Как правильно варить вертикальный шов электросваркой: Сварка вертикальных швов | Тиберис — НПФ Техсервис — Техническое оборудование общепромышленного и нефтепромыслового назначения

Содержание

Как правильно варить электросваркой? Как варить вертикальный шов электросваркой. Как варить металл электросваркой

Довольно часто требуется соединить металлические части или фрагменты деталей. Есть несколько способов для получения нужного результата. Чаще всего для соединения железных и стальных деталей применяют метод электросварки.

На чем он основан?

Как правильно варить электросваркой? Для того чтобы понять принцип, нужно вспомнить физику из школьной программы. Один из проводов сварочного аппарата подсоединяют к рабочей детали. При соприкосновении электрода с этой поверхностью возникает электрическая дуга. В месте соприкосновения образуется углубление, которое заливается расплавленным металлом по мере перемещения электрода. Края металлических частей тают под действием огромной температуры и превращаются в единое целое.

Способы зажигания дуги

Обучаясь тому, как варить металл электросваркой, стоит узнать кое-что о самом методе. Расстояние и электрический высокотемпературный импульс между деталью и электродом называют дугой. Для создания таких условий существует два способа:

В первом случае электродом (быстро прикасаясь) «чиркают» по железу, будто спичкой. Возникшую дугу нужно сохранять, ведя присадку в нескольких мм от рабочей поверхности металла.
Во втором случае кончиком электрода нужно резко постукивать по заготовке.

Получившаяся дуга не должна погаснуть. Если это все-таки случилось, прежде чем продолжится электросварка, швы нужно очистить от окалины. Пренебрежение этим правилом ведет к образованию дыры.

Важность силы тока для сварки

Расчет силы тока, соответствующей толщине электрода, покажет на практике, как научиться варить электросваркой. При недостаточном токе электрод будет залипать, а дуга – гаснуть. При большом токе металл будет разбрызгиваться и гореть. Если пользоваться сварочным трансформатором, то электроду в 1 мм соответствует ток в 30-35 А. При пользовании сварочным инвертором электроду в 3 мм соответствует ток в 80 А. Если повышать силу тока, железо можно резать.

Электроды подбирают с учетом химического состава металла. Существуют несколько видов этого присадочного материала:

стальные;
биметаллические;
чугунные;
медные;
латунные.

Все они маркированы индексом и цифрами, обозначающими то, для металла какой твердости и толщины предназначен каждый вид.

Обучаясь, как правильно варить электросваркой, нужно запомнить, что для получения качественных швов электроды должны соответствовать толщине металла.

Сварка плоских листов металла

Тонкий металл (от 1 до 3 мм) соединяют встык без зазоров и присадок, добиваясь хорошего совпадения выровненных краев.

Для лучшего прилегания стыков более толстых листов (от 3 до 8 мм) края должны быть обрезаны под прямым углом. Между листами оставляют зазор до 2 мм. Материал толщиной 8 мм соединяется двухсторонней сваркой. Для соединения более толстых плоскостей кромки обрезают со скосом.

С чего начинать учиться варить железо

Обучение тому, как правильно варить электросваркой, начинается с самых простых процессов.

Приготовленные детали фиксируют на горизонтальной поверхности (на столе для сварки).
Прихватками скрепляют их по краям и в центре.
Нужно вставить в держатель новую присадку и прикрепить к детали зажим от массы.
Вначале отрабатывают правильный наклон электрода (около 75 градусов) в направлении дуги. При этом нужно производить движения, которые как бы сгребают расплавленный металл в место стыка.
Конец электрода должен приходиться на центр шва. Благодаря соблюдению угла наклона капли равномернее стекают с раскаленного электрода и ровным качественным валиком образуют сварочный шов.
После остывания заготовки нужно отбить шлак с поверхности детали.

Раз за разом, по мере приобретения опыта, швы будут получаться все ровнее и аккуратнее.

Как сделать вертикальный шов

Как варить вертикальный шов электросваркой? Главное – начать, соблюдая все рекомендации. Сварка вертикальных швов похожа на работу по горизонтали, только немного сложнее. Заготовки прихватывают в двух-трех местах. Затем сварку ведут только снизу вверх, прилепляя каплю за каплей. Постепенно весь зазор заливают горячим металлом. Как научиться варить электросваркой? Задача состоит в том, чтобы слить обе кромки, плавя их сварочной дугой, одновременно направляя туда же капли металла из раскаленного до состояния жидкости конца электрода.

Можно заваривать шов не каплями, а так называемой «восьмеркой», однако с этим может справиться только опытный специалист. Так что, если интересно знать, как научиться варить вертикальный шов электросваркой, сначала рекомендуется посмотреть на работу опытного сварщика, послушать советы мастеров. А только потом самостоятельно приступать к процессу.

Как сделать красивый и крепкий угловой шов

Правильно сделать так называемый «тавровый» шов не так легко, как научиться варить электросваркой. Этим швом пользуются, если требуется скрепить детали под разными углами. Металлические части устанавливаются так, чтобы сварка стекала в самый угол. Зафиксированные «лодочкой» свариваемые части прихватываются с противоположных сторон. Кроме того, один край заготовки приподнимается чуть выше. Процесс сварки начинать нужно с нижнего края. В этом случае, тщательно следуя инструкции, как правильно варить электросваркой, качество сварочного шва можно заметно улучшить.

Старинные сварочные аппараты, имеющие регулируемый магнитный зазор, позволяющий настраивать силу тока, – трансформаторные. Есть множество вариантов и моделей, имеющих реостаты и добавочные дроссели на первичных или вторичных сторонах трансформаторов.
Инверторные аппараты – более современные сварочные устройства. Работая от повышенной частоты, трансформатор таких агрегатов имеет меньшие габариты и маленький вес. В таких устройствах плавно можно отрегулировать режимы сварки. Настройку последних нужно проводить тщательно, иначе аппарат может быстро выйти из строя.

Способы сварки труб

При отсутствии опыта учиться тому, как варить трубу электросваркой, лучше на толстом металле. В зависимости от толщины стенки трубы делают несколько проходов. Многослойная сварка улучшает механические свойства полученного шва, соединение становится прочнее.

Вначале сваривают полукольцо в одну сторону, затем – во вторую. При способе ведения шва «сверху вниз» пользуются 4-мм электродами, имеющими органическое напыление. При короткой дуге, опираясь на образующийся «козырек», приставок ведут небольшими поперечными колебаниями.

При работе по способу «снизу вверх» резко снижают скорость. Ведения поперечных колебаний электрода делают в 3-5 мм.

При сварке конструкций из труб предварительно нужно подготовить и разложить весь материал на сварочном столе или стенде. Затем их отцентровывают и стягивают для получения нужного для сварки зазора. Собранные стыки прихватывают между собой.

Трубы с маленьким диаметром соединяют непрерывной сваркой, с большим диаметром – прерывистым способом. После завершения всех сварочных процессов рабочая поверхность металла очищается от окалины, застывших брызг, шлака. Проводится контрольный осмотр на предмет обнаружения трещин или прожогов, выходящих кратеров или пор. При наличии некачественно сваренных мест производится реставрация шва.

Для собственной безопасности нужно работать во время сварки в замшевых перчатках и рукавицах, в маске сварщика, в кирзовых или плотных кожаных ботинках и в хлопчатобумажной робе. Обязательно рядом должен находиться огнетушитель или емкость с водой.

Как правильно и качественно варить вертикальный шов электросваркой

Автор На чтение 4 мин Просмотров 579 Опубликовано 19.10.2021

Очень часто необходимо произвести сварку различных металлических частей и фрагментов деталей. Есть несколько методов, которые помогут добиться поставленной задачи, но гораздо чаще остальных применяется электросварка.

