Электроды цч 4 как варить: Электроды цч 4 как варить — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Электроды ЦЧ-4: характеристики, как варить, применение

Электроды ЦЧ-4 используются для сварки чугунных конструкций, когда приходится работать с крупными изделиями из этого сплава. Это достаточно сложная задача, так как свойства металла неблагоприятно влияют на соединение. Здесь требуется не только подбирать специальные электроды, которые бы подошли для чугуна, но и максимально точно выставлять рабочие режимы. Соответственно, особые требования выдвигаются не только к электродам, но и к сварочному аппарату.

В последнее время для сварки чугуна применяются преимущественно электроды марки ЦЧ-4, так как они являются универсальными. Современные инверторы нормально справляются при работе с ними, особенно если поддерживают точное выставление параметров.

Это покрытые электроды, которые могут использоваться для сварки и наплавки чугуна. Они обладают основным покрытием. Марка незаменима для сварки серого и высокопрочного чугуна. Служит также для соединения разнородных металлов. Их используют в производстве для соединения поврежденных деталей и исправления дефектов во время отливки.

Электроды имеют отличные характеристики, такие как поддержка стабильного горения дуги и ее легкий розжиг. При плавлении обеспечивается минимальное разбрызгивание, а при сварке в нижнем положении – максимально высокое качество соединения. В составе марки ЦЧ-4 имеется ванадий, служащий заменителем карбида. Он создает карбиды, которые не растворяются в железе во время плавления. В качестве металлической основы используется пластичный металл без углерода.

Характеристики электродов ЦЧ-4

К основным преимуществам электродов ЦЧ-4 относят:

возможность сварки чугуна, что не удается многим другим маркам;
доступность на рынке;
правильно подобранный состав, который подходит для многих видов чугуна;
стабильное горение дуги и возможность использования не только в нижнем, но и в угловом положении.

Явных недостатков у данной марки нет. Электроды ЦЧ-4 не убирают все проблемы, которые имеются при сварке чугуна, и требуют точного соблюдения технических характеристик, чтобы достичь требуемого результата. Ими не рекомендуется проводить потолочную и вертикальную сварку, что также можно считать недостатком.

Технические характеристики

Характеристики электродов ЦЧ-4 нужно всегда учитывать при выборе подходящих параметров для сварки, так как они применяются для сложных соединений. Основные выглядят следующим образом:

наличие защиты от перегрева – отсутствует;
диаметр электрода – 3-5 мм;
длина – 35 см;
покрытие – основное;
вес пачки – 0,8-1 кг;
количество электродов – около 30 шт.

Диаметр, мм	Нижнее положение
3	65…80 А
4	90…120 А
5	130…150 А

Соотношение химических элементов в составе наплавленного шва, %

Углерод	Сера	Марганец	Ванадий	Сера	Фосфор
				не выше
0,5–0,9	0,8–1,2	0,4–1	2,3–3,2	0,03	0,035

Свойства созданного шва (типичные)

Временное сопротивление на разрыв	Твердость
480–510 Н/мм²	НВ 160–190

Производительность наплавления (при использовании 4 мм электродов), грамм в минуту	Выход шва, %	Расход материалов на 1 кг полученного шва, кг
18	115,0	1,8

Режим предварительного прогрева электродов перед началом работ

350 °С

1 час

Если сравнивать с другими марками электродов, которые не предназначены для работы с чугуном, выделяется повышенный расход материала для наплавки нужного количества металла. Если сравнивать с электродами для чугуна других марок, разница становится не столь существенной.

Рекомендуемая сила тока при плавке электродами ЦЧ-4

Технологические особенности и правила применения

Новички могут столкнуться с тем, что качество полученных соединений далекое от желаемого. Это связано с тем, что они не знают, как варить электродами ЦЧ-4. Здесь есть ряд особенностей, которые требуется учитывать при работе. Несмотря на то, что чугунные изделия обладают высоким качеством и надежностью при низкой стоимости, соединять их оказывается достаточно сложно. У металла низкий коэффициент пластичности, что влечет за собой существенную разницу в подходе при сварке.

Важно! Особенности касаются и самого процесса создания шва, поэтому после длительной сварки обыкновенных сталей для работы с чугуном нужно еще привыкнуть к этим особенностям

Все это определяется слабым коэффициентом пластичности металла и присутствием свободного графита в матрице кристаллов. Для работы с электродами ЦЧ-4 требуется постоянный ток обратной полярности. С их помощью можно проводить многослойную сварку, если соблюдать ограничения по положениям. Во время сварки валики нужно создавать диаметром не более 3,5 см. Перед началом работы над следующим слоем не нужно давать шву остыть полностью. Достаточно только охлаждения до 60 градусов Цельсия. Для высокопрочного чугуна требуется увеличить это значение до 110 градусов Цельсия.

Чтобы улучшить качество соединения, необходимо предварительно прогреть необработанные кромки основного металла до температуры 650 градусов. Желательно это делать около 1 часа, особенно для толстых видов металла. После этого можно провести дополнительные процедуры по разделке кромок. При соединении поверхность должна остывать не сразу, а в течение определенного времени. Лучшим решением являются специальные печи, которые применяются для остывания. Если в наличии нет таких печей и прочих установок, можно обойтись обыкновенным теплоизоляционным материалом, которым требуется обернуть место соединения.

Электроды марки ЦЧ-4 не рекомендуется просушивать более двух раз, так как это грозит осыпанием покрытия. Лучше просто брать необходимое количество изделий с минимальным запасом. В то же время не стоит пренебрегать тем, что расходные материалы нужно прогревать. В особенности это касается случаев, когда кромки основного металла хорошо прогреты. Если будет большая разница между температурой электрода и свариваемых деталей, возникнет риск повышенного разбрызгивания металла, что при большом расходе данной марки становится серьезным экономическим недостатком.

Заключение

Не так много электродов, которые могут обеспечить соединение чугуна. Несмотря на все ограничения по пространственному положению и наличию высокого расхода материала для создания шва, при соблюдении всех правил работы эта марка отлично подходит для своих целей. Она является относительно недорогой и ее можно встретить во многих местах продаж. Электроды подходят для промышленного и домашнего использования, хотя в частной сфере применяются редко.

Видео: Сварочные электроды ЦЧ – 4

Как варить чугун инвертором

Срок службы чугуна вдвое больше чем у стали, однако из-за высокого содержания углерода ремонт обычной электросваркой деталей из этого материала неэффективен. В месте соединения образуются микротрещины, а на шве — поры. В промышленности эта проблема решается специальной подготовкой, которая неприменима для сварки чугуна в домашних условиях. Однако создание прочных соединений возможно и при самостоятельном ремонте с использованием электродов для сварки чугуна.

Особенности сварки чугуна

Установлено что сварку серого чугуна с мелкодисперсной структурой производить проще, чем крупнозернистого металла тёмного оттенка. Детали длительное время контактировавшие с маслом или подвергавшиеся окислению сварке не поддаются. Чугун относится к материалам с ограниченным свариванием, поэтому при работе учитываются его особенности:

из-за высокой текучести в жидком состоянии сварка осуществляется преимущественно в нижнем положении;
образование пор в местах выгорания углерода;
из-за низкой пластичности при нарушении температурного режима возникают внутренние напряжения, создающие трещину на шве;
при расплавлении в чугуне образуются окислы с температурой плавления выше, чем у него.

Какие сложности возникают при сварке чугуна

Холодная сварка по чугуну часто сопряжена со сложностями, обусловленными специфическими свойствами сплава. Возможные проблемы следует рассмотреть до начала работ.

Плохая соединяемость

Благодаря высокому содержанию углерода чугун имеет достаточно пористую структуру и низкую теплопроводность, что обусловливает его плохую соединяемость. Усугубляют ситуацию примеси, в т.ч. кремний. Это приводит к тому, что шов получается неоднородным с непроваренными участками.

Рекомендуем к прочтению Как сварить чугунные тиски своими руками

Чугун имеет низкую теплопроводность.

Образование оксидов

Температура плавления примесей, содержащихся в сплаве, отличается от показателей главных компонентов сплава. Кроме того, они способны быстро окисляться в сварочной ванне. Это приводит к формированию оксидов, отличающихся тугоплавкостью. Повышенное содержание таких соединений при сварке становится причиной появления непроваренных участков.

Сложная обработка участков с цементитом

Шоковое охлаждение приводит к формированию участков с цементитом. Это вещество отличается повышенной прочностью и твердостью. Такие участки плохо подвергаются механической обработке при проведении сварки.

Шов выходит очень твердым, но если в нем есть какие-то дефекты, исправить их будет крайне сложно.

Жидкое состояние сплава

Под воздействием высокой температуры чугун быстро переходит в жидкую форму. В этом состоянии он отличается высокой текучестью. Это усложняет процесс удержания сплава в сварочной ванне. Возможно появление наплывов. Таким образом крайне тяжело сформировать шов.

Жидкое состояние сплава отличается высокой текучестью.

Склонность к образованию пор

При нагреве сплав начинает выделять газы. Это способствует формированию множества микропор. Даже при незначительном отклонении от технологии шов получается слишком пористым и хрупким.

Кроме того, чугун в жидком виде хорошо поглощает кислород. При проведении сварочных работ кислород вступает в реакцию, что способствует формированию внутренних пузырьков, наполненных водяным паром. В дальнейшем после остывания шва материал становится пористым, что создает условия для появления различных дефектов.

Методы сварки

Для создания прочных швов разработаны три способа:

Технология горячей сварки сложна, но практически исключает образование трещин. Выполняется с предварительным подогревом до температуры 600 — 650⁰C при последующем медленном охлаждении. На производстве эта процедура выполняется на индукционных установках. Некоторые новички сомневаются можно ли варить чугун этим способом самостоятельно. Это реально, если для нагрева воспользоваться горном, газовой горелкой, паяльной лампой, а для медленного охлаждения горячим песком.
Полугорячая сварка аналогична предыдущему способу, но температура нагрева 300 — 350⁰C.
Холодную сварку осуществляют специальными электродами без предварительного подогрева деталей. Однако чтобы заварить чугун этим способом необходимо учитывать технологические особенности материала.

Технология сварки чугуна электродом

В зависимости от вида дефектов и возможностей применяются несколько вариантов. Сварку чугуна электродом в домашних условиях осуществляют многослойным способом. С краёв соединяемых толстостенных деталей болгаркой снимаются фаски под углом 45⁰. При заделке трещины её углубляют тонким диском, а на концах просверливают отверстия. Такая подготовка обеспечит лучшее заполнение дефекта расплавленным металлом.

Затем, используя специальный электрод, наплавляется первый слой участками по 3 — 5 см. Сваривать начинают с концов соединения, чтобы получилась ванночка. Если есть возможность, аналогично обрабатывают дефект с обратной стороны детали. Следующие слои, ещё горячие, проковываются молотком с закруглённым бойком.

Поскольку специальные электроды стоят дорого их иногда заменяют обычными. Однако их использование возможно только для наплавления последующих после первого слоёв. Сварка чугуна электродами по стали обходится дешевле, но надёжность такого соединения невысокая. Поэтому не рекомендуется применение в ответственных случаях.

Электродами, сделанными из чугуна, пользуются для устранения изъянов на изделиях после отливки. Для повышения качества применяется полугорячий метод. Для работы возможно использование аппаратов переменного и постоянного тока. Его величина рассчитывается исходя из величины диаметра электрода. На каждый миллиметр добавляется 50 — 60 А.

Чтобы сварить чугун в среде инертного газа неплавящимся электродом необходимы большие денежные и временные затраты, а качество улучшается незначительно. Поэтому такая технология домашними мастерами применяется редко.

Сварка чугуна по шпилькам

Так как заварить чугун с крупнозернистой структурой многослойным способом не всегда удаётся, соединение осуществляется с помощью установки шпилек с резьбой. Их размещают в шахматном порядке по краям соединяемых частей. Размер шпилек выбирается, руководствуясь рекомендациями:

по диаметру не более 0,3 — 0,4 толщины детали, максимальный — 12 мм;
вкручиваются на глубину 1,5 своего диаметра, но не больше 0,5 толщины материала;
длина выступающей над поверхностью части — 0,75 — 1,2 диаметра шпильки.

После установки по периметру шпилек наваривается несколько слоёв металла. Чтобы избежать перегрева наплавку производят попеременно на разных концах. В завершение металл вокруг шпилек соединяется одним или несколькими швами.

Способы сварки чугуна

Выделяют три метода сварки чугуна, в зависимости от температуры предварительного подогрева изделий:

Горячая сварка является основным и наиболее “правильным” способом. Перед свариванием заготовки прогревают до температуры в 600-650°C.

Полугорячая сварка подразумевает нагревание чугунных деталей до температуры 300-350°C.

Холодная сварка не предусматривает нагрев рабочих изделий.

Применяя различные виды сварки чугуна – виды электродов при этом также разнятся. Независимо от выбранного исполнителем способа, следует четко следовать правилам и рекомендациям. Тому, как правильно варить чугун электродами различного вида и посвящена данная статья.

[ads-pc-2][ads-mob-2]

Холодная сварка чугуна специальными электродами

Электроды сварочные МНЧ-2.

Холодная сварка проста и удобна в исполнении. Соединение осуществляется с применением специальных электродов, содержащих никель и/или медь. Существует достаточно много специальных стержней подобного типа. Наиболее популярными марками, изготовленными отечественными производителями, являются:

основу электродов ОЗЧ-2 и ОЗЧ-6 составляет медный стержень, покрытый обмазкой, в состав которой входит железный порошок;
никелевые и железно-никелевые расходники ОЗЖН-1, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, с помощью которых проводится сварка чугуна постоянным током.
железно-медно-никелевые МНЧ-2. Сварка чугуна электродами мнч 2 позволяет получить высокотехнологичный шов, обладающий коррозионностойкостью в жидких агрессивных средах и горячих газах. Данная марка обладает достаточно высокой стоимостью, поэтому используется, в основном, при реализации ответственных работ и в тех случаях, когда к соединению предъявляются жесткие требования относительно качества.

Видео

Или посмотрите презентацию холодной сварки чугуна электродом Zeller 855. Это действительно очень хорошие электроды, но дорого стоят и трудно купить.

О том, как варить чугун электродами по чугуну, будет рассказано далее.

Основные принципы. Сварка электродами по чугуну может выполняться в вертикальном и нижнем пространственных положениях. При этом применяется постоянный ток. Существует также ещё одно правило – стараться придерживаться небольшого проплавления основного металла. Для этого необходимо использовать небольшие величины тока, стержни малого диаметра и короткие швы. После наложения каждого шва следует делать перерыв, чтобы охладить деталь до 50-60°С.

Сварка всеми перечисленными марками электродов выполняется с помощью постоянного тока. Чтобы определить, какой полярностью варить чугун, следует ознакомиться с техническими характеристиками расходников, все марки которых у нас собраны на соответствующей странице.

Сварка чугуна простыми электродами (по стали)

Сваривание чугуна обычными стальными электродами не обеспечивает хорошего качества шва. Применяются расходники подобного типа ввиду их доступности и небольшой стоимости. Чтобы уменьшить отрицательные последствия применения стальных электродов, необходимо использовать специальные прутки ЦЧ-4. Эта марка является одной из самых популярных и востребованных у сварщиков.

Поэтому важно знать, как правильно варить чугун электродами ЦЧ-4. Данная марка предназначена для наплавки первых плакирующих слоев с последующим продолжением сварочного процесса обычными материалами (на картинке). Кроме этого, ЦЧ-4 подойдут как для горячей, так и для холодной сварки чугуна, заделки дефектов и соединения стали с чугуном.

Что касается УОНИ. Часто исполнители задаются вопросом про электроды УОНИ, можно ли варить чугун данной маркой. Следует отметить, что обычные электроды можно использовать только при заварке небольших дефектов в неответственных конструкциях. Так как качество соединения не будет отличаться высоким уровнем. Чтобы получить более или менее удовлетворительное качество, следует соблюдать те же правила, что и при сварке специальными электродами. Еще один эффективный способ повысить качество соединения – небольшой предварительный нагрев до 150-200°C и медленное охлаждение.

Сварочные электроды «УОНИ-13/55» в упаковке.

При сваривании чугуна электродами общего назначения самым слабым местом является – околошовная зона у границы сплавления. Данная зона характеризуется хрупкостью и наличием трещин. Эти дефекты часто приводят к отслаиванию наплавленного слоя от основного металла. Чтобы этого избежать, необходимо использовать стальные шпильки или болты.

Шпильки имеют резьбу и ввертываются в свариваемую поверхность. Из размеры зависят от толщины рабочего изделия. Существуют рекомендации относительно размеров шпилек:

диаметр должен составлять 0,3-0,4 толщины детали, но не более 12 мм;
глубина ввертывания – 1,5 диаметра шпильки, но не больше половины толщины свариваемых изделий;
высота выступающей части шпильки – 0,75-1,2 ее диаметра.

Шпильки располагаются в скошенные кромки деталей в шахматном порядке на расстоянии в 4-6 диаметра.

Выступающие части шпилек обвариваются по периметру, постепенно заполняя шов. В первую очередь осуществляется сварка всех шпилек кольцевыми швами с помощью электродов, диаметр которых составляет 3 мм. Применяется напряжение малой величины. Сваривание производится вразброс, чтобы избежать сильного перегрева. После вокруг места сварки накладывают кольцевые швы, пока вся поверхность не будет покрыта слоем наплавленного металла.

Мы надеемся, что приведение здесь вышеперечисленных правил и рекомендаций позволит сориентироваться, как варить электродами правильно по чугуну, и успешно выполнить работы. [ads-pc-3][ads-mob-3]

Сварка чугуна неплавящимися электродами

Чугун можно сваривать различными видами неплавящихся электродов: вольфрамовые, угольные или графитовые. Литые чугунные или специальные присадочные прутки, содержащие никель, алюминий, меди и другие металлы, используются в качестве присадочного материала. Для защиты сварочной зоны применяются инертные газы, чаще всего, аргон или флюсы, основным компонентом которого является бура. Наибольшей популярностью пользуется технология AC TIG – сварка вольфрамовым электродом с применением переменного тока в среде аргона.

Сварка чугуна покрытыми электродами

Чугунные электроды – специальные материалы для исправления дефектов чугунного литья, которые представляют собой литые круглые прутки с покрытием различного состава. В большинстве случаев соединение осуществляется на постоянном токе, но возможно и использование переменного. Величина тока определяется из расчета 50-60 А на 1 мм. электрода.

Качество шва, полученного в результате холодной сварки чугунными электродами, отличается неоднородностью. Поэтому следует выполнять полугорячее сваривание.

Как правильно варить чугун электродами, видео представлено далее.

Ознакомившись со всем спектром информации, исполнитель сможет выбрать лучший электрод по чугуну.

Какие бывают сварочные электроды по чугуну?

04. 04

2019

Наряду со сталью чугун является основным конструкционным материалом. Однако в силу своего физико-химического состава он имеет массу особенностей, которые следует учитывать при сварке. Кроме того, типов чугуна несколько, что также необходимо брать во внимание при выборе сварочных расходников. Какие же бывают сварочные электроды по чугуну? Для начала рассмотрим специфические свойства.

Содержание

1. Особенности чугуна

2. Лучшие электроды по чугуну

3. Холодная сварка чугуна

4. Горячая сварка чугуна

5. Основные марки электродов по чугуну

Особенности чугуна

В отличие от стали чугун содержит в себе значительное количество углерода — от 2 до 6%, при этом СО2 находится в нем в свободном состоянии — в виде графита. Это обуславливает его уникальные характеристики — он чрезвычайно тверд, но при этом хрупок, обладает низкой пластичностью и вязкостью. Эти свойства сказываются при обработке и сварке металла. При неправильно выбранных параметрах, материалах и технике сварки существуют следующие риски:

из-за наличия графита в металле могут образовываться трещины;
углерод выгорает, что приводит к образованию пор в сварном шве;
образуются тугоплавкие окислы, у которых температура плавления выше, чем у чугуна.

Кроме того, затруднения при сварке может вызвать и такое его свойство, как высокая жидкотекучесть, препятствующая образованию качественного шва.

Быстрое охлаждение серого чугуна после температуры нагрева более 750°С ведет к превращению графита в карбид железа — цементит. Сам чугун превращается из серого в белый. Такой чугун сварке не подлежит.

Марки электродов по чугуну

Указанные особенности требуют выбора специальных марок электродов. Они должны обеспечивать одинаковую концентрацию СО2 в основном и присадочном металле и их одинаковое время остывания. В состав электродов по чугуну часто входит медь (медно-никелевые, медно железные электроды), однако они могут быть и стальными, ферро-никелевыми или никелевыми. Тип покрытия стержня — основной, реже кислый. В ряду наиболее популярных марок, которые используются для сварки по чугуну, — МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЧ-2, ОК 92.18, ОЗЖН-1. Часть из них универсальна по назначению, позволяет работать со всеми типами чугунов (кроме указанного выше белого), часть имеет более узкую специализацию (об этом — ниже).

Марка электродов	Тип чугуна	Направление сварки	Тип сварки	Свойства
МНЧ-2	серый ковкий	в нижнем вертикальном снизу вверх полупотолочном положениях	холодная заварка дефектов литья наплавка деталей	Предпочтительны для заварки первого слоя в соединениях, от которых требуется высокая плотность швов и чистота поверхности после обработки
ЦЧ-4	серый ковкий высокопрочный	в нижнем положении	холодная и горячая сварка для поврежденных деталей заварки дефектов	Для конструкций из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и серого чугуна с пластинчатым графитом, а также их сочетаний со сталью.
ОЗЧ-6	серый ковкий	в нижнем вертикальном снизу вверх	холодная сварка	Для ручной дуговой сварки и наплавки тонкостенных деталей.
ОЗЧ-4	серый высокопрочный	в нижнем вертикальном снизу вверх	теплая сварка (часовая прокалка при температуре 250…280 °С)	Предпочтительны при сварке последних слоев, обеспечивая металлу шва высокую сопротивляемость истиранию и ударную вязкость.
ОЗЧ-2	серый ковкий	в нижнем вертикальном снизу вверх	холодная сварка	Для сварки, наплавка и заварка дефектов литья при восстановлении чугунных изделий.
ОЗЖН-1	серый высокопрочный	в нижнем вертикальном снизу вверх	холодная сварка	Данная марка часто используется при заварке крупных дефектов литья и многослойной, с большими объемами металла, наплавке.
OK 92.18	серый ковкий высокопрочный	все положения	горячая сварка	Хорошо зарекомендовали себя при ремонте изделий из нетолстых деталей (заварка повреждений и дефектов в коробках передач, корпусах насосов, блоках двигателей и т. д.).

Холодная сварка чугуна

Холодная сварка — это сварка чугуна без предварительного подогрева деталей.

Для холодного метода сварки тебуются специальные электроды. Сюда относят такие марки, как МНЧ-2 (хорошо сваривают детали в ответственных конструкциях) ОЗЧ-2, ОЗЧ-6 (особенно эффективны при работе с тонкостенными изделиями), ЦЧ-4, а также ОЗЖН-1 (устранение серьезных дефектов).

Горячая сварка чугуна

Горячая сварка — это сварка, при которой требуется предварительная прокалка чугуна.

Собственно «горячим» методом называется тот, при котором металл нагревается до температуры +500. .. + 600 °С, «полугорячим» — температура достигает +300 +400 °С, «теплым» — +200 °С. Наиболее часто для этого используются универсальные электроды марки ЦЧ-4, а также OK 92.18 («теплый» способ) и ОМЧ-1. Также в этом случае применяются электродные прутки марок УОНИИ, АНО, угольные и другие электроды.

Основные марки электродов по чугуну

МНЧ-2

Универсальные никелемедные электроды, позволяющие работать с любыми видами чугуна — ковким, серым и высокопрочным. Изделия этой марки специально разработаны для того, чтобы сварку можно было выполнять без предварительного прокаливания. Сердечник из монель-металла (большая часть — никель, 28,5% медь, также присутствуют железо и марганец) имеет специальное покрытие. Основное назначение: холодная сварка, наплавка, заварка дефектов литья. Сварка возможна в любых пространственных положениях кроме потолочного и сверху вниз, производится при постоянном токе обратной полярности. Помимо универсальности применения в ряду преимуществ:

отсутствие в необходимости прокалки — незначительный подогрев требуется только при работе с толстыми изделиями;
легкий поджиг, стабильное горение дуги, высокая скорость расплавления при сравнительно низкой температуре, легкое отделение шлаковой корки;
отличное качество получаемого шва по прочности, пластичности, стойкости к коррозии;
цветовая идентичность основного и наплавляемого металла;
низкая твердость шва, благодаря чему при эксплуатации конструкции риски образования трещин в районе соединения минимальны.

Данная марка электродов по чугуну для электродуговой сварки повсеместно применяется при ремонте изношенных деталей в шестернях, насосах, редукторах, экскаваторных ковшах и других узлах и механизмах. Аналоги марки МНЧ-2 по международной классификации — электроды типа ENiCu-B.

Важно. Если осуществляется многослойная наплавка, валик необходимо постепенно охлаждать до температуры 60 °С и проковывать легкими ударами молотка. Таким образом снижается внутреннее напряжение в структуре металла и снижаются риски появления в околошовной зоне трещин. Длина самого сварочного валика — от 30 до 50 мм.

ОЗЧ-4

По своим свойствам эти электроды с основным покрытием практически так же универсальны, как и марка МНЧ-2 — с ними можно выполнять сварку чугунов любого вида. Электроды позволяют получить шов повышенной износостойкости (что важно, если эксплуатация изделия предусматривает постоянное трение металла о металл), а также высокую технологичность при обработке резанием и высокую стойкость к ударным нагрузкам. Для сварки и наплавки используется ток обратной полярности. Возможное пространственное положение — нижнее и вертикальное. При технологии сварки следует соблюдать требования, предъявляемые и к изделиям марки МНЧ-2 (охлаждение и легкая проковка валика), однако в отличие о МНЧ-2 в данном случае необходима предварительная часовая прокалка при температуре 250…280 °С.

Важно. Наиболее эффективно электроды ОЗЧ-4 проявляют себя при сварке последних слоев, обеспечивая металлу шва высокую сопротивляемость истиранию и ударную вязкость.

ЦЧ-4

Электроды с основным покрытием, предназначенные как для горячей, так и для холодной сварки ковкого, высокопрочного, серого чугунов. Основное назначение — заварка дефектного литья, наплавка при ремонте чугунных деталей. Также это — электроды по чугуну и нержавейке, они позволяют качественно сваривать два этих сплава с разной структурой. Нередко для получения более эфективного результата применяются только для наплавки первых слоев, после чего она выполняется другими, специальными электродами.

ОЗЧ-2

Это медные электроды для сварки чугуна (медный сердечник) с кислым покрытием. Имеют ограниченную сферу использования — применяются для работы только с ковким (мягким и вязким) и серым чугуном. Спектр работ — холодная сварка, а также наплавка и заварка дефектов литья при восстановлении чугунных изделий. Длина валика, которыми рекомендуется выполнять сварку, — небольшая, в диапазоне 30… 50 мм. Полученный валик необходимо охладить до 60 °С и далее проковать несильными ударами молотка. Перед сваркой электрод следует прокалить в течение часа при температуре 190-210 градусов. Сварка допустима в нижнем и вертикальном положениях постоянным током обратной полярности.

ОЗЖН-1

Сфера использования — исключительно холодная сварка. Используется постоянных ток обратной полярности. Типы свариваемых чугунов — высокопрочный и серый. Перед сваркой необходима часовая прокалка электрода при температуре 350°С. Как и в случае с другими марками по чугуну, валик следует проковать легкими ударами молотка для снятия внутреннего напряжения в металле шва. Данная марка часто используется при заварке крупных дефектов литья и многослойной, с большими объемами металла, наплавке. В последнем случае эти электроды необходимо комбинировать с МНЧ-2 или ОЗЧ-3 (ими наплавляются первый и промежуточные слои).

OK 92.18

Новое название этих электродов — OK Ni-Cl. Имеют основное покрытие с высоким содержанием графита. Предназначены для сварки с минимальным подогревом. Работают и на постоянном, и на переменном (при этом пониженных) токах. Хорошо зарекомендовали себя при ремонте изделий из нетолстых деталей (заварка повреждений и дефектов в коробках передач, корпусах насосов, блоках двигателей и т. д.). Отвечая на вопрос, какие подходят электроды для сварки чугуна и стали, отметим, что наряду с ЦЧ-4 подходят и эти.

Сколько стоят электроды по чугуну

Основные факторы, определяющие стоимость этого расходного материала, — бренд и страна-производитель, тип электродов, их марка и состав покрытия. Традиционно более дорогими считаются качественные европейские и американские аналоги — например, продукция таких известных брендов, как ASPIK или UTP. Отличные потребительские свойства при работе с чугуном демонстрирует электрод UTP 86 FN немецкого производства и также немецкая продукция марки Capilla. Российские аналоги стоят дешевле, при этом качество современной отечественной продукции находится на высоком уровне.

Где можно купить электроды по чугуну

Покупать такую продукцию стоит только у известных производителей и проверенных поставщиков – это гарантия высокого заводского качества и репутация бренда. Именно такое высокое качество имеют электроды по чугуну, производителем которых является одно из старейших в России профильных предприятий – Магнитогорский электродный завод.

На нашем сайте вы можете купить продукцию по цене производителя. В зависимости от марки материал отлично подойдет как для сварки, так и для восстановительной наплавки. Изделия имеют сертификаты ГОСТ Р и санитарно-эпидемиологической экспертизы.

Возможно, вас заинтересует

Ø 3 (1 кг) Ø 3 (5 кг) Ø 4 (1 кг) Ø 4 (6 кг) Ø 5 (1 кг) Ø 5 (6 кг)

ЦЧ-4

Ток — переменный или постоянный

Цена с НДС за 1 кг.

Ø 3 (1 кг) Ø 3 (5 кг) Ø 4 (1 кг) Ø 4 (5 кг) Ø 5 (1 кг) Ø 5 (6 кг)

МНЧ-2

Ток — постоянный обратной полярности

Цена с НДС за 1 кг.

Ø 3 (1 кг) Ø 3 (5 кг) Ø 4 (1 кг) Ø 4 (5 кг) Ø 5 (1 кг) Ø 5 (5 кг)

ОЗЧ-6

Ток — постоянный обратной полярности

Цена с НДС за 1 кг.

Ø 3 (1 кг) Ø 3 (5 кг) Ø 4 (1 кг) Ø 4 (5.5 кг) Ø 5 (1 кг) Ø 5 (5.5 кг)

ОЗЧ-2

Ток — постоянный обратной полярности (на электроде плюс)

Цена с НДС за 1 кг.

Электроды по чугуну – характеристики, применение

Особенности чугуна
Особенности электродов
Электроды для холодной сварки чугуна
1. МНЧ-2
2. ЦЧ-4
3. ОЗЧ-6
4. ОЗЖН-1
Горячая сварка чугуна

Чугун – сплав на железной основе, значительную долю в котором (от 2 до 6%) занимает углерод и сравнительно небольшую – легирующие элементы. Наличие углерода в таком количестве задает материалу принципиально иные характеристики, чем те, что имеются у низкоуглеродистой стали. В силу этого для сварки изделий и конструкций из чугуна используют специальные электроды по чугуну.

Особенности чугуна

Углерод присутствует в сплаве в виде графита – свободного соединения СО2. Графит добавляет чугуну твердость, но при увеличении доли в составе резко снижает его твердость и пластичность и повышает его хрупкость. Изделиям из чугуна противопоказаны высокие ударные нагрузки. При сварке проявляются следующие особенности:

очень высокая жидкотекучесть металла при нагреве;
выделение газов при выгорании углерода и проникновение газов в сварочную ванну из окружающего воздуха (водород, азот и другие) – появление газовых пузырьков ведет к образованию пор;
очень высокая скорость остывания – при несоблюдении правильной технологии сварки в металле шва образуются карбид железа и другие тугоплавкие оксиды, из-за которых металл в зоне шва не способен провариться.

Помимо этого, наличие графита может привести к образованию в структуре межкристаллических трещин.

Особенности электродов

Сварочные электроды по чугуну должны нивелировать все перечисленные сложности и недостатки, имеющие место при сварке. Два важнейших требования, которые предъявляются к ним:

равное время остывания металла получаемого шва и чугуна;
одинаковое содержание углерода в чугуне и наплавляемом металле.

Для этих целей сегодня широко используются электроды на медной или никелевой основе и из низколегированной стали. При этом часть из них позволяют варить без обязательного ранее предварительного прогрева («горячей сварки»), при котором зона соединения нагревается до температуры от 200 до 600 °С. Благодаря «холодной сварке» решается проблема возможного перегрева металла, ведущего к образованию пор.

Электроды для холодной сварки чугуна

Данным способом сваривают чугунные детали без их предварительного подогрева. Как правило, для этого используются электроды с большой долей в составе меди или никеля. После наложения каждого валика сварного шва необходима его легкая проковка молотком, чтобы удалить внутренние напряжения в зоне соединения.

МНЧ-2

Электроды с медно-никелевой основой (Ni 66%, Cu >25%). Ими варят ковкий, серый, высокопрочный чугуны, также возможна наплавка. Позволяют получить высокоплотный сварной шов в ответственных конструкциях. Металл шва стоек к воздействию горячих газовых и жидких агрессивных сред, обладает высокой технологичностью при обработке резанием.

Детали варят с последующим охлаждением (до 60 °С) и проковкой каждого из валиков. Длина последних – не более 30 мм. Сварка – короткой и предельно короткой дугой постоянным током обратной полярности в нижнем, полупотолочном и вертикальном (снизу-вверх) положении. Перед работами требуется часовая прокалка стержней при температуре 190–210 °С.

ЦЧ-4

Состав стержня – низколегированная сталь (Fe – основа, 8,6% ванадия, Mn, Si). Покрытие – основное. Используются для сварки, наплавки, заварки литьевых дефектов в сером, высокопрочном, ковком чугунах. Позволяют сваривать стальные и чугунные детали в рядовых конструкциях. При многослойной наплавке данными электродами обычно накладывают первые 1-2 слоя, остальные выполняют изделиями других марок.

Варят на постоянном токе. Возможна сварка трансформатором при высоком напряжении холостого хода (>60 В). Длина валиков при работе с серым чугуном и сварке чугуна и стали – до 35 мм, при сварке высокопрочного и ковкого чугуна возможна до 100 мм. Требуется прокалка в течение часа при t 160–200 °С.

ОЗЧ-6

Данные медные электроды для сварки чугуна (Cu>85%, Fe 10%) применяются в основном при работе с тонкостенными деталями, ими варят только ковкий и серый чугун. Отличительная черта – высокая производительность наплавки – 2,2 кг/ч (при d 4 мм). Пространственное положение сварки – вертикальное и нижнее, используется постоянный ток обратной полярности. Валики также необходимо охлаждать (минимум до 100 С°) и проковывать. Электродами этой марки можно заваривать на весу сквозные дефекты.

ОЗЖН-1

В составе – 48% никеля, более 50% железа, покрытие – основное. После наплавки каждого из валиков выполняется охлаждение металла (t до 60 С°). Рекомендуются при устранении выраженных дефектов на отлитых деталях, а также при многослойной сварке, когда применяются несколько электродов разных марок.

Данными электродами выполняют первый и промежуточный слои шва, их комбинируют с марками ОЗЧ-4 или МНЧ-2. Типы чугуна – высокопрочный, серый. Сварка – постоянным током обратной полярности, короткой дугой, короткими (до 50 мм) валиками в вертикальном и нижнем положении. Перед работами электроды прокаливают в течение часа при t 350 С°.

Помимо указанных марок, для холодной сварки широко применяются электроды ОЗЧ-2 (медная основа, кислое покрытие), а также шведская марка ESAB OK Ni-Cl, более известная по прежнему названию OK 92.18.

Горячая сварка чугуна

Способ горячей сварки предусматривает обязательный прогрев деталей в области соединения до определенной температуры для получения равномерного перехода химического состава наплавляемого сплава и чугуна.

Сварка может выполняться в трех температурных режимах: в зависимости от типа чугуна и толщины деталей изделия прогреваются до 200 С°, 300-400 С°, 500-600 С° (соответственно, теплая, полугорячая или горячая сварка). Наиболее широко для выполнения сварочных работ этим методом используются уже указанные марки, применяемые и для холодной сварки:

ЦЧ-4;
OK 92.18.

Обе позволяют варить на постоянном токе обратной полярности (оптимальный вариант) или переменном токе. Сварка выполняется электродами с толстым стержнем (до 8–12 мм), диапазон силы тока – от 600 до 1000 А.

В каталоге компании «Центр Метиз» вы найдете электроды для сварки и наплавки чугуна наиболее популярных и востребованных марок. Это сертифицированная продукция от нашего партнера, одного из крупнейших производителей России – Магнитогорского электродного завода. Рекомендации и инструкция по использованию представлены на упаковке.

технология процесса холодным и горячим способами

Существует две группы чугунных сплавов: белые и серые сплавы. Первые сварке не поддаются, работать со вторыми можно. Следует учитывать, что повышенное содержание углерода не всегда позволяет получить качественное соединение. Поэтому, если возможно, рекомендуется усилить стыки при помощи шпилек, болтов или хомутов.

Содержание

1 Какие электроды выбрать
2 Подготовка материалов к сварке
3 Настройки сварочного аппарата
4 Процесс сварки
5 Горячий способ с предварительным подогревом
6 Холодный способ без подогрева
7 Ошибки, которые часто допускают при сварке чугуна. Советы

Какие электроды выбрать

Для сварки чугуна в России выпускают специальные покрытые электроды:

ЦЧ-4;
МНЧ-2;
ОЗЧ-2;
ОЗЧ-3;
ОЗЧ-4;
ОЗЧ-6.

Электроды, произведённые в России по лицензии:

ESAB OK Ni-CI;
ESAB OK NiCrFe-2;
ESAB OK Ni-1.

Примерная стоимость электродов ESAB на Яндекс.маркет

Имеются импортные аналоги. Компания UTP также даёт подробные рекомендации по использованию своих материалов:

UTP GNX-HD – обеспечивают стабильную дугу даже при малом токе, небольшое образование брызг, плавный перенос основного металла, швы не склонны к образованию разломов и трещин, хорошо подвергаются механической обработке. Варить нужно на короткой дуге, не перегревая заготовки. При работе с чугунными сплавами, склонными к подкалке, рекомендуется вести сварку маленькими валиками с последующей проковкой. Сварку в вертикальном и потолочном положениях лучше вести на переменном токе;
UTP 85 FN – применяют для сварки и наплавки любых (кроме белых) марок чугуна, особенно с шаровыми графитовыми вкраплениями (пример: ВЧ 42-12 — ВЧ 60-2 ) и для соединения этих материалов со сталями и литыми заготовками. Имеет отличные характеристики: во время сварки поддерживается ровная и плавная дуга, высокая скорость производства работ. В результате получается красивый мелкочешуйчатый валик;
UTP 86 FN – ферро-никелевый электрод с биметаллическим сердечником для сварки чугунных сплавов без подогрева. Используют для соединения и наплавок ряда типов (марок) чугуна: пластинчатого серого GG 10 — GG 40 (СЧ 10 — СЧ 40), высокопрочного (с шаровым графитом) GGG 40 — GGG 70 (ВЧ 42-12 — ВЧ 70-2), ковкого GTS 35 — GTS 65, а также для сварки этих сплавов с иными или сталей с литыми сталями;
UTP 8 – для сварки «холодным» методом. Применяемость: серые, ковкие, сверхпрочные чугуны. Литые стальные сплавы. Соединение со сталью, медью и медными сплавами. Лучше всего применять для работы за один проход, нанесения (или наплавке) коренного шва при многослойных способах. Также можно заваривать трещины на старых промасленных чугунных деталях при восстановительных и ремонтных работах.

Ряд сварщиков предпочитает использовать для сварки (и наплавок) чугунов обычные электроды по нержавейке, например:

ЭА-400/10У;
ЭА-395/9;
ЦЛ-11;
ЦТ-15;
ОЗЛ-6;
НЖ-13;
НИИ-48Г.

Но часто также используют УОНИ 13/55. Это самый бюджетный вариант. Иногда стержень предварительно обматывают медной проволокой.

Примерная стоимость электродов УОНИ 13/55 на Яндекс.маркет

В каждом конкретном случае требуется подбирать электроды в зависимости от марки чугуна. Если узнать состав сплава невозможно, то необходимо заварить образец, провести испытания с учётом условий эксплуатации.

Подготовка материалов к сварке

Электроды требуется тщательно просушить. Если в условиях производства для этого используют специальные печи, то в домашней обстановке можно оставить электроды в обычной духовке на несколько (3-4) часов, выставив максимальную температуру.

Чаще всего из чугуна делают литые детали – элементы автомобилей, станков. Лопнувшие элементы нужно предварительно обработать:

Промыть от грязи, масла.
Просушить.
Разделать кромки с помощью болгарки так, чтобы очистить поверхности от графита.
Острые кромки притупить зачистным кругом для предотвращения возникновения напряжений по время сварки.

Перед началом рекомендуется обезжирить поверхности ацетоном.

Настройки сварочного аппарата

При настройке аппарата рекомендуется учитывать информацию, указанную производителем электродов на коробках. В таблице на пачке всегда указывается род сварочного тока (переменный или постоянный), положение шва (нижнее, верхнее), величина силы тока.

Обратная полярность – минус – крепится на деталь, прямая – на электрод.

Процесс сварки

Для соединения двух чугунных деталей их нужно сложить на верстаке или сварочном столе, желательно зафиксировать при помощи струбцин, зажимов, специальных приспособлений для уменьшения вероятности появления деформаций. Если же требуется заварить трещину, крепить элементы необязательно. Существует два способа сварки чугуна при помощи покрытого электрода и инвертора.

Горячий способ с предварительным подогревом

Полностью соблюсти технологию сварки в домашних условиях сложно из-за необходимости прогрева деталей до высоких температур. Принцип метода описан в ГОСТ 30430-96:

Собирают изделие на прихватки.
Свариваемые элементы нагревают до 400-600 градусов.
Производят сварку, тщательно перемешивая расплавленный металл. Важно не прерывать процесс до того, как графит не сгорел в сварочной ванне. В конце нужно вывести электрод за пределы стыка и прервать сварку на основном металле.
После этого деталь снова нагревают и дают ей медленно остыть.

Для контроля над температурным режимом используют термокарандаши, плавящиеся при определённых температурах (ставят метки на чугуне) или переносные пирометры. Чтобы изделие медленно остыло, его помещают в песок.

При необходимости сварки чугуна в домашних условиях можно нагревать детали при помощи газового резака или горелки.

Холодный способ без подогрева

Универсальный способ подойдёт для применения в полевых условиях – в гараже или на даче. Но для осуществления сварки необходимо использовать соответствующие электроды. Суть процесса:

После подготовки детали размещают на верстаке, если нужно – закрепляют.
Нужно сделать несколько прихваток, дать материалу остыть. Проверить размеры изделия.
Варить следует небольшими участками, избегая перегрева. Шлак после остывания нужно удалять, обрабатывать корщёткой до металлического блеска.

При появлении дефектов – трещин, свищей, пор – нужно удалить их с применением зачистного круга. Произвести сварку вновь.

Ошибки, которые часто допускают при сварке чугуна. Советы

Разные чугуны свариваются по-разному. Некоторые сплавы соединить невозможно. Типичные ошибки:

Слишком большой ток – при сварке металл сильно кипит, после кристаллизации слышны щелчки, появляются трещины на поверхности шва.
Высокая скорость сварки – образуются горячие и холодные разломы из-за того, что металл слишком быстро остывает. Часто ошибку допускают при использовании «холодного» способа. Рекомендуется варить небольшими швами с разных сторон, переворачивая деталь.
Мало тока – шов плохо формируется, кромки недостаточно проплавляются.

Даже если видимых дефектов не замечено, это не значит, что деталь сварена надёжно. Ответственные соединения нужно проверять: на изгиб, растяжение.

Для получения качественного стыка также используют резьбовые гужоны – стальные стержни с резьбой. Их вкручивают в стыки свариваемых деталей так, чтобы они удерживали обе части. После этого торчащие головки срезают. Важно подготовить детали под сварку заранее, до установки гужонов, затем поставить прихватки и обварить изделие. Гужоны рекомендуется вкрутить таким образом, чтобы будущий сварочный шов как следует соединил их с чугуном.

При заварке трещин применяют метод рассверливания концов разлома. Это предотвращает появление его снова. Нужно отступить от краёв на 5-10 мм, сделать отверстия диаметром 5-6 мм.

Сложность сварки чугуна в домашних условиях заключается в том, что в сплаве повышенное содержание углерода (более 2,14%). После сварки шов получается более пластичным, чем околошовная зона. Из-за этого образуются трещины, разломы. Соблюдение технологии может помочь добиться надёжного соединения. Если «холодным» способом не удаётся получить приемлемый результат, рекомендуется попробовать «горячий» метод.

Cварка чугуна электродом в домашних условиях

В случае протечки автомобильного коллектора или трещины в трубе из чугуна обращаются за помощью к сварщику. Но в отличие от низкоуглеродистых сталей, чугун сваривается гораздо хуже. Частыми дефектами выступают поры на поверхности шва, а после проведения сварочных работ можно услышать потрескивание изделия, которое свидетельствует об образовании микротрещин в околошовной зоне. В промышленных условиях этот металл, с высоким содержание углерода, соединяют с предварительной подготовкой изделия, подогревая материал индукционными токами, и обеспечивая его плавное остывание. Но как решить проблему в быту? Сварка чугуна электродом в домашних условиях осуществляется обычным инвертором. Получить качественное соединение возможно, правильно подготовив поверхность изделия и верно выбрав режимы сварки.

Содержание страницы

1 Как варить чугун дома
2 Какие выбрать электроды
3 Настройки аппарата
4 Технология сварки

Как варить чугун дома

В домашних условиях сваривать чугун можно инвертором или трансформатором, работа которого дополнена преобразователем, выдающем на держатель постоянный ток. Это содействует качественному проплавлению основного металла, и уменьшает брызги при горении дуги.

Сварочный процесс, выполняемый в гараже или во дворе, можно провести двумя способами. Если требуется заварить трещину в коллекторе или устранить раковину на изделии, то можно воспользоваться холодным методом. Это означает проведение сварочных работ без предварительного подогрева металла. Дефектное место очищается от окислов и грязи. Если трещина узкая (менее 1 мм ширины), то необходимо запилить ее тонким диском болгарки. Это позволит глубже затечь расплавленному металлу, и усилит структуру шва. Холодный метод применяется на не ответственных соединениях, которые после восстановления не будут испытывать серьезных нагрузок.

В случае ремонтных работ на чугунных шестеренках, где откололся зуб и требуется его наплавка, или при сваривании между собой двух отдельных чугунных деталей, необходим предварительный подогрев изделия до 350 градусов. Этот метод сварки чугуна называется полугорячим. Свариваемый элемент можно положить в горн с жаром от твердого топлива. Через 20 минут можно его извлечь и начинать сварочные работы.

Альтернативным способом разогрева может послужить паяльная лампа (на керосине), или горелка с пропан-кислородным пламенем. Предварительный подогрев изделия поможет сгладить перепад температур между материалом и расплавленным присадочным металлом. Это минимизирует последующее появление трещин, и предотвратит образование цементитов, затрудняющих последующую шлифовку шва. Данный метод используют в тех случаях, когда требуется качественное соединение, способное переносить нагрузки при эксплуатации.

Для получения максимального эффекта от подогрева, необходимо обеспечить и плавное остывание изделия после сварки. В домашних условиях чугунную деталь можно засыпать золой от печи или сухим песком. Пользоваться конструкцией следует только после полного остывания.

Какие выбрать электроды

Для сваривания чугуна инвертором требуются специальные электроды, состав проволоки которых будет хорошо взаимодействовать с основным металлом, и препятствовать выделению углерода и образованию пор. В этом отношении отлично зарекомендовали себя следующие марки:

ЦЧ-4;
МНЧ-2;
ОЗЧ-2;
ОЗЖН-1.

В их состав добавляется никель и медь, что препятствует высвобождению углерода. Дополнительно, растяжимые свойства этих примесей содействуют более прочному шву, способному переносить нагрузки на разрыв и излом.

