КЛАССИФИКАЦИЯ И СУЩНОСТЬ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Основы сварочного дела

Дуговой сваркой называется сварка плавлением, при которой нагрев свари­ваемых кромок осуществляется тепло­той электрической дуги.

Дуговая сварка классифицируется по следующим основным признакам: по виду электрода (плавящимся или неплавящимся электродом), по виду дуги (свободной или сжатой дугой), по характеру воздействия дуги на основной металл (дугой прямого или косвенного действия, трехфазной ду­гой). Плавящиеся электроды подраз­деляются на штучные, проволочные и ленточные. Они применяются как сплошного сечения, так и порошко­вые. Неплавящиеся электроды приме­няются: вольфрамовые, угольные и графитовые.

Дуговую сварку производят по­стоянным током прямой и обратной полярности, переменным током как промышленной, так и повышенной час­тот и пульсирующим током. При этом сварка может быть выполнена как одно-, двух — и многодуговая (с раз­дельным питанием каждой дуги), так и одно-, двух — и многоэлектродная (с общим подводом сварочного тока).

В промышленности и строительст­ве получили наибольшее применение следующие основные разновидности дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка произво­дится двумя способами: неплавящим­ся и плавящимся электродом. По пер­вому способу (рис. 3, а) сваривае­мые кромки изделия 5 приводят в соприкосновение, между неплавящим­ся (угольным или графитовым) элект­родом 3 и изделием возбуждают элект­рическую дугу 4. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал 2 нагреваются до плавления и образуют ванну расплавленного ме­талла, который после затвердевания превращается в сварной шов 1. Этот способ используется иногда при свар­ке цветных металлов и их сплавов, а также при наплавке твердых спла­вов. Второй способ сварки (рис. 3, б), выполняемой плавящимся электродом, является основным при ручной дуго­вой сварке. Электрическая дуга 2 Возбуждается между металлическим (плавящимся) электродом 1 и свари­ваемыми кромками изделия

4. Теплота дуги расплавляет электрод и кромки изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, ох­лаждаясь, образует сварной шов 3.

Автоматическая сварка под флю­сом (рис. 4) — это дуговая сварка, в которой механизированы основные движения (на рис. показаны стрел­ками), выполняемые сварщиком при ручной сварке —: подача электрода 1 в зону дуги 2 и перемещение его вдоль свариваемых кромок изделия 7. При Полуавтоматической сварке механизи­рована подача электрода в зону дуги, а перемещение электрода вдоль сва­риваемых кромок производится свар­щиком вручную. Жидкий — металл сва­рочной ванны 5 защищают от воздей­ствия кислорода и азота воздуха рас­плавленным шлаком 4, образованным от плавления флюса 3, подаваемого в зону дуги. После затвердевания металла сварочной ванны образуется

Сварной шов 6. Хорошее качество швов и высокая производительность обеспечили автоматической и полуав­томатической сварке под флюсом ши­рокое применение.

Рис. 3

Дуговая сварка в защитном газе Выполняется неплавящимся (вольфра­мовым) (рис. 5, а) или плавящимся (рис. 5, б) электродом 3. В первом случае сварной шов формируется за счет металла расплавляемых кромок изделия. При необходимости в зону дуги подается присадочный металл 4. Во втором случае подаваемая в зону дуги электродная проволока 3 рас­плавляется и участвует в образовании

Рис. 5

Сварного шва 1. Расплавленный ме­талл защищают от окисления и азо­тирования струей защитного газа 2, Оттесняющей атмосферный воздух из зоны дуги.

Выбираем сварочный аппарат для дома

Читайте о том как выбрать сварочный аппарат для дома или дачи. Чем такие устройства отличаются от полу- и профессиональных. Что необходимо знать перед покупкой.

Сварочные инвертора

В последнее время с появлением китайской техники на мировом рынке, сварочный аппарат стал наиболее популярным инструментом у владельцев частных домов, коттеджей, дач и гаражей. Учитывая соотношение цен на приобретение сварки …

Техника безопасности на строительно-монтажной площадке

Выполнение сварочных работ на строительно-монтажной площадке требует особо четкого выполнения всех правил безопасности производ­ства работ. Сварочные работы на высоте с лесов, подмостей и люлек разрешается производить только по­сле проверки этих …

Классификация и сущность дуговой сварки

Классификация и сущность дуговой сварки.

Дуговой сваркой называется сварка плавлением, при которой нагрев свари­ваемых кромок осуществляется тепло­той электрической дуги.

Дуговая сварка классифицируется по следующим основным признакам: по виду электрода (плавящимся или неплавящимся электродом), по виду дуги (свободной или сжатой дугой), по характеру воздействия дуги на основной металл (дугой прямого или косвенного действия, трехфазной дугой). Плавящиеся электроды подраз­деляются на штучные, проволочные и ленточные. Они применяются как сплошного сечения, так и порошко­вые. Неплавящиеся электроды приме­няются: вольфрамовые,

угольные и графитовые.

Дуговую сварку производят по­стоянным током прямой и обратной полярности, переменным током как промышленной, так и повышенной час­тот и пульсирующим током. При этом сварка может быть выполнена как одно-, двух- и многодуговая (с раз­дельным питанием каждой дуги), так и одно-, двух- и многоэлектродная (с общим подводом сварочного тока).

В промышленности и строительст­ве получили наибольшее применение следующие основные разновидности дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка производится двумя способами: неплавящим­ся и плавящимся электродом. По первому способу сваривае­мые кромки изделия приводят в соприкосновение, между неплавящим­ся (угольным или графитовым) элект­родом и изделием возбуждают элект­рическую дугу. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал нагреваются до плавления и образуют ванну расплавленного ме­талла, который после затвердевания превращается в сварной шов

. Этот способ используется иногда при свар­ке цветных металлов и их сплавов, а также при наплавке твердых спла­вов. Второй способ сварки, выполняемой плавящимся электродом, является основным при ручной дуго­вой сварке. Электрическая дуга возбуждается между металлическим (плавящимся) электродом и свари­ваемыми кромками изделия. Теплота дуги расплавляет электрод и кромки изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, охлаждаясь, образует сварной шов.

Автоматическая сварка под флю­сом— это дуговая сварка, в которой механизированы основные движения, выполняемые сварщиком при ручной сварке — подача электрода в зону дуги и перемещение его вдоль свариваемых кромок изделия. При полуавтоматической сварке механизирована подача электрода в зону дуги, а перемещение электрода вдоль сва­риваемых кромок производится свар­щиком вручную. Жидкий металл сва­рочной ванны защищают от воздей­ствия кислорода и азота воздуха рас­плавленным шлаком

, образованным от плавления флюса, подаваемого в зону дуги. После затвердевания металла сварочной ванны образуется сварной шов. Хорошее качество швов и высокая производительность обеспечили автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом широкое применение.

Дуговая сварка в защитном газе выполняется неплавящимся (вольфра­мовым) или плавящимся электродом. В первом случае сварной шов формируется за счет металла расплавляемых кромок изделия. При необходимости в зону дуги подается присадочный металл. Во втором случае подаваемая в зону дуги электродная проволока рас­плавляется и участвует в образовании сварного шва. Расплавленный металл защищают от окисления и азо­тирования струей защитного газа, оттесняющей атмосферный воздух из зоны дуги.

Сущность способа ручной дуговой сварки

Как же в целом происходит процесс ручной дуговой сварки? Для этого необходимо рассмотреть сущность способа, поскольку без него любое сваривание деталей и металлических конструкций сойдет на «нет».

 

На самом деле, на практике, процесс сваривания происходит куда более быстро, чем это описано в письменном материале. Поэтому, при сваривании ручной сваркой половина процессов будет просто незаметна, так как перед вами будет лишь две детали, сварочный аппарат и маска, сквозь которую вы будете следить за тем, как сваривается два элемента. На самом же деле, этот процесс намного сложней. Итак, посмотрим на это.

Сперва к электроду и изделию, которое сваривается, для того чтобы образовалась и поддерживалась дуга, подключается постоянный или же переменный сварочный ток. При образовании сварочной дуги, она горит между стержнем электрода (он металлический) и тем участком металла, где необходима сварка. Так как дуга имеет очень высокую температуру, она воздействует на металл, расплавляя при этом и металлический стержень электрода, и металл самого изделия. Таким образом, образуется, так называемая, сварочная ванна. С торца расплавленного стержня на электроде, образуются капли жидкого металла, которые при помощи дуги, переносятся на поверхность изделия, то есть на тот участок, где происходит сварка. Вместе с тем, плавится и само покрытие электрода. Это покрытие, создает вокруг дуги специальную газовую защиту, а также жидкую шлаковую ванну. По мере того, как передвигается дуга, образуется сварное соединение, сварочная ванная затвердевает, в результате чего и образуется сварочный шов. Поверх этого сварочного шва образуется, так называемая, шлаковая корка, от которой в конечном результате нужно будет избавиться. Делается это легким постукиванием молотка, при помощи металлической щетки и других специальных инструментов.

Также следует знать о некоторых других понятиях. Вот как, например глубина проплавления. Это такая глубина, на которую и расплавляется основной слой металла. Как правило, она зависит от установленного режима сварки, который предусматривает силу электрического (сварочного) тока, который подается на конец электрода, и, собственно, диаметр самого электрода. Также, этот параметр может зависеть от положения сварки в пространстве, от скорости перемещения дуги и толщины металла изделия. Еще, очень важным параметром, является длина дуги. Без нее, также сложно выполнить идеальный сварочный шов. Длиной дуги, как правило, считается расстояние от расплавленной поверхности стержня электрода, до расплавленной поверхности изделия, на котором проводится сварка. Чем это расстояние больше, тем сложнее контролировать и задавать траекторию сварному шву, но чем оно меньше, тем сложнее выполнять сваривание, так как существует вероятность того, что образуется слишком большая сварочная ванна, а если металл тонкий, то он и вовсе может прогореть насквозь.

Таким образом, сущность способа ручной электросварки в целом, не очень сложен. Однако прежде чем приступать к любому свариванию, необходимы хорошие навыки и некоторый опыт за плечами.

 

Сущность электродуговой сварки

5 особенностей электродуговой сварки

Электродуговая сварка – самый старый и распространенный вид сварки, который можно отнести к разряду универсальных.

Сущность электродуговой сварки заключается в том, что соединение осуществляется электродом, который равномерно покрыт горючей силикатной обсыпкой, которая при горении оплавляет электрод, соединяющие две металлические поверхности.

В Российской и зарубежной технической номенклатуре дуговую сварку принято обозначать следующими буквенными обозначениями:

• • РДС – ручная дуговая сварка, обозначение которое является единым для всех обозначений дуговой электродной сварки;

в зарубежных обозначениях выделяют следующие:

• MMA – металлическая ручная сварка электрической дугой;
• SMAW – дуговая сварка в среде-протекторе, например, в среде флюса для защиты сварных поверхностей от воздуха.

Основная цель применения газосварочного оборудования – это соединение или резка металлических элементов. Как и любое оборудование, оно может быть стационарным или переносным. Читайте подробнее о газосварочном оборудовании.

Аргонодуговая сварка получила такое название из-за специфики своего действия: в среде инертного газа-аргона возникает дуговой разряд, который ведет к образованию плавильной ванны и соединения металлических поверхностей между собой. Детальнее читайте здесь.

Технологически и функционально дуговую сварку можно применять в двух случаях:

• соединение однородных металлических поверхностей – задача, которая является первостепенной;
• выполнение наплавок и восстановление деталей электродуговой сваркой. Актуально при возникновении трещин, каверн или в случае, когда требуется усиление ребер жесткости и т.п.

Технология электродуговой сварки

Принцип работы дуговой сварки отличается простотой и элементарной электрической схемой: от баласного инвертора или трансформатора ток подается к “держаку”, состоящему из трех жестких жил – катода, анода и фазной перемычки.

Читайте также:  Трансформаторы для сварочных аппаратов

Между “плюсом” и “минусом” зажимается электрод. От сварных поверхностей необходимо пустить заземляющий провод, для того, чтобы контур “сварная поверхность – баласник” был замкнутым.

Также очень важно помнить о заземлении при выполнении сварных наплавок на подшипник, так как при воздействии РДС на подшипник могут возникнуть блуждающие токи, что приведет к поломке подшипниковой обоймы при эксплуатации.

Также необходимо помнить о длине дуги, при высоких токах дуга возникает при близком расстоянии электрода от поверхности (ток для резки поверхностей).

Баласник и инвертор устроены таким образом, что при повышении тока и уменьшении напряжения сварочный аппарат работает на сварку, при пропорциональном изменении параметров на резку металла.

Виды электродов:

• электрод в силикатной обсыпке. Такие электроды служат для соединения или резки, являются самыми распространенными. Выполняются в различных диаметрах: 3 и 4 миллиметра для грубых и более тонких работ;
• вольфрамовые электроды. Такими электродами пользуются для того, чтобы варить цветные металлы или разнородные поверхности.Электроды из вольфрама не плавятся, благодаря свойствам металла, но создают достаточную температуру для использования присадочных прутков.
• электроды в стеклянной обсыпке. Такие электроды чаще всего используются для электродуговой сварки труб, так как шлаковый шлейф отстает самостоятельно, сбивать его не требуется, соответственно уменьшается риск повреждения трубы при ударе.

Сварочный карандаш по внешнему виду представляет трубку или стержень, который туго заполнен сухим спрессованным горючем веществом, вещество при сгорании образует номинальное количество тепла, которого достаточно для оплавления металлических кромок и возникновения сварочной ванны.

Полуавтоматическая сварка в защитной газовой среде, широко применяется при кузовном ремонте на специализированных СТО, при строительно-монтажных работах и многих других областях производства. Подробнее читайте здесь.

Виды дуговой сварки в зависимости от положения

Сварка электрической дугой в нижнем положении. Соединение металлических поверхностей таким способом чаще всего чревато непроварами или возникновением прожогов, для того, чтобы этого избежать поверхности устанавливают на съемных стальных подставках, а после выкладки основного шва проводят еще один “проварочный” шов с обратной стороны.

Сварочными роботами принято называть полностью автоматизированные системы для выполнения сварочных работ с возможностью программирования. Читайте подробнее о сварочном роботе.

Аппараты контактной сварки применяются в тех случаях, когда сваривание металлических запчастей происходит при их нагревание посредством электрического тока дуги. Подробнее о технологии и аппаратах контактной сварки.

Сварка РДС в верхнем положении. Такой вид сварки несколько опасен, так как сварочная ванна может “пролиться” на сварщика и привести к серьезным повреждениям, как правило, сварку в вернем положении выполняют коротким швами-прихватами, после чего шов проваривается полностью так же короткими промежутками по 3-4 сантиметра.

Читайте также:  Особенности аргонодуговой сварки

Правила безопасности при электродуговой сварке

Поскольку основными поражающими факторами являются электрический ток и температура, то к сварщикам предъявляются следующие требования:

• использование поляризационного затемняющего щитка, который убережет глаза от ожогов при дуговой вспышке. Так же щиток убережет лицо от ожогов;
• все работы желательно производить в резиновых перчатках на слое диэлектрика, чтобы ток не пошел через тело человека на замыкание контура “баласник-сварочная поверхность”;
• сварочные поверхности раскаляются и оплавляются, необходимо соблюдать осторожность, чтобы не обжечься;
• электрические кабеля не должны находится лужах или в снегу, во избежание короткого замыкания.

Соблюдение этих простых правил убережет сварщика от повреждений, которые могут привести к инвалидности или смерти.

К положительным критериям можно отнести следующие:

• возможность сварки в любых пространственных позициях, в зависимости от умения сварщика;
• возможность сварки практически любых видов сталей;
• возможность быстрого перехода с металла на металл для формирования стяжек и наплавок электродами;
• технологическая простота и эффективность;

Сварочная горелка – это основная часть сварочного оборудования. Она отвечает за обеспечение подвода электрического тока при электросварке к электроду. Читайте подробнее о сварочной горелке.

Читайте подробнее о ремонте сварочных аппаратов тут.

К минусам относятся:

• вредные условия труда, электромагнитное излучение;
• качественный сварщик – качественный шов;
• по сравнению с автоматической сваркой несколько низкий КПД.

Читайте также:

• Роботизированная сварка Сварочными роботами принято называть полностью автоматизированные системы для выполнения сварочных работ с возможностью […]
• Преимущества плазменной сварки Чрезвычайно похожая на аргонную, плазменная сварка, происходит при помощи потока плазменной дуги. Дуга должна быть направлена в нужное русло, […]

metallmaster.org

Электродуговая сварка. Сущность способа

Под техникой сварки обычно понимают приемы манипулирования электродом или горелкой, выбор режимов сварки, приспособлений и способы их применения для получения качественного шва и т. п. Качество швов зависит не только от техники сварки, но и от других факторов, таких как состав и качество применяемых сварочных материалов, состояние свариваемой поверхности, качество подготовки и сборки кромок под сварку и т.д.

В зависимости от формы и размеров изделия швы можно сваривать в различных пространственных положениях. Условно их разделяют на нижние, вертикаль

58. Электрическая дуговая сварка. Сущность. Виды дуговой сварки.

Источником тепла служит электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой. В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие виды сварки:

1. сварка неплавящимся (графитным или вольфрамовым) электродом дугой прямого действия, при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла либо с применением присадочного металла

2. сварка плавящимся (металлическим) электродом дугой прямого действия с одновременным расплавлением основного металла и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом

3. сварка косвенной дугой, горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами, при этом основной металл нагревается и расплавляется теплотой столба дуги

4. сварка трехфазной дугой, при которой дуга горит между электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.

Питание дуги осуществляется постоянным или переменным током. При применении постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярностях. В первом случае электрод подключают к отрицательному полюсу (катод), во втором – к положительному (анод)

Кроме того, различные способы дуговой сварки классифицируют также по способу защиты дуги и расплавленного металла и степени механизации процесса.

59. Строение и свойства электрической дуги. Статическая вольт-амперная характеристика дуги.

Дуга – мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Характеризуется: высокой плотностью тока 1-100 А/мм², низким напряжением 8-50В, высокой температурой 5000-50000К. Процесс зажигания дуги включает в себя 3 этапа: короткое замыкание электрода на заготовку (для разогрева торца электрода и заготовки в зоне контакта с электродом), отвод электрода на расстояние 3-6 мм (начинается термоэлектронная эмиссия электродов, что приводит к ионизации в результате которой дуговой промежуток становится электропроводным), возникновение устойчивого дугового разряда.

Возможно зажигание дуги без короткого замыкания и отвода электрода, с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающего его ионизацию. Для этого применяют осциллятор (при сварке плавящимся электродом).

Электрические свойства дуги описываются статической вольт-амперной характеристикой, представляющей собой зависимость между напряжением и током дуги в состоянии устойчивого горения. Характеристика состоит из 3 участков: 1-характеристика падающая, 2-жесткая, 3-возрастающая. Самое широкое применение нашла дуга с жесткой и возрастающей характеристиками. 1,2 – крупнокапельный перенос металла, 3 – мелкокапельный или струйный. Для дуги с жесткой характеристикой напряжение пропорционально ее длине. U=ά+βL Видно, что для сохранения напряжения дуги неизменным необходимо длину дуги поддерживать постоянной.

60. Внешняя характеристика источников питания сварочной дуги. Сварочный трансформатор с вынесенным дросселем.

Внешней характеристикой источника называется зависимость напряжения на его выходных клеммах от тока в электрической цепи. Внешние характеристики могут быть следующих основных видов: падающая, полого-падающая, жесткая, возрастающая и идеализированная. Источник тока выбирают в зависимости от вольт-амперной характеристики дуги, соответствующей принятому способу сварки.

Для питания дуги с жесткой характеристикой применяют источники с падающей или пологопадающей внешней характеристикой (ручная дуговая сварка, автоматическая под флюсом, сварка в защитных газах неплавящимся электродом).

Для дуги с возрастающей характеристикой применяют источники с жесткой или возрастающей характеристикой (сварка в защитных газах плавящимся электродом и автоматическая под флюсом током повышенной плотности)

Сварочные трансформаторы как правило имеют падающую внешнюю характеристику. Широко применяют трансформаторы с вынесенным дросселем. В этих трансформаторах первичная и вторичная обмотки раздвинуты относительно друг друга, что обуславливает их повышенное индуктивное сопротивление вследствие появления магнитных потоков рассеяния.