, установившимся в процессе сварки. Это требуется для ионизации воздушного промежутка, который еще недостаточно нагрет, и для придания электронам большой скорости. Для обеспечения устойчивого горения дуги ток и напряжение ее должны находиться в определенной зависимости, называемой статической вольт-амперной характеристикой (рис. 11). Повышение силы тока в дуге до 100А вызывает резко? увеличение площади сечения столба дуги, что при-чнт ‘К возрастанию его электропроводности и уменьшению напряжения. В этом случае характеристика дуги нязпвается падающей. При дальнейшем повышении си-лы тока до 1000А площадь сечения столба дуги увеличивается пропорционально силе тока, поэтому плотность Рис. 11. Статическая вольт-амперная характеристика дуги его и падение напряжения на всех участках столба дуги сохраняются постоянными. Такая характеристика именуется жесткой. Повышение силы тока в дуге свыше 1000А приводит к резкому возрастанию напряжения: увеличение плотности тока выше определенного значения уже не может увеличить сечение столба дуги. Поэтому напряжение на дуге повышается. Характеристику называют возрастающей. — Сварочная дуга —это мощный и длительный разряд электричества в газовой среде, сопровождающийся выделением большого количества тепла и световым излучением. При нормальной температуре и давлении газы, в том числе и воздух, не проводят электрический ток. Сварочная дуга возбуждается при соприкасании электрода с изделием. Большое омическое сопротивление приводит к тому, что электрод и воздушный промежуток, в месте контакта сильно нагреваются. Под действием тепла электроны из электрода (или свариваемого изделия), присоединенного к отрицательному полюсу источника питания, вырываются в воздушный промежуток, где сталкиваясь с атомами и молекулами воздуха, выбивают из них электроны и образует ионы и свободные электроны. Воздух между электродом и свариваемым изделием становится проводником электричества. Этот процесс продолжается до тех пор пока горит дуга. Электрод (свариваемое изделие), присоединенный к положительному полюсу источника питания сварочной дуги, называют анодом, а к отрицательному полюсу—катодом. Поверхность катода, из которой вылетают электроны, называют катодным пятном. При сварке на постоянном токе катодом может быть как электрод, так и свариваемое изделие. Сварочная дуга в данном случае может быть прямой и обратной полярности. При прямой полярности электрод присоединен к «минусу», а свариваемое изделие — к «плюсу» источника питания. При обратной полярности — наоборот. Сварочный ток обратной полярности применяют, когда нужно уменьшить выделение тепла на свариваемом изделии или при использовании электродов некоторых марок. На аноде выделяется 43% тепла, на катоде — 36%, в столбе дуги —21%. Рис. 8. Схема строения сварочной дуги рис. 9. Статическая вольт-амперная характеристика дуги Сварочная дуга (рис. 8) состоит из катодной и анодной областей, столба дуги. Катодной областью называют пространство, расположенное у катода, анодной— у анода. Пространство между катодной и анодной областями называется столбом дуги. Расстояние между конечной точкой электрода и нижней точкой поверхности расплавленного металла свариваемого изделия составляет длину дуги. Дуга бывает короткая (3—6 мм) и длинная (более 6 мм). Плавление электрода при длинной дуге протекает неравномерно, увеличивается разбрызгивание, понижается производительность, капли расплавленного металла более подвержены окислению, дуга горит неустойчиво. На свариваемом изделии в ванне расплавленного металла под действием струи газов дуги образуется углубление, называемое кратером. Под действием тепла дуги металл свариваемого изделия расплавляется на определенную глубину, которая называется глубиной проплавления или проваром, а жидкий расплавленный металл — сварочной ванной. Сварочная дуга может питаться переменным и постоянным током. При сварке на переменном токе промышленной частоты катодные и анодные пятна меняются местами 100 раз в 1 с. В процессе перехода тока через нулевое значение и при изменении полярности в начале и конце каждого полупериода дуга гаснет, что приводит к снижению температуры дугового промежутка. Одновременно с этим падает температура активных пятен, и особенно пятна сварочной ванны вследствие отвода тепла в изделие. Все это приводит к неустойчивому горению дуги. Дуга постоянного тока горит значительно устойчивее. Однако она имеет свой недостаток— магнитное дутье. Ток, проходя по сварочным проводам, электроду и дуге создает вокруг дуги и в свариваемом металле магнитные поля. Когда эти поля расположены несимметрично относительно оси дуги, они могут отклонять дугу как гибкий проводник тока, что не только затрудняет сварку, но и может привести к обрыву дуги. Распределение магнитного поля в сварочном контуре зависит также от места присоединения обратного провода сварочной цепи к свариваемому изделию, от конфигурации изделия и наличия зазоров в свариваемом стыке. Присоединение обратного провода в непосредственной близости от места сварки исключает появление магнитного дутья. Образование несимметричных магнитных полей вызывают большие ферромагнитные массы (массивные металлические изделия), расположенные рядом со сварочной ванной. Ослабить действие магнитных полей можно путем изменения наклона электрода таким образом, чтобы нижний конец электрода был направлен в сторону действия магнитного дутья, или применяя сварку короткой дугой, имеющий меньшую возможность для отклонения. Для обеспечения устойчивого горения дуги ток и напряжение должны находиться в определенной зависимости, называемой статической вольт-амперной характеристикой дуги (рис. 9). Увеличение тока в дуге до 100 А вызывает резкое увеличение площади сечения столба дуги, что приводит к увеличению его электропроводности и уменьшению напряжения. Такую форму характеристики дуги называют падающей. При увеличении тока от 100 до 1000 А площадь сечения столба дуги увеличивается пропорционально току, поэтому плотность тока и падение напряжения на всех участках столба дуги сохраняются постоянными. Характеристику тогда называют жесткой. Значение тока в дуге свыше 1000 А приводит к резкому увеличению напряжения: повышение тока выше определенного значения уже не может увеличить сечение столба дуги. Поэтому напряжение на дуге растет. Характеристика называется возрастающей. Читать далее: Сварочные флюсы Сварочные электроды Общие сведения о сварке арматуры Противопожарные мероприятия при сварке Безопасность труда при сварке технологических трубопроводов Безопасность труда при сварке строительных металлических и железобетонных конструкций Защита от поражения электрическим током при сварке Техника безопасности и производственная санитария при сварке Управление качеством сварки Статистический метод контроля

Сварочная дуга: определение, структура и типы

РЕКЛАМА:

Прочитав эту статью, вы узнаете: 1. Определение сварочной дуги 2. Структура и характеристики сварочной дуги 3. Типы 4. Роль полярности электрода.

Определение сварочной дуги:

Дуга представляет собой электрический разряд между двумя электродами, происходящий в электрически проводящем горячем ионизированном газе, известном как плазма. Электрическая дуга, используемая для сварки, называется сварочной дугой и обычно находится между тонким стержнем (или проволокой) и пластиной, поэтому она имеет форму колокола, как показано на рис. 3.1 (а).

Структура и характеристики сварочной дуги :

Сварочная дуга представляет собой сильноточный электрический разряд низкого напряжения, обычно работающий в диапазоне от 10 до 2000 ампер и от 10 до 50 вольт. В сварочной цепи дуга действует как нагрузочное сопротивление.

РЕКЛАМА:

Вообще говоря, сварочная дуга состоит из механизма испускания электронов с катода, которые после прохождения через ионизированный горячий газ сливаются в анод. Для анализа сварочную дугу обычно делят на пять частей, а именно. катодное пятно, зона катодного сброса, столб дуги, зоны анодного сброса и анодное пятно. Падение напряжения на катоде и зонах падения анода довольно крутое, в то время как падение напряжения на столбе дуги более плавное, как показано на рис. 3.1 (б). Из рисунка видно, что напряжение дуги (V) является суммой катодного падения (Vc), столбцового падения (Vp) и анодного падения (Va).

Таким образом, это может быть выражено как:

В = Vc + Vp + Va……. (3-1)

РЕКЛАМА:

Хотя сварочная дуга обычно имеет колоколообразную форму, в тех сварочных процессах, где стержневой электрод (называемый далее в тексте просто электродом) является расходуемым, например, при дуговой сварке защищенным металлом и дуговая сварка металлическим газом. Чтобы иметь всестороннее представление о поведении сварочной дуги, необходимо знать характеристики ее различных зон.

Катодное пятно :

Это та часть отрицательного электрода, из которой испускаются электроны. Наблюдались три типа мод катодного пятна.

Это:

РЕКЛАМА:

(a) Режим подвижного катодного пятна,

(б) Режим пятна термоэмиссионного катода и

(с) Нормальный режим.

В точечном режиме с подвижным катодом одно или несколько очень маленьких катодных пятен появляются на поверхности катода и перемещаются с высокой скоростью от 5 до 10 м/с и обычно оставляют после себя видимый след. Поведение подвижного катодного пятна зависит от материала, на котором оно образуется. Например, на алюминии наблюдаются множественные пятна, образующие сложные серии разветвленных дорожек, в то время как на меди след обычно остается одиночным без каких-либо разветвлений, как показано на рис. 3.2.

Оксидная пленка на поверхности металла разрыхляется при движении подвижного катодного пятна, а иногда и теряется слой металла. Эта характеристика делает подвижный катод очень важным для использования в промышленности, особенно для сварки алюминия и магния. Плотность тока в таком катодном пятне порядка от 10 ² до 10 ³ А/мм ² .

В термоэмиссионном режиме катодное пятно образуется на конце остроконечного вольфрамового или торированного вольфрамового стержня, используемого с аргоновой защитой. Катодное пятно остается неподвижным и имеет плотность тока порядка 10 ² А/мм ² . Она видна либо как яркое пятно, либо может быть обнаружена по сходимости столба дуги к точке на поверхности катода.

В нормальном режиме катодное пятно не образует четко выраженного пятна. Например, при использовании стального электрода с низким содержанием углерода покрытие катодного пятна, по-видимому, охватывает весь расплавленный кончик электрода. Аналогичный тип катодного пятна наблюдается при дуговой сварке вольфрамовым электродом вольфрамовым электродом с закругленным концом, защищенным аргоном, как показано на рис. 3.3.

Аргоновая экранированная вольфрамовая дуга работает либо с четко выраженным катодным пятном второго типа, либо с нечетко выраженным катодным пятном третьего типа и вольт-амперная характеристика в обоих случаях различна.

РЕКЛАМА:

Механизмы электронной эмиссии :

Эмиссия электронов с катода может происходить по любому из нескольких механизмов, таких как термоэлектронная эмиссия, автоэлектронная или полевая эмиссия, фотоэлектрическая эмиссия и вторичная эмиссия.

а. Термоэлектронная эмиссия:

РЕКЛАМА:

Это связано с высвобождением электронов из нагретых электродов. По мере повышения температуры электрода кинетическая энергия свободных электронов увеличивается до точки, при которой они могут уйти с поверхности отрицательного электрода в катодном пятне в свободное от поля пространство снаружи перед лицом притяжения со стороны положительного электрода. ионы остаются на катоде.

Считается, что эмиссия электронов с углеродных и вольфрамовых катодов имеет термоэмиссионный характер, но большинство других металлов кипит при температурах значительно ниже требуемых для термоэлектронной эмиссии.

б. Автоэлектронная эмиссия:

Этот тип электронной эмиссии создается достаточно сильным электрическим полем, то есть когда напряжение на электродах настолько велико (порядка 10 ⁴ вольт), что воздух между ними ионизируется под его воздействием и электрическим разрядом происходит с эмиссией электронов с поверхности катода.

РЕКЛАМА:

в. Фотоэлектрическое излучение:

Это происходит, когда энергия в виде луча света падает на поверхность катода и приводит к увеличению кинетической энергии электронов и, таким образом, к их эмиссии из катода в вакуум или другой материал. Такой механизм эмиссии электронов используется при генерации рентгеновских лучей.

д. Вторичная эмиссия:

Это относится к испусканию электронов под воздействием быстро движущихся ионов. Когда скорость падающих ионов превышает орбитальную скорость электронов в атомах материала катода, это приводит к вытеснению (или эмиссии) электронов.

В сварочных процессах эмиссия электронов может быть либо термоэмиссионной, например, при дуговой сварке вольфрамовым электродом в среде защитного газа, плазменной дуговой сварке и дуговой сварке угольным электродом, либо автоэмиссионному типу в сочетании со вспомогательными средствами ионизации воздушного зазора между электродами. и заготовка, например, для дуговой сварки защищенным металлом, дуговой сварки под флюсом и дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа.

Эмиссия электронов из катодного пятна зависит от энергии возбуждения или работы выхода материала, которая определяется как энергия, необходимая в электрон-вольтах (эВ) или джоулях, чтобы получить один электрон, выпущенный с поверхности материала в окружающее пространство. Потенциал ионизации, который определяется как энергия на единицу заряда в вольтах, необходимая для удаления электрона от атома на бесконечное расстояние, также играет важную роль в поддержании электрического разряда. Оба параметра для большинства материалов, участвующих в сварке, приведены в таблице 3.1.

Зона падения катода :

Это газовая область, непосредственно прилегающая к катоду, в которой происходит резкое падение напряжения. Суммарный размер зоны падения катода и зоны падения анода составляет порядка 10 ² мм, что почти равно длине свободного пробега электрона. Было обнаружено, что падение напряжения в зоне катодного падения для экранированного аргоном вольфрамового электрода составляет около 8 вольт при 100 амперах и увеличивается по мере уменьшения тока.

Дуговая колонна:

Это ярко видимая часть дуги с высокой температурой и низким градиентом потенциала. Температура столба дуги зависит от присутствующих в нем газов и величины сварочного тока, протекающего в цепи. Обычно температура столба варьируется от 6000°С для паров железа до примерно 20000°С для вольфрамовой дуги, защищенной аргоном. При такой высокой температуре все молекулярные газы, находящиеся в колонке, расщепляются до атомарной формы, а сами атомы далее диссоциируют на электроны и ионы. Однако количество электронов и ионов в любом заданном объеме дуги остается неизменным, что обеспечивает электрическую нейтральность дуги.

Поскольку средний ион примерно в тысячу раз тяжелее электрона, электроны гораздо более подвижны и, следовательно, переносят большую часть тока по столбу дуги. Градиент потенциала в столбе ниже, чем в зоне падения катода или в зоне падения анода, и обычно колеблется от 0-5 до 5 вольт/мм для вольфрамовой дуги в аргоновой среде, тогда как для дуговой сварки в среде защитного металла он обычно составляет около 1 вольта. /мм.

Сварочная дуга почти всегда находится между стержневым или проволочным электродом и плоской или широкой заготовкой. Это, независимо от полярности электрода, приводит к возникновению дуги в форме колокола или конуса с вершиной конуса на конце стержневого электрода или рядом с ним. Из-за этого сужения дуги вблизи стержневого электрода она имеет там наибольшую плотность энергии, но из-за эффекта охлаждения из-за близости электрода максимальная температура приходится на сердцевину колонны.

РЕКЛАМА:

Область, в которой суженный столбик встречается с электродом, называется корнем дуги. Распределение температуры в столбе дуги для вольфрамовой дуги с аргоновым экраном на 200 ампер показано на рис. 3.4.

Рис. 3.4 Распределение температуры в столбе дуги

Протекание тока в столбе дуги приводит к возникновению электромагнитных сил. Также хорошо известно, что два параллельных проводника, по которым течет ток в одном направлении, притягиваются друг к другу.

Если ток проводится по газовому баллону, его можно рассматривать как состоящий из большого количества кольцевых цилиндрических проводников, следовательно, существует взаимное притяжение между различными газовыми баллонами со всеми силами, действующими внутрь из-за высокой плотности тока в сердцевине баллона. проводник.

Эти сжимающие силы уравновешиваются установившимся в газовом проводнике градиентом статического давления с нулевым давлением на внешней периферии и максимальным по оси.

РЕКЛАМА:

Однако в данном случае из-за конусообразной формы дуги действующие на нее электромагнитные силы имеют две составляющие, при этом статическое давление имеет две противоположные составляющие, одна из которых направлена ​​вдоль оси дуги и является причиной образования плазмы струю, которая течет со скоростью около 10 ⁴ см/сек в сторону заготовки. Осевая скорость плазмы уменьшается по мере приближения к периферии дуги, как показано на рис.3.5.

В стационарном режиме плазменная струя имеет обтекаемый поток со скоростью потока, приблизительно пропорциональной сварочному току. На рис. 3.6 показано расположение линий потока газа и линий скорости в угольной дуге 200 А. Считается, что значительное количество тепловой энергии передается заготовке за счет конвективных потоков плазменной струи.

Рис. 3.6 Линии потока газа и линии скорости плазмы при угольной дуговой сварке

Когда ток в дуге несимметричен, это приводит к возникновению магнитных сил, которые отклоняют столб дуги. Если это происходит в сварочной дуге, это известно как дуновение дуги и часто приводит к неуместным и неуместным сварным швам.

РЕКЛАМА:

Анод и зона падения анода:

Достигнув анода, электроны теряют теплоту конденсации. Однако, в отличие от катодного пятна, редко можно наблюдать четко выраженное анодное пятно, а плотность тока также низка, как показано на рис. 3.7 для вольфрамового катода, экранированного аргоном, и медного пластинчатого анода на 200 А. Токопроводящая площадь анода немного меньше, чем самое широкое распространение дуги на конце анода, и средняя плотность тока также довольно низкая.

Падение напряжения в зоне анодного падения дуги этого типа составляет b6 от 1 до 3 вольт. Глубина зоны падения анода составляет от 10 ^-2 до 10 ^-1 мм. Когда стержневой электрод выступает в роли анода, то он занимает нижнюю полусферу расплавленной капли на кончике электрода. Однако в случае плазменной струи низкого давления анод, по-видимому, охватывает расплавленную каплю.

Общее тепловложение на аноде происходит из-за конденсации электронов, а также проводимости и конвекции из-за плазменной струи В дуге постоянного тока с неплавящимся электродом, таким как вольфрамовый или углеродный, тепло анода больше, чем тепло высвобождается на катоде, как показано на рис. 3.8.

С увеличением длины сварочной дуги напряжение дуги увеличивается, и, следовательно, для тока выше 100 А погонная энергия увеличивается с увеличением столба дуги, особенно для режима катодного пятна, как показано на рис. 3.9. Однако с увеличением длины столба увеличивается и ширина столба, что приводит к еще меньшей плотности тока на аноде, и, таким образом, анод становится более рассеянным.

Эффективность дуги:

Из описания характеристик различных частей сварочной дуги можно определить КПД дуги, математическая обработка которого следующая:

Теперь полная тепловая энергия, выделенная на аноде, q _a определяется суммой энергии, полученной через электроны, и энергии, полученной при прохождении через зону падения анода, т. е.

Задача 1:

Найдите эффективность дуги для процесса GTAW, если сварочный ток равен 150 ампер, а напряжение дуги 20 вольт. Предположим, что падение напряжения на катоде составляет 8 вольт, а на аноде — 3 вольта, при этом 30 % энергии столба дуги передается аноду. Примите температуру дуги равной 15000К. Работа выхода, ɸ ₀ для вольфрама = 4,5 эВ и постоянная Больцмана = 8,62 x 10 ^-5 эВ/К.

Решение:

Задача 2:

При дуговой сварке вольфрамовым электродом в среде аргона падение напряжения на катоде составило 10 вольт при сварочном токе 120 вольт и напряжении дуги 18 вольт. Определите (а) длину дуги, если КПД дуги составляет 55% при температуре дуги 10000 К.

Предположим, что падение напряжения на колонке составляет 1,2 вольта на мм и что 20 % тепла колонки передается аноду.

(b) Эффективность дуги, если те же параметры процесса применимы к процессу GMAW, а проволочный электрод используется в качестве анода.

Возьмем работу выхода для вольфрама при OK = 4,5 эВ и постоянную Больцмана. К’ = 8-60 х 10 ^-5 эВИК

Решение:

Типы сварочных дуг :

С точки зрения сварки дуги бывают двух типов, а именно: неподвижная, или стационарная, или фиксированная дуга, и подвижная, или движущаяся, или бегущая дуга. Неподвижная дуга образуется между неплавящимся электродом и заготовкой. Дуга может использоваться с наполнителем или без него. В первом случае отдельная проволока вводится в столб дуги и, таким образом, расплавляется для переноса в сварочную ванну под совместным действием силы тяжести, электромагнитных сил и механической силы плазменной струи, при фиксированной дуге большая часть тепла уходит к неплавящемуся электроду остается неиспользованным и фактически может быть удален охлаждающей водой или защитным газом. Таким образом, тепловой КПД такой дуги низкий и может составлять от 45 до 60%. Этот тип дуги наблюдается в процессах сварки угольной дугой, газовой вольфрамовой дугой и плазменной дугой.

Между расходуемым электродом и заготовкой образуется подвижная дуга. По мере плавления присадочной проволоки расплавленный металл на конце электрода отрывается под действием силы тяжести, электромагнитных сил, силы плазменной струи и пинч-эффекта. Однако на каплю действует удерживающая сила, обусловленная поверхностным натяжением. По мере плавления электрода дуга продолжает двигаться вверх вдоль электрода. Мобильная дуга связана с такими процессами, как дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа, дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа и дуговая сварка под флюсом.

Дуга, в которой расплавленный металл с кончика электрода проходит через него, чтобы стать частью сварочной ванны, называется «металлической дугой». Мобильная дуга представляет собой металлическую дугу.

Большая часть тепла, поступающего на электрод в мобильной дуге, используется для плавления металла и, таким образом, используется эффективно. Таким образом, тепловой КПД процесса с использованием подвижной дуги высок и обычно составляет от 75 до 90%. Таким образом, сварочные процессы с использованием подвижной дуги термически более эффективны, чем процессы с использованием неподвижной или неподвижной дуги.

Роль полярности электрода в дуговой сварке:

Дуговая сварка может выполняться как на переменном, так и на постоянном токе. Если используется переменный ток, полярность электрода не возникает, поскольку она меняется каждые полпериода. Однако, если используется постоянный ток, электрод можно сделать как отрицательным, так и положительным.

На аноде выделяется больше тепла, поэтому во всех процессах с использованием неплавящихся электродов лучше подключать электрод к отрицательной клемме, чтобы свести потери тепла к минимуму. Однако это не всегда возможно сделать, поскольку иногда необходимо использовать очищающее действие подвижного катодного пятна для отделения от металла прочного тугоплавкого оксидного слоя, например, при сварке алюминия и магния.

В таких случаях предпочтительно использовать переменный ток, чтобы найти компромисс между тепловой эффективностью и очищающим действием. Таким образом, в процессах дуговой сварки вольфрамовым электродом в среде защитного газа и дуговой сварки угольным электродом обычно используются источники питания переменного тока, когда обязательно требуется воздействие на заготовку. Когда такого принуждения нет, можно использовать dcen.

Тем не менее, для дуговой сварки защищенным металлом сварочный трансформатор переменного тока довольно популярен, и в то же время, при тех же технических характеристиках, он намного дешевле, чем сварочный двигатель-генератор постоянного тока или комплект трансформатора с выпрямителем, необходимые для получения питания постоянного тока. Также при сварке постоянным током происходит смена дуги, что может привести к некрасивому зигзагообразному сварному шву низкого качества.

Из-за регулярного прерывания дуги переменного тока не рекомендуется использовать неизолированную проволоку, например, при дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа. Однако для дуговой сварки металлическим электродом были разработаны соответствующие покрытия электродов, которые облегчают инициирование и поддержание сварочной дуги.

При использовании плавящегося электрода перенос металла с проволочного электрода на заготовку более равномерный, частый и лучше направленный, если электрод сделать положительным. Поэтому DCEP или обратная полярность популярны при GMAW, который также обеспечивает необходимое очищающее действие на металлах с прочным оксидным слоем, таких как алюминий.

сварка | Статья о дуговой сварке из The Free Dictionary

дуговая сварка

метод, при котором металл сваривается за счет тепла, выделяемого электрической дугой, зажигаемой между двумя электродами или между одним электродом и металлической заготовкой

Collins Discovery Encyclopedia, 1-е издание © HarperCollins Publishers 2005

дуговая сварка

[ärk ‚weld·iŋ]

(металлургия)

электродуговая сварка

Словарь научных и технических терминов McGraw-Hill, 6E, Copyright © 2003 by The McGraw-Hill Companies, Инк

Дуговая сварка

Сварочный процесс, использующий концентрированное тепло электрической дуги для соединения металлов путем плавления основного металла и добавления металла к соединению, обычно обеспечиваемому плавящимся электродом (см. рисунок). Электрический ток для сварочной дуги может быть как постоянным, так и переменным, в зависимости от свариваемого материала и характеристик используемого электрода. Источником тока может быть вращающийся генератор, выпрямитель или трансформатор, и он должен иметь переходные и статические вольт-амперные характеристики, рассчитанные на стабильность дуги и качество сварки.

Металлическая дуговая сварка

Существует три основных метода сварки: ручной, полуавтоматический и автоматический. Ручная сварка является старейшим методом, и, хотя его доля на рынке сварки с каждым годом уменьшается, он по-прежнему остается наиболее распространенным. Здесь оператор берет электрод, зажатый в ручном электрододержателе, и вручную направляет электрод вдоль соединения по мере выполнения сварного шва. Обычно электрод является расходуемым; по мере износа наконечника оператор вручную регулирует положение электрода, чтобы поддерживать постоянную длину дуги.

Полуавтоматическая сварка становится самым популярным методом сварки. Электрод обычно представляет собой длинную неизолированную проволоку малого диаметра, обычно в форме катушки, которую сварщик вручную позиционирует и продвигает вдоль сварного соединения. Расходуемый электрод обычно приводится в движение двигателем с предварительно выбранной скоростью через сопло ручного сварочного пистолета или горелки.

Автоматическая сварка очень похожа на полуавтоматическую сварку, за исключением того, что электрод автоматически позиционируется и продвигается вдоль заданного сварного шва. Либо работа может продвигаться ниже сварочной головки, либо механизированная головка может двигаться вдоль сварного шва.

В дополнение к трем основным методам сварки существует множество сварочных процессов, которые могут быть общими для одного или нескольких из этих методов. Некоторые из наиболее распространенных описаны ниже.

Дуговая сварка угольным электродом ограниченно используется для сварки черных и цветных металлов. В норме дуга удерживается между угольным электродом и изделием. Угольная дуга служит источником интенсивного тепла и просто сплавляет основные материалы вместе, или же наполнитель может быть добавлен из отдельного источника.

Дуговая сварка защитным металлом является наиболее широко используемым процессом дуговой сварки. Стержневой электрод с покрытием расходуется во время операции сварки и, следовательно, обеспечивает свой собственный присадочный металл. Покрытие электрода сгорает при сильном нагреве дуги и образует слой газа и шлака, который полностью защищает дугу и сварочную ванну от атмосферы. Его использование обычно ограничивается методом ручной сварки.

При дуговой сварке под флюсом в качестве электрода используется расходуемая оголенная металлическая проволока, а гранулированный плавкий флюс полностью покрывает дугу. Этот процесс особенно подходит для сварки тяжелых деталей в плоском положении. С помощью этого метода высококачественные сварные швы производятся с большей скоростью, поскольку используется в пять раз большая плотность тока. Для этого процесса обычно используется автоматическая или полуавтоматическая подача проволоки и контрольное оборудование.

Сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, часто называемая сваркой TIG, использует практически неплавящийся электрод из вольфрама. Примеси, такие как торий, часто специально добавляют в вольфрамовый электрод, чтобы улучшить его излучательную способность при сварке постоянным током. Необходимая защита дуги обеспечивается непрерывным потоком химически инертного газа, например аргона, гелия или аргоно-гелиевых смесей, который течет в осевом направлении вдоль вольфрамового электрода, установленного в специальной сварочной горелке. Этот процесс чаще всего используется при сварке алюминия и некоторых более экзотических материалов космической эры. Когда необходим присадочный металл, в поток дуги вручную или механически подается отдельный присадочный стержень. Поскольку флюс не требуется, сварной шов получается чистым и без пустот.

Сварка металлов в среде инертного газа, часто называемая сваркой MIG, получила наибольшее распространение в 1960-х годах. Он аналогичен процессу сварки TIG, за исключением того, что неплавящийся вольфрамовый электрод заменяется плавящимся металлическим электродом, обычно проволокой в ​​виде катушки. Этот процесс можно адаптировать как к полуавтоматическому, так и к автоматическому методу. В дополнение к инертным газам все большее распространение в качестве защитного средства получает углекислый газ.

McGraw-Hill Краткая инженерная энциклопедия. © 2002 г., компания McGraw-Hill Companies, Inc.

дуговая сварка

Словарь McGraw-Hill по архитектуре и строительству. Copyright © 2003 McGraw-Hill Companies, Inc.

Полное руководство по дуговой сварке

Аппарат для дуговой сварки представляет собой электрический инструмент для эффективной сварки стали, меди и алюминия. MIG (инертный металлический газ) и аппараты с флюсовой проволокой являются двумя наиболее распространенными типами аппаратов для дуговой сварки. Предположим, вы профессионал в области сварки или работы с электричеством. В этом случае вы часто можете оказаться в ситуации, когда вам нужно быстро восстановить питание в электрической цепи, поврежденной, например, в результате аварии. Когда это происходит, сварочный аппарат для дуговой сварки под флюсом является лучшим вариантом для быстрого восстановления работоспособности. Аппарат для дуговой сварки автоматически создает дугу между двумя электродами. Эта дуга, передающая мощность от одного электрода к другому, создает короткий высоковольтный импульс, замыкающий цепь.

Что такое дуговой сварщик?

Дуговая сварка Определение: Аппарат для дуговой сварки — это машина, использующая электрическую дугу для соединения двух металлических частей. Это популярный сварочный инструмент, поскольку он обладает высокой степенью точности и универсальности. Дуговая сварка Миллера также используется для сварочных работ, таких как резка и изготовление деталей.

Типы аппаратов для дуговой сварки

Несмотря на то, что существует много типов дуговой сварки, наиболее популярными являются газоэлектрическая сварка, MIG и TIG. Сварочные дуги производятся газоэлектрическими сварщиками с использованием таких газов, как ацетилен или аргон. Сварочная дуга создается сварщиками MIG с использованием комбинации газов металл-катод, смеси аргона и гелия. Сварщики TIG подают сварочную проволоку TIG для создания сварочной дуги с помощью одноразового электрода.

Оборудование, необходимое для дуговой сварки

Любой, кто хочет сваривать, нуждается в электродуговой сварке электродуговой сварки защищенным металлом в качестве необходимого оборудования. Ниже перечислены расходные материалы, которые вам понадобятся для начала работы:

Основное устройство, которое вам понадобится для сварки, — это аппарат для импульсной дуговой сварки. Вы можете выбрать различные типы сварочных аппаратов, поэтому убедитесь, что вы выбрали тот, который будет наиболее полезен для вашей работы.

Газ: Для дуговой сварки требуется газовая сварочная горелка. Он обеспечивает тепло и мощность, необходимые для возбуждения и поддержания сварочной дуги.

Печь: Для нагрева металла перед сваркой требуется печь. Металл не станет достаточно горячим, чтобы без него можно было использовать стержни для дуговой сварки.

Сварочный пруток: Сварочные пруты бывают различной длины и толщины и состоят из разных металлов. Выберите подходящий в зависимости от толщины и вида металла.

Работа дуговой сварки

Инструмент, называемый дуговой сваркой, плавит и сплавляет металлы с помощью электрической дуги. Металлические компоненты соединяются с помощью аппарата для автоматической дуговой сварки, часто в виде сварного шва. Оператор использует ручное и ножное управление для управления сварочным аппаратом с помощью стола buildpro. Электрод и сварочная горелка являются функциональными компонентами аппарата для дуговой сварки. Короткая оголенная проволока используется в качестве сварочного электрода и вставляется в зону сварки. Полезный инструмент с электрическим приводом, сварочная горелка передает электрический ток на сварочный электрод. Металл плавится и сплавляется этим током.

В зависимости от применения существует множество размеров и форм дуговых сварочных аппаратов. В то время как некоторые дуговые сварочные аппараты используются для простого ремонта, другие — для более крупных работ, таких как строительство мостов или кузовов автомобилей. Любой, кто хочет соединить металлические предметы, нуждается в дуговой сварке. Они используются для строительных и ремонтных работ, потому что они быстрые, эффективные и надежные.

Существует несколько причин, по которым вам может понадобиться дуговой сварщик:

Аппараты для дуговой сварки быстрые и эффективные. Они могут сварить два куска металла за считанные минуты, по сравнению с часами, на которые может уйти традиционный процесс сварки. Дуговые сварщики надежны. Они редко выходят из строя, а если и случаются, то обычно у них есть быстрое решение. В отличие от других сварочных процессов, при которых образуются искры, способные вызвать возгорание, дуговая сварка металлическим газом достаточно безопасна для использования вблизи легковоспламеняющихся материалов.

Если вы подумываете о приобретении сварочного аппарата для дуговой сварки, вам не нужно искать дальше: доступны различные варианты качества, чтобы найти идеальный сварочный аппарат для ваших нужд. Если у вас есть вопросы по выбору дуговой сварки или использованию ее в вашем проекте, не стесняйтесь обращаться в местный сварочный цех.

Как очистить аппарат для дуговой сварки

Аппараты для дуговой сварки могут выделять много тепла, в результате чего образуется много дыма и сажи. Важно соблюдать осторожность при очистке сварочного аппарата, иначе можно повредить аппарат. Вот несколько советов по очистке сварочного аппарата:

1. С помощью шланга промойте внутреннюю часть аппарата водой. Обязательно используйте холодную воду, чтобы избежать повреждений.

2. С помощью бытового пылесоса соберите весь мусор, скопившийся снаружи машины.

3. Используйте влажную ткань для очистки поверхностей сварочных аппаратов. Прежде чем дать сварочному аппарату полностью остыть, обязательно удалите всю грязь и жир.

Использование аппарата для дуговой сварки

Сварочное устройство, называемое аппаратом для дуговой сварки, соединяет металлы, создавая электрическую дугу. Металл расплавляется электрической дугой и соединяется сварщиком. Дуговые сварочные аппараты используются во многих областях, включая производство, обустройство дома и обслуживание автомобилей.

Аппараты для дуговой сварки — это адаптируемые устройства для нескольких применений. Они идеально подходят для изготовления таких предметов, как мебель и велосипеды, а также для ремонта автомобилей и других транспортных средств. Металлические изделия, такие как трубы и ворота, также можно изготавливать с помощью дуговой сварки. Дуговые сварочные аппараты являются очень надежными инструментами. Они могут выдержать большие нагрузки, что делает их идеальными для использования в автомастерских или производственных цехах. Дуговые сварочные аппараты являются отличным выбором для мелкосерийного производства и ремонта жилых помещений, поскольку они также имеют разумную цену.

Почему они повышают эффективность процесса сварки?

Аппараты для дуговой сварки — это машины, используемые для плазменной дуговой сварки металлов. Они работают, используя электрический ток для нагрева металла до высокой температуры, а затем используют тепло для соединения двух частей вместе. Преимущество дуговых сварочных аппаратов заключается в том, что они намного эффективнее традиционных методов сварки, а это означает, что они могут создать более прочное соединение, чем другие методы.

Одна из основных причин эффективности дуговых сварщиков заключается в том, что они используют непрерывный поток расплавленного металла. Это позволяет сварщику поддерживать постоянную температуру металла, что значительно упрощает контроль процесса и обеспечивает качественный сварной шов. Кроме того, дуговые сварщики потребляют меньше энергии, чем другие методы дуговой сварки, а это означает, что они с меньшей вероятностью могут вызвать повреждение или износ оборудования.

Как найти подходящий для ваших нужд аппарат для дуговой сварки

Если вам нужен аппарат для дуговой сварки, вам нужно помнить о нескольких вещах. Мы обсудим различные типы сварочных аппаратов и их возможности, чтобы вы могли найти идеальный вариант для ваших нужд.

Какие типы сварочных аппаратов доступны?

Три типа сварочных аппаратов: электродуговая сварка, GTAW (Gleason-Troy-Arco) и MIG (инертный металлический газ). Сварщики электродов используют серию электродов, называемых присадочными прутками, для создания сварного шва. Присадочный стержень плавится под действием электрической дуги, а затем образует сварной шов между двумя кусками металла. Сварщики GTAW используют газовую защиту для создания сварного шва. Газовая защита разрушает атомные связи в металлах, нагревая их до расплавленного состояния. Затем сварочный аппарат GTAW использует вращающуюся руку на

В чем преимущество дуговой сварки, а не газосварочного оборудования?

Дуговая сварка — популярный и универсальный процесс, в котором для создания сварного шва используется дуга. К преимуществам дуговой сварки вольфрамовым электродом относятся низкое давление, возможность работы в труднодоступных местах и ​​относительно короткое время сварки. Одним из основных недостатков дуговой сварки является ограниченный диапазон движений. Это связано с тем, что дуговой сварке требуется тесный контакт между горелкой и заготовкой для создания сварного шва. Это ограничение можно преодолеть, используя подвижную руку или несколько дуг под разными углами, чтобы обеспечить более широкий диапазон движения.

Дуговая сварка — это универсальный и надежный процесс, обладающий многими преимуществами по сравнению с оборудованием для газовой сварки. Если вы ищете процесс сварки, который позволит вам работать в труднодоступных местах или с ограниченным диапазоном движений, вам следует выбрать сварку под дугой.

Где можно купить сварочный аппарат для дуговой сварки?

Аппарат для дуговой сварки является ценным инструментом для сварки металла кожуха. Эти сварщики используют электрический ток для нагрева двух кусков металла, пока они не соединятся вместе. Если вы хотите купить сварочный аппарат для дуговой сварки, есть несколько мест, куда вы можете обратиться. Вы можете купить их онлайн или в магазинах. Если вы хотите купить его в Интернете, вы можете найти различные варианты на таких сайтах, как Amazon или eBay.

Сварочные аппараты для дуговой сварки могут быть дорогими, поэтому важно изучить их перед покупкой. Убедитесь, что вы понимаете особенности сварочного аппарата, который вы рассматриваете, и найдите продавца с хорошими отзывами покупателей.

Советы по достижению наилучших результатов при использовании аппарата для дуговой сварки

При использовании аппарата для дуговой сварки следует помнить несколько вещей, которые могут улучшить результаты сварки. Следуйте этим советам, и вы будете на пути к качественной сварке со скидкой. Убедитесь, что рабочая зона чистая и на ней нет мусора. Выберите правильную настройку мощности для свариваемого материала. Слишком большая мощность слишком быстро нагреет металл, что приведет к слабому соединению.

При слишком малой мощности металл недостаточно нагревается, что приводит к плохим сварным швам. Используйте защитный экран при сварочных работах рядом с электрическими проводами или другими опасными элементами. Это поможет предотвратить разлет искр и создание опасной ситуации.

Используйте надлежащие сигналы рукой при запуске и остановке сварочных работ, чтобы все участники знали, что они делают. Это поможет избежать несчастных случаев и улучшить общение между работниками. Часто очищайте сварочный аппарат, чтобы предотвратить накопление ржавчины и других металлов, которые могут вызвать проблемы со сварными швами.

Каковы плюсы и минусы использования дуговой сварки?

Электросварочный аппарат — отличный инструмент для ремонта металлических предметов. У него много плюсов и минусов, поэтому важно понять, в чем они заключаются, прежде чем принимать решение о его покупке.

Преимущества использования аппарата для дуговой сварки:

1. Аппараты для дуговой сварки просты в использовании, поэтому даже новички могут быстро научиться ими пользоваться.
2. Это универсальные инструменты, предназначенные для сварки различных металлов.
3. Обеспечивают высокое качество сварных швов, устойчивых к коррозии и другим повреждениям.
4. Они быстрые и эффективные, то есть могут ремонтировать металлические предметы быстро и без потери времени.
5. Они доступны по цене, что делает их хорошим вложением для тех, кому часто приходится чинить металлические предметы.

Минусы использования дуговой сварки:

1. Дуговая сварка может быть опасной при неправильном использовании. Если у вас нет опыта работы с ними, вы можете обжечься или получить травму, используя дуговую сварку. Всегда важно носить надлежащее защитное снаряжение при использовании этого инструмента.
Аппараты для дуговой сварки
2. требуют регулярного технического обслуживания для обеспечения бесперебойной работы и получения высококачественных сварных швов.

Меры предосторожности и предупреждения

Аппараты для дуговой сварки, включая сварочный стол, являются одним из самых опасных инструментов в сварочном цеху. Есть несколько мер предосторожности, которые вы должны предпринять, чтобы избежать травм.

При использовании дуговой сварки помните о следующих мерах предосторожности:

1. Всегда следите за тем, что вас окружает.
2. Не делайте резких движений.
3. Всегда носите соответствующее защитное снаряжение, в том числе лицевой щиток, защиту для глаз и защитный костюм.
4. Используйте перчатки при работе со сварочным аппаратом и избегайте открытого огня.
5. Убедитесь, что рабочая зона хорошо освещена и свободна от препятствий.

Заключение

Сварщик дуговой сварки — это квалифицированный специалист, использующий дуговую сварку для сварки кусков металла. Сварщик дуговой сварки должен обладать хорошим чувством равновесия, ловкостью и зрительно-моторной координацией, чтобы правильно выполнять сварку в шлеме сварщика. Они также должны уметь пользоваться правильными сварочными горелками и присадочными прутками, а также понимать, как работает процесс хранения сварочных материалов.