Если нет возможности приобрести электроды для сварки чугуна, а ремонтные работы ждать не могут, то их можно изготовить самостоятельно. Для этого, на обычные электроды (Э-46, АНО-21) наматывают медную проволоку. Витки укладывают плотно друг ко другу одним слоем. Начинать намотку необходимо от конца электрода, который будет гореть. Диаметр медной проволоки значения не имеет, и может составлять от 0,5 до 1,0 мм. При горении электрической дуги плавится стержень самого электрода и намотанная медь, а обмазка электрода будет защищать сварочную ванну от внешней среды.

https://www.youtube.com/watch?v=MTSXk7FjMhw

Настройки аппарата

Чтобы качественно заварить изделие из чугуна дома, требуется правильно установить настройки на сварочном аппарате. В зависимости от марки электрода и его диаметра, сила тока на инверторе выставляется по таблице ниже:

Марка электродов	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А	Диаметр электрода, мм/ сила тока, А
МНЧ-2	3 / 90-110	4 / 120-140	5 / 160-190	6 / 210-230
ЦЧ-2	3 / 65-75	4 / 90-120	5 / 130-140	6 / 220-240
ОЗЖН-1	3 / 100-120	4 / 130-140	5 / 160-180	6 / 220-250
ОЗЧ-2	3 / 90-110	4 / 120-140	5 / 160-190	6 / 220-230

Эти параметры хорошо подойдут для сварки чугуна в нижнем положении. Если требуется наложение шва на вертикальной трубе, то значение силы тока необходимо уменьшить на 15-25 А. Это не даст стекать расплавленному металлу и позволит сформировать шов.

Технология сварки

Правильно сварить детали из чугуна в домашних условиях, как показано на видео, реально. Но для этого важно соблюсти все требования по подготовке материала и ведению шва. В это включается:

В случае толстых пластин выполнить разделку кромок под 45 градусов. Это производится болгаркой или на точильном станке. Если работать предстоит с трещиной, то осуществляется ее углубление тонким абразивным диском, и просверливание концов дефектного участка.
При тонком материале (3 мм и меньше) подкладывается графитовое основание. Это не даст вытекать расплавленному металлу с обратной стороны.
Изделие очищается от мусора и пыли. После чего выполняется его разогрев паяльной лампой, или иными способами.
Когда нужная температура достигнута, начинается сварочный процесс. Кроме случаев заварки трещин или раковин, требуется поставить прихватки, фиксирующие стороны конструкции. Количество прихваток должно быть на 20% больше, чем при аналогичной работе с малоуглеродистыми сталями, ввиду их слабой удерживающей силы из-за образования трещин.
Первый шов ведется быстро и без поперечных колебаний электродом. Если длина соединения более 100 мм, то лучше наложить шов в несколько заходов с разных сторон (например, по 50 мм от каждого края или начала предыдущего шва). Это позволит равномерно прогреть изделие и не перекалить его отдельные части.
При толстых пластинах требуются многопроходные швы. После первого слоя, можно делать колебательные движения электродом, для расширения границ шва и лучшей связки металлов.
Отделение шлака необходимо производить после каждого прохода. Это позволит избежать непроваров и перекрыть поры, образовавшиеся в нижнем шве.
После окончания сварочных работ изделие нужно засыпать сухим песком и дать полностью остыть.

Сваривание чугуна инвертором, или аппаратами на постоянном токе, проводится довольно успешно в домашних условиях. Для этого важно выбрать специальные электроды, правильно настроить аппарат, и вести сварку так, чтобы не перегревать отдельные участки. Ввиду текучести чугуна, желательно потренироваться в ведении шва на нерабочем аналогичном материале, перед основными работами на изделии.

Преобразование микроволновой печи в плазменный реактор: обзор

На этой странице

РезюмеВведениеВыводыКонфликты интересовБлагодарностиСсылкиАвторское правоСтатьи по теме

В этом документе рассматривается использование бытовых микроволновых печей в качестве плазменных реакторов для различных применений, от очистки поверхности до пиролиза и химического синтеза. В этом обзоре прослеживается развитие от первоначальных отчетов в 1980-х годах до современных переоборудованных печей, которые используются для экспериментального производства углеродных наноструктур и периодической очистки керамики ионных имплантатов. Источники информации включают патентные ведомства США и Кореи, рецензируемые документы и ссылки в Интернете. Показано, что плазма микроволновой печи может вызывать быструю гетерогенную реакцию (твердое вещество с газом и жидкость с газом/твердым телом), а также гораздо более медленную реакцию твердого тела, индуцированную плазмой (оксид металла с нитридом металла). Особое внимание в этом обзоре уделяется пассивному и активному характеру проволочных антенных электродов, воспламенителей и термического/химического плазменного катализатора при генерации атмосферной плазмы. Помимо разработки плазмы для микроволновых печей, еще одним оцениваемым аспектом является разработка методологий калибровки плазменных реакторов в отношении рассеяния микроволн, калориметрии, температуры поверхности, содержания DUV-UV и плотности ионов в плазме.

1. Введение

С 1990-х годов настольные бытовые микроволновые печи были преобразованы в плазменные реакторы и используются для широкого спектра производственных применений. Общим признаком этих реакторов является то, что они содержат многомодовый резонатор (МРК), который освещается через одну боковую стенку резонатора прямоугольным поперечным электрическим (ТЕ ₁₀ ) волноводом с соотношением сторон внутреннего волновода 2 : 1, что содержит магнетрон с объемным резонатором, работающий в диапазоне 2,45 ГГц. При такой конфигурации между магнетроном и MRC не используется дополнительное устройство согласования импеданса.

Поскольку эти типы плазменных реакторов для микроволновых печей используют диэлектрический нагрев и плазмохимию, стоит отметить, что диэлектрический нагрев органических материалов имеет долгую и устоявшуюся историю, начиная от медицинского терапевтического использования (коротковолновая диатермия) в 1900-х годах [1] и демонстрации приготовления пищи на Всемирной выставке в Чикаго в 1933 г. [2] до первого приготовления пищевых продуктов в микроволновой печи, патентная заявка на который была подана в 1945 г. [3], за которой последовала первая коммерческая микроволновая плита, построенная и проданная компанией Raytheon в 1919 г. 47 и Амана в 1967 г. [2, 4]. Эти печи имели ограниченный коммерческий успех из-за их громоздкости и стоимости, но коммерческий успех пришел позже, когда стал доступен экономичный магнетрон с объемным резонатором [5, 6]. Хотя в начале 1980-х годов сообщалось о сочетании микроволнового нагрева и химических реакций, крупномасштабное производство печей не производилось до тех пор, пока в 1986 году не был осуществлен быстрый синтез органических соединений в микроволновых печах [7, 8]. Совсем недавно (2017 г.) также сообщалось о карботермическом восстановлении оксида цинка и цинковых ферритов [9].]. После того, как в 1978 г. было сообщено о первом превращении микроволновой печи в плазменный реактор [10], стал доступен плазменный синтез неорганических соединений [11–13] с последующей плазменной модификацией полимерных поверхностей [14]. Об интересе к преобразованию микроволновой печи для плазменной обработки также сообщалось в отношении бумаги для плазменного пиролиза [15, 16] и плазменного разложения в жидкости для получения газообразного водорода и углеродных пленок [17–21]. Совсем недавно появились сообщения о первоначальных исследованиях снижения выбросов выхлопных газов морских дизельных двигателей в переоборудованной микроволновой печи [22]; однако было дано мало подробностей о газопроводе или конверсии реактора.

Успех объемного магнетрона и прямоугольного волновода TE ₁₀, используемых в стандартной бытовой печи, привел к их повторному использованию в более совершенных микроволновых плазменных системах, используемых для микроволнового химического осаждения алмазоподобных пленок [23]. , в полупроводниковой промышленности [24] и в микроволновых плазменных установках, предназначенных для диссоциации водорода из воды [25]. Плазменные реакторы на основе микроволновой печи также созданы для плазменной очистки загрязненной керамики ионных имплантатов [26, 27] и используются для плазменного удаления фоторезистентных веществ [28]. В 2009, Патент США США. Также была опубликована заявка 2009/0012223 A1, описывающая цилиндрическую полость, приводимую в движение магнетроном, который генерировал атмосферную плазму для индустрии быстрого питания [29].

За пределами рецензируемых журналов сообщалось об экспериментах с микроволновыми печами, проводимых в школах, которые варьировались от использования плазменных шаров до исследования яиц и создания суповых скульптур [30]. Также были написаны полулюбительские исследования по теме плазменных реакторов для микроволновых печей. В одной конкретной статье Хидэаки Пейджа в летнем/осеннем выпуске журнала Bell Jar содержится полезное обсуждение практических проблем, возникающих при преобразовании бытовых микроволновых печей в плазменные реакторы, работающие при давлении ниже атмосферного [31]. Две из возникающих проблем заключаются в следующем: (1) поиск подходящего места для резки тонких (обычно от 0,75 до 1 мм) металлических листов стенок MRC без изгиба и коробления металла и (2) достижение достаточного вакуума. в банках для варенья или перевернутых мисках, чтобы плазма ударила. Видеопосты на https://www.youtube.com/ также содержат графическую информацию об экспериментах по очистке плазмой бытовых микроволновых печей [32]. Большинство других сообщений указывают на то, что вы не хотели бы делать их самостоятельно дома. Действительно, Стэнли [33] доходит до того, что называет многие публикации на YouTube «дурацкими и откровенно опасными». Для полноты здесь приведены пять таких проводок [34–38].

Целью данной статьи является обзор технологии плазменных реакторов микроволновой печи, плазмохимической технологии и используемых технологических измерений. В рассмотренных здесь работах сообщалось о плазменных процессах с указанием различных значений давления и единиц давления; поэтому для облегчения сравнения процессов представлены исходные значения давления вместе с эквивалентной единицей давления в системе СИ (Паскаль). Этот обзорный документ построен следующим образом: Раздел 2 представляет технологию, используемую в преобразовании микроволновых печей. В разделе 3 рассматривается специально построенный микроволновый плазменный реактор, основанный на микроволновой печи. Раздел 4 описывает измерения, которые используются для калибровки микроволнового MRC с точки зрения рассеяния микроволн, калориметрии, температуры поверхности, ближнего поля 9зонд 0023 E- и измерение плотности ионов плазмы. В разделе 5 рассматривается схема управления резонаторным магнетроном, и, наконец, в разделе 6 дается заключение по этому обзору.

2. Модификации микроволновой печи

2.1. Преобразованные плазменные реакторы для микроволновых печей

В качестве введения полезно перечислить 10 пунктов формулы изобретения в патенте Рибнера 1989 г. [10], которые относятся к процессу преобразования печи (рис. 1(а)). Вкратце, пункты формулы изобретения заключаются в следующем: (1) размещение вакуумной камеры внутри MRC с вариантами осуществления для подачи газа в вакуумную камеру и через полость и для удаления побочных продуктов газа из вакуумной камеры; (2) по п.1, где средство регулирования газа для создания однородной плазмы в вакуумной камере; (3) подвижная антенна для средства генерирования среднего по времени однородной плазмы; (4) вращающаяся антенна для средства генерации усредненной по времени однородной плазмы; (5) средства уменьшения утечки микроволн вокруг каждого ввода; (6) средства водяного охлаждения подложек внутри вакуумной камеры во время плазменного травления без термического повреждения подложки в процессе плазменного травления; (7) по п. 6, где водяные трубки имеют связь теплообмена с вакуумной камерой со средством предотвращения утечки микроволн; (8) средство управления мощностью микроволн; (9) по п.8, потенциометр, включенный последовательно с первичным переходом магнетронного трансформатора для управления максимальной мощностью в печи; (10) по п.9, при плазменном травлении органики с подложки; и, наконец, (11), относящийся к п.10, использование водяного охлаждения подложки.

Помимо патента Рибнера, некоторые исследования [11–22] показывают, что плазменный реактор микроволновой печи можно использовать для множества процессов и на многих уровнях реконструкции печи. В следующих разделах описываются изменения, необходимые для обычных бытовых микроволновых печей, которые варьируются от минимальных до значительных.

2.1.1. Использование сменных реакционных сосудов

Примером может служить экспресс-синтез фазово чистых К ₃ С ₆₀ [11] и фуллеридов щелочных металлов [12] в сменных реакционных сосудах. Требуются лишь незначительные изменения в обычной печи, такие как предоставление опор для позиционирования реакционного сосуда в узле или пучности микроволнового поля, а также потребность во вращающемся столе или подвижной (или вращающейся) антенне в качестве цели плазменный процесс заключается в фокусировании микроволновой энергии на образце (рис. 1(b)). В этом случае образцы готовили в сосуде из пирекса, заполненном аргоном, а затем располагали с помощью огнеупорных кирпичей в узле или пучности микроволнового поля. Однако время плазменного процесса ограничено из-за фиксированного количества остаточного газа в реакционном сосуде.

2.1.2. Использование сменных эксикаторов

Джинн и Стейнбок [14] сообщили об очистке кислородной плазмой поли(диметилсилоксановых) поверхностей в сменном эксикаторе со стальным электродом, способствующим воспламенению плазмы (рис. 1(с)). Образцы готовят вне микроволновой печи, а затем помещают в эксикатор, который продувают кислородом в течение 2 минут, а затем вакуумируют до давления около 10 ^-3 Торр (0,133 Паскаля). При помещении в печь и включении микроволновой мощности (1100 Вт) стальной проволочный электрод генерирует искру для инициирования кислородной плазмы. Здесь снова время плазменного процесса ограничено, но обнаружено, что использование стального электрода способствует завершению реакции. Вопрос о проволочном электроде обсуждается далее в разделе 2.1.7.

2.1.3. Прокачка через стену

В 2010 году Сингх и Джарвис сообщили о создании углеродных наноструктур внутри трехпортовой реакционной колбы с непрерывной прокачкой (сделанной из боросиликатного стекла и объемом 1000 мл), которая находилась в микроволновой печи [17]. Для поддержки сосуда и облегчения доступа к нему дверца печи была заменена алюминиевой пластиной того же размера с тремя отверстиями, по одному на каждое отверстие для колбы. Когда колба поддерживается, колбу откачивают снаружи через одно отверстие, в то время как два других отверстия используются для газа-носителя и выбранных углеводородных газов-предшественников (либо этанол, ксилол, либо толуол). Для усиления реакции воздушный электрод диаметром 2 мм, изготовленный из Nilo K® (Ni 29%, Fe 53% и Co 17%) устанавливали на основание из нержавеющей стали внутри реакционной колбы (рис. 1(d)). Поскольку о давлении вакуума или мощности микроволн не сообщалось, следует предположить, что температура в колбе была ниже атмосферной, а мощность микроволн была максимальной (1000 Вт). Тем не менее, при таком подходе никаких других модификаций печи не понадобилось. Два варианта этого подхода, которые сохраняют доступ к двери, обнаружены в работе Пейджа [31], который просверлил дно полости, и Таллера, который просверлил стенку полости. В последнем случае в публикации Таллера на YouTube приводится пример плазменной очистки стороны стекла микроскопа [32].

2.1.4. Коаксиальный узкотрубный реактор

Khongkrapan et al. сообщили о переделанной микроволновой печи для пиролиза бумаги с получением газообразных побочных продуктов отходов при 800 Вт [15, 16]. В их реакторе процесс происходит внутри цилиндрической кварцевой трубки (внутренний/внешний диаметр 27/30 мм и длина 250 мм), коаксиально проходящей вертикально через МРК. В качестве газа-прекурсора используется воздух или аргон при номинальном атмосферном давлении (101,3 к·Па) с потоком газа снизу вверх МРК. Измельченная бумага (5 г) подвешена в центре трубки (рис. 1 (д)). В [16] Khongkrapan et al. заявляют, что внутри трубки был помещен воспламенитель для генерации плазмы, но никаких прямых подробностей не приводится. При дальнейшем чтении их списка литературы (ссылка 17 в их статье) снова дается простой рисунок, показывающий воспламенитель, расположенный внутри трубки, без пояснения к тексту. Тема воспламенителей в виде металлической антенны обсуждается в разделе 2.1.7.

2.1.5. Внутренний волновод

В 2004 году Brooks and Doutwaite представили свой внутренний волновод, приспособленный к бытовой микроволновой печи мощностью 800 Вт для плазменной обработки оксидов металлов (Ga ₂ O3, TiO ₂ и V ₂ O ₅ ) в бинарные нитриды металлов, образующиеся в аммиачной (NH ₃ ) плазме [13]. В этой конструкции в задней части MRC вырезается прорезь, позволяющая разместить U-образную трубку с внутренним диаметром 20 мм, содержащую твердый образец, внутри глиноземной лодочки в микроволновом поле (рис. 1(f)). Снаружи MRC один конец U-образной трубки подсоединен к вакуумному насосу, а другой конец подведен к транспортирующему и технологическому газам. Чтобы предотвратить утечку микроволн в задней части печи, были установлены обширная прокладка и экран Фарадея. Затем к диафрагме MRC прикрепляют внутренний волновод таким образом, чтобы сфокусировать микроволновую энергию вблизи образца. Кроме того, для предотвращения повреждения резонатора магнетрона и перегрева волновода отраженной энергией на выходной апертуре волновода установлен водоохлаждаемый эквивалент нагрузки. С этими обширными преобразованиями печи можно считать, что плазменная область работает в когерентном режиме, а не в многомодовом. Как правило, параметры плазмы, используемые для преобразования оксидов металлов в нитриды, представляют собой NH ₃ расход газа 113 см ³ ·мин ^-1 , давление 20 мбар (2000 Па) и мощность микроволн 900 Вт при времени воздействия плазмы от 2,5 до 6 часов.

2.1.6. Сосуды с жидкой плазмой

Плазменное разложение н- додекана (молекулярная формула: C ₁₂ H ₂₆ (I)) с одновременным образованием газообразного водорода и карбида в углеводородной жидкости было достигнуто с использованием преобразованного микроволновая печь с заявленным уровнем мощности микроволн от 500 до 750 Вт [18–20]. Типичное представление этих реакторов показано на рисунке 2. Реакцию проводят в закрытом реакционном сосуде Pyrex, содержащем 500 мл n — жидкий додекан с одним или несколькими электродами, где электрод(ы) могут быть либо стальными проволочными электродами с одним наконечником, либо медными U-образными двойными воздушными электродами. Кроме того, сверху резонатора вставляются две трубки из кремния/ПТФЭ: одна трубка используется для подачи несущего газа (аргона) в качестве газа-предшественника, а вторая трубка используется для сбора отработанного аргона и побочного газа при рабочее давление, близкое к атмосферному.

Чтобы понять назначение этих электродов, эффективность реакции обоих типов электродов исследуется в зависимости от геометрии и количества электродов в контексте их электромагнитной конструкции и гетерогенной кинетики реакции.

Сначала рассмотрим электроды с одним наконечником [18–20]. Эти металлические электроды имеют размерную длину L = 21 мм и диаметр 1,5 мм и закреплены вертикально в один ряд (рис. 3(а)) или в несколько рядов (рис. 3(б)) с 1 электрод в центре и до 6 электродов, разнесенных по окружности с зазором λ _м /4, где λ _м – длина волны микроволнового излучения, проходящего через среду. Расчет длины волны дан в следующем уравнении:

Приближенное выражение в (1) используется, так как рабочая частота магнетрона со свободным резонатором зависит от частоты изменения условий КСВ в прямоугольном волноводе TE ₁₀, в котором установлен магнетрон. Все остальные символы имеют свое обычное значение: скорость света (2,99792 × 10 ⁸ м·с ⁻¹ ), рабочая частота магнетрона (2,45 ГГц), среда, в которой проходит излучение. . Таким образом, для жидкости n -додекан ( = 1,78 к 2), приблизительно соответствует 8,85 см и λ _m/4 приблизительно соответствует 2,2 см.

На основании работ [18–20] и работы Pongsopon et al. [21], обычно считается, что электроды выполняют три четко определенные функции: удерживать плазму в непосредственной близости от кончика электрода(ов), функционировать в качестве каталитического источника для гетерогенной реакции в плазме и в случае производство углеродных наноматериалов, чтобы обеспечить подложку, на которой может расти углеродный материал. В первой из этих ролей увеличение количества электродов с 1 до 6 показало, что эффективность плазменного разложения n -додекан действительно увеличивается, но после 6-7 электродов эффективность реакции становится ограниченной по скорости. Это может быть связано с потерями электромагнитной мощности из-за резонансной структуры электродов [20] или просто с тем, что добавление более 7 электродов и связанных с ними окружающих реакционных зон (цилиндрический объем вокруг каждого электрода; рис. 3(c)) в пределах фиксированного замкнутый объем просто создает эффект загрузки в рамках гетерогенной реакции [39]. То есть по мере того, как процентная доля объединенных электродных реакционных зон приближается к общему фиксированному объему, количество свежего реагента, поступающего в электродную реакционную зону, уменьшается. Таким образом, массоперенос в зону каждой электродной реакции и из нее, а не разложение плазмы, может стать стадией, ограничивающей скорость. Для уточнения этих наблюдений необходимы дальнейшие исследования.

Для воздушного электрода с двумя концами, Toyota et al. [20] показали, что U-образные антенные электроды имеют четко выраженные оптимальные длины L ∼ 2 λ _м , 3 λ _м /2, λ 2 3 λ _м и _м/2. Они также показывают, что использование знака аппроксимации в (1) оправдано экспериментальным определением длины λ /2 FHHW U-образного двухконечного антенного электрода, которая составляет от 4,4 до 4,7 см для n -додекан.

2.1.7. Воспламенитель

Описание конструкции и использования проволочных антенных электродов для зажигания плазмы теперь используется в качестве вспомогательного средства для описания конструкции плазменного воспламенителя [16] и чертежа в [40] (рис. 4). Предполагая, что чертеж в [40] может быть масштабирован, плазменный запальник может быть сконструирован двумя способами: во-первых, запальник может быть сконструирован с использованием двух проволочных электродов, расположенных друг против друга и изогнутых под углом 45° так, чтобы их концы были выровнены с газом. течет, а место крепления формируется с помощью изолирующего кольца. Второй и более практичный вариант заключается в том, что воспламенитель предварительно отформован из стального стального диска диаметром 30 мм и толщиной 0,5 мм, а множество электродов выбиты из центральной части диска и согнуты под углом 45°. Для этого второго варианта конструкция 4-электродного воспламенителя показана на примере стеклянной трубки с внутренним/внешним диаметром 27/30 мм в [16] в качестве эталонной трубки (рис. 1(e)). Схема этапов изготовления воспламенителя приведена на рис. 4, где показано, что первый этап – вырубка формы воспламенителя, второй этап – гибка электродов, третий этап – выравнивание воспламенитель к стеклянной трубке. Используя этот метод конструкции, край преформы может самовыравниваться, чтобы 4 воздушных электрода соответствовали критериям воспламенения плазмы, как описано в разделе 2.1.5.

2.1.8. Производство плазмоидов (огненных шаров)

Производство плазмоидов, иногда называемых огненными шарами или шаровыми молниями, в бытовых микроволновых печах было опубликовано в записях на YouTube [34–38]. Пожалуй, самый простой способ приготовить огненный шар без модификации микроволновой печи — это поместить в микроволновую печь частично нарезанный виноград (две половинки которого соединены тонкой кожицей), а затем включить микроволновую печь на 3–3 часа. 10 секунд. В публикации на YouTube [34] показано, что дугообразные плазмоиды генерируются на тонком кожном мостике, соединяющем две половинки виноградины, при этом эмиссия разряда продолжается до тех пор, пока либо не будет отключено питание, либо виноградины не ссохнутся. Это действие можно понять, если учесть, что две свежесрезанные половинки винограда имеют характерный размер от 1,5 до 2 см и частично заполнены проводящим электролитом, комбинация которых создает органическую проводящую дипольную антенну, мало чем отличающуюся от металлических антенн, обсуждавшихся в разделах. 2.1.5 и 2.1.6. Учитывая это понимание, разумно предположить, что по мере того, как свободные электроны проталкиваются вперед и назад через узкую перемычку из тонкой кожицы винограда, из-за сопротивления выделяется тепло, которое сжигает кожицу. Кроме того, движение электронов через виноградный электролит вызывает быстрое повышение температуры, вызывая испарение электролита в облако электронов и ионов, образуя таким образом локализованный плазмоид. Плазмоид продолжает существовать до тех пор, пока свободные электроны доступны из уменьшающегося объема виноградного электролита.

Отойдя от органического источника для генерации плазмоидов, также можно использовать зажженную безопасную спичку, поддерживаемую винной пробкой, накрытую стеклянной банкой и помещенную в центр MRC [35]. При включении микроволновой мощности генерируется плазменный разряд, который поднимается к верхней части банки, образуя плавучий плазмоид. Уоррен [36] использовал аналогичный подход, но на этот раз использовал стеклянную банку, поддерживаемую тремя винными пробками, и зажженную сигарету, помещенную в зазор, образованный пробками. В этой работе и в предыдущем примере плазмоиды сохраняются при тушении теплового источника. Только когда мощность микроволн выключается, плазмоид гаснет. Плазмоиды также могут генерироваться в электрических лампочках и флуоресцентных трубках, как показано в [37]: этот пример также является основой для ближнего поля E -зонд (раздел 4.4).

Более опасный подход к генерации плазмоидов продемонстрирован в [38], где резонаторный магнетрон, соединенный с консервной банкой, используется для подачи микроволн на бытовую лампочку для создания плазмоида внутри лампочки. Из этого эксперимента следует, что электрическая нить действует как инициирующий электрод.

Прежде чем закончить этот раздел, стоит отметить, что цилиндрический плазменный реактор, произведенный для индустрии быстрого питания [29] использовали запатентованный пассивный плазменный катализатор в виде электрода для зажигания атмосферной плазмы [41], где пассивный плазменный катализатор может включать любой объект, способный индуцировать плазму путем деформации локального электрического поля. С другой стороны, в патенте утверждается, что активный плазменный катализатор производит частицы или высокоэнергетический волновой пакет, способный передать достаточное количество энергии газовому атому (или молекуле) для удаления по крайней мере одного электрона из газового атома (или молекулы). молекула) в присутствии электромагнитного излучения. Учитывая эти два определения, разумно предположить, что пламя безопасной спички [35], сигарета [36] и виноград [34] могут быть классифицированы как активный плазменный катализатор, а металлический электрод — как пассивный плазменный катализатор.

2.1.9. Plasmoid Food Cooking

Корейские патенты [42, 43] и документ конференции [44] сообщают о форме настройки в волноводе TE ₁₀, которая выходит за рамки данного обзора, но они перечислены по трем причинам: , явления плазмоидов расширяют диапазон приготовления пищи в бытовой микроволновой печи от диэлектрического нагрева пищевых продуктов до того, что обеспечивает подрумянивание поверхности и придание текстуры и вкуса, которые аналогичны традиционному процессу приготовления пищи на огне. Во-вторых, Джерби и др. [44] отметили, что плазмоидам, полученным таким образом, требуется проволочный электрод-антенна для зажигания плазмоида, и поэтому они могут содержать наночастицы, которые могут быть вредными для качества пищи и даже делать ее несъедобной. В-третьих, дополнительное использование плазменного разряда, генерирующего озон и ионы, для удаления материалов, вызывающих запах, из камеры приготовления пищи [45], действительно обеспечивает один из возможных технических путей дальнейшего развития бытовой микроволновой печи.

3. Специально разработанный плазменный реактор для микроволновой печи

В этом разделе описывается методология, использованная при создании специального плазменного реактора для микроволновой печи. Особое значение в этом отношении имеет серия плазменных реакторов MRC, построенных в середине 1990-х годов компанией Cambridge Fluid Systems Ltd (Англия, Великобритания). Конструктивная концепция этих плазменных реакторов заключалась в создании простого, надежного и экономичного настольного плазменного реактора, который можно было бы продавать исследовательским лабораториям и мелкосерийным производствам. В основном они использовались для усовершенствования обработки поверхности в микроэлектронике, полупроводниковом секторе и производстве кузовов гоночных автомобилей Формулы-1.

Конструкция плазменного реактора аналогична микроволновым печам, в которых объемная антенна магнетрона расположена внутри волновода ТЕ ₁₀, который используется для освещения МРК через одну диафрагму. Частота среза волновода ТЕ ₁₀ рассчитывается по следующей формуле: где c — скорость света, и — внутренние размеры (ширина и высота) волновода; в данном случае используются 80 и 38 мм соответственно, что соответствует частоте среза 1,875 ГГц.

Когда антенна резонатора магнетрона расположена на расстоянии 26 мм от конца волновода, частота и полоса пропускания магнетрона могут свободно работать. Таким образом, некогерентная отраженная мощность, проходя через диафрагму, возвращается к магнетрону, изменяя КСВ когерентной волны в волноводе TE ₁₀, что приводит к изменению выходной мощности магнетрона.

Конструкция реактора MRC отличается от плазменного реактора бытовой микроволновой печи следующим образом (см. также рис. 1 и рис. 5): (i) шасси, MRC и волновод выполнены в виде одного сварного компонента с использованием мягкого стальной лист. Прежде чем каждый из трех компонентов будет сварен вместе, в них пробиты все необходимые отверстия и закреплены зажимные гайки. После сварки конструкция никелируется для получения прочной металлической конструкции с достаточной жесткостью для поддержки всех дополнительных компонентов (переднего и заднего фланцев из нержавеющей стали, газовых линий, манометра источника питания постоянного тока и т. д.). При таком подходе к конструированию MRC имеет теоретическую максимальную разгрузку Q -коэффициент () в режиме ТЕ, зависящий от отношения запасенной энергии в резонаторе () к потерям энергии на стенках резонатора (): где — толщина электрического скин-слоя на стенке резонатора за цикл, а площадь стенки полости.

Для этого реактора основная полость имеет примерно 20 000 на резонансной частоте 2,45 ГГц. (ii) Цилиндрическая камера из стекла Pyrex (диаметр 190 мм, длина 300 мм и толщина стенки 5 мм: объем 3 литров) расположен внутри многомодового резонатора с продольной осью, перпендикулярной диафрагме СВЧ, а передняя и задняя часть камеры заключены в металлические фланцы, образующие часть стенки многомодового резонатора. Задний фланец содержит приваренные отверстия для вакуума и манометра, а передний фланец содержит дверцу доступа. Эта конструкция максимально увеличивает объем камеры и удаляет все хрупкие стеклянные фитинги, пластиковые трубные соединители и проходные прокладки для утечки микроволн. (iii) Газопроводы устанавливаются внутри шасси и сбоку от MRC, что позволяет нагнетать технологические газы. через несколько равномерно расположенных радиальных портов в переднем фланце, что снижает вероятность предварительной ионизации газа-предшественника перед входом в камеру и максимизирует однородность потока газа и однородность плазмы вдоль продольной оси технологической камеры.

3.1. Плазменная очистка керамических изоляторов с ионными имплантатами

Ионная имплантация является одним из ключевых процессов в крупносерийном (220 пластин в час) производстве кремниевых полупроводниковых приборов. Однако эти машины для ионных имплантов стоят от 1,8 до 3 миллионов долларов. Эти машины также требуют интенсивного обслуживания и высоких капитальных затрат; поэтому доступность и стоимость владения являются основными факторами, которые следует учитывать. Многие детали заменяются во время регулярного технического обслуживания, а заменяемые источники ионов — это керамические изоляторы. В этом разделе представлен обзор плазменной очистки керамики ионных имплантатов: полное описание процесса см. в [26, 27]. Процесс плазменной очистки выполнен в плазменном реакторе серии MRC с использованием газовой смеси 5–10 % O 9 .0011 2 в УФ, с примесью 50% по току аргона. Добавка аргона используется для стабилизации микроволновой плазмы за счет замедления распределения энергии электронов и обеспечения однородности возбужденных частиц по всему объему плазмы. Химическое плазменное травление на поверхности керамики можно рассматривать как происходящее в результате следующей репрезентативной гетерогенной реакции: в которой добавление поглотителей углерода из-за образования частиц COF _x увеличивает стационарную концентрацию атомов в объеме плазмы. Элемент в реакции (4) представляет собой элемент V группы (As, P и Sb) на керамической поверхности, а является продуктом травления. Таким образом, при достаточной мощности микроволн скорость травления этих продуктов контролируется образованием атомов (баланс), летучестью продукта и микроскопической площадью поверхности керамики.

Для реактора MRC-100 типичные параметры плазменного процесса были получены при 104 Вт и 10 мбар при времени травления 45 минут, при этом температура поверхности керамики достигала 80 ± 5 K. В случае реактора MRC-200 Параметры процесса были следующими: 200 Вт и 10 мбар (1000 Па) со временем травления от 20 до 25 минут, при этом температура поверхности керамики достигала 125 ± 5 К. В разделе описывается ряд различных методов, которые используются для оценки эффективности микроволнового излучения, а также утечки.

4.1. Измерение утечки микроволн

Европейская директива 2004/40/EC и рекомендации ICNIRP (1998) рекомендуют, чтобы промышленные микроволновые печи имели уровни поверхностной плотности мощности микроволнового излучения (3–300 ГГц) >5 мВт·см ⁻² и в 5 раз меньше для бытовых микроволновых печей общего назначения. Применяя квадратичный закон, основанный на теории плоских волн, оператор, стоящий на расстоянии 20 см от промышленной печи, оператор получит максимально допустимый уровень удельной мощности 3 мВт·см ⁻² . Для домашней духовки это соответствует уровню плотности мощности 0,3 мВт·см ⁻² . Что касается переоборудованных печей, предназначенных для плазмы, то многие вводы и отверстия в MRC требуют особого внимания при проектировании и строительстве, чтобы предотвратить утечку микроволн.

4.2. Калориметрическая калибровка мощности магнетрона

Мощность магнетрона, поступающая в MRC, может быть откалибрована с использованием метода загрузки водой в открытой чашке, см., например, Британский стандарт 7509:19.95 и МЭК 1307:1994. Следовательно, учитывая, что теплоемкость воды составляет 4,184 Дж/(г·К), расчетная приложенная мощность ( P ) внутри полости может быть получена путем помещения известной массы воды ( м ) в полость и нагревания на короткое время ( t ), следя за тем, чтобы вода не кипела. Зная измеренное изменение температуры воды ( ΔT = конечная температура – начальная температура), СВЧ-мощность, поступающая в резонатор, калибруется для заданного уставки мощности по следующему уравнению (см. также [40]):

Однако калибровка должна рассматриваться как верхнее значение для плазменной обработки, поскольку ее диэлектрический объем будет отличаться от калибровки по воде. (Примечание: когда объем технологической камеры или геометрическая форма не позволяют использовать метод открытой чаши, можно использовать метод альтернативного потока, как описано в [46]).

Учитывая (4), плотность мощности микроволн (Вт·см ⁻³ ) системы можно рассчитать путем деления на объем технологической камеры. В качестве иллюстративного примера здесь приводится следующий метод нагрузки с открытой тарелкой для MRC 100: реакторы MRC-100 и MRC-200 имеют расчетную приложенную мощность магнетрона 104 Вт, что соответствует плотности мощности 0,116 Вт·см ⁻³ . Для реактора MRC-200 калориметрические измерения дают значения приложенной мощности магнетрона 200 Вт (0,022 Вт·см ^-3 ) и 450 Вт (0,05 Вт·см ^-3 ).

4.3. Измерение температуры поверхности

Знание температуры поверхности материалов, погруженных в плазму, полезно для понимания гетерогенного взаимодействия плазмы с поверхностью. Это особенно важно, когда локальный диэлектрический нагрев имеет потенциал теплового разгона, поскольку большинство материалов увеличивают свои диэлектрические потери с температурой [12]. Были использованы два простых способа оценки локальной температуры поверхности материалов, погруженных в микроволновую плазму. При температурах поверхности ниже 180 K можно использовать жидкокристаллические термочувствительные (от 20 ± 5 K до 180 ± 5 K) полоски, прикрепленные к погруженной в плазму поверхности [27]. Для более высоких температур использовались соли с известной температурой плавления (KCl = 1043 К и NaCl = 1074 К), запаянные в кремнеземные капилляры [13].

4.4. Плазма ближнего поля

E- Зондовые измерения

Попытки поразить плазму за пределами давления воспламенения от 0,1 до 20 мбар (от 10 до 2000 Па) приводят к накоплению микроволнового излучения «за цикл» в режиме пустой полости. ; в этих условиях скорость потерь энергии на стенку резонатора может существенно нагреть конструкцию МРК, а в экстремальном случае утечка СВЧ-излучения может стать опасной для здоровья. Кроме того, если в MRC загружены материалы (полупроводниковые пластины и материалы с низкой диэлектрической прочностью), они могут быть повреждены электрически или механически. Поэтому становится необходимым иметь устройство автоматического отключения питания, чтобы предотвратить утечку микроволн и повреждение как реактора, так и загруженных материалов. Плазма ближнего поля 9Зонд 0023 E-, как описано в Законе [47], является одним из таких устройств, которое помогает отслеживать такие события. В этой схеме неоновая газоразрядная лампа, фотодиод и источник опорного напряжения подключены, как показано на рис. 6, при этом одна ножка неона выступает в полость и действует как зонд ближнего поля E-. В оригинальной схеме ленточная диаграмма используется для записи данных временного ряда напряжения, но с современными аналого-цифровыми преобразователями и программным обеспечением (таким как LabView) пространство состояний зажигания плазмы и пространство состояний плазмы могут быть контролируется с помощью уровней срабатывания, установленных для выдачи двоичного управляющего выхода «Годен/Нет» [24, 47].

4.5. Bébésonde Electrostatic Probe Measurement

Применительно к плазменным процессам обычно считается, что поток ионов, прибывающих и покидающих поверхность, определяет плазменный процесс. Однако использование методов электростатического зондирования для определения плотности ионов и температуры плазмы, возбуждаемой модулированным источником питания, в присутствии распыленного изоляционного материала проблематично. Так обстоит дело с плазмой, содержащей CF ₄ . В этом разделе описывается технология пробника, устойчивая к модуляции возбуждения и распыляемым изоляционным материалам. Следующие измерения были выполнены в Оксфордском исследовательском центре Открытого университета на реакторе MRC-100. Используемый зонд представляет собой датчик потока ионов с радиочастотным смещением (известный в просторечии как «Бебезон» или «ВВ»). Полную информацию о зонде и измерениях см. в [48].

Для хороших измерений зонда обычно требуются визуальные наблюдения за объемом плазмы в целом и вокруг самого зонда. Для реакторов MRC было сочтено необходимым заменить стандартную дверцу с передним фланцем на фланец с отверстием для зонда и смотровым окном, закрытым открытой сеткой. С учетом этой модификации аргоновая плазма внутри MRC-100 визуально демонстрирует слабую структуру с небольшим просветлением вблизи границы диэлектрического кольца. Тем не менее, в оптическом излучении нет признаков микроволновой структуры, что указывает на быструю гомогенизацию энергии в электронной популяции.

После этих визуальных базовых инспекций Бебезонд использовался для определения потока ионов при малой мощности и высокой мощности с изменением потока аргона от максимального (5 л·мин ⁻¹ ) до минимума, при котором плазма могла быть устойчивый (2 л·мин ^-1 ). Для реактора MRC-200 измеренные плотности ионов аргона находятся в диапазоне от 2 × 10 ¹¹ ·см ⁻³ при 50 мбар (5 кПа) до 3 × l0 ¹² ·см ^{− 3} при 1 мбар (100 Па), а температура электронов находится в диапазоне от l до l,5 эВ при подводимой мощности 0,022 Вт·см ^-3 : более высокая плотность плазмы при низком давлении соответствует большей длине свободного пробега и повышенной передаче энергии электронами.

4.6. Ультрафиолетовый флуоресцентный микроволновый зонд

Для многих обрабатывающих плазм энергия фотонов ( E = hc / λ ) варьируется от 10 эВ до 1 эВ с преимущественной интенсивностью на дискретных спектральных длинах волн. Спектральная характеристика определяется характером процессов возбуждения и релаксации газа, которые чувствительны к локальной температуре электронов и сечениям возбуждения газа. Таким образом, состав газа и способ производства плазмы оказывают большое влияние на производство УФ-излучения и химию плазмы.

Ультрафиолетовый флуоресцентный зонд использует активированные редко-приземленные соли: Y ₂ SIO ₅: CE (поглощение <200 нм) и ZN ₂ SIO ₄: MN и Y ₂ O ₃: MN и Y ₂ O ₃: MN и Y ₂ O ₃: MN и Y ₂ O ₃: MN и Y ₂ O ₃: MN и Y _{Eu ³⁺ (поглощение < 300 нм). Полную информацию об этих зондах см. в [49]. При этих энергиях решетка-хозяин (H) подвергается электронному возбуждению за счет разделения электронно-дырочных пар (6), за которым следует флуоресценция пути дезактивации с самой низкой энергией на длинах волн больше, чем исходное излучение. В общем, спектр флуоресценции состоит из узкой полосы с точной длиной волны, определяемой тесной связью между активатором (Ce, Mn и Eu ³⁺ ) и решеткой-хозяином, а также облучающим фотонным излучением:}

Самая простая форма зондов включает синтетическую капсулу из плавленого кварца марки DUV (диаметр 12 мм × 20 мм), содержащую одну из трех активированных солей при номинальном пониженное давление 10 мбар. Плавленый кварц имеет коэффициент пропускания Тл = 0,5 при 170 нм. При помещении в объем плазмы зонд собирает 4 π стерадиан приходящего фотонного излучения DUV. Испускаемая флуоресценция просматривается через оптическое окно просмотра кронообразного стекла (9).0023 T = 0,5 при 380 нм). Из-за диэлектрической капсулы фотолюминесценция, а не электролюминесценция, считается основным механизмом флуоресценции в этих зондах. Диэлектрик также действует как дискриминатор длины волны и обеспечивает верхний рабочий предел зонда, равный 1100 К.

Используя эти знания, соли Zn ₂ SiO ₄ :Mn и Y ₂ O ₃ : Eu ³⁺ (помещены в собственную капсулу) интегрируют плазму DUV, а Y ₂ SiO ₅ :Ce при помещении непосредственно в объем плазмы интегрирует плазму ВУФ (<200 нм), поэтому их флуоресценция проявляется в зеленом, красном и синем цветах соответственно.

5. Цепи управления магнетронной печью

Микроволновые печи обычно используют один из двух типов цепей управления магнетроном. Для микроволновых печей с выходной мощностью малой мощности (обычно <500 Вт) выходная мощность достигается за счет широтно-импульсной модуляции единичной падающей на магнетрон мощности с установленным временем приготовления от 0 до 30 минут. Между номинальной мощностью 500 Вт и 1100 Вт используется непрерывная подача микроволновой мощности, где уровень мощности устанавливается значением конденсатора привода магнетрона:

Выбор любой из этих двух цепей управления может повлиять на способность схемы управления магнетроном выполнять выбранный плазменный процесс. Примером этого выбора является сравнение коротких и низких энергетических требований быстрого плазменного синтеза органических соединений [7, 8], очистки предметных стекол и полимеров [14] с высокой мощностью и длительным временем обработки твердотельных оксидов металлов. обработка [13] и плазменная очистка керамических изоляторов ионных имплантатов [26, 27].

5.1. Цепь возбуждения с резонаторным магнетроном, управляемая конденсатором

В этом разделе рассматривается выбор схемы возбуждения, управляемой конденсатором, а также схемы управления безопасностью, которая используется в плазменных реакторах MRC-100/200. Схема управляемой конденсатором схемы привода показана на рисунке 7. Аналогичная схема привода с резонаторным магнетроном, управляемая конденсатором, описана в [23]. Чайчумпорн и др. также сообщили о дальнейшем уточнении анодного напряжения магнетрона (от 3,3 до 6,6 кВ) в [40].

Трансформатор состоит из двух цепей обмоток: первая обеспечивает коэффициент обмоток для получения 240 В при 50–60 Гц до примерно 3,5 В при 50–60 Гц для нагревателя катода, а вторая обеспечивает повышающее напряжение (240 В при 50–60 Гц до 2-3кВ при 50–60 Гц). Высоковольтный конденсатор (от 0,6 до 1,5 мк Ф) и высоковольтный диод используются для отрицательного смещения катода по отношению к анодному блоку, который содержит полостную структуру магнетрона. При таком расположении емкость конденсатора и диода определяют мощность постоянного тока, рассеиваемую в структуре резонатора магнетрона. Из соображений безопасности пассивные и активные компоненты управления встроены с обеих сторон установочного трансформатора. К ним относятся следующие: цепь с предохранителями с обеих сторон трансформатора, а также кнопка аварийной остановки, блокировка шасси, термовыключатель магнетрона (135°C) и вентилятор охлаждения шасси. Кроме того, цепь постоянного тока 24 В используется для дистанционного пассивного и активного управления схемой привода (см. раздел 5.2).

5.2. Цепь управления 24 В пост. тока

В специально разработанных плазменных реакторах для микроволновых печей вспомогательное оборудование (вакуумные насосы, вакуумные клапаны, манометр, газовые линии, линии продувки, таймер процесса и микроволновая мощность) безопасно синхронизировано с плазменным процессом. . Роль цепи управления 24 В постоянного тока заключается в синхронизации вспомогательных компонентов с плазменным процессом и отключении системы в случае аварийного отказа: это особенно важно при использовании легковоспламеняющихся, коррозионно-активных и токсичных исходных газов и побочных продуктов. . Схема разработана таким образом, что все органы управления шасси изолированы от схемы привода резонаторного магнетрона с конденсаторным управлением с помощью реле и соленоидов. Следует отметить, что при переделке бытовой СВЧ-печи в плазменный реактор синхронизацию приходится строить с нуля.

6. Выводы

В данной работе рассмотрено превращение бытовой микроволновой печи в источник очистки, а также химических реакций. Описано преобразование бытовых систем в плазменные реакторы, а также строительство специально построенных плазменных реакторов для микроволновых печей. Калибровка MRC обсуждалась вместе с определением двух типов используемых схем привода магнетрона. Также было представлено профессиональное и арматурное использование, в последнем случае, в основном ограниченное экспериментами с кухонной столешницей. Доказательство принципа и небольшие периодические процессы, установленные в этих плазменных реакторах, варьируются от плазменной очистки поверхности стекла и полимера и удаления токсичных металлов с керамических поверхностей до производства углеродных наноструктур и пиролиза бумаги для производства газообразных побочных продуктов отходов. Во всех случаях источником питания является объемный магнетрон с выходной мощностью менее 1100 Вт и давлением от нескольких 0,1 с Па до номинального атмосферного давления (101,3 Па).

Было обнаружено, что одиночные или многопроволочные антенные электроды, имеющие физическую длину примерно 1/4 или 1/2 длины микроволн, в которые они погружены, при давлении близком к атмосферному играют каталитическую роль в стимулировании производства плазмы , а в случае производства углеродных наноматериалов обеспечивают подложку, на которой может расти углеродный материал. Что касается скорости реакции, увеличивающейся с увеличением количества (от 1 до 6) электродов, за пределами которых скорость реакции становится ограниченной, в этой статье предлагается эффект геометрической нагрузки вокруг проволочной антенны. Независимо от того, является ли причиной этого эффекта потеря электромагнитной мощности, требуется дальнейшая работа. Кроме того, в этой работе был реконструирован предварительно отформованный дисковый антенный электрод (воспламенитель), подходящий для реактора с узкой трубой [16, 40] (рис. 4).

Пламя безопасной спички, зажженная сигарета, нарезанный виноград и металлический электрод-антенна играют роль катализатора в производстве плазмы и плазмоидов. Чтобы отличить металлическую антенну от катализатора на термохимической основе, было высказано предположение, что металлические антенны могут быть классифицированы как пассивные катализаторы, поскольку они обеспечивают только поверхность, которая генерирует свободные электроны, в то время как пламя безопасной спички, зажженная сигарета и нарезанный виноград можно классифицировать как активный катализатор, поскольку он поставляет энергию в виде тепла и свободных электронов из электролита.

Наконец, в этом обзоре также освещается приготовление пищи с помощью плазмоидов в MRC и использование плазменного разряда для удаления запаха пищи из микроволновых печей. Учитывая, что вопросы безопасности пищевых продуктов решаются, разумно предусмотреть плазменные реакторы для микроволновых печей, включающие как плазмоидную варку пищевых продуктов, так и плазменную дезодорацию побочных продуктов варки, которые могут быть реализованы в ближайшем будущем.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Авторы хотели бы выразить благодарность SFI за поддержку через I-Form Advanced Manufacturing Research Center 16/RC/3872.

Литература

F. Nagelschmidt, Учебник по диатермии для врачей и студентов , Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1921. , Пискатауэй, Нью-Джерси, США, https://www.theinstitute.ieee.org/tech-history/technology-history/a-history-of-the-microwave-oven. 9
Google Scholar Microwave Symposium , стр. 1397–1400, Бостон, Массачусетс, США, июнь 2009 г.0003
T. Koinuma, Magnetron, 1974.
View at:
Google Scholar
R. N. Gedye, F. Smith, and K.C. Журнал химии , том. 6, нет. 1, стр. 17–26, 1988.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Р. Н. Гедье, У. Ранк и К. С. Вестэуэй, «Быстрый синтез органических соединений в микроволновых печах. II», Канадский химический журнал , том. 69, нет. 4, стр. 706–711, 1991.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. Омран, Т. Фабрициус, Э.-П. Heikkinen и G. Chen, «Диэлектрические свойства и карботермическое восстановление оксида цинка и феррита цинка с помощью микроволнового нагрева», Royal Society Open Science , vol. 4, нет. 9, с. 170710, 2017.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
А. Рибнер, Микроволновая плазменная машина для травления и метод травления, 1989.
View at:
Google Scholar
R. E. Doutwaite, M. L. H. Green, and M. J. Rosseinsky, «Быстрый синтез фазового чистого K ₃ C ₆₀ с использованием микроволновой плазмы», 20 Химического общества, Chemical Communications , нет. 18, стр. 2027-2028, 1994.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Даутуэйт Р. Э., Грин М. Л. Х., Россеинский М. Дж. Быстрый синтез фуллеридов щелочных металлов с использованием аргоновой плазмы, индуцированной микроволновым излучением.0023 Химия материалов , том. 8, нет. 2, стр. 394–400, 1996.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Д. Дж. Брукс и Р. Э. Даутуэйт, «Микроволновый плазменный реактор на основе бытовой микроволновой печи для объемной химии твердого тела», Review of Scientific Instruments , vol. 75, нет. 12, стр. 5277–5279, 2004.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Б. Т. Джинн и О. Стейнбок, «Модификация поверхности полимера с использованием плазмы, генерируемой микроволновой печью», Ленгмюр , том. 19, нет. 19, стр. 8117-8118, 2003.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
П. Хонгкрапан, Н. Типпаявонг и Т. Киатсироат, «Термохимическое преобразование макулатуры в топливный газ в микроволновом плазменном реакторе», Journal of Clean Energy Technologies , vol. 1, нет. 2, стр. 80–83, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
P. Khongkrapan, P. Thanompongchart, N. Tippayawong, and T. Kiatsiriroat, «Топливный газ и уголь от пиролиза макулатуры в микроволновом плазменном реакторе», IJEE , том. 4, нет. 6, стр. 969–974, 2013.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Р. Сингх и А.Л.Л. Джарвис, «Микроволновое плазменное химическое осаждение из паровой фазы», South African Journal of Science , том. 106, нет. 5-6, с. 4, 2010.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
С. Номура, Х. Тойота, С. Мукаса, Х. Ямасита, Т. Маэхара и А. Кавасима, «Производство водорода в обычной микроволновой печи». печь», Журнал прикладной физики , том. 106, нет. 7, с. 073306, 2009.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
С. Номура, Х. Ямасита, Х. Тойота, С. Мукаса и Ю. Окамура, «Одновременное производство водородных и углеродных нанотрубок в обычной микроволновой печи», в Труды Международного симпозиума по плазме Химия (ISPC19) , том. 65, Бохум, Германия, июль 2009 г.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Х. Тойота, С. Номура и С. Мукаса, «Практический электрод для микроволновых плазменных процессов», Международный журнал материаловедения и приложений , том. 2, нет. 3, стр. 83–88, 2013 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Р. Понгсопон, Т. Чим-Ойе и М. Фуангфунг, «Микроволновый плазменный реактор на основе микроволновой печи», в PIERS Proceedings , стр. 2723–2726, Гуанчжоу, Китай, август 2014 г.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Н. Маниваннан, В. Балачандран, Р. Белека и М. Аббод, «Проектирование и моделирование системы плазменной микроволновой печи для снижения содержания NOx и SOx в отработавших газах морских дизельных двигателей», International Журнал экологических наук и разработок , том. 6, нет. 2, стр. 151–154, 2015 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
М. К. Савадори, В. П. Маммана, О. Г. Мартинс и Ф. Т. Дегаспери, «Плазменное химическое осаждение из паровой фазы в перестраиваемом микроволновом резонаторе», Источники плазмы Наука и техника , vol. 4, нет. 3, стр. 489–494, 1995.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
VJ Law and N. Macgearailt, «Визуализация процесса двухчастотного плазменного травления», Measurement Science and Technology , vol. 18, нет. 3, стр. 645–649, 2007 г.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Ю. Х. Юнг, С. О. Джанг и Х. Дж. Ю, «Генерация водорода в результате диссоциации воды с использованием микроволновой плазмы», Письма по китайской физике , том. 30, нет. 6, с. 065204, 2013.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
В. Дж. Ло и Д. Тейт, «Загрязненная керамическая плазменная очистка», European Semiconductor , vol. 19, нет. 9, стр. S38–S41, 1997.
Просмотр по адресу:
Google Scholar
Закон В. Дж. и Тейт Д. Микроволновая плазменная очистка керамических изоляторов ионных имплантатов, Vacuum , vol. 49, нет. 4, стр. 273–278, 1998.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Т. М. Берк, Э. Х. Линфилд, Д. А. Ричи, М. Пепер и Дж. Х. Берроуз, «Водородная радикальная очистка поверхности GaAs для повторного роста МЛЭ», Journal of Crystal Growth , vol. 175–176, стр. 416–421, 1997.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Д. Таш, Д. Дж. Броски, С. Конрад, С. Кумар и Д. Кумар, Микроволновая плазменная кулинария, 2009.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Х. Стэнли, «Микроволновые эксперименты в школе», Наука в школе , том. 12, стр. 31–33, 2009.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
H. Page, «Плазменный реактор в микроволновой печи», Summer/Fall , vol. 10, нет. 3–4, стр. 11–13, 2001 г.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
А. Таллер, «Плазменная очистка в модифицированной микроволновой печи в LSPM (CNRS)», https://www.youtube. .com/channel/UCfG3h7mSltjtsKcXH0dFCHQ.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Х. Стэнли, «Плазменные шары: создание 4-го состояния материи с помощью микроволн», Science in School , vol. 12, стр. 24–29, 2009 г.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Soxfreak5243, «Виноград, создающий огненные шары в микроволновой печи», https://www.youtube.com/watch?v=JrD6yzemDRw.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Stupideaproductions, «Микроволновая плазма: потрясающий эксперимент», https://www.youtube.com/watch?v=G7lfzA7WzVI.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Дж. П. Уоррен, «Микроволновый плазменный эксперимент», https://www.youtube.com/watch?v=CNMjCggFKzM.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
В. Саджадо, «10 разрушительных научных экспериментов с микроволнами. Будьте очень осторожны при использовании микроволновой печи!» https://www. youtube.com/watch?v=8Yv9o8aFTuk.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Креосан, «На что способна микроволновая печь. Сгенерированная плазма», https://www.youtube.com/watch?v=RrOw03gIIQQ.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
VJ Law, GAC Jones, N. Patel, and M. Tewordt, «Loading Effects in CH ₄ and H ₂ Morie of GaAs», 9002 9002 , том. 11, нет. 1–4, стр. 611–614, 1990.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
C. Чайчумпорн, П. Нгамсириджит, Н. Бркунклин, К. Эайпрасетсак и М. Фуангфунг, «Проектирование и строительство микроволнового источника плазмы с частотой 2,45 ГГц при атмосферном давлении», Procedia Engineering , том. 8, стр. 94–100, 2011.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Д. Кумар и С. Кумар, Плазменное соединение, 2007 г. по адресу:
Google Scholar
С. К. Бо, Л. Ю. Ву и С. С. Вом, Нагреватель для микроволновой печи, 2007.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
Э. Джерби, Ю. Меир, Р. Джаффе и И. Джерби, «Приготовление пищи с помощью возбуждаемого микроволнами плазмоида в воздушной атмосфере», в Труды 14-й Международной конференции on Microwave and High Frequency Heating , стр. 17–30, Nottingham, UK, 2013.
Посмотреть по адресу:
Google Scholar
W. H. Lee and H. J. Kim, Cooking device with deodorization, 2009.
View at
:
Академия Google
Алексеев Н.Ф., Малаиров Д.Д., Бензен И. Б. Генерация мощных колебаний магнетроном в сантиметровом диапазоне // Труды ИРЭ . 32, нет. 3, стр. 136–139, 1944.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Закон В. Дж., «Микроволновый плазменный зонд ближнего поля», Vacuum , vol. 51, нет. 3, стр. 463–468, 1998.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google
Н. Дж. Братуэйт, Дж. П. Бут и Г. Гандж, «Новый метод электростатического зонда для измерения потока ионов», Plasma Sources Science and Technology , vol. 5, нет. 4, стр. 677–684, 1996.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Google Scholar
Закон В. Дж., «Ультрафиолетовый флуоресцентный микроволновый плазменный зонд», Vacuum , vol. 49, нет. 3, стр. 217–220, 1998.
Посмотреть по адресу:
Сайт издателя | Академия Google

Авторское право

Авторское право © Виктор Дж. Лоу и Денис П. Доулинг, 2018 г. Это статья с открытым доступом, распространяемая в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии надлежащего цитирования оригинальной работы.

научиться правильно готовить. Особенности программы обучения

Сварка – наиболее надежное соединение цельных деталей. В быту широко применяется при изготовлении живых изгородей с использованием сетки-рабицы, каркасов теплиц, печей для бань и гаражей, различных емкостей, необходимых на дачных участках. Человек, владеющий навыками сварки, способен создать на своем приусадебном участке настоящие шедевры из ажурных заборов, навесов и прочего необходимого в быту.

Чем обосновывается надежность сварки: основы сварки

По прочности создания неразъемных соединений сварка занимает ведущее место. Это обеспечивается нагревом сплавов различных металлов с помощью электрической дуги, что приводит к пластической деформации используемых материалов. При этом происходит взаимное проникновение элементарных частиц электрода в структуру соединяемых материалов. В результате возникают молекулярные связи сверхвысокой прочности.

Благодаря современным инновационным технологиям появилась возможность использовать для сварки лазерный и электронный лучи, ультразвук и пламя газовой горелки. Но для сварки в бытовых условиях наиболее оптимальным источником энергии остается электродуговая сварка, для создания электрической дуги которой применяют различные типы сварочных аппаратов, в том числе инверторные.

Методы сварки

Существуют следующие методы сварки:

газовый пресс с использованием кислородно-ацетилового пламени. Преимуществом этого вида сварки является высокая производительность. Поэтому он широко применяется в нефтегазовой отрасли, в частности при строительстве автомобильных дорог для транспортировки нефти и газа, а также в машиностроении.
Контакт осуществляется электрическим током, имеющим относительно низкое напряжение при достаточно высокой силе тока. К этому способу относятся следующие разновидности: сварка встык, шовная и точечная сварка.

Кроме того, в ряде случаев применяют роликовую и электрошлаковую сварку, трение и термитную, а также ряд других разновидностей.

Выбор подходящего оборудования

Если вы решили освоить технику сварки, то вам понадобится сварочное оборудование. Его можно арендовать или купить. В настоящее время торговые точки предлагают сварочные аппараты, оснащенные устройством, позволяющим увеличивать или уменьшать силу тока. Те, кто любит все делать своими руками, могут сделать сварочный аппарат из подручных средств. В любом случае вам понадобится один из следующих преобразователей электрической энергии:

Трансформатор для преобразования переменного тока бытовой электросети в ток, необходимый для сварки. При выборе агрегата такого типа необходимо учитывать, что дешевые модели не смогут обеспечить необходимую стабильность электрической дуги. Для них характерно «проседание» напряжения. К тому же они слишком тяжелые.
Выпрямитель. Это устройство, преобразующее переменный электрический ток, подаваемый в сети потребителей, в постоянный ток. В отличие от трансформаторов, эти агрегаты обеспечивают достаточную стабильность электрической дуги, что, в свою очередь, повышает качество сварного шва.
инвертор. Он преобразует переменный ток бытовой электросети в требуемый постоянный ток, с напряжением, необходимым для качественной сварки. Этот аппарат отличается компактностью и малым весом, легким розжигом, быстродействием и высокой производительностью.

** Рекомендация. Наиболее эффективным из таких устройств считается инвертор, который отличается экономичностью и высокой производительностью.

Как правильно выбрать электроды для сварки

Для наиболее распространенной дуговой сварки требуются электроды, предназначенные для подачи тока на сварной шов. В большинстве случаев это проволока, состоящая из специального плавящегося порошка. А вот тем, кто сталкивается со сваркой впервые, лучше использовать электроды в виде цельных стержней, покрытых плавящимся составом. Они позволяют даже новичку сделать ровный шов. Оптимальный диаметр электродного стержня для этой категории сварщиков – 3 мм. Электроды меньшего диаметра применяют для соединения тонких листов металла, а для использования

Электроды большего диаметра требуют более мощного оборудования.

Безопасность сварки (сварочное оборудование)

Сварочные работы сопровождаются ярким световым излучением и большим количеством брызг горячего металла. Поэтому сварщик должен позаботиться о защите кожи лица и глаз от ожогов. Для этих целей вам понадобится специальный щит и маска. Но не только лицо и глаза нуждаются в защите. Кожа рук более подвержена ожогам от летящих брызг расплавленного металла. Поэтому брезентовые или замшевые перчатки являются необходимым средством обеспечения безопасности. Идеальный вариант – наличие халата или комбинезона из плотного брезента или прорезиненной ткани.

В целях обеспечения пожарной безопасности в местах проведения сварочных работ должна быть емкость с водой или другими средствами, предохраняющими от возгорания при попадании случайной искры.

Пошаговая инструкция по выполнению сварочных работ

Свариваемая поверхность должна быть тщательно защищена. На нем не должно быть грязи и ржавчины.
Перед началом сварочных работ необходимо вставить электрод в держатель сварочного аппарата и создать электрическую дугу. Для этого необходимо вызвать движение тока в зоне сварки. Этот процесс может осуществляться ударами стержня электрода по металлу или прикосновением к поверхности заготовки в виде постукивания.
Как только появится электрическая дуга, необходимо создать зазор между ней и соединяемой поверхностью. Этот зазор должен иметь постоянную величину и находиться в пределах от 3 до 5 мм.

** Рекомендация. Для получения ровного шва, без дефектов, необходимо, чтобы зазор оставался постоянным на протяжении всего времени сварки. В противном случае дуга будет прервана, а качество сварного шва ухудшится.

Угол наклона стержня должен быть 70°. Но его можно изменить, чтобы обеспечить комфорт сварки.
Не менее важна стабильность подачи электрического тока. Нужно иметь в виду, что слишком большая ее сила вызовет расплавление металла, а при малой — дуга гаснет.

После того, как вы освоили технику выполнения сварного шва в виде валика, можно переходить непосредственно к выполнению неразъемных соединений. Работа начинается с создания дуги. Затем сварщик переходит к непосредственному соединению деталей. При этом его рука должна совершать колебательные движения от одного элемента к другому. Шов (траектория движения) может быть выполнен в виде елочки, петли, зигзага и т. д. По окончании работы необходимо очистить шов от образовавшихся шлаков.

После того, как вы овладеете основными навыками сварки, вы можете переходить к более сложным операциям, выполняя стыковые и тавровые соединения, а также нахлестки и угловые, двигаясь в разных направлениях. Как только рука обретет уверенность, можно приступать к изготовлению более сложных изделий.

Видео — ручная дуговая сварка для начинающих

Владение электросваркой – навык, который всегда пригодится в строительстве и быту. На данный момент другого способа соединения металлических элементов, как сварка, не существует. Обучиться этому ремеслу можно самостоятельно, освоив начальные навыки сварщика и выполняя несложные сварочные работы. Рассмотрим, с чего начать обучение электросварке для начинающих и что для этого понадобится.

Обучение электросварке — это практический процесс, требующий определенной подготовки. В первую очередь нужно позаботиться о безопасности. Работа сварщика достаточно опасна:

Возможность ожогов от брызг расплавленного металла;
Отравление ядовитыми выделениями при высоких температурах;
Возможность поражения электрическим током;
Повреждение глаз, если защитные очки не надеты.

Правильный выбор оборудования и приспособлений для электросварки – залог безопасного процесса. Для сварочных работ вам понадобится:

Костюм из плотной ткани, полностью закрывающий тело, руки и ноги;
Для защиты глаз можно использовать специальные очки, но рекомендуем обратить внимание на маски. Они также защитят лицо и будут более безопасными в процессе сварки;
Качественное оборудование для сварки;
;
Ведро с водой для ликвидации возможных пожаров;
Правильное место для сварки. Желательно оставаться на открытом воздухе и убрать все поблизости легковоспламеняющиеся предметы.

Современный рынок представляет широкий выбор электросварочных аппаратов, разнообразие которых сводится к трем основным типам:

Трансформатор, преобразующий переменный ток для сварки. Сварочный аппарат такого типа часто не дает стабильной электрической дуги, а съедает большое напряжение;
Выпрямитель преобразует в постоянный ток от сети потребителя. Эти устройства позволяют получить электрическую дугу высокой стабильности;
Инвертор позволяет преобразовывать ток из бытовой сети в постоянный ток для сварки. Эти агрегаты отличаются легкостью зажигания дуги и высокой производительностью.

Сварка для начинающих: видеоуроки — смотрите и изучайте нюансы.

Новичкам рекомендуется выбирать электроды типа сплошных стержней, покрытых расходуемым составом. С такими электродами начинающему сварщику будет проще сделать ровный шов. Размер стержней для новичка 3 мм.

Обучение электросварке

Подключение электрода и запуск дуги

Процесс электросварки для начинающих и опытных сварщиков начинается с подключения электрода и зажигания дуги. Уроки сварки удобнее начинать на универсальных электродах диаметром 3,2 мм. Такие электроды имеют более высокую цену, но значительно облегчают работу сварщика.

Первый этап тренировки: ролики

Необходимо начать обучение основам электросварки роликами — сварки швов на толстых кусках металла, где отрабатываются навыки владения электрической дугой и сварки швов.

Последовательность создания роликов следующая:

Для испытаний берется толстый лист металла, очищенный от ржавчины и грязи;
Все манипуляции со сварочным аппаратом и дугой производить в костюме и в очках!
После зажигания дуга доводится до металла на расстояние в пределах 3-5 мм. Важно следить за тем, чтобы расстояние между заготовкой и дугой было одинаковым, это залог ровного и ровного шва. Электрод держат под углом;
Важно понять, достаточен ли ток, подаваемый сварочным аппаратом. Если дуга гаснет, то необходимо добавить напряжение. Если напряжение слишком высокое, дуга не расплавит, а разрежет металл;
Рассмотрим структуру металла в контакте с дугой. Важно понимать, где при сварке образуется сварочная ванна, и следить за этим. Этот участок расплавленного металла будет иметь беловатый цвет с характерной рябью жидкого металла на поверхности;
Когда под зажженной дугой образовалась сварочная ванна, можно приступать к выполнению шва, перемещая электрод. Ванна будет следовать за дугой, в то время как давление дуги заставит ванну также двигаться в противоположном направлении, в результате чего получится валик;
При создании валиков необходимо придерживаться определенных закономерностей движений электрода – это могут быть поступательные движения с небольшой и всегда равной амплитудой для создания ровного и красивого шва.

После остывания металла необходимо молотком отколоть шлак с поверхности ванны и произвести детальный осмотр проделанной работы. Если есть не сваренные элементы, то необходимо добавить ток. Если ток чрезмерно большой, то это будет видно по большому прожогу металла.

Сварные соединения

Электросварка своими руками предполагает создание сварных соединений. К их практике можно переходить после освоения валиков. Он требует практического навыка владения сварочным аппаратом, поэтому так важно отработать свои движения на заготовках, прежде чем переходить к сварке элементов.

Сварку металлических элементов рекомендуется начинать на небольших заготовках. Последовательность работы следующая:

Перед сваркой детали закрепляют в необходимом положении с помощью вспомогательных инструментов;
В первую очередь выполняются прихватки — точечные швы с шагом 8-10 см, скрепляющие металлические элементы в определенных местах. Это необходимо для того, чтобы придать заготовке определенную прочность и металл не коробился при выполнении длинного шва. Выполнение таких прихваток также значительно облегчает создание основного длинного шва. Как правило, зажим осуществляется с обеих сторон детали;
После выполнения прихваток создается общий шов, который соединяет края двух металлических элементов. Здесь важно перемещать электрическую дугу с достаточной амплитудой, сгребая расплавленный металл в сварочную ванну с обеих свариваемых плоскостей.

После остывания шов отбивают молотком от шлака и проверяют на качество. Если есть огрехи или недоделанные места, то их необходимо заварить заново.

Подведение итогов

Электросварка – полезный навык в быту и строительстве. Вы можете освоить его самостоятельно. Такое обучение будет основано на:

понимание теории сварочного процесса, необходимое для правильной настройки сварочного аппарата и работы по сварке металлов;
соблюдение правил безопасности при сварке, которое сводится к использованию защитного костюма, очков или маски, сварке вдали от легковоспламеняющихся предметов;
практический опыт, который начинается с умения зажигать дугу и наваривать валики.

Не отчаивайтесь, если первые опыты по электросварке не порадуют вас красивыми швами. Поверьте, такие сварочные скелеты есть у каждого опытного сварщика. Умение создавать не только качественные, но и внешне привлекательные швы придет вместе с опытом и частой сварочной практикой.

Сварка металлов — наиболее распространенный способ их соединения в различных отраслях народного хозяйства (строительство, машиностроение, прокладка трубопроводов и др.). В быту (дома, на даче, в гараже) мы также встречаемся с необходимостью использования сварки металлов. Неспециалисту эта работа кажется непонятной, сложной и загадочной. Более того, это связано с определенным риском для жизни.

Посмотрим, так ли это. Как варить металл электросваркой?

В современной торговой сети представлен широкий выбор инверторов, средств защиты для сварки. Они доступны каждому, поэтому, купив соответствующее оборудование, эти сварочные работы можно выполнять самостоятельно. Нужно только узнать, что такое технология сварки металлов, каковы требования безопасности. Кроме того, необходимо получить необходимую практику для выполнения сварки.

Типы сварки металлов

В настоящее время разработано множество различных технологий сварки металлов. Например, можно использовать электронное и лазерное излучение, соединять продукты газовым пламенем и готовить ультразвуком. Но наиболее широко используемым источником энергии является электрическая дуга.

Также следует позаботиться о пожарной безопасности — удалить с места сварки все горючие материалы и жидкости, подготовить к применению средства пожаротушения (при отсутствии специальных средств подойдет даже ведро воды), обеспечить вентиляцию помещения. помещение, где будут проводиться работы, особенно с передней и задней сторон сварочного аппарата.

Обязательно прочтите инструкцию по эксплуатации сварочного аппарата и следуйте всем приведенным там рекомендациям.

Электробезопасность

Прежде чем пытаться научиться сваривать металл на практике, необходимо убедиться, что параметры электрической сети, от которой питается сварочный аппарат, соответствуют его требованиям. В противном случае другие электроприборы, подключенные к сети, могут выйти из строя не только у вас, но и у ваших соседей. Особенно это касается трансформаторных сварочных аппаратов, которые существенно влияют на сеть электроснабжения наличием скачков напряжения в начале сварки и повышенным потреблением электрического тока при залипании электрода в месте сварки. Кроме того, он должен располагаться так, чтобы во время работы он не мог упасть, повредить себя или нанести ущерб другим людям и предметам. Провода, подключаемые к устройству, должны иметь хорошую изоляцию, быть выпрямлены. Возможность повреждения должна быть исключена.

Порядок подготовки к работе

Как сварить металл? Место сварки должно быть очищено до металла, быть сухим. Запрещается производить сварочные работы в сырую погоду, под дождем и при отрицательных температурах воздуха. Не допускайте намокания и электродов.

Как сваривать металл электросваркой?

Сварку проводят при постоянном напряжении или при переменном напряжении. Трансформаторные сварочные аппараты обеспечивают сварку переменным напряжением.

При сварке постоянным током возможны два варианта подключения сварочного аппарата. При подключении плюса к массе, а минуса к электроду (это называется прямой полярностью) металл сильнее нагревается, зона плавления создается глубокой и узкой. Такое включение используется при сварке толстого металла и приводит к экономному расходу электродов. При включении в обратном направлении (обратная полярность) электрод сильнее нагревается и быстрее расходуется, зона плавления широкая и неглубокая. Поэтому обратную полярность используют только при сварке тонких листов металла.

Отличительные особенности инверторов

Как при сварке металла правильно преобразовать переменное напряжение промышленной сети в последовательность импульсов более высокой частоты и затем сформировать ток постоянного напряжения. Благодаря наличию электронной схемы, реализующей эти преобразования, инвертор мало влияет на питание в процессе работы, имеет более плавную регулировку выходного напряжения, отличается небольшим весом и габаритами. Качество полученного инвертора не уступает другому аналогичному оборудованию. Поэтому в последнее время большое распространение получили сварочные инверторы, когда цены на такие устройства снизились. Преимуществом такого устройства является относительная простота его использования при сварке.

Как выбрать инвертор

Важным параметром инвертора является период нагрузки (PV) источника тока. Эта величина, характеризующая КПД инвертора, показывает отношение времени сварки ко времени простоя. Бытовая техника работает не постоянно. Их необходимо периодически охлаждать. Например, рабочий цикл инвертора 30% означает, что после каждых 3 минут сварки вам придется ждать 7 минут, пока источник остынет. Если попытаться продолжить работу без перерыва, агрегат может сгореть. Или сработает защита, и он отключится. Поэтому следует выбирать инвертор с коэффициентом заполнения не менее 60 % и максимальным током не менее 140 – 160 А.

Подготовка к работе с инвертором

Для получения опыта правильной сварки металла инвертором рекомендуется сначала работать с металлом толщиной не менее 2-3 мм и использовать электроды диаметром 3 мм. Лучше купить новые электроды. Старые, несвежие, позаимствованные у других, скорее всего, будут сырыми и непригодными для работы.

Как сварить металл? Если это ваш первый опыт, попробуйте сначала сшить поверхность одного куска металла, не приваривая его к другому куску.

Рассмотрим последовательность работы.

Прежде всего, необходимо подключить электрод к его держателю, а провод заземления к привариваемой детали с помощью клеммы. Другие концы проводов необходимо подключить к выходам инвертора в прямой полярности.

Во-вторых, необходимо включить аппарат и установить его выходные параметры в соответствии с рекомендациями в зависимости от толщины свариваемого материала и выбранного размера электрода.

Технология сварки металлов предусматривает, что для нагрева металла до температуры, необходимой для получения качественного сварного шва, необходимо взять электрод, соответствующий толщине материала. Чем толще последний, тем больший слой металла он может нагреть и тем больший ток необходимо задать на инверторе для образования электрической дуги. При этом, чем больше сила тока, тем быстрее плавится металл и тем быстрее расходуется электрод. Для тонкого слоя металла при большом токе и толстом электроде часто образуются дырки, материал прогорает. При слишком малом токе либо не возникает электрическая дуга, либо при ее возникновении получается некачественный шов, так называемый непрогар.

Третье, на что следует обратить внимание, это образование электрической дуги. Для этого чиркните концом электрода по месту сварки, как спичкой по коробке, не отрывая конец электрода от металла. При возникновении дуги на металле образуется красное пятно. Но это еще не расплавленный металл, а лишь флюс, образовавшийся при плавлении порошковой оболочки электрода. Необходимо дождаться, удерживая конец электрода на расстоянии 1-4 мм от поверхности металла, пока металл в месте дуги не нагреется до образования так называемой сварочной ванны — капли расплавленный металл, характеризующийся ярко-оранжевым цветом и дрожащий от течения тока.

В-четвертых, необходимо сдвинуть конец электрода на один-два миллиметра в сторону выполняемого шва, опять же удерживая его на заданном расстоянии от металла. Снова дождитесь образования капли и так далее, двигаясь по свариваемому шву. При касании электродом поверхности металла создается короткое замыкание, дуга гаснет, инвертор отключает ток. Поэтому при выполнении шва следует стараться выдерживать постоянное расстояние между концом электрода и поверхностью металла, постепенно приближая к ней электрод по мере его горения. Вернее, электрод не выгорает, а плавится, металл в сварочной ванне образуется в основном из металлического стержня электрода. Порошковое покрытие поверхности электрода при расплавлении образует флюс и газы, препятствующие поступлению кислорода из окружающего воздуха к месту сварки и окислению металла, а также способствуют образованию качественного сварного шва.

В процессе сварки электрод рекомендуется держать под углом около 30 градусов от перпендикуляра к свариваемой детали, чтобы образовалась компактная сварочная ванна, и было хорошо видно место сварки. Чем больше электрод наклонен к заготовке в процессе сварки, тем более вытянутым будет пятно нагретой поверхности металла в противоположном направлении и тем дольше будет формироваться сварочная ванна при одной и той же силе тока. Наиболее узкое пятно плавления металла достигается при перпендикулярном расположении электрода к поверхности металла. Но в этом случае сварщику сложно наблюдать за процессом сварки. Поэтому это положение используется только при сварке в труднодоступных местах.

Как сварить металл инвертором?

Потренировавшись делать сварку на простой поверхности, можно приступать к соединению металлических деталей. Процесс аналогичен, разница в том, что свариваемую деталь нужно предварительно зафиксировать в нужном месте струбциной или другим способом, а при появлении сварочной ванны двигать концом электрода не прямо по шву, а зигзагообразными движениями от центра шва по направлению то к одной, то к другой детали, постепенно продвигаясь по шву, соединяя их таким образом.

Главное, успех приходит с опытом. Купив его, вместо того, чтобы пользоваться услугами сторонних специалистов (за достаточно большие деньги), вы сможете научиться делать сварку своими руками. Удачи в учебе и работе!

Сварка по праву считается одной из самых распространенных технологий соединения металлов. Без сварки не обходится ни одно строительство, а сварочный аппарат – незаменимый предмет в арсенале любого домашнего мастера. Сварить калитку, забор, армокаркас, сварить петли, собрать основу для теплицы, вольер для собаки, поставить калитку — везде найдется применение сварке.

Также сварочные работы являются одним из основных технологических элементов. Но с чего начать сварку, а главное – на какие нюансы нужно обратить внимание? В этой статье мы ответим на следующие вопросы:

Как выбрать сварочный аппарат.
На каком токе варить.
Какое оборудование требуется.
Как получить качественные сварные швы.
Как варить разные металлы.

Сварочные работы — необходимый теоретический минимум

Вам необходимо научиться сварке по самой распространенной технологии — ручной дуговой сварке (сокращенно ММА — от английской аббревиатуры «Manual Metal Arc»). Причем варить необходимо с помощью инверторного сварочного аппарата. Почему инвертор? Инверторы вырабатывают постоянный ток с высокой степенью стабилизации. Они легкие, портативные (можно носить, перекинув ремень через плечо). Они позволяют произвести все настройки «под себя» даже начинающему сварщику. Инверторы, в отличие от обычного сварочного трансформатора, хорошо выдерживают перепады напряжения, при работе не «проседают» слабые электрические сети.

Существуют и более совершенные технологии сварки. Например, TIG (сокращение от Tungsten Insert Gas). Это ручная дуговая сварка неплавящимся электродом в среде инертного защитного газа (аргона).

И MIG-MAG (металлический инертный/активный газ). Это ручная дуговая сварка с автоматической подачей плавящегося металлического электрода (присадочной проволоки) в защитной среде инертного/активного газа.

Данные виды сварки в силу высокой цены применяемого оборудования и оснастки и требований к квалификации сварщика больше подходят для профессиональной работы в ремонтных мастерских или на предприятиях. Например, для кузовного ремонта, восстановительных работ, сварки тонких металлических деталей, соединения цветных металлов с повышенными требованиями к качеству шва.

Для большинства работ «на даче» оптимальной является ручная дуговая сварка с использованием инверторного сварочного аппарата.

Но, несмотря на кажущуюся простоту (купил инвертор и вари), есть много нюансов, которые необходимо учитывать, чтобы получить качественный и прочный шов. Начать следует с выбора сварочного аппарата. Как это сделать?

На дачном участке чаще всего приходится сваривать так называемые «черные» металлы. Отсюда: сначала определяемся с типом и толщиной металла, который предполагается сваривать. От этого зависит тип и диаметр сварочного электрода. Диаметр сварочного электрода определяет величину сварочного тока. И только потом, в зависимости от этого значения, выбираем сварочный инвертор.

Зависимость диаметра электрода от толщины металла представлена в следующей таблице.

Чем толще металл, тем больше берется диаметр электрода, и тем больше должен быть ток сварочного аппарата. Каждый электрод (в зависимости от его диаметра) имеет нижний предел тока. Если ток уменьшить ниже этого предела, то качественный сварной шов уже не получить. Для ясности настройки сварочного тока приведены в этой таблице.

В среднем, в зависимости от предполагаемой работы, на каждый 1 мм диаметра электрода требуется сила тока 25-30 ампер.

Перед началом сварочных работ также следует оценить допустимую нагрузку на вашу электрическую сеть.

При токе около 110А потребляемая мощность инвертора составит от 3 до 4 кВт. В обычной электрической сети стоят предохранительные выключатели на 16А, 3,5кВт. Соответственно, при превышении этих значений автомат отключит электричество. Вывод: либо не превышать допустимую мощность, либо, если есть необходимость варить на больших токах, например, электродом 5 мм т.н. «пятерку», поставить более мощный автомат и увеличить сечение проводки.

Для большинства работ при строительстве подходит сварочный аппарат с максимальным сварочным током 140 ампер (лучше взять аппарат с небольшим запасом по току, на 160-165А, а не впритык). Мощности такого инвертора хватит на глаза, чтобы сварить один из самых распространенных электродов диаметром 3 мм — т. н. «тройка».

Следующим фактором, влияющим не только на выбор инвертора, но и на удобство работы с ним, является PV (On Duration). Почему важно обращать внимание на этот показатель? Рабочий цикл определяется как отношение времени работы сварочного аппарата под нагрузкой (чистое время сварки) к общему времени цикла сварки (время сварки + время паузы).

Общее время цикла сварки обычно принимается следующим образом:

По европейскому стандарту — 5 минут при 40°С.
В России — 10 минут при 20°С.

Оптимальное значение PV составляет 60%. Те. работаем 6 минут (при 10-минутном цикле) — отдыхаем 4 минуты. Если ПВ меньше 60%, например, всего 15%, то это значит, что после 1,5 минут работы нужно будет отдохнуть 8-9 минут. Это приведет к простою. Попытка увеличить время непрерывной работы приводит к срабатыванию тепловой защиты устройства.

Если рабочий цикл сварочного аппарата составляет 60% при максимальном токе, то этого более чем достаточно для работы даже при повышенных температурах. На практике сварку в течение этих 6 мин ведут не непрерывно (электрод не так сильно горит), а с перерывами, необходимыми для замены электрода, очистки рабочего шва от шлака и визуального контроля свариваемых деталей.

Сварочное производство

Качественная сварка начинается с подготовки рабочего места и необходимых приспособлений. Лучше всего для этого обзавестись сварочным столом. На него укладывают металлические заготовки и крепежные элементы: хомуты, уголки и т. п., с помощью которых фиксируются свариваемые детали.

Ивен Пользователь FORUMHOUSE

Из личного опыта могу сказать, что при сварке иногда очень нужна плоскость, то есть ровная поверхность, на которую можно что-то приварить. Вы должны быть привязаны к этому плану. Свой первый сварочный стол я сделал из металлического листа 1250х2500х3 мм, высотой 75 см. В качестве ножек использовал профильную трубу 20х40х2 мм.

В качестве столешницы можно использовать любой кусок металла. Например, берем лист 1000х2000х4 – это будет столешница. Из другого листа меньшего размера – 1000х2000х2 мм – делаем среднюю полку.

Самодельный дизайн и изготовление сварочного стола открывает широкие возможности для творчества. Качество сварки во многом определяется удобством работы за столом. Соответственно, многие умельцы делают сварочный стол «под себя».

Продолжайте. Первый помощник любого сварщика – всевозможные струбцины, крепежи и уголки. Без них невозможно закрепить свариваемые детали на столе, соблюдать необходимые допуски и геометрию изделия. Пользователи FORUMHOUSE предпочитают самодельные зажимы, изготавливаемые под каждый конкретный случай сварки, заводским зажимам. Это оправдано при больших объемах работ.

Sergeyb3 Пользователь FORUMHOUSE

Сварочные работы предполагают сварку швеллера, уголка, трубы и т. д. В каждом случае хомут уникален.

Продуманный и качественно сделанный зажим превращается в третью, поистине универсальную «руку» сварщика.

Одной из основных трудностей любого начинающего сварщика является соблюдение прямых углов свариваемых деталей. Нередки случаи, когда тщательно размеченные и вырезанные заготовки (например, прямоугольные) «ведет» после сварки, и она превращается в параллелограмм. Как этого избежать?

Металл сжимается при охлаждении. С какой стороны швов больше, и где они толще, туда поведет металл. Поэтому предварительно свариваемые изделия необходимо временно прихватить, а не варить начисто с каждой стороны. Для фиксации уголков под 90 градусов вместо уголков можно использовать металлические «косынки» или укосины из профильной трубы. Причем укосины свариваются не встык, а внахлест.

Еще одно правило: если уголки и фиксаторы помогают выдерживать прямой угол, то ровность изделия можно обеспечить только сборкой на ровной поверхности. Перед началом сварки необходимо проверить диагонали, если они пропали, вносятся соответствующие коррективы. Квадраты можно использовать для управления прямыми углами.

Также при сварке пространственных конструкций, не несущих повышенной нагрузки — вольера для собаки, каркаса теплицы и т.д. — не стоит увлекаться тотальной сваркой всех мест, т.к. сварной шов выдерживает нагрузку около 40 кг. Чем меньше швов в таких конструкциях (в разумных пределах), тем меньше вероятность того, что после остывания металла их поведет.

Nikola1 Пользователь FORUMHOUSE

Приварил петли на ворота. Сначала прихватил 2 половинки крылышек, проверил легкость открывания — открываются легко. Затем обварила петли непрерывным швом, проверяю легкость раскрытия — открываются плотно. Что я сделал не так?

Это может произойти из-за того, что оси верхнего и нижнего шлейфа не совпали, металл повел, шлейф при сварке перегрелся, его геометрия сбилась.

svar4ik Пользователь FORUMHOUSE

Если после прихватки ворота открылись без проблем, а после сварки нет, значит петли тянут из-за возникновения остаточных сварочных напряжений.

Поступаем с этим так:

сначала привариваем петли к воротам, когда они лежат на сборочном столе;
правильно расположите и захватите все детали;
проложите соответствующие зазоры (около 2 мм) между петлей и стойкой;
петель должно быть по 2 с каждой стороны (а не 3 или 4), так легче соблюдать выравнивание;
для компенсации сварочных деформаций привариваем петли к раме и дверному полотну крест-накрест.

Сварка чугуна

Сварка чугуна считается сложной задачей. Чаще всего электродуговая сварка чугуна осуществляется «горячим» способом. Для этого свариваемые детали предварительно нагревают до 600-650°С. В дачных условиях для сварки не особо ответственных конструкций можно использовать т. н. «холодный» метод сварки – без предварительного нагрева деталей и с использованием специальных электродов.

Клез FORUMHOUSE пользователь

Чугун можно сваривать электродами из нержавеющей стали. Сколько я их варила, ничего не треснуло, не отлетело. «Унками» на «прямой» полярности тоже варится, но если рутил, то сварка трескается по шву.

Подробнее о типах электродов читайте в статье. .

Mictlayotl Пользователь FORUMHOUSE

Чугун свариваю так: место сварки зачищаю, кромки обрезаю и свариваю деталь либо ЦЧ5, либо УОНИИсом. Разницы от смены полярности не увидел. Сварку веду на минимальном токе, периодически охлаждая свариваемые детали на воздухе.

При сварке чугуна «на холодную» нельзя допускать перегрева свариваемых деталей. Поэтому сварку ведут короткими участками, длиной 30-40 мм, без сварки всей детали за раз, с тщательной проковкой полученных швов молотком. Ковка металла снимает остаточное напряжение в металле, что предотвращает появление трещин в сварном шве.

Также важно подготовить деталь перед сваркой – сделать надрез трещины.

makar4ic FORUMHOUSE пользователь

Однажды я уронил на пол чугунный котел. Появилась трещина см 5, казан жалко выбрасывать, решил заварить.

Участник форума сделал это:

нашли конец трещины;
просверлил конец трещины сверлом 4 мм и срезал трещину (скошенную под углом) болгаркой, диск толщиной 3 мм;
проводилась электродом ЦЧ диаметром 3 мм;
Форумчанин зачистил получившийся шов болгаркой с чистящим диском.

Основная проблема сварки чугуна в том, что есть ковкий, серый, высокопрочный чугун. Кроме того, в месте шва увеличивается хрупкость металла. Поэтому каждый случай требует индивидуального подхода.

Если нет специальных электродов, то можно сделать самодельный, намотав медную проволоку диаметром 1,2-2 мм на электрод, предназначенный для сварки стали (УОНИ 13/45, АНО-4) по спирали .

Сварка оцинкованного металла

Тимаквал Пользователь FORUMHOUSE

Решил сварить лестницу из оцинкованных труб. Столкнулся с проблемой — не получается проварить детали с первого раза. Перед сваркой цинк удаляли зачистным кругом. Какие еще есть секреты?

Дашник: пользователь FORUMHOUSE

Оцинкованные трубы — это тот же черный металл, только покрытый цинком. Место сварки следует зачистить до блеска, полностью сняв слой цинка. Место, где цепляется «крокодил», также нужно зачистить и надежно закрепить на трубе.

Важно помнить, что в процессе сварки цинк интенсивно испаряется. Выделяющиеся пары цинка опасны для здоровья. Поэтому сварку оцинкованных изделий необходимо проводить либо в помещении, оборудованном принудительной вентиляцией, либо на открытом воздухе.

Если цинк удалить невозможно, то нужно внимательно отнестись к выбору электродов. Для сварки мягких сталей лучше использовать электроды с рутиловым покрытием. Например:

АНО-4
ОЗС-4

Для сварки низколегированных сталей — электроды с покрытием основного типа:

УОНИ-13/45
УОНИ-13/55
ДСК-50

Готовьте, совершая возвратно-поступательные движения электродом. Это способствует предварительному выгоранию цинка. Если слой цинка на заготовке более 40 мкм, то для получения качественного сварного шва слой цинка необходимо удалить полностью.

Удлинительный кабель для сварочного инвертора

Часто приходится проводить сварочные работы на большом удалении от электросети (например, при сварке забора). Нужен удлинитель метров 30-50, а то и больше. Какой размер проволоки выбрать для нормальной работы сварочного инвертора? Исходя из практического опыта форумчан, можно сделать вывод: для удлинителя берем медный гибкий (многожильный) двухжильный провод. Сечение жилы провода — 2,5 мм2. Если предполагается заземление, то берем трехжильный провод такого же сечения. Подключаем нагрузку к отдельному автомату на 16 или 20А.

И в конце статьи — руководство для начинающего сварщика от FORUMHOUSE:

Начинать обучение приготовлению лучше всего с выполнения шва на горизонтальной поверхности в нижнем положении. Это позволит быстро набить руку и научиться контролировать процесс сварки.
Перед началом сварки металл необходимо очистить от грязи, ржавчины, краски, иначе качественного шва не добиться.
Держите электроды сухими. Состав сердечника должен быть аналогичен составу свариваемого металла.
Выдерживаем наклон электрода при сварке около 45 градусов, расстояние от электрода до металла 2-3 мм.
Электрод можно вести под углом вперед и под углом назад. Если электрод вести назад, проплавление будет глубже. Если угол вперед, то провар будет меньше, а шов шире.

Соединение под сварку встык. Если толщина металла соединяемых заготовок более 5 мм, то перед сваркой на заготовках необходимо снять фаску. Для деталей, сваренных встык, выдерживаем зазор 1-2 мм. Сначала захватываем заготовки с помощью зажимных приспособлений, а уже потом провариваем их по всей длине.

Угловое/тройниковое сварное соединение. Сварочный шов имеет форму треугольника. Для получения качественного сварного шва его толщина должна быть равна толщине свариваемого металла. Если невозможно проварить шов необходимой толщины за один проход (металл толстый), делаем несколько проходов.

Сварка вертикального шва. При таком типе подключения устанавливается меньший ток (подбирается индивидуально), чем, например, при сварке горизонтально. В противном случае металл будет сильно нагреваться и течь, и качественного шва не получится. Электрод лучше вести снизу вверх, т.к. в этом случае расплавленный металл удерживается уже застывшим снизу металлом.

Сварка на прямой и обратной полярности.

Прямая полярность: к «+» заземление подключено к инвертору. Держатель подключен к «-».

Обратная полярность: земля подключена к «-«. Держак — на «+».

. Вы можете, перейдя по этой ссылке.

По каким критериям выбирать сварочный аппарат, рассказывается в этом видео. Обо всех преимуществах работы со сварочным инвертором вы можете узнать из этого видео.

Практически каждый человек сталкивался с ситуацией, когда необходимо было сварить какую-то металлическую деталь. Чаще всего это происходит во время строительных работ. Прекрасно, если этим процессом владеет мужчина, но иногда приходится обращаться к профессионалам своего дела. Но научиться сварке можно и самостоятельно. Новички обычно начинают с изучения швов. Сложная работа должна начинаться только тогда, когда домашний мастер научится правильно сваривать сваркой электродами.

Основные понятия

Сварка на сегодняшний день является самым надежным соединением металлов, так как при ней материалы сплавляются в одно целое. Процедура проходит под воздействием высоких температур. В большинстве сварочных аппаратов для работы используется электрическая дуга.

Принцип его работы : он нагревает металл на определенном небольшом участке до точки плавления. Это называется электродуговой сваркой.

При образовании электрической дуги может использоваться как постоянный, так и переменный ток. Для переменного используются трансформаторы, для постоянного – инверторы.

С инверторами работать проще, т. к. они работают от сети 220 В. Отличаются небольшими размерами и массой, около 4-8 кг. Они почти не шумят и не влияют на напряжение.

С трансформаторами работать намного сложнее, потому что ток переменный, он влияет на скачки напряжения, чему обычно не очень рады соседи и бытовая техника. Аппарат большой и тяжелый.

Таким образом становится очевидно, что для новичков больше подходит сварочный инвертор .

Необходимые инструменты

Сварка требует набора инструментов и специальной защиты. Это непосредственно сам сварочный аппарат, электроды, молоток и щетка. Диаметр электродов зависит от обрабатываемого материала.

Не забывайте про защиту . Для защиты глаз требуется сварочная маска, а также плотная одежда, замшевые перчатки и крепкая обувь. Еще одним полезным устройством, преобразующим переменный ток в постоянный, является выпрямитель, инвертор или трансформатор.

Технология работы

Для возникновения электрической дуги необходимы токопроводящие элементы: в данном случае это металл и электрод. При соприкосновении металла и электрода возникает электрическая дуга. Там же сразу начинает плавиться металл, одновременно с ним плавится электрод, который переносится в сварочную ванну.

Защитная поверхность электрода при этом также сгорает, при этом частично испаряется и выделяется некоторое количество газов. Эти газы создают завесу и защищают металл от окисления. Также металл покрыт шлаком, который помогает металлу поддерживать температуру.

Образование шва происходит при перемещении электрода, в чем и заключается весь секрет сварки. Еще надо следить за углом наклона и текущими параметрами . После остывания металла на нем остается шлаковая корка, предохраняющая металл от окисления. Затем шлак отбивают молотком.

Как научиться готовить

На первых порах необходимо выполнять сварочные работы под наблюдением опытного сварщика, он покажет, как научиться сваривать сваркой, даст совет и поможет в случае возникновения проблем. Можно потренироваться на куске металла.

Для начинающих сварщиков больше всего подходит электрод 3 мм . Он стоит немного дороже, но с ним легче работать. Позже, по мере накопления опыта, можно будет переходить к другим вариантам. Зафиксировать его можно в специальном держателе, который может быть пружинным и винтовым и крепится к одному из тросов. После закрепления электрода можно приступать к подключению кабелей.

На сварочном аппарате имеется два выхода : положительный и отрицательный. Также есть два кабеля, один из них заканчивается держателем, куда вставляется электрод, другой – специальным зажимом.

Для обычных видов сварки подключается прямая полярность: минус идет на электрод, плюс на деталь. Но в некоторых работах используется обратная полярность.

Процесс электросварки

После подготовки всех деталей и приспособлений можно приступать к работе. В первую очередь крепится трос с зажимом. Затем нужно проверить другой кабель на изоляцию и надежность фиксации электрода. Затем на сварочном аппарате устанавливается мощность тока в зависимости от диаметра выбранного электрода.

Зажигается электрическая дуга. Для этого нужно немного прикоснуться электродом к металлу , должны брызнуть искры. После первого контакта электрод касается металла и поднимается на высоту 5 мм.

Высота 5 мм должна сохраняться на протяжении всей операции. В процессе электрод должен сгореть и его нужно будет поменять . Также он может периодически прилипать к металлу, в этом случае его необходимо слегка покачивать.

После зажигания дуги можно приступать к сварке валика. Делается это легкими колебательными движениями, плавно перемещая электрод. В результате операции должен получиться шов с небольшим отложением металла.

Движение электрода может происходить в трех направлениях :

Трансляционное.
Поперечный.
Продольный.

Во время работы можно накладывать один вариант на другой. Каждый мастер предпочитает работать в своем направлении. Ведь главная задача – надежно соединить металлы, а как это произойдет, не столь важно.

Некоторые нюансы

Недостаточно просто провести электродом по металлу. Нужно знать некоторые нюансы сварки и как правильно сваривать определенный металл. Один из них заключается в том, что шов «стягивает» ту часть, которая может их вести. И в итоге результат будет не тот, на который рассчитывал мастер. Чаще всего этой проблемы можно избежать, прихватив деталь в нескольких местах, примерно через каждые 10 см. Делается это с двух сторон, после чего начинается основная работа.

Как правильно выбрать ток

Кроме скрепления металла перед сваркой, нужно знать, какое значение тока выставлять в тех или иных ситуациях. Все зависит от толщины обрабатываемого металла и диаметра электрода.

Но иногда напряжение может резко упасть, инвертор не сможет самостоятельно отреагировать на эту ситуацию. В этом случае нужно просто замедлить движение электрода, добиваясь прогрева. Также может помочь повторная проводка электрода по швам. Если это не поможет, вы можете поставить электрод меньшего диаметра .

Сварка труб

При электродуговой сварке можно выполнять горизонтальный шов, идущий по окружности трубы, и вертикальный, идущий сбоку, а также верхний и нижний швы. Самый удобный вариант – нижний шов.

Трубы стальные необходимо сваривать встык, при этом сваривать все кромки по высоте стен. Во время работы электрод необходимо устанавливать под углом 45 градусов – это делается для того, чтобы уменьшить наплывы внутрь продуктов. Ширина шва должна быть 2-3 мм, высота — 6-8 мм. Если сварка идет внахлест, то необходимая ширина уже 6-8 мм, а высота 3 мм.

Непосредственно перед началом работы необходимо провести подготовку :

Вам нужно почистить предмет.
Если края трубы деформированы, то выровняйте их или отрежьте с помощью УШМ, либо на простой болгарке.
Края, где будет проходить шов, необходимо зачистить до блеска.

После подготовки можно приступать к работе. Необходима сварка всех стыков сплошной сплошной сваркой . Соединения труб шириной до 6 мм сваривают в 2 слоя, шириной 6–12 мм в 3 слоя и с шириной стенки более 19 мм.мм в 4 слоя. Главной особенностью является постоянная очистка труб от шлака, т.е. после каждого выполненного слоя необходимо очищать его от шлака и только потом варить новый. Особую осторожность нужно соблюдать при работе над первым швом, необходимо оплавить все тупости и края. Первый слой тщательно проверяют на наличие трещин, если они есть, то их необходимо оплавить или спилить и снова приварить.

Все последующие слои свариваются медленным поворотом трубы. Последний слой наваривается с плавным переходом к основному металлу.

Ошибки начинающих сварщиков

Чтобы научиться варить электросваркой, нужно учитывать типичные ошибки новичков :

Все вышеперечисленные ошибки являются лишь самыми грубыми. Есть еще много нюансов, которые можно понять только с опытом.

При сварке тонкостенного металла или профиля требуется тщательный подход . Тонкие детали можно сваривать, применяя очищенный электрод и приваривая непосредственно поверх него.

Сварка цветных металлов разительно отличается, так как требует других электродов. Также необходима специальная защитная среда. Сейчас можно купить универсальные устройства, которые варят практически любой металл.

Существуют также полуавтоматы для работы с тонкостенными металлами. Суть его заключается в нанесении специальной проволоки.

Электросварка для начинающих – непростая задача. Но при достаточном желании его можно освоить. Нужно лишь соблюдать основные правила и прислушиваться к советам более опытных мастеров. В результате можно будет переходить к сложным заданиям, оттачивая свои навыки.

Какие электроды лучше для сварки труб. Электроды для сварки отопительных и водопроводных труб. Расшифровка буквенной маркировки электродов

Большинство профессиональных и домашних сварщиков рано или поздно сталкиваются с необходимостью. Неудивительно! Это один из самых распространенных видов сварки. Но для сварки труб характерны повышенные требования к качеству и герметичности швов, особенно для узлов газо- и водоснабжения. Для этих целей используются специальные электроды.

Электроды для сварки трубопроводов разработаны с учетом всех особенностей будущей эксплуатации труб. прочны и долговечны, выдерживают максимальную температурную нагрузку. Такие электроды имеют особый состав, благодаря которому обеспечивают хорошее качество сварных соединений. У начинающих сварщиков обычно возникает много вопросов на эту тему. Как правильно выбрать электроды? Какими прутьями сваривать трубу НКТ? Какие электроды лучше для сварки труб? На эти и многие другие вопросы мы постараемся ответить в этой статье.

Как варить трубу, если по ней планируется провести магистральный газопровод? Мы рекомендуем электроды марки ОК-46, ЛБ-52 или УОНИ-13/55 (эти же электроды можно использовать для сварки труб НКТ). Все перечисленные марки имеют подходящий состав, их можно изготовить с использованием марганца, фосфора, серы или кремния. А электроды ОК-46 с вообще считаются универсальными. По нашему опыту, они особенно подходят для сварки деталей с большим зазором.

Также на рынке присутствует марка ЛБ 52У с базовым покрытием. Остановимся на нем подробнее. Такие электроды содержат небольшое количество водорода, поэтому шов получается очень качественным. В то же время он стабилен, легко воспламеняется и полностью вываривает металл.

Если необходимо сваривать особо ответственные узлы (например, поворотные), при этом труба выполнена из углеродистой или низколегированной стали, то рекомендуем электроды для сварки труб марки МТГ-01К. Дуга горит стабильно, шлак удаляется легко и быстро, при этом разбрызгивание металла незначительно.

Электроды для труб отопления

Если вам необходимо качественно сварить трубы отопления, то рекомендуем электроды следующих марок: Э42А, УОНИ 13/45 (диаметр 3 мм). Эти стержни имеют толстое покрытие, что позволяет легко сваривать углеродистую сталь. Также для сварки труб отопления марок Э-09Х1МФ и ЦЛ-20 подходят. Они предназначены для формирования прочного шва при сварке жаропрочных сталей. Эти стержни также имеют довольно толстое покрытие. Если вам нужно сварить нержавеющую, углеродистую или легированную сталь, то используйте ЦЛ-9 с основным покрытием. В таких стержнях мало водорода, и мы уже знаем, что это гарантирует отличное качество сварки.

Если планируется сварка труб, в которых будет непрерывная подача горячей воды и может быть повышенное давление, то используйте электроды для труб марки МП-3. Эти же стержни можно использовать для сварки труб НКТ. Электроды этой марки имеют и изготавливаются из специальной проволоки. Производители предлагают диаметр от 3 до 5 мм. При работе с этим сплавом наклоните электрод в сторону отложения и используйте короткую дугу. Тогда он будет максимально плотным.

Очень важно правильно установить ток. Чем меньше толщина металла и диаметр электрода, тем меньше значение напряжения. Если напряжение установлено слишком низким, металл может не закипеть. И наоборот: если установить слишком большое значение тока, то деталь может деформироваться. Поэтому обращайте внимание на толщину металла и размеры электрода.

Электроды сантехнические

Для сварки водопроводных труб рекомендуем следующие марки: МН-5, МНЖ5 (для), НЖ-13 (для труб из) и МНЧ-2 (для сварки труб). Если предстоит домашняя сварка инвертором, а трубы из черного металла, то можно использовать марку МП-3с. Им можно качественно сварить даже трубу диаметром 32 на 2,8 мм на слабом токе.

Если вам нужно это сделать, то используйте электроды MNC-2. ЦЧ-4 подходит для холодной и горячей сварки, но учтите, что его можно использовать только в нижнем положении. Кстати, при выборе электродов обратите внимание на наличие покрытия. Обязательно покупайте стержни с покрытием, так как оно защитит зону сварки от негативного воздействия кислорода. Мы рекомендуем электроды для сварки труб с толстым покрытием.

Если у вас какой-то конкретный вид работ, то проконсультируйтесь с продавцом в магазине. Внимательно читайте информацию на упаковках. Для большинства работ подходят трубчатые электроды таких производителей, как УОНИ, ОЗС, АНО, КОБЕЛКО, ЭСАБ. Среди отечественных производителей также рекомендуем электроды Уральского и Каменского заводов.

Где бы вы ни жили, в своем доме или в квартире, вам наверняка приходилось сталкиваться с необходимостью сварки металлических труб для отопления или водопровода.

При сварке таких труб, наверное, надо было сильно постараться, ведь это были ответственные сварные швы. Чтобы сварка получилась качественной, вы наверняка использовали специальные электроды для сварки труб.

С трубами, которые впоследствии будут подвергаться высокому давлению, ситуация иная. , потому что при такой сварке швы должны быть максимально прочными, то есть способными выдерживать большие нагрузки. Однако для того, чтобы сварочный шов получился качественным и прочным, одного вашего мастерства недостаточно.

Для этого нужен не только опыт. Да, вам нужны подходящие электроды, которые благодаря своей особой структуре смогут сделать нужный вам сварочный шов. Один из самых популярных электродов, применяемых при строительстве газопроводов, нефтепроводов и других ответственных систем , это электроды ESAB с одноименным названием «ESAB».

Электроды ESAB – одни из самых популярных электродов , которые применяются при сварке различных марок стали, а также при сварке трубных конструкций. Для сварки трубопроводов лучше всего подходят ESAB OK 53.70 и OK 74.70 .

Предназначены специально для полного проплавления корня шва, и если корень шва идеально заварен, то это значит, что дальнейшая сварка будет успешной. Они также используются в качестве наполнителя, а также для сварки облицовочного слоя, который будет виден людям. Широкий ассортимент электродов ЭСАБ позволяет выбрать лучшие электроды для сварки ответственных трубопроводов.

Кроме электродов данного типа, для сварки трубопроводов под давлением иногда применяют электроды МП-3. Они во многом похожи на электроды ESAB OK, но имеют ряд недостатков. Например, у них больше металлических брызг, чем у электродов ОК 53.70 или ОК 74.70.

Если начинающий сварщик решит сваривать трубопроводы электродами ЭСАБ или МП-3, то он на правильном пути, ведь высокое качество электродов обеих марок поможет ему быстро научиться сварке, ведь с их помощью сварка будет проходить быстро и комфортно.

Однако лучше следовать советам профессиональных сварщиков и использовать электроды ESAB. Конечно, никто не говорит, что электроды МП-3 плохие, но тем не менее многие профессионалы выбирают ЭСАБ. Скорее всего, почти все сварщики знают, что опыт профессионалов бесценен, поэтому к нему нужно прислушиваться.

Несмотря ни на что, покупайте электроды и используйте их по прямому назначению, только помните, что качественная сварка трубопровода под давлением возможно только с этими электродами.

Качество получаемого шва существенно зависит от того, насколько правильно подобраны электроды для сварки труб. К сожалению, многие сварщики недооценивают важность их выбора.

Электроды сварочные представляют собой стержни, подающие ток к месту, где должен быть выполнен шов.

Разновидности электродов, применяемых для сварки труб

В настоящее время существует довольно много разновидностей электродов, различающихся по назначению, покрытию и способу изготовления.

Самое главное отличие в том, что электрод может быть плавящимся или неплавящимся.

Этот параметр зависит от материала, из которого изготовлен электрод, и способа дальнейшей обработки. Для изготовления неплавящихся электродов применяют вольфрам, графит и электротехнический уголь. Плавящиеся электроды для сварки трубопроводов изготавливаются из сварочной проволоки с покрытием для защиты, стабилизации и придания требуемых магнитных свойств.

Покрытия не допускают попадания воздуха на электродный металл, что придает сварочной дуге стабильность горения, а это, в свою очередь, способствует получению более качественного и равномерного шва. Покрытие на электрод наносится прессованием или погружением в расплавленный материал.

Преимущества и недостатки расходуемых электродов

Расходуемые электроды имеют следующие преимущества:

Конечно, эти электроды имеют и определенные недостатки, к которым относятся:

Большое излучение электрической дуги.
Ограничения текущих параметров.
Значительное разбрызгивание металла.

При работе следует учитывать эти недостатки. Производители электродов стремятся усовершенствовать свою продукцию, чтобы свести к минимуму влияние этих негативных факторов.

Расшифровка буквенной маркировки электродов

Согласно ГОСТ 9466-75 плавящиеся электроды имеют ряд буквенных обозначений, указывающих на их параметры. Первый показывает назначение – для каких групп сталей можно использовать электрод.

Электроды, предназначенные для сварки низколегированных и углеродистых сталей, обозначают буквой У, легированных — Л, высоколегированных — Б. Также для выбора электрода имеет значение предел прочности стали. Указывается в кгс/мм².

Толщина покрытия электрода также обозначается буквами. Тонкий слой покрытия имеет маркировку М, средний – С, а еще более толстые – D и G.

Тип покрытия указывается следующим образом:

А кисл.
B является базовым.
С — целлюлоза.
Р — рутил.
П — прочее.

Покрытие можно маркировать сразу двумя буквами.

Особенности сварных соединений труб и трубопроводов

Достаточно важным параметром электродов является диаметр. Электроды для сварки стыков труб выбирают в зависимости от толщины стенки самой трубы.

Соответственно, чем толще свариваемая труба, тем больше должен быть диаметр электрода.

Для получения качественного шва поверхность свариваемой трубы необходимо тщательно очистить от ржавчины, грязи или земли. Наличие вмятин или деформаций другого рода может значительно усложнить сварочные работы или сделать их вовсе невозможными.

Сварка стыков должна производиться непрерывно, без простоев и перерывов. Чтобы шов был прочным, сварку необходимо проводить не менее чем в два слоя. Следующий слой можно наносить только тогда, когда предыдущий очищен и полностью подготовлен.

Проанализировав весь представленный материал, можно прийти к выводу, какими электродами сваривать трубы. Только при правильном их выборе и соблюдении всех требований к техническому процессу можно с большой вероятностью получить качественный результат от сварочных работ.

Применение сварочного оборудования для соединения элементов требует владения определенными навыками и умениями. Для выполнения этой процедуры важно учитывать различные нюансы и параметры. Особое внимание уделяется выбору материала для каждого отдельного случая. Именно электроды влияют на режим сварки, размер шва и его свойства. Однако наиболее важное влияние на прочность сустава они оказывают.

При выполнении любого соединения следует учитывать особенности материала, так как каждый вид электрода для сварки труб имеет свои индивидуальные особенности. Это означает, что каждое конкретное соединение осуществляется определенными электродами. Значит, нужно изучить все разновидности, чтобы определить их актуальность для того или иного процесса.

Параметры сварки электродов для труб

Основным преимуществом рутил-кислотных электродов для сварки трубопроводов является удаление шлака при узком стыке элементов.

Рутиловое покрытие образует шов с привлекательным внешним видом, хорошо удаляет шлаки, быстро воспламеняется при повторном использовании. Применение — создание угловых соединений и прихваток.
Рутил + основное покрытие позволяет получить корневые соединения. Применяются в основном на трубопроводах, элементы которых имеют размер среднего и малого диаметра.
Электроды с покрытием из рутиловой целлюлозы считаются универсальным решением для сварки элементов с толстым покрытием.
Целлюлозное покрытие позволяет выполнять кольцевые швы при соединении труб с большим показателем диаметра. Это лучшие электроды для сварки труб.
Основные электроды используются при любой стыковке, вне зависимости от положения шва. Так же выполняют сварку несъемных стыков труб, что очень удобно. Хотя шов от такой сварки имеет менее привлекательный вид, риск появления трещин в сварном шве снижается. Наибольший эффект от применения таких электродов можно получить при соединении элементов с толстыми стенками и плохими сварочными свойствами. Также эффективно использовать основные электроды при соединении прочной стали.

Свойства материала

Металл сварного шва должен иметь такую же ударную вязкость и прочность, как и основной металл. Поэтому необходимо изучить марку электродов для сварки труб, которая должна соответствовать стандарту DIN EN 499. Этот документ регламентирует предел прочности, предел текучести и ударную вязкость металла шва.

Например, электроды с обозначением Е 46 3 В 4 2 Н5 имеют следующие параметры:

Буква Е обозначает электроды, предназначенные для ручной сварки. Можно использовать такие электроды для сварки водопроводных труб.
Далее идет показатель предела текучести, минимальным пределом считается 460 Н/мм 2 .
Следующее обозначение — температура, способствующая развитию трещины, -30 0 С.
Б – означает тип покрытия, в данном случае – основное.
Следующее число — приложенный ток. 4 — сварка постоянным током.
Далее идет обозначение направления шва. 2 — любая, кроме вертикальной.
Последнее обозначение – это количество водорода, которое может содержать наплавленный металл. H5 означает 5 мл/100 г.

Диаметр сечения

Диаметр электродов для трубопроводов имеет большое значение. Эта величина влияет на расход присадочного материала и свойства сварных швов.

Номинальный диаметр – это толщина прутка без покрытия. Толщина покрытия для каждого типа электродов разная, регламентируется ГОСТ 9466-75.

Охват определяется отношением полного диаметра электрода к диаметру стержня:

Тонкое покрытие считается равным или меньше 1,2.
Средний охват определяется как равный или менее 1,45.
При равном соотношении диаметров или менее 1,8 — толстое покрытие.
Если отношение диаметров больше 1,8. Это покрытие будет особенно толстым.

Стоит отметить, что импортная продукция также должна соответствовать этим правилам. Однако редко можно отметить соответствие их диаметров российским стандартам.

Расчетная мощность электрода

В зависимости от диаметра определяются основные возможности электродов:

При работе с электродами диаметром 8-12 мм сила тока не должна превышать 450 А, толщина свариваемый материал может быть выше 8 мм. Длина таких электродов 35-45 см. Основное применение – промышленное оборудование с высокой производительностью.
Электроды диаметром 6 мм позволяют работать с любыми видами стали при силе тока 230-370 А, толщина свариваемого материала от 4 до 15 мм. Используется в профессиональных целях.
Для сварки изделий из легированной и малоуглеродистой стали подходят электроды диаметром от 1,5 до 3 мм. При этом соединяемые материалы могут иметь толщину в пределах 1-5 мм. Используя материал диаметром 2-5 мм, можно решить вопрос, какие электроды лучше подходят для сварки труб отопления.

Стоит отметить, что для каждого типа электрода определяется своя сила тока.

Перед началом работ стоит определиться, какими электродами сваривать трубы. Правильно подобранный материал для сварки позволяет сделать качественный и прочный шов.

При соединении труб чаще всего применяют сварку. Сегодня в продаже можно найти большой выбор сварочных аппаратов, как бытовых, так и промышленных, поэтому многие домовладельцы берутся за сварочные работы самостоятельно.

При этом у новичков естественно возникают вопросы: как правильно сварить трубы, как подобрать электроды, как подготовить поверхности к сварке и проверить качество швов. Попробуем разобраться в этих проблемах.

Сегодня в строительстве используется множество различных методов сварки.

Итак, по способу соединения металла сварка подразделяется на:

Термическая , к которой относятся все способы сварки плавлением.
термомеханическая , включающая стыковую контактную сварку, а также процесс сварки с использованием магнитоуправляемой дуги.
Механический , включающий методы сварки трением и взрывом.

На предприятиях и при строительстве трубопроводов в большинстве случаев применяются автоматические и полуавтоматические способы сварки. В частном строительстве широко применяется метод ручной дуговой сварки.

Подготовительные работы

Прежде чем приступить к выполнению сварных соединений, необходимо подготовить поверхности труб и правильно подобрать материалы для работы.

Выбор электродов

Для выполнения ручной дуговой сварки в качестве расходных материалов используются электроды. Этот материал выпускается в огромном ассортименте, поэтому вопрос, какими электродами сваривать трубы, крайне важен.

Все разнообразие выпускаемых электродов можно разделить на две группы:

плавящиеся базовые электроды;
Электроды неплавящиеся.

Эта классификация осуществляется путем оценки материала, который используется для изготовления сердцевины электродов. Так, плавящиеся электроды изготавливают из сварочной проволоки различной толщины и состава. Сердечник неплавящихся электродов изготавливается из вольфрама, графита или электротехнического угля.

Кроме того, классификация электродов проводится по оценке их покрытия.

Каждый вид покрытия предназначен для решения конкретных задач, поэтому крайне важно учитывать это обстоятельство при выборе.

Электроды с целлюлозным покрытием (марка С) применяются для выполнения кольцевых и вертикальных швов на трубах большого диаметра.
Электроды с рутиловым покрытием (марка РА) отличаются особой структурой шлака, образующегося при сварке, который легко удаляется по окончании работы.
Электроды с рутиловым покрытием (марки Р, РР) отличаются легким повторным возгоранием, хорошей степенью шлакоотдачи и позволяют создавать швы с товарной внешней поверхностью. Их используют для постановки прихваток, а также для создания угловых швов и сварки наружных слоев швов, которые должны иметь красивый внешний вид.
Электроды с рутиловым покрытием (марка RC) рекомендуются для швов в любом направлении, в том числе в самом сложном случае — когда вертикальный шов формируется сверху вниз.
Электроды с основным покрытием (марка B) позволяют создавать соединения с превосходными вязкостными характеристиками и минимальной вероятностью растрескивания.
Эти электроды рекомендуются для сварки труб с большой толщиной стенки, а также в случаях, когда необходимо сохранить высокую вязкость шва, например, для создания трубопроводов, которые будут эксплуатироваться при низких температурах.

Подготовка поверхности труб

Перед сваркой труб необходимо подготовить их кромки, то есть поверхности, которые будут задействованы в процессе сварки.

Трубы должны быть проверены на соответствие требованиям, заложенным в проекте трубопровода. Основные условия: соответствие размеров, наличие сертификата, отсутствие деформации (эллиптичности), отсутствие разницы в толщине труб, соответствие химического состава металла труб и их механических свойств требованиям ГОСТ.
При подготовке стыков их очищают от грязи, масла и следов ржавчины, проверяют перпендикулярность плоскости торца оси трубы, измеряют угол раскрытия кромки и величину притупления.

Угол раскрытия кромок для создания хорошего шва должен быть равен 60-70 градусов. Величина притупления, как правило, составляет 2-2,5 мм.

При несовпадении формы скоса кромок труб их обрабатывают с помощью фасок, триммеров или шлифовальных машин.
Для подготовки труб большого диаметра применяют фрезерные станки или применяют термические методы подготовки, например, газокислотную или воздушно-плазменную резку.

Сварка

Рассмотрим, как правильно варить трубки.

Установка прихваток

Прихватки являются неотъемлемой частью сварного шва, они выполняются с использованием того же типа электродов, что и для основной сварки.
При выполнении сварки, имеющей диаметр до 300 мм, выполняют четыре прихватки, располагая их равномерно по окружности. Каждая прихватка должна быть высотой 3-4 мм и длиной 50 мм.
При сварке труб большего диаметра прихватки ставят через каждые 250-300 мм.

При сборке трубопроводов следует стремиться к тому, чтобы максимальное количество соединений выполнялось в поворотном положении. Трубы с толщиной стенки до 12 мм соединяют сваркой в три слоя. Рассмотрим, как правильно сварить трубу в поворотном положении.

Вращательная сварка

Первый сварочный слой выполняется высотой 3-4 мм, для этого используются электроды диаметром от 2 до 4 мм. Второй слой создается с помощью электродов большего диаметра.

Работа выполняется следующим образом:

Соединение разделено на четыре сектора.
Сначала привариваются первый и второй секторы, расположенные в верхней полусфере трубы.
После этого трубу выворачивают и сваривают оставшиеся два сектора.
Далее трубу снова поворачивают и делают второй слой шва на первых двух секторах.
Работу завершают выполнением второго слоя шва в третьем и четвертом секторах, предварительно перевернув трубу.

Третий слой шва накладывается в одном направлении при вращении трубы.

При сварке труб диаметром до 200 мм можно не выполнять деление на сектора, выполняя все слои шва в одном направлении при вращении трубы.

Сварка пластиковых труб

В частном строительстве металлические трубы сегодня применяют редко, предпочитая работу с пластиком.

Поэтому вопрос, как варить пластиковые трубы, интересует многих домашних мастеров.

Для этого используются специальные сварочные аппараты.

При проектировании трубопровода из полипропиленовых труб следует учитывать, что такие трубы могут несколько вытягиваться при нагреве.

Нагревательные форсунки закреплены в устройстве.

Требуемая температура 250-270 градусов.

Далее измеряются отрезки труб размера, указанного в проекте, и производится их резка. Края деталей рекомендуется затачивать под небольшим углом.
Маркером на трубе отмечается длина соединения с фитингом так, чтобы конец трубы не упирался в него.
Свариваемые поверхности труб необходимо обезжирить.
Фитинг прогревается чуть дольше трубы, поэтому обрабатывается в первую очередь. Затем на нагретую насадку надевается труба.
После прогрева (время зависит от характеристик используемого устройства) детали снимаются с насадки и фиксируются плавным движением без проворачивания. Шов следует зафиксировать, пока он не остынет.

Таким образом можно получить надежные соединения с использованием пластиковых труб — как сваривать такие детали описано выше, однако при выполнении работ следует учитывать следующее:

внимательно отнестись к выбору сырья, а именно приобрести качественные трубы и фитинги.
Нельзя забывать о необходимости механической обработки стыкуемых кромок, так как иначе невозможно получить качественное соединение. Конец трубы после обрезки необходимо зачистить с помощью триммеров, шейверов или напильников с мелкой насечкой.

выводы

Выполнение стыков труб при строительстве трубопроводов является ответственной работой, от качества которой зависит надежность строящихся сетей. Поэтому вне зависимости от материала применяемых труб сварка должна производиться в строгом соответствии с требованиями СНиП.

современные технологии Как сделать электроды своими руками

Основными расходными материалами для ручной дуговой сварки являются сварочные электроды. Их наличие необходимо каждому мастеру, иначе просто не из чего будет готовить.

Наверное, назвать этот товар дефицитным нельзя — сегодня выбор этих материалов огромен, есть изделия для комбинирования разных металлов. Стоимость некоторых видов колеблется в разумных пределах из-за высокой конкуренции на рынке.

Сварочный электрод можно сделать своими руками в целях эксперимента, или в экстремальных условиях. Нужно понимать, что для изготовления вам понадобится различное сырье, которого может не быть на ферме.

Расходные материалы

Для изготовления самодельных электродов потребуются:

связующее в виде жидкого стекла;
известняк или мел;
низкоуглеродистая проволока подходящего диаметра;
валик или кисть.

«Жидкое стекло» со своим устрашающим названием — довольно распространенный товар и продается практически в каждом хозяйственном магазине.

Процесс изготовления – пошаговая инструкция

Итак, с материалами определились и можно приступать к изготовлению электродов своими руками.

1. Прежде всего нам нужно измельчить мел в порошок. Можно сделать это тяжелым металлическим предметом, но лучше использовать блендер. Так частицы будут иметь однородную структуру и иметь мелкую фракцию.

2. Берем стальную проволоку и нарезаем ее на стержни. Можно ориентироваться на заводские размеры и делать стержни длиной 250 мм.

3. Следующим шагом является покрытие стальных стержней жидким стеклом.

4. Рассыпьте измельченный мел на ровной поверхности. По этой поверхности раскатывают стальной стержень, покрытый жидким стеклом, равномерно распределяя частицы мела по телу стальной заготовки.

5. Дожидаемся пока высохнет электрод, проверяем кристаллизацию жидкого стекла и ставим отжигать в печь при 100°С на полчаса.

Сварочные характеристики такого электрода будут низкими, он будет давать много искр, трудно прожигать и прилипать. Но при выборе правильных режимов сварки и необходимой подготовки можно добиться хороших результатов на свариваемой поверхности. Поделитесь своими технологиями изготовления электродов или других расходных материалов для сварки.

Углерод в чугуне затрудняет сварку. При неправильном подходе в месте соединения могут появиться глубокие поры и трещины, да и вообще свариваемую заготовку можно легко повредить.

По этой причине к сварке чугуна предъявляются особые требования, одним из которых является использование электродов соответствующего типа. Чугунные электроды различаются по материалам изготовления. Они могут быть изготовлены из чугунных стержней, стальной проволоки, меди с ее сплавами.

В этой статье на сайте о ММА сваркеmmasvarka.ru будет рассказано о том, какие виды электродов для чугуна существуют, и можно ли их изготовить своими руками, так сказать, в домашних условиях.

Типы электродов для сварки чугуна

Для сварки изделий из чугуна применяют специальные виды электродов. Если за основу их изготовления была взята стальная проволока, то электроды для чугуна маркируются следующим образом – СВ-08 А и СВ-08. Существуют также так называемые универсальные виды электродов для чугуна.

ЦЧ-4 — электродами этой марки можно получить ровное и прочное сварочное соединение на чугуне и изделиях из него. Электроды ЦЧ-4 применимы для сварки практически при любой температуре.

ЭМЧС — для их изготовления используется низкоуглеродистая проволока, на которую при изготовлении электродов ЭМСЭ наносится трехслойное покрытие. Благодаря этому при горении электрода образуется газозащитный слой, предохраняющий сварной шов от образования пузырьков воздуха и окисления.

Электроды Ficast NiFe K — специальный тип электродов для сварки чугуна и стали между собой. Представляют собой железоникелевые прутки для качественной сварки чугуна со сталью.

МНЧ-1 — электроды этой серии изготовлены из дорогого сплава, в состав которого входят: медь, никель и монель-металл. Благодаря применению этих электродов для чугуна шов легко поддается дальнейшей обработке, на нем не образуются поры и трещины.

Как сделать электроды для чугуна своими руками

Стоимость электродов для сварки чугуна достаточно высока, и сегодня достаточно сложно найти качественные расходные материалы для работы с чугуном и изделиями из него. Поэтому многие опытные сварщики прибегают к одной хитрости, делают электроды для чугуна самостоятельно.

Для их изготовления потребуется медная проволока до 2 мм, и самые обычные электроды для сварки, например, те же УОНИ, АНО-4 или УОНИ 13/45 … Процесс переделки обычных электродов для сварки чугуна очень просто. Чтобы сделать электроды на чугуне своими руками, на обычные электроды потребуется намотать медную проволоку. Таким образом, обычными электродами можно будет варить чугун.

Не менее популярный способ изготовления электродов для чугуна и с использованием следующих компонентов:

Жидкое стекло;
Прутки медные диаметром до 5 мм;
Покрытие металлическим порошком и дробленым электродом.

Процесс изготовления самодельных электродов для сварки чугуна с использованием данных комплектующих выглядит следующим образом:

Медные стержни нарезаются на необходимую длину, после чего тщательно зачищаются мелкой наждачной бумагой и обезжириваются;
Берется предварительно приготовленная и тщательно измельченная электродная паста, которую смешивают с мелкими металлическими опилками (пропорции: один к одному). После этого в полученную смесь добавляют около 30 % жидкого стекла;

Далее берутся нарезанные медные стержни и несколько раз погружаются в самодельную электродную пасту до тех пор, пока их покрытие не станет толщиной примерно 2 мм;
Затем электроды сушат;
И обязательно перед сваркой чугуна самодельные электроды прокаливают в электропечи. Температура обжига электродов на чугуне составляет примерно 200 градусов плюс.

Как видите, сделать электроды для сварки чугуна совсем несложно. Таким образом, удастся не только сэкономить на расходных материалах для сварки, но и добиться более высокого качества работы.

Медь — один из древнейших известных металлов, который использовался несколько тысяч лет назад. Многие считают его универсальным и по сей день, поэтому широкое применение меди в наше время никого не удивляет. Глядя на широкое применение меди, можно подумать о сварке изделия из меди.

Медь обладает рядом превосходных качеств, которых нет у других металлов. К ним относятся высокая электро- и теплопроводность, коррозионная стойкость и пластичность. Также к его техническим качествам относится эстетичность, из-за чего металл пользуется большим спросом в декоративной отделке.

Итак, сварка меди — дело очень востребованное, потому что медь широко используется.

Можно ли сделать сварочный электрод своими руками?

Однако медные электроды стоят больших денег, и многие люди находят выход в изготовлении самодельных электродов для собственного использования. Для того, чтобы сварить медь, нужно очистить медную поверхность металла от окисления, т.к. медь является сильно окисляемым металлом. Также при сварке меди нужно использовать всевозможные добавки, например кремний или фосфор.

Поскольку медь имеет плохие литейные свойства, рекомендуется использовать присадочные материалы. В основном применяют материалы, содержащие большое количество фосфора, цинка, иногда серебра и т. д. Для сварки меди почти всегда применяют угольные электроды, которые славятся низкой ценой и качеством.

Для того, чтобы сделать электроды для сварки меди своими руками, сначала нужно запастись всеми материалами, которые нужны для того, чтобы сделать правильное покрытие. Это следующие материалы: ферромарганец 50%, плавиковый шпат 10%, жидкое стекло 20% и ферросилиций 8%. Все эти компоненты необходимо тщательно перемешать и нанести на электродный стержень одним слоем. Сам стержень следует сделать из медного стержня длиной 30-40 сантиметров.

Можно нанести слой покрытия, просто погрузив его в раствор или специальным приспособлением, которое будет противодействовать сердцевине. Однако многие люди не идут на такие жертвы и покупают обычные угольные электроды или наносят покрытие, погружая стержень в жидкую массу покрытия. После нанесения покрытия на электрод ему необходимо дать время для высыхания, а затем поместить в специальную печь для прокаливания электродов при температуре 500 — 600 градусов на 50 минут или один час.

После запекания электроды должны остыть от оптимальной температуры и полностью готовы к использованию. Однако многие считают, что изготовление электродов самостоятельно – это сложно и долго, поэтому они готовы купить их у нас. Если вы относите себя к числу таких людей, то вы можете оформить покупку у наших заводов-производителей, выпускающих только качественную продукцию. Для оформления заказа перейдите в пункт меню «Контакты» и сделайте необходимый заказ по приемлемой цене.

Об Электродах

Проволока для электродов

Как варить алюминий электродами в домашних условиях

Каждый сварщик знает, что сварка без электродов невозможна, а без качественных электродов невозможна качественная сварка, поэтому необходимо приобрести высококачественные сварочные электроды для сварки на самом высоком уровне. Однако бывают ситуации, когда купить сварочные электроды нет возможности, а доступных инструментов много. Можно ли обойтись без производителя сварочных электродов? Давайте узнаем об этом из этой статьи.

Электроды не так уж и сложны в изготовлении. Для изготовления необходимо подобрать сварочную проволоку подходящего диаметра для создания сварочного электрода. После отбора проволоки ее необходимо разрезать на куски по 350 миллиметров и зачистить наждачной бумагой. После этого необходимо приготовить покрытие, которое состоит из жидкого стекла (силикатный клей) и толченого мела.

Чтобы покрытие было ровным. Электродную проволоку необходимо погружать в покрытие вертикально и оставлять под верхушкой чистый конец длиной 30 — 35 мм. После этого электрод следует медленно снять и подвесить на веревке для просушки. После полного высыхания и затвердевания вы получаете полностью рабочие сварочные электроды.

При сварке в домашних условиях удовлетворительный результат получается при контактном способе сварки алюминия. Сварка этого вида осуществляется непрерывным оплавлением на электропроводящих машинах. Возможна также шовная сварка алюминия, но для этого нужен мощный аппарат со специальными ионными прерывателями. Эти методы сложно использовать в домашних условиях, но некоторые сварщики их используют.

При сварке в домашних условиях не следует забывать, что необходимо соблюдать технику безопасности и четко выполнять все требования.

Сварка в домашних условиях: эксперимент с электродом

Первое, на что следует обратить внимание, это изоляция всех проводов, которые принимают участие в процессе сварки и находятся под напряжением.

При сварке в домашних условиях обязательно использование перчаток или рукавиц, предохраняющих руки от ожогов. От удара током вас застрахуют резиновые сапоги. При проведении сварочных работ обязательно надевать специальную маску для защиты лица от искр, углей и ожогов. В помещении, в котором вы собираетесь проводить сварочные работы, ни в коем случае нельзя хранить горючие и легковоспламеняющиеся материалы и предметы.

Если в помещении деревянный пол, то его следует защитить от воспламенения металлическим листом. Обязательно поставьте огнетушитель или ведро с водой рядом с местом, где вы собираетесь сваривать. Из-за возможного образования вредных газов или других опасных для здоровья соединений необходимо регулярно проветривать помещение, в котором вы производите сварочные работы.

Электроды для сварки своими руками – как правильно сделать?

Сегодня электроды на прилавках магазинов присутствуют в огромном ассортименте. Поэтому назвать их дефицитным и редким товаром очень сложно.

Тем не менее, для общего ознакомления и ради интереса, можно попробовать сделать самодельные электроды, так сказать, в домашних условиях. В процессе изготовления электродов своими руками можно понять, как и из чего состоит сварочный состав, какой основной материал изготовления электродный стержень.

Основными материалами при производстве сварочных электродов являются следующие компоненты:

Низкоуглеродистая проволока малого диаметра;
жидкое стекло;
Мел в виде порошка, но также можно использовать известняк.

Итак, как уже становится понятно, стержень самодельных электродов будет из стальной проволоки. Его диаметр должен быть небольшим, в пределах 2-3 мм. В процессе изготовления электродов своими руками проволоку придется разрезать на куски, длина которых должна быть примерно 25 см.

Покрытие самодельных электродов будет из жидкого стекла и мела. Последний компонент, мел, если он в кусках, придется тщательно растолочь до порошкообразного состояния. Более подробно о том, как сделать электроды своими руками, вы можете прочитать ниже, в этой статье на сайте о ручной дуговой сварке.

В первую очередь нужно подготовить проволоку для электродов. Он должен быть изготовлен из мягкой стали и нарезан на бруски по 25 см. Затем вам нужно будет растереть мел в порошок. При этом частицы порошка должны быть максимально мелкими и однородными.

Мел с жидким стеклом смешивать в процессе нанесения электродного покрытия не требуется. Достаточно будет взять кисточку и покрыть стальные стержни жидким стеклом. Затем необходимо будет несколько раз опустить электроды в мел, равномерно распределяя его по поверхности проволоки.

Однако изготовление электродов своими руками еще не закончено. После того как самодельный пластырь высохнет на проводе, что обычно происходит достаточно быстро, электроды нужно будет прокалить. осуществляется в электрической духовке, около получаса при температуре 100 градусов.

Конечно, сделанные таким способом электроды своими руками не будут обладать высокими эксплуатационными характеристиками. Скорее всего, при использовании самодельные электроды будут прилипать к металлу или того хуже, плохо гореть.

Однако, экспериментируя с настройками сварочного аппарата, можно добиться хороших результатов. А как вы когда-нибудь использовали самодельные проволочные электроды?

В частном доме, на даче, в гараже и даже в квартире везде много работ, требующих сварки металла. Особенно остро эта потребность ощущается в процессе строительства. Здесь особенно часто нужно что-то варить или резать. И если его еще можно отрезать болгаркой, то надежно соединить металлические детали нечем, кроме сварки. И если строительство ведется своими руками, то сварочные работы можно выполнить самостоятельно. Особенно в местах, где красота шва не требуется. Как варить сваркой правильно мы расскажем в этой статье.

Основы электросварки

Сварные соединения металла на сегодняшний день самые надежные: куски или детали сплавляются в единое целое. Происходит это в результате воздействия высоких температур. В большинстве современных сварочных аппаратов для расплавления металла используется электрическая дуга. Он нагревает металл в зоне поражения до температуры плавления, причем происходит это на небольшой площади. Поскольку используется электрическая дуга, то и сварка называется электродуговой.

Это не совсем правильный способ сварки)) Как минимум нужно

Виды электросварки

Электрическая дуга может образовываться как постоянным, так и переменным током. Сварочные трансформаторы варятся на переменном токе, инверторы на постоянном токе.

Работа с трансформатором сложнее: ток переменный, поэтому сварочная дуга «прыгает», сам аппарат тяжелый и громоздкий. Еще много раздражающих шумов, которые издают при работе и дуга, и сам трансформатор. Есть еще одна неприятность: трансформатор сильно «проседает» сеть. Кроме того, наблюдаются значительные скачки напряжения. Соседи этому обстоятельству не очень рады, и может пострадать ваша техника.

Инверторы в основном работают от сети 220 В. При этом они имеют небольшие габариты и вес (около 3-8 килограммов), работают тихо, на напряжение почти не влияют. Соседи даже не узнают, что вы начали пользоваться сварочным аппаратом, если не увидят. Кроме того, поскольку дуга вызывается постоянным током, она не скачет, ее легче смешивать и контролировать. Так что если вы решили научиться сваривать металл, начните со сварочного инвертора.

Технология сварки

Для возникновения электрической дуги необходимы два проводящих элемента с противоположными зарядами. Один кусок металла, а другой электрод.

Электроды, используемые для ручной электродуговой сварки, представляют собой металлический стержень, покрытый специальным защитным составом. Существуют также графитовые и углеродные неметаллические сварочные электроды, но они используются для специальных работ и вряд ли пригодятся начинающему сварщику.
Когда электрод и металл, имеющие разную полярность, соприкасаются, возникает электрическая дуга. После его появления в том месте, куда он направлен, начинает плавиться металл детали. При этом металл электродного стержня плавится, переносясь электрической дугой в зону плавления — сварочную ванну.
Как образуется сварочная ванна. Без понимания этого процесса вы не поймете, как правильно варить металл (Чтобы увеличить размер картинки, щелкните по ней правой кнопкой мыши)
При этом защитное покрытие также горит, частично плавясь, частично испаряясь и выделяя некоторое количество раскаленных газов. Газы окружают сварочную ванну, защищая металл от взаимодействия с кислородом. Их состав зависит от типа защитного покрытия. Расплавленный шлак также покрывает металл, помогая поддерживать его температуру. Для правильной сварки необходимо следить за тем, чтобы шлак покрывал сварочную ванну.
Сварка получается при перемещении ванны. И он движется, когда движется электрод. В этом весь секрет сварки: электрод нужно двигать с определенной скоростью. Также важно в зависимости от требуемого типа подключения правильно подобрать его угол наклона и текущие параметры.
По мере остывания металла на нем образуется шлаковая корка — результат сгорания защитных газов. Он также защищает металл от контакта с кислородом воздуха. После остывания забивается молотком. При этом разлетаются горячие осколки, поэтому требуется защита глаз (одеть специальные очки).
Как правильно сваривать металл
Научиться правильно держать электрод и двигать ванну недостаточно для хорошего результата. Необходимо знать некоторые тонкости поведения соединяемых металлов. А особенность заключается в том, что шов «стягивает» детали, что может привести к их перекосу. В результате форма изделия может сильно отличаться от задуманной.
Технология электросварки: перед началом шва детали соединяют прихватками — короткими швами, расположенными на расстоянии 80-250 мм друг от друга
Поэтому перед работой детали закрепляют струбцинами, стяжками и другими приспособлениями. Кроме того, делаются прихватки – короткие поперечные швы, прокладываемые через несколько десятков сантиметров. Они скрепляют детали, придавая изделию форму. При сварке стыков их прикладывают с обеих сторон: так компенсируются возникающие напряжения. Только после спокойных подготовительных мероприятий приступайте к сварке.
Как выбрать сварочный ток
Невозможно научиться варить электросваркой, если не умеешь выставлять ток. Это зависит от толщины свариваемых деталей и используемых электродов. Их зависимость представлена в таблице.
А вот при ручной электродуговой сварке все взаимосвязано. Например, упало напряжение в сети. Инвертор просто не может обеспечить требуемый ток. Но и в этих условиях работать можно: электрод можно двигать медленнее, добиваясь хорошего прогрева. Если это не помогает, измените тип движения электрода — прохождение по одному и тому же месту несколько раз. Другой способ – поставить более тонкий электрод. Комбинируя все эти методы, можно получить хороший сварной шов даже в этих условиях.
Теперь вы умеете варить сваркой. Осталось отработать навыки. Выбирайте сварочный аппарат, покупайте электроды и сварочную маску и приступайте к практике.
Для закрепления информации посмотрите видеоурок по сварке.

Zagadnienia modelowania matematycznego tlenkowych ogniw paliwowych — Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Механика — Том З. 250 (2013) — Biblioteka Nauki

Zagadnienia związane z modelowaniem tlenkowych ogniw paliwowych nie doczekały się jeszcze w języku polskim dostępnych opracowan książkowy. Wiedza o nich jest rozproszona, a zwarte wydawnictwa angielskojęzyczne bardzo szczegółowe. W celu usystematyzowania wiedzy, zdecydowano się w tej pracy na przedstawienie wybranych aspektów w podręcznikowy sposób (dwa pierwsze rozdziały). W rozdziale pierwszym, przedstawiono ogólne informacje o budowie, rodzajach i zastosowaniach ogniw paliowych. Szerzej przybliżono historię rozwoju ogniw oraz nakreślono perspektywę ich zastosowań w ramach modnego obecnie kierunku rozwoju energetyki zwanego energetyką rozproszoną lub pro-konsumencką, a kończąc na omówieniem wybranych problemów konstrukcyjnych tlenkowych ogniw paliwowych (SOFC), które dalej pozostają podstawowym obiektem rozważań. W other rozdziale zatytułowanym „Podstawy thermodynamiczne” omówiono podstawowe dla ogniw paliwowych pojęcia i wielkości. Omówiono równanie stanu czynnika roboczego. Zdefiniowano dla ogniwa paliwowego pojęcie pracy maxsymalnej oraz maxsymalnego napięcia oraz maxsymalnej mocy. Encyklopedycznie omówiono kinetykę reakcji chemicznych oraz zjawiska dyfuzji w zakresie istotnym dla zjawisk zachodzących w tlenkowych ogniwach paliwowych. Trzeci rozdzial pracy poświęcony jest omówieniu klasycznego modelu matematycznego ogniwa, którego najistotniejszą cechą jest konieczność wykorzystania zależności empirycznych opartych o dane doświadczalne. Ogranicza to w znaczny sposób możliwości wykorzystania klasycznego podejścia do modelowania poza zakresem dostępnych danych doświadczalnych, co zostało zobrazowane poprzez porównanie wyników obliczeń modelowych z wynikami pomiarów. Nowy model sposób modelowania tlenkowych ogniw paliwowych przedstawiono w rozdziale czwartym. Utworzono go przy założeniu, aby zminimalizować liczbę potrzebnych charakterystyk doświadczalnych, a wykorzystać przede wszystkim równania opisujące zachodzące w ogniwie zjawiska thermodynamiczne, chemiczne. Rozdzial piąty pracy poświęcony jest diskusji nowego podejścia do modelowania, w którym przedstawiono wyniki walidacji modelu oraz przykłady zastosowań do optymalizacji zarówno parametrów konstrukcyjnych jak i exploatacyjnych. Podjęto probę także analizy parametrycznej ogniwa oraz rozwinięcia modelu od modelu zero do jednowymiarowego. Zupełnie inny model ogniwa zawiera rozdział szósty, opary o aproksymację danych pmiarowych przy pomocy sztucznych sieci neuronowych, gdzie ogniwo traktowane jest jako czarna skrzynka o rejestrowanych wejściach i wyjściach. Zaprezentowano także model nazwany hybrydowym, w którym do zmniejszenia liczby wejść wykorzystano znane zależności analityczne. Przestawiono wyniki analizy skuteczność algorytmów uczenia sieci. W rozdziale siódmym w oparciu o różniczkowe równanie bilansu masy oraz energii przedstawiono zagadnienia modelowania procesów nieustalonych, jakie mogą zachodzić w ogniwie, w tym takie jak zmiana obciąbranywistany, rozstaneywistany, odstanejwistany, odstanejwistany. W rozdziale ósmym przedstawiono wyniki uzyskane dla modelowania układów hybrydowych. Z pracą ogniwa paliwowego w układzie energetycznym związana była także praca doktorska autora, dlatego też w rozdziale tym omówione zagadnienia zostały zmarginalizowane do niezbędnego minimum i główną uwagę skupiono na zagadnieniach nieporuszanych w wcześniej, tj. dotyczących poszukiwania optymalnego sterowania pracą układu hybrydowego z ogniwem paliwowym. Literatura tematu w przeważającej większości jest anglojęzyczna, często zatem potyka się na trudności w tłumaczeniu niektórych bardzo często występujących zwrotów na język polski, np. «токосъемник», «паровой риформинг», «осаждение углерода», «манифольд», «корпус» и в. w wersji anglojęzycznej. Autor z góry przeprasza za wszelkiego rodzaju niejednoznaczności pojawiające się w teksie pracy wynikające z pojęć trudno tłumaczalnych na język polski.

Моделирование твердооксидных топливных элементов еще не получило должного освещения в книгах на польском языке. Знания рассредоточены и компактные англоязычные публикации очень подробные. Для того чтобы систематизировать имеющиеся научные знания, в данном исследовании было решено представить некоторые аспекты в формате справочника (первые две главы). В третьей главе обсуждается классическая математическая модель ТОТЭ, в которой используются эмпирические соотношения, основанные на экспериментальных данных. Это сильно снижает возможности применения подхода к моделированию параметров топливных элементов, лежащих за пределами имеющихся экспериментальных данных, что иллюстрируется сравнением результатов модельных расчетов с результатами измерений. В четвертой главе представлена новая модель твердооксидного топливного элемента. Модель создавалась с минимальным количеством необходимых факторов и основывалась в основном на уравнениях, описывающих явления, происходящие в топливном элементе: термодинамические, химические и электрические свойства. Проверка модели и примеры ее применения (как проектные, так и внеплановые операции) показаны в пятой главе.