Сварка неплавящимся электродом.

Содержание

Основы метода электросварки
Сварка вертикального шва
Окончание работ

Основы метода электросварки

Основан этот метод на образовании электрической дуги. Дуга в месте соприкосновения с металлом образует углубление. Это углубление заполняется расплавленным металлом, получающимся вследствие сгорания электрода. В процессе его продвижения по свариваемой поверхности ее края нагреваются и расплавляются, образуя единую структуру с металлом электрода.

Самодельный сварочный аппарат для сварки на постоянном токе.

Немаловажным фактором в электрической сварке является сила тока. Если она не будет иметь достаточных параметров, то дуга будет все время гаснуть, а электрод прилипать к свариваемой поверхности. Требуемая сила тока должна зависеть от применяемого аппарата. Если используется инверторный аппарат, то требуемый показатель должен варьироваться в диапазоне от 80-100 А. С применением аппарата трансформаторного типа диапазон должен быть в пределах 35-55 А.

Электроды для работы следует подбирать с учетом их химической структуры и структуры поверхности обработки. Существует несколько типов такого металла: сталь, нержавеющая сталь, алюминий. Все электроды имеют соответствующую маркировку, которая позволяет сделать их правильный подбор. При использовании в работах электрического сварочного аппарата нужно помнить, что диаметр электродов должен подбираться относительно толщины обрабатываемого материала.

Вернуться к оглавлению

Сварка вертикального шва

Перед началом работ необходимо определиться с тем, какой шов требуется выполнить. Существует несколько основных типов швов:

Сварка плоских листовых соединений.
Вертикальный шов.
Угловое сварочное соединение.
Сварка трубчатых соединений.

Во время выполнения вертикальной сварки и получения четкого и ровного шва должна соблюдаться схема процесса. Для этого подготовленные детали должны быть четко зафиксированы. С помощью прихваток необходимо скрепить их по краям в 3-4 местах. К деталям требуется закрепить массу с помощью зажима. Наклон электрода должен составлять 70-75° относительно поверхности.

Для того чтобы правильно варить вертикальный шов электросваркой, необходимо периодически производить вращательные движения, которые помогут сгребать расплавляющийся металл в точку соединения 2 деталей. Окончание электрода должно находиться точно в середине шва. Процесс сварки нужно вести снизу вверх, прилепляя каплю за каплей. Это поможет постепенно заливать зазор расплавленной электродной проволокой.

Соблюдение правильного угла позволит равномерно стекать расплавленной электродной проволоке. Чем более равномерно будет она стекать, тем ровнее и качественнее получится шов.

https://moyakovka.ru/youtu.be/PHgfn2giVx4

После того как поверхность шва остынет, с помощью молотка необходимо отбить шлак с поверхности деталей. Он образуется в процессе работы от продуктов горения металла. Шов готов, но чем чаще будут производиться сварочные работы, тем более аккуратным и качественным будет он получаться.

Вернуться к оглавлению

Окончание работ

После того как будет завершена сварка и произведена зачистка поверхностей деталей от шлака, застывших наплывов и окалины, требуется провести осмотр полученных соединений. Контрольный осмотр должен проводиться на наличие обнаружения прожогов металла, трещин, кратеров или получившихся пор. Если они присутствуют, то это будет свидетельствовать о некачественно выполненной работе.

Если обнаружены некачественные швы, необходимо сразу, не дожидаясь разлома, провести реставрацию шва. Для этого необходимо тщательно зачистить всю поверхность с помощью напильника и металлической щетки. Затем произвести ее ремонт. Реставрация должна проводиться только в тех местах, в которых был обнаружен брак. Не надо переваривать поверхность полностью.

Во время проведения работ нельзя забывать и о технике безопасности.

Весь процесс нужно выполнять в замшевых перчатках, на которые следует надеть грубые рукавицы. Обязательно наличие маски сварщика, кирзовых ботинок и брезентовой робы.

https://moyakovka.ru/youtu.be/1C0BxpKY7hY

Рядом должен находиться огнетушитель, песок или емкость с водой. При соблюдении всех вышеперечисленных правил сварочных работ можно добиться получения высококачественного шва, который не позволит привести к разлому готовой конструкции.

Как варить вертикальные и горизонтальные швы в домашних условиях

Чтобы получить прочные соединения металлических изделий и надежных швов, нужно в совершенстве владеть технологией проведения сварочных работ. Мастер должен подробно знать, как варить вертикальный шов и другие тонкости этой процедуры: как правильно подключать и регулировать диапазон применяемого тока, как подобрать необходимые сварочные материалы. Перечисленные навыки помогут добиться крепкой и эстетической стыковки металла, которая прослужит не один год.

Виды сварных соединений

Обязательным условием для получения качественного вертикального сопряжения является толщина свариваемых элементов и правильный способ технического соединения, который будет использован в конструкциях. Существует несколько способов сварочного производства для любых металлоконструкций.

Прежде чем узнать о способах, стоит ознакомиться с распространенной проблемой — горячими трещинами. Без знаний о том, как их устранить может быть сложно сделать правильный вертикальный шов.

Стыковочные узлы

Метод, когда элементы привариваются друг к другу торцовыми частями. Этот вид используется для стыковки различных металлических трубопроводов, кузовных деталей автомобиля, проката, изделий в машиностроении. Такая технология хорошо работает при разной толщине деталей, включая все сплавы.

Она требует меньшего расхода присадочного материала и энергоресурсов. Не увеличивает вес конструкции. В результате сопряжения получаются ровными и герметичными.

Тавровое пересечение

Стыковка торца металлического элемента, который варится под углом до 30° к боковой части второго элемента. Используется и для металлоконструкций, где монтажные части соприкасаются под прямым углом в форме «Т». Балки для перекрытий, заграждения, корпусы и сварные каркасы металлических конструкций — места, где тоже применяется это соединение.

К преимуществам относят соединение металлоконструкций в недоступных местах с возможностью проведения сварочных работ с обеих сторон. Конструкция хвалится высокими нагрузками.

Сварка внахлест

Сваривание используется, когда металлические детали прилегают друг к другу и расположены параллельно. Наложение снимает все погрешности и упрощает работу. Делать такие сопряжения несложно, а для начинающих сварщиков — занятное дело.

У сопряжения нет принципиальных размеров и параметров, допускается погрешность без потери качества. Имеет прочность к разрывам и недорогое производство по себестоимости.

Угловая (торцовая) стыковка

Это такой способ, при котором края одной детали соединяются с краем другой под наклоном от 30°. Методика требует серьезного подхода, теоретических знаний и многолетнего стажа работы. Угловые комплексы работают в различных плоскостях и положениях как в горизонтальных, так и перпендикулярных ему. Например, при тавровых сцеплениях, располагающихся вертикально, применяются продольные соединительные сборки. Угловое скрепление используется в строительстве, монтаже конструкций, мебели. Применяется для создания каркасов, резервуаров.

При неправильном проведении сваривания возможно возникновение дефектов таких, как прожог, свищи, подрезы, непровары, наплывы.

Классификация сварочных соединений

Сварочное сцепление — прочный шов, скрепляющий металлические изделия посредством сварных работ. Его называют стыковочным участком двух или нескольких деталей. Он формируется в результате кристаллизации или деформации вещества под действием нагрева или давления. Стыковочные срезы и сварные соединения являются одним технологическим процессом.

Для образования долговечного металлического сцепления требуются предварительные процедуры. Конструкции очищают, ошкуривают или подвергают обработке напильником до полного снятия загрязнений и остатков ржавчины. Это обеспечивает крепкую сцепляемость при сваривании.

Места спайки систематизируются по типу совмещения, в которых они используются, по виду сплавов металла. Важными факторами являются технические требования надежности (положения разряда, скорости его движения и амплитуды).

Образцы бывают:

однослойные или многослойные проходы;
выпуклой и ровной формы;
прерывающиеся и сплошные состыковки.

Важно определить, как расположены стыковочные комплексы в пространстве. Стыки могут быть нижними или верхние (потолочные). А по осевым характеристикам они делятся на боковые, поперечные и продольные пересечения при сборных работах.

Особенности вертикальных швов

Вертикальные сварочные швы прорабатывают по методике движения от самого низа к верху. Траектория движений сварщика электродом осуществляется специальными способами, в зависимости от применяемой технологии. По вертикали поднимаются по линиям полукруга, ёлочки или шагами по зигзагу. При горизонтальном сопряжении процесс идет по нескольким проходам на месте будущей сборки от нижнего уровня детали кверху.

На низком горизонте варят с помощью стыковочных сборок или другим методом углов. Прочность дают совмещения при повороте на 45 градусов, «лодочкой», с симметрией или асимметрией (применяется для труднодоступных мест).

Верхние сварочные комплексы — самые трудоемкие. Сложность придает текучесть расплавленной массы, которая съезжает с рабочей зоны. Для такой ситуации применяют низкие дуги, а показатели силы тока уменьшают до 20 %.

Показатели электрического тока и скорости перемещения дуги влияют на конечный результат сборки. Использование высоких электрических значений создает прогрев деталей до больших глубин, что позволяет повышать скорость движения электрода. Придерживаясь правильной взаимозависимости тока и темпа, получится гладкая безупречная сварка.

Диаметр проводника, мм	Сечение деталей, мм	Показатель тока, А
1,6	1-2	35-50
2	2-3	45-80
2,5	3-4	65-100
3	4-5	85-150
4	5-6	125-200

О правильном выборе тока и диаметра электрода можно почитать тут.

Учитывая пространственное расположение сцепления, подбирают соответствующий наклон ведения электрического тока. Горизонтально и вертикально расположенные изделия, как и стыки неподвижных труб, требуют направления дугового разряда вперед углом. Наклонные и стыковочные срезы варятся электродом, направленным под наклоном назад. Прямой угол широко используют для труднодоступных мест приваривания. Любой из способов дает сварщику возможность производить монтаж в различных условиях производства. Зная правильный режим сварки, можно добиться желаемого результата.

Качественные соединения при выполнении продольных соединений сплавления зависят от соблюдения всех этапов технологического процесса. Весомое препятствие вызывает контролирование процедуры, в результате которой образуется вертикальный шов электродуговой сваркой. Это объясняется точным физическим законом силы тяжести. Он тянет вниз жидкую массу расплава. Облегчить процесс поможет знание о том, какие электроды лучше для сварки.

До того, как варят вертикальный шов дуговой сваркой или применяют другой метод, требуется грамотно провести подготовку свариваемых частей. Первичная обработка — важная часть технологического процесса. После очищения металлических изделий их закрепляют в специальном положении путем создания мелких поперечных зацепок. Они не дадут деталям двигаться.

Принцип формирования узлов по осям вертикали состоит в том, чтобы переменный ток использовался только для техники движения снизу вверх. Сварная ванна заполняется расплавленной массой, создавая выпуклый вал. Так наполняется совмещаемый кратер. А электродуговые способы ускорят процесс застывания расплава. Поэтому берут небольшие капли и сокращают дугу.

Правила инверторной сварки

Сварка инвертором стала прорывом в сфере сварочных аппаратов, т. к. устаревшие трансформаторы достаточно тяжелые и сложные в применении. Преимущество в том, что при инверторной сварке разбрызгивание происходит меньше, чем при сварке от трансформатора.

Инвертор — сварочный аппарат, позволяющий соединять листы из металла с помощью электрического разряда. Он имеет отличительную особенность: обладает малым весом и максимальными возможностями, благодаря которым ему доступны работы, ранее осуществляемые тяжелыми и сложными устройствами. Вес аппарата зависит от его мощности (от 3 до 7 кг).

Транспортировать можно с помощью ручки или ремня. Охлаждение осуществляется за счет вентиляционных отверстий в корпусе. Этот аппарат потребляет электроэнергию, которая устремляется только на работу дуги, а она осуществляет сам сварочный процесс.

Прибор малочувствителен к перепадам напряжения. При постоянных перепадах следует обратить внимание на требуемое напряжение, которое указано в паспорте инвертора.

На поверхность устройства выведены рукоятки и индикаторы управления:

включается и выключается тумблером;
величина напряжения и тока устанавливается ручками на передней панели;
панель имеет индикаторы, информирующие о подаче питания и перегреве устройства;
спереди на панели расположены выходы («+» и «-«).

Дополнительно в наборе имеются 2 кабеля. Один из них завершается держателем для электрода, а второй имеет зажим в виде прищепки для закрепления изделия. Подключается аппарат через разъем, который находится на задней панели устройства.

Технология сварки вертикальных сопряжений

Без опыта в сварке сложно понять, как безопасно сваривать вертикальные швы электросваркой согласно техническим требованиям, а также сделать его гладким и монолитным. Профессиональное сцепление металла получается, когда:

Постоянно контролируют взаимную перпендикулярность электродов и металлических частей.
Используют укороченную дугу, из-за которой кристаллизация ускоряется. Это снижает количество потеков и дефектов совмещений.
Изменен угол проводника, чтобы приостановить потеки расплавов.
Уже произошла утечка. Тогда надо повысить показания тока и увеличить шаги, чтобы увеличилось время кристаллизации.

Подробнее о том, как правильно варить сваркой, можно узнать тут.

Когда требуется проложить дорожку сверху вниз в труднодоступном месте, лучше не спешить и следовать специальным нормам. В результате железо будет податливо, а потеки не будут мешать.

Правила того, как осторожно, правильно и профессионально заварить местный вертикальный шов сваркой, когда металлические листы совсем тонкие:

предварительно обработать изделие, убрать загрязнения и прочие остатки на металле, снять оцинковку;
точечными шагами снизить потеки и прожоги материала.

Понять, как следует правильно сваривать инверторной сваркой вертикальный шов, легко, если сварщиком учтены следующие факторы:

состав соединительных материалов;
сварочные методики при таких составах;
опыт мастера;

Также необходимо заранее узнать о возможностях применяемого оборудования.

Как варить вертикальный шов

Приступая к сварке, необходимо ознакомится с последовательностью каждой из требующихся манипуляций:

сделать внизу нахлест приготавливаемых поверхностей;
начинать всегда следует не с заготовленного нахлеста, а немного выше. Таким образом, не придется все исправлять при допущении ошибки;
варить при этом лучше всего без отрывания дуги;
включив аппарат, после каждого нажима проговаривать про себя 22 и приступать к изготовлению нового шва;
после окончания, очистить снаружи и изнутри поверхность от образовавшегося шлака и, при необходимости, приступать аналогичным образом сваривать обратную сторону.

Эти рекомендации помогут освоить вертикальный шов, даже если вы новичок в сварочном деле. Немного тренировок — и вы научитесь варить швы профессионально.

Условия проведения сварочной работы

Чтобы крепко заварить части металла, требуется выбрать принцип траектории либо снизу вверх, либо наоборот. Подобные перемещения проводят, отрывая или не отрывая дуги.

Если начальное положение ванны снизу, то жидкий металл поступает сверху. Чтобы остановить разбрызгивание, проводник наклоняют по отношению к рабочей плоскости, где ложится стыковка деталей. Нижний расплав затвердевает и образует упор для следующей выемки.

Для образования прочного соединения снизу без дугового отрыва электрод двигают равномерно без смещений. Диапазон поворота электрода около 90 градусов. Это позволит разгладить узлы сопряжения. Скоростной темп при этом сохраняется на высоких значениях. Следует координировать процесс сваривания металла. Когда потеки начнут появляться у одного среза, можно отступить к другому краю. При этом продолжить перемещение к верху.

Сварить металлоконструкции своими руками может каждый. Надо знать правила работ, которые подробно рассмотрены здесь.

Металлические стыковки с отрывом дуги доступны любому мастеру. Обычно начинающие сварщики так набираются опыта. В период отрыва нагрев конструкции существенно падает. Для устойчивости электрода, как и в первом варианте, применяют уступ кратера.

Сварка вертикального шва при помощи ручной дуговой сваркой гораздо сложнее. Для уменьшения разбрызгивания расплавленной массы повышают силу электричества и поднимают темп. Кроме того, перемещают и увеличивают ширину шагов.

Электродуговой метод

Перед началом любой сварки необходимо подготовить соединяемые области. В зависимости от толщины металла, типа соединения, производится его подготовка, разделываются кромки деталей в соответствии с требованиями стандартов.

Затем с помощью специальных фиксаторов или других приспособлений их закрепляют. Для предотвращения температурных деформаций, детали через определенное расстояние приваривают друг к другу поперечными швами, так называемыми прихватками.

Они обеспечивают надежную фиксацию изделий относительно друг друга.

При сваривании дуговой электросваркой вертикальных стыков изделий, расплавленный металл под действием гравитации перемещается вниз. Переход жидкого сплава электрода в сварочную ванну происходит капельным путем.

Чтобы капли не отрывались, а перетекали плавно, применяют короткую электрическую дугу. Иногда, удается даже касаться концом электрода свариваемого изделия, чтобы предотвратить его прилипание к заготовке.

Вертикальный шов варится двумя способами: сверху-вниз или снизу-вверх.

Снизу-вверх

При технологии «снизу-вверх» первоначально сварочная ванна находится внизу. Расплавленный металл поступает в нее сверху. Чтобы жидкий металл не проливался, сварочный электрод устанавливается под углом к плоскости вертикального сварного шва.

Его плавящийся конец находится выше другого конца, закрепленного в держателе. Таким образом, он как бы поддерживает сварочную ванну, не дает расплескаться металлу.

Нижние слои будут кристаллизироваться, и становиться своеобразной подставкой для новой ванны. Так осуществляется ручной дуговой способ создания вертикального шва.

При любом способе необходимо поддерживать сварочный ток таким, чтобы кристаллизация ванны происходила быстрее, чем плавление электрода и кромок. Это достигается за счет короткой дуги и образования малых капель жидкого металла.

Сверху вниз

При сваривании вертикальных стыков методом сверху вниз электрод так же располагается концом вверх. Край сварочной ванны поддерживается электрической дугой и электродом.

Задача заключается в опережающем расплавлении нижнего края ванны с одновременным ее удержанием. Верхний край должен успевать кристаллизоваться из-за отсутствия поступления теплоты от расплавленного электрода.

Если расплескивание все же происходит, то нужно увеличить сварочный ток и увеличить скорость перемещения электрода вниз. Желательно также увеличить ширину шва.

Вертикальный сварочный шов инвертором получается лучше, чем при использовании обычного аппарата. Это связано с более стабильной сварочной дугой.

Процесс расплавки электродами

Для ускорения времени новичкам научиться гораздо проще варить вертикальный шов с отрывом дуги. По ходу работы дуговой разряд подпирают срезом сварной ванны. Траектории движения проводников при формировании кратера с отрывом и без отрыва, проводятся согласно рисунку ниже.

Металлическая сварка, направленная сверху вниз, станет устойчивее, когда пойдут короткие электрические дуги. Нужно уверенно вести проводник строго перпендикулярно краям. В процессе его наклоняют вниз на 45°.

Результат сборки напрямую зависит от оборудования и его мощностей. Ручная сварка обеспечивает:

проникновение в труднодоступные места сваривания;
монтаж в каждом положении;
применение основных видов сплавов.

Из недостатков можно выделить: низкий КПД, зависимость качества состыковок от квалификации рабочего, вредные испарения и искры, возникающие при работе, требуется специальная форма сварщика и маска.

Как нужно варить вертикальный шов инвертором? Выполнение вертикальных швов

Сварочный шов — линия расплавленного металла на кромках двух стыкующихся конструкций, возникающая в результате воздействия на сталь электрической дуги. Тип и конфигурация швов подбирается для каждого случая индивидуально, ее выбор зависит от таких факторов как мощность используемого оборудования, толщина и химический состав свариваемых сплавов. Такой шов также возникает при сварке полипропиленовых труб паяльником.

В данной статье рассмотрены виды сварочных швов и технология их выполнения. Мы изучим вертикальные, горизонтальные и потолочные швы, а также узнаем, как выполняется их зачистка и проверках на предмет дефектов.

1 Классификация сварочных швов

Классификация швов на разновидности выполняется по многим факторам, основным из которых является тип соединения. По данному параметру швы делятся на:

шов встык;
шов внахлест;
тавровый шов.

Рассмотрим каждый из представленных вариантов подробнее.

1.1 Стыковое соединение

Данный способ соединения применяется при сварке торцевых частей труб, квадратного профиля и листового металла. Соединяющиеся детали размещаются так, чтобы между их кромками оставался зазор в 1.5-2 мм (желательна фиксация деталей струбцинами). При работе с листовым металлом, толщина которого не превышает 4 мм, шов прокладывается только с одной стороны, в листах 4-12 мм он может быть как двойным, таки одинарным, при толщине от 12 мм — только двойным.

Если толщина стенок деталей составляет 4-12 мм, необходима механическая зачистка краев и заделка кромок одним из нижеуказанных способов.

Соединение особо толстого металла (от 12 мм) рекомендовано выполнять с использованием Х-образной зачистки, другие варианты тут невыгодны из-за потребности в большом количестве металла для заполнения образовавшегося шва, что увеличивает расход электродов.

Однако в ряде случаев сварщиком может приниматься решение варить толстый металл одним швом, что требует его заполнения в несколько проходов. Швы такой конфигурации называются многослойными, технология сварки многослойных швов приведена на изображении.

1.2

Нахлесточное соединение применяется исключительно при сварке листового металла толщиной 4-8 мм, при этом пластина проваривается с обеих сторон, что исключает возможность попадания между листами влаги и их последующей коррозии.

Технология выполнения такого шва крайне требовательна к соблюдению правильного угла наклона электрода, который должен варьироваться в диапазоне 15-40 градусов. В случае отклонения от нормы заполняющий шов металл будет смещаться с линии стыка, что значительно снизит прочность соединения.

1.3 Тавровый шов

Тавровое соединение выполняется в форме литеры «Т», оно может выполнятся как с двух, так и с одной стороны. Количество швов и потребность в разделке торцевой части детали зависит от ее толщины:

до 4 мм — односторонний шов без разделки торцов;
4-8 мм — двойной, без разделки;
4-12 мм — одинарный с односторонней разделкой;
более 12 мм — двухсторонний, двойная разделка.

Одной из разновидностей таврового соединения является угловой шов, используемый для соединения двух перпендикулярных либо наклоненных друг к другу листов металла.

2 Разновидности швов по пространственному положению

Помимо классификации по типу соединения, швы делятся на разновидности в зависимости от положения в пространстве, согласно которому они бывают:

вертикальные;
горизонтальные;
потолочные.

Проблемой выполнения вертикальных швов является сползание расплавленного металла вниз, что происходит из-за силы тяжести. Тут необходимо применять короткую дугу — держать торец электрода максимально близко к металлу. Сварка вертикальных швов требует реализации предварительных работ — зачистки и разделки, которые подбираются исходя из типа соединения и толщины металла. После подготовки детали фиксируются в требуемом положении и производится черновое соединение поперечными «прихватами», которые препятствуют смещению заготовок.

Сварка вертикального шва может выполняться как сверху-вниз, так и снизу-вверх, в плане удобства работы последний вариант предпочтителен. Электрод необходимо удерживать перпендикулярно по отношению к соединяемым деталям, допустимо опирать его на кромки сварного кратера. Движение электрода выбирается исходя из требуемой толщины шва, наиболее прочный стык достигается при поперечном смещении электрода из стороны в сторону и при петлеобразном колебании.

На вертикальных плоскостях швы горизонтального типа выводятся слева-направо либо справа-налево. Сварка горизонтальных швов осложняется стеканием ванны вниз, что требует поддерживания значительного угла наклона электрода — от 80 до 90 0 . Чтобы не допустить наплыва металла в таких положениях необходимо перемещать электрод без поперечных колебаний, способом узких валиков.

Скорость движения электрода подбирается так, чтобы центр дуги проходил по верхней границе шва, а нижний контур расплавленной ванны не доходил до верхнего торца предыдущего валика. Особое внимание тут необходимо уделить верхней кромке, наиболее подверженной образованию различных дефектов. До начала сварки последнего валика нужно обязательно очистить сформированный шов от шлака и нагара.

Наиболее трудными в исполнении являются потолочные швы. Поскольку в таком пространственном положении расплавленная ванна удерживается исключительно поверхностным натяжением металла, сам шов необходимо делать максимально узким. Стандартная ширина валика — не более двукратной ширины используемых электродов, при этом в работе нужно применять электроды диаметром до 4 мм.

При прокладывании шва электрод необходимо удерживать под углом от 90 до 130 0 к соединяемым плоскостям. Валик формируется колебательными движениями электрода от кромки до кромки, при этом в крайнем боком положении электрод задерживается, что позволяет избежать подрезов. Отметим, что сварщикам без опыта за потолочные швы браться не рекомендуется.

2.1 Технология сварки потолочных швов (видео)

2.2 Зачистка и контроль дефектов

После формирования шва на поверхности соединенных деталей остается шлак, капли расплавленной стали и окалины, при этом сам шов может иметь выпуклую форму и выступать над плоскостью металла. Устранить данные недочеты позволяет зачистка, которая осуществляется поэтапно.

Первоначально посредством молотка и зубила нужно удалить окалину и шлак, далее с помощью болгарки, укомплектованной абразивным диском, либо шлифовальной машинки, выравниваются соединенные плоскости. Зернистость абразивного круга выбирается исходя из требуемой гладкости поверхность.

Дефекты сварного шва, часто встречающиеся у неопытных специалистов, как правило являются следствием неравномерного движения электрода либо неправильно выбранной силы и величины тока.

Некоторые дефекты являются критичными, некоторые можно исправить — в любом случае контроль шва на предмет их наличия является обязательным.

Рассмотрим, какие дефекты бывают и как выполняется их проверка:

Также могут образовываться дефекты в виде трещин, которые появляются на стадии остывания металла. Трещины бывают двух конфигураций — направленные поперек либо вдоль шва. В зависимости от времени образования трещины классифицируются на горячие и холодные, последние появляются после отвердевания стыка из-за чрезмерных нагрузок, которые конкретный тип шва не может выдержать.

Холодные трещины являются критическим дефектом, который может привести к полному разрушению соединения. В случае их образования необходимо выполнить повторную сварку поврежденных мест, если их слишком много — шов нужно срезать и сделать заново.

Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры — это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры — состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.

Сварочный ток. Увеличение его вызывает (при одинаковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом дуги на поверхность сварочной ванны.

Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40-50% больше, чем постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара на 15-20% меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности.

Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, положения, в котором выполняется сварка, а также от вида соединения и формы подготовленных кромок под сварку. При сварке встык листов стали толщиной до 4 мм в нижнем положении диаметр электрода обычно берется равным толщине свариваемого металла. При сварке стали большей толщины используют электроды диаметром 4-6 мм при условии обеспечения полного провара соединяемых деталей и правильного формирования шва.

Напряжение определяет, главным образом, ширину шва. На глубину провара напряжение оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напряжения скорость сварки увеличить, ширина шва уменьшится.

Сила тока в основном зависит от диаметра электрода, а также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем выше производительность, т. е. больше наплавляется металла.

Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию.

Режимы сварки стыковых соединений без скоса кромок:

Примечание. Максимальные значения тока должны уточняться по паспорту электродов.

Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок:

Дополнение. Значения величины тока уточняются по данным паспорта электродов.

Горизонтальные, вертикальные и потолочные швы.

Выполнение указанных швов потребует определенных навыков. Существует очень большая вероятность вытекания расплав ленного металла, падение капель. Чтобы этого не происходило, сварку надо производить очень короткой дугой. Кроме этого будут необходимы и поперечные колебания электрода.

Что может удержать слой расплавленного металла в сварочной ванне? Только сила поверхностного натяжения. Употребим и термин «пленка поверхностного натяжения». И чем тоньше будет масса, тем больше вероятности, что она будет удержана силой (пленкой) поверхностного натяжения. Достичь этого можно следующим приемом: конец электрода надо периодически отводить в сторону от ванны, давая возможность расплавленному металлу частично закристаллизоваться. Далее — применяется пониженный ток (на 10 или 20%) и электроды меньшего диаметра. Все это даст уменьшение ширины сварочного валика. Для потолочных швов оптимальными являются электроды с диаметром 4 мм, для горизонтальных (включая и вертикальные) швов берутся электроды с диаметром 5 мм.

Потолочный шов. Самый сложный. Сварку выполняют периодическими короткими замыканиями конца электрода на сварочную ванну, во время которых металл сварочной ванны частично кристаллизуется, что уменьшает объем сварочной ванны. В то же время расплавленный электродный металл вносится в сварочную ванну. При удлинении дуги образуются подрезы. При сварке этих швов создаются неблагоприятные условия для выделения шлаков и газов из расплавленного металла сварочной ванны.

Вертикальный шов может быть выполнен двумя способами — на спуск и на подъем. Предпочтительнее сварка на подъем. В этом случае нижележащий, уже частично закристаллизовавшийся, металл удерживает находящийся выше (у электрода) расплавленный металл. При данном способе удобно проваривать корень шва и кромок. Объясняется это тем, что расплавленный металл с электрода будет стекать в сварочную ванну. Единственный недостаток данного способа — поверхность шва будет покрыта грубой чешуей.

Сварка на спуск легче, но будет труднее получить качественный провар места соединения деталей. Дело в том, что расплавленный металл и шлак будут подтекать под дугу и удерживаться могут только силой поверхностного натяжения и силой действующей дуги. Но эти две силы могут быть недостаточными и расплавленный металл потечет.

Горизонтальный шов более сложен в исполнении, чем вертикальный. Причина — отекание расплавленного металла из сварочной ванны на нижнюю кромку. В результате возможно образование подреза по верхней кромке. При сварке металла повышенной толщины обычно делают скос только одной верхней кромки, нижняя помогает удерживать расплавленный металл в сварочной ванне. Сварка горизонтальных угловых швов в нахлесточных соединениях не вызывает трудностей и по технике не отличается от сварки в нижнем положении.

Рис. 1 Угол наклона электрода при сварке:
А — угол при вертикальной сварке; Б — угол при горизонтальной сварке; В — угол при потолочной сварке

Дуговая сварка вертикальных швов – один из методов работы с металлическими поверхностями. Вам нужно сварить металлическую решётку или приварить петли для садовой калитки? Сварка – лучшее решение такой проблемы. Она применяется не только для этих целей. С её помощью можно починить, например, поломанные металлические гаражные ворота, приварить фрагмент железного забора.

Дуговая сварка вертикальных швов проводится по своей, особенной технологии, знать которую должен всякий, кто впервые берёт в руки сварочный аппарат. Кроме самых важных азов, которые описываются в различных методических пособиях для начинающих и профессионалов, постараемся рассмотреть некоторые моменты. Без них начинать работу просто невозможно.

Дуговая сварка: что такое?

Дуговой сваркой называют такой способ соединения двух и более металлических частей, при котором для нагрева материала используется электрическая дуга. Под её воздействием кромки свариваемых деталей расплавляются вместе с электродом, образуя «ванну» из жидкого металла. Металл остывает и образуется сварочное соединение.

Принцип работы очень простой. К электроду и металлическим частям подсоединяют трансформатор. С помощью электроэнергии, вырабатываемой трансформатором, происходит нагрев до высокой температуры в 7000 градусов по цельсию. При такой температуре плавления происходит смешивание электрода с металлом изделия, а все шлаки выходят наружу, образуя защитную плёнку.

Дуговая сварка вертикальных швов зависит от многих параметров, за которыми желательно следить и по возможности контролировать. Обычно подбирают необходимые значения следующих параметров:

напряжение электрической дуги;
силу сварочного тока;
плюсовую и минусовую полярность;
толщину электрода;
положение сварочного соединения в пространстве;
скорость работы.

Используемый ток

Сила электрического тока, применяемого для сварки, является одной из самых главных характеристик. Они описываются в инструкции, прикладываемой к сварочному аппарату.

Если такого описания по каким-то причинам не оказалось, то силу тока определим в зависимости от диаметра электрода. Чем он толще, тем мощнее аппарат, тем больше сварочного тока. Может даже получится так, что электрическая дуга будет «плавать», колебаться, менять свою длину.

Соответственно качество шва в этой ситуации ухудшится, увеличится его ширина, а глубина провала намного уменьшится.

Напряжение дуги

После верного определения силы тока, рассчитаем длину дуги. Другими словами – это расстояние от электрода до поверхности металлического изделия. При работе обязательно сохраняем это расстояние неизменным. От этого будет зависеть качество всей работы в целом.

Самой оптимальной длиной дуги считается расстояние между минимальным и максимальным значением короткой дуги.

Оно превышает на один-два миллиметра диаметр электрода. Дуговая сварка вертикальных швов использует исключительно короткую дугу. Диаметр её не должен превышать диаметра электрода.

Полярность электрического тока

У большинства трансформаторов постоянный ток получается путём «выпрямления» переменного. При работе используют как прямую полярность, так и обратную. В первом случае изделие прикрепляется к «плюсу», а сварочный электрод к «минусу». При обратной – зажимы меняют местами.

Обратную полярность обычно используют при сварке тонколистового металла, чтобы не прожечь его насквозь. Такой же полярностью варятся высоколегированные стали, чтобы избежать их перегрева.

Варим вертикальные швы

При вертикальной варке швов капли электрода и расплавленного металла будут капать вниз. Чтобы избежать этого закономерного (с точки зрения физики) процесса, следует электрическую дугу сделать более короткой. При таком способе, благодаря силам поверхностного натяжения, капли жидкого металла будут легче переходить с электрода в углубление кратера.

Ток выбираем минимальный или средний. Он позволяет варить без подтёков и наплывов металла на изделии.

Вертикальные швы варим снизу и потом медленно (по степени готовности шва) идём вверх. В таком случае весь расплавленный металл заполняет все углубления, которые находятся ниже.

Положение электрода

Положение электрода тоже может быть различным. В основном угол наклона составляет девяносто градусов, при этом электродуга наиболее эффективно воздействует на поверхность, которую сваривают. При сварке под углом сорок пять или шестьдесят градусов наблюдается неравномерное расплавление материала, ухудшается управление сварочным процессом.

Некоторые методы сварки

Дуговая сварка вертикальных швов по своей технологии отличается индивидуальными особенностями работы. Применяют два способа заваривания – «дугой вперёд» и «лестница».

Способ лестницы характерен зигзагообразным движением, постепенно поднимаясь как бы по лестнице снизу вверх. Сложность в выполнении состоит в том, чтобы задержка в месте перехода (подъёма по лесенке) осуществлялась не позднее, чем затвердеет металл в кратере шва. Далее плавный переход на ступеньку выше и т.д. Если время не выдержать и уйти не додержав, то получится выпуклость. В случае передержки – наплыв и чешуя.

Некоторые сварщики применяют метод «дугой назад». В данном случае он не оправдывает себя по той простой причине, что в результате получаем чрезмерную выпуклость сварочного шва. Большая часть жидкого металла при этом стекает в цент кратера и застывает.

Кроме перечисленных методов дуговой сварки профессионалы и опытные сварщики применяют и другие варианты при работе с вертикальными швами. Чтобы результат получился качественным, не торопитесь, а старайтесь выполнить все необходимые правила. Удачи в работе!

Производя сварку швов в горизонтальном и потолочном положении, необходима максимально высокая квалификация сварщика. Это связано с тем, что при работе в таких плоскостях, возможны различные неприятные процессы, например, воздействие силы тяжести, под которой из рабочей области вытекает расплавленный металл, и последующее падение капель мимо сварочной ванны. Дабы предотвратить эти процессы, сварку нужно вести, по наиболее короткой дуге, с регулярными поперечными колебаниями.

Сварка в плоскостях, которые отличаются от нижней , имеет большое количество нюансов. Так, необходимо чтобы раскаленный металл удерживался от вытеканий из ванной при помощи силы поверхностного натяжения. Для этого, нужно в срочном порядке делать меньше размер ванной, и делать это нужно следующим образом: периодически отводить конец электрода в сторону, давая время на частичную кристаллизацию расплавленного металла. Также, можно уменьшать ширину валиков, примерно до размеров 2-3 электродных диаметров. Кроме того, используется пониженная сила тока, примерно на 10-20%, используя при этом уменьшенные электроды (диаметр в пределах 4-5 мм).

Изготавливая швы при вертикальной сварке, их можно сделать двумя способами – подъемом или же спуском. Используя технику подъема шва, металл, который оказался в нижележащем положении, удерживает расплавленный металл в сварочной ванне. Достоинство такого способа заключается в простоте провара корней швов и кромок, поскольку металл, стекая в сварочную ванную, улучшает условия теплоотдачи. Но, внешний шов получается грубочешуйчатого вида. Другое дело горизонтальный провар – получить идеальный шов в таком случае очень трудно, так как шлак и раскаленный металл подтекают прямо под дугу, и не стекают дальше только потому, что на него действует сила давления дуги.

Сваривание горизонтальных швов требует более высокой подготовки сварщика, так как в таких ситуациях, сложно работать с растекающимся по нижним кромкам, раскаленным металлом. Если сварщик недостаточно хорошо квалифицирован, может произойти обрезание прорезов в верхней кромке. Сваривая металлы большой толщины, делают скосы для одной кромки (чаще всего сверху), в то время как вторая (нижняя), кромка помогает сдерживать жидкий металл в ванной. Но, сам процесс работы не вызывает каких-нибудь трудностей, и по технике, практически не отличается от нижней сварки.

Потолочная сварка , а точнее ее положение, еще более затруднена, и по большей мере, ее и вовсе лучше избегать. Вообще, сварка в плоскостях может отличаться не только по способу и принципу действия, но и по сложности работы, и необходимой квалификации того, кто будет делать эту работу. Потолочная же сварка выполняется при помощи периодических коротких замыканий между концом сварочного электрода, и сварочной ванны. В это же время, металл, попадающий в ванну, несколько кристаллизируется, уменьшая тем самым объемы сварочной ванны. Увеличивая дугу в потолочной сварке, можно удлинять дугу подреза. В такой ситуации, сварка таких швов сильно ухудшена из-за отсутствия отделения сварочных шлаком, и различных газов.

Существует еще, так называемая, техника пробочного и прорезного соединения. Она практически ничем не отличается от вышеупомянутой сварки. Вот только в этом случае, в зависимости от того, насколько длинный шов, нужно применять различные типы электродов, и использовать разные техники заваривания. Например швы до 50 см свариваются на проход, а швы до 100 см свариваются от середины к каждому из концов. Кроме того, на больших участках, отрезки разбиваются на мелкие (примерно по 20 см), а сварку выполняют блоками или же каскадами. Таким образом, это позволяет повлиять на структуру металла так, как это будет нужно сварщику, то есть задача по свариванию будет выполненной без особых проблем.

Заголовки статей раскрывают их содержание. В последней статье, кроме того, описываются дефекты, возникающие в процессе электросварки, и методы их устранения.

Прежде, чем приступить к изучению технологии выполнения вертикального сварочного шва, рекомендуем ознакомиться с указанными выше статьями (рассмотренные в них вопросы здесь повторяться не будут). Если возникнут дополнительные вопросы (например, связанные со сварочными аппаратами, масками, электродами и т. п.), то рекомендуем воспользоваться сервисом «Поиск по сайту». Можно задать вопрос в разделе «Комментарии» и администрация сайта обязательно даст ответ в самое ближайшее время.

Предварительные общие замечания

До выполнения сваривания деталей необходимо подготовить металл. Разделка кромок выполняется в соответствии с толщиной свариваемых деталей и типом соединения. Подготовленные детали фиксируют в необходимом (заданном конструкторской документацией) взаимном расположении. Для этого их соединяют короткими поперечными швами («прихватками») с шагом в несколько десятков миллиметров. Прихватки не позволяют деталям смещаться друг относительно друга.

Во время сварки деталей вертикальным швом расплавленный металл из сварной ванны, под действием собственного веса, будет сползать вниз. Для исключения отрывания капель, следует применять как можно более короткую дугу. Чтобы этого добиться, необходимо кончик электрода подвести по возможности близко к сварной ванне. Если используется не залипающий сварочный электрод, то следует опирать его на одну из свариваемых деталей.

Вертикальный шов можно варить «сверху-вниз» или «снизу-вверх».

Вертикальный шов «снизу-вверх»

Заметим, что удобнее варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх». Связано это с тем, что в этом случае электродуга «толкает» сварную ванну вверх и препятствует её опусканию вниз. Это значительно упрощает получение качественного шва. Схема выполнения такого сварного шва показана на рисунке.

В следующем видеоролике показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх без отрыва». Продемонстрирована техника создания короткого валика:

движения электрода происходят только вверх-вниз;
отсутствуют горизонтальные смещения.

В результате, получается очень плоский шов.

В следующем видеоролике показано, как правильно варить вертикальный шов электросваркой с движением электрода «снизу-вверх c отрывом». Такой технологический приём может быть более удобен для начинающих, т. к. за время отрыва сварочного электрода металл успевает остыть. Допускается, для упрощения, опирать электрод на полочку сварного кратера. В этом же видеоролике даётся много общих полезных для сварщика советов. Например, показано влияние силы тока на форму шва. В общем случае, сварочный ток должен быть на 5…10 А меньше рекомендованного для выбранных типа электрода и толщины металла. Но, как показано в видео, это не всегда справедливо и определяется, в основном, экспериментально.

Вертикальный шов «сверху-вниз»

Сварка с движением электрода «сверху вниз» применяется при соединении, главным образом, тонких листов металла. При сварке этим способом тепло сварочной дуги стремится вверх (не обогревая сварную ванну). Поэтому, для получения хорошего проплавления шва, ток следует устанавливать несколько большей величины (на 5…10А), чем при сварке с движением электрода «снизу-вверх».

Техника сварки «сверху-вниз» значительно сложнее предыдущей, и поэтому остановимся на ней более подробно. При выполнении вертикальных швов с движением электрода «сверху-вниз» он располагается перпендикулярно к свариваемой поверхности. После поджига дуги и образования первых капель расплавленного металла, его наклоняют вниз и продолжают расплавлять основной металл. Медленно перемещая электрод (и продолжая поддерживать короткую дугу) его кончиком следует препятствовать стеканию металла из сварной ванны. Одновременно, кончик следует отводить в сторону и вниз, т. е. необходимо выполнять поперечные колебательные движения. Это будет способствовать застыванию наплавленных капель и формированию шва. При этом не следует допускать длительной концентрации тепла в одном каком-нибудь месте.

Дефекты сварных швов

При выполнении сварочных работ возможны (особенно у начинающих сварщиков) дефекты сварных швов. Причём, некоторые из них критичны, некоторые — нет. Этой теме мы на сайте уделили достаточно внимания и сейчас повторять не будем.

Сейчас мы остановимся только на дефектах, которые характерны для вертикальных швов. Они появляются при неправильном выборе силы тока и величины дуги. В таблице приведён их схематический внешний вид и указаны вызвавшие их причины.

С другими видами дефектов, возникающих при проведении электросварки, и способах их устранения можно ознакомиться в статье . В заключение, предлагаем посмотреть ещё один видеоролик о вертикальной сварке. Желаем успехов!

Тематические материалы:

Андрей илларионов: «путин рассчитал: гибель сотен европейцев рейса мн17 вызовет шок у лидеров ес, и они потребуют от порошенко остановить наступление сил ато Почему Гитлер так легко оккупировал могучую Францию Петр великий и его «великие» дела против русов лет, сын музыканта Андрея Макаревича лет, сын телеведущего и актера Дмитрия Нагиева Массивная обувь в готическом стиле Модная обувь осень зима.

Материалы и фактуры Системы и методы оценки персонала Система сбалансированных показателей

Обновлено: 08.11.2017

103583

Если заметили ошибку, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter

Вертикальный шов сверху вниз или снизу вверх. Как получить качественный шов в горизонтальной плоскости

Режимы сварки стыковых соединений без скоса кромок:

Примечание. Максимальные значения тока должны уточняться по паспорту электродов.

Режимы сварки стыковых соединений со скосом кромок:

Дополнение. Значения величины тока уточняются по данным паспорта электродов.

Горизонтальные, вертикальные и потолочные швы.

Технология электросварки базируется на принципе плавления металла посредством возникающей между заготовкой и электродом электрической дуги. Температура дуги расплавляет металл в зоне сваривания, что позволяет соединять металлы посредством сварного шва. Для разных металлов и типов соединений предусмотрены определенные режимы сварки, отличающиеся друг от друга техникой ведения работы, положением и скоростью ведения электрода, амплитудой его передвижения.

Ниже рассмотрим основные методы создания правильных сварных швов, обеспечивающих надежность и качество соединения.

Типы сварных соединений

Классификация сварных соединений довольно обширна, они различаются по типу и виду сваривания деталей.

По типу соединения сварные швы бывают односторонними и двусторонними. Выбор в пользу одного или другого типа соединения делается в зависимости от технических параметров свариваемого изделия. Как правило, наиболее ответственные конструкции свариваются посредством двустороннего шва, что обеспечивает большую надежность соединению.

По виду соединения сварные швы подразделяются на следующие:

стыковые
тавровые
угловые
внахлест

Стыковые соединения

Этот вид соединения довольно часто применяется для сварки листовых металлических конструкций и трубопроводов. Между свариваемыми заготовками устанавливается зазор в 1-2 мм, а сами они по возможности жестко фиксируются во избежание смещения. В процессе сваривания зазор заполняется расплавленным металлом.

Металлические листы толщиной до 4 мм свариваются односторонним швом без их предварительной обработки, за исключением обязательной зачистки от коррозии.

При соединении изделий толщиной свыше 4 мм может применяться как односторонний, так и двусторонний шов. В этих случаях проводится предварительная разделка кромок в зоне сваривания.

Стыковая сварка заготовок толщиной свыше 12 мм требует обязательного наложения двустороннего шва, так как одностороннее сваривание не может расплавить такой слой металла. При этом необходимо провести предварительную разделку кромок с обеих сторон. В случае если конструктивные особенности заготовки не позволяют произвести двустороннюю разделку кромок, шов сваривается в несколько проходов, заполняясь многослойным наплавом.

Сварка внахлест

Соединение внахлест применимо для заготовок толщиной до 8 мм. При применении этого вида соединения проварка осуществляется с двух сторон во избежание попадания влаги и возникновения коррозии между листами.

Для получения качественного шва при сварке внахлест, электрод должен находиться под углом от 15 до 45 градусов к рабочей поверхности. При отклонении от этих значений значительна часть расплава растекается в сторону от стыка, что в значительной мере снижает прочность соединения.

Угловые и тавровые соединения

Технология работы при этих видах соединения во многом схожа. Тавровые соединения в разрезе аналогичны букве Т, а угловые — букве Г.

В зависимости от толщины металла, тавровые соединения могут свариваться одним ил двумя швами, с предварительной разделкой или без нее.

Требования к сварке угловых швов такие же, как и в случае с тавровыми, так как, по сути, угловой шов рассматривается как часть таврового.

Для качественного соединения угловых или тавровых элементов, свариваемые плоскости следует расположить под одинаковым углом. Оптимальным является их сваривание «в лодочку». При соединении деталей разной толщины, угол наклона в сторону более толстой заготовке должен составлять порядка 60 градусов. В таком положении большая часть прогрева придется на толстую деталь, что позволит избежать сквозного прогорания тонкого металла.

Пространственное положение сварных швов.

Помимо вышеперечисленных видов соединений, сварные швы различаются и по своему пространственному расположению.

Наиболее простым и комфортными для сварщика является работа с соединениями, создаваемыми в нижнем положении. В этом случае достаточно просто контролировать направление шва и избегать растекания расплавленной массы. Как правило, с швами, свариваемыми в нижнем положении без особого труда может справиться даже сварщик, не имеющий большого опыта и квалификации.

Другие пространственные положения сварных швов, таких как вертикальные, горизонтальные и потолочные, требуют определенной технической подготовки и достаточной квалификации. Для качественного сваривания вертикальных, горизонтальных и потолочных швов необходимо выдерживать технологические нормы, прописанные для того или иного вида сварки.

Как правильно варить вертикальный шов?

Сложность сварки заготовок, находящихся в вертикальном положении заключается в том, что расплав под действием силы тяжести стекает вниз, не заполняя шва. Во избежание этого, необходимо удерживать конец электрод ближе к сварной ванне, используя короткую дугу. При работе с некоторыми марками электродов, их можно опирать на свариваемую деталь.

Предварительная подготовка кромок свариваемых элементов должна проводиться в зависимости от типа соединения и толщины деталей. Далее заготовки фиксируются в требуемом положении сварными швами-прихватками, не допускающими смещения элементов.

Правильно варить вертикальный шов можно как снизу вверх, так и наоборот . Более качественный шов получается при передвижении электрода снизу вверх. Сварка шва сверху вниз требует внимательного контроля сварной ванны, однако опытные сварщики используя эту схему работы могут получить неплохой результат.

Для начинающих сварщиков при соединении вертикальных швов допустима сварка с отрывом дуги. Этот метод более прост, так как при отрыве дуги металл остывает, не успевая стекать вниз. Схема движений электрода стандартная — из стороны в сторону петельками или снизу вверх.

Как правильно варить горизонтальный шов?

Технологический регламент этого типа сварного соединения во многом схож с предыдущим. Для предотвращения стекания расплавленного металла рекомендуется увеличить скорость передвижения электрода, что уменьшает прогрев металла. Помимо того, можно кратковременно отрывать дугу, позволяя металлу остывать. Еще один метод — небольшое снижение сварочного тока. Для получения качественного шва следует применять один из указанных методов.

Как правильно варить потолочный шов?

Этот вид сварных соединений считается наиболее сложным и требует высокой квалификации и мастерства исполнителя. Для того чтобы правильно варить потолочный шов электросваркой необходим постоянный контроль сварной ванны. При создании соединения сварочный электрод удерживается под прямым углом к деталям, создавая короткую, но постоянную дугу. Рекомендуемая схема ведения электрода — круговые движения, расширяющие площадь шва.

Финишная обработка сварных швов

Как правило, большинство сварных соединений требуют последующей обработки для удаления разбрызгавшегося расплава, окалины, шлака. Помимо того, нередко возникает необходимость выравнивания выпуклой поверхности шва.

При зачистке шва, в первую очередь, с использованием молотка и зубила удаляются с поверхности шва брызги, окалина и шлак. Далее, при необходимости, посредством углошлифовальной машины проводится выравнивание шва. Зернистость абразивного круга подбирается в зависимости от требуемого уровня гладкости шва.

В отдельных случаях сварной шов покрывается тонким слоем оловянного расплава.

Газовая сварка сравнительно проста, не требует сложного, дорогого оборудования и источника электроэнергии.

Недостатком газовой сварки является меньшая по сравнению с дуговой скорость нагрева металла и большая зона теплового воздействия на металл. При газовой сварке концентрация тепла меньше, а коробление свариваемых деталей больше.

Вследствие сравнительно медленного нагрева металла пламенем и невысокой концентрации тепла производительность газовой сварки снижается с увеличением толщины свариваемого металла. Например, при толщине стали 1 мм скорость газовой сварки составляет около 10 м/ч, при толщине 10 мм — только 2 м/ч. Поэтому газовая сварка стали толщиной свыше 6 мм менее производительна, чем дуговая сварка.

Стоимость ацетилена и кислорода выше стоимости электроэнергии, поэтому газовая сварка обходится дороже электрической. К недостаткам газовой сварки относится также взрывоопасность и пожароопасность при нарушении правил обращения с карбидом кальция, горючими газами и жидкостями, кислородом, баллонами со сжатыми газами и ацетиленовыми генераторами. Газовую сварку применяют при следующих работах: изготовлении и ремонте изделий из стали толщиной 1-3 мм; сварке сосудов и резервуаров небольшой емкости, заварке трещин, вварке заплат и пр.; ремонте литых изделий из чугуна, бронзы, силумина; сварке стыков труб малых и средних диаметров; изготовлении изделий из алюминия и его сплавов, меди, латуни и свинца; изготовлении узлов конструкций из тонкостенных труб; наплавке латуни на детали из стали и чугуна; соединении ковкого и высокопрочного чугуна с применением присадочных прутков из латуни и бронзы, низкотемпературной сварке чугуна.

Газовой сваркой можно соединять почти все металлы, применяемые в технике. Чугун, медь, латунь, свинец легче поддаются газовой сварке, чем дуговой.

Техника газовой сварки

Газовой сваркой можно выполнять нижние, горизонтальные, вертикальные и потолочные швы. Наиболее трудно выполнять потолочные швы, так как в этом случае сварщик должен поддерживать и распределять по шву жидкий металл, используя давление газов пламени. Наиболее часто газовой сваркой выполняют стыковые соединения, реже угловые и торцовые соединения. Газовой сваркой не рекомендуется выполнять соединения внахлестку и тавровые, так как они требуют интенсивного нагрева металла и сопровождаются повышенным короблением изделия.

Отбортованные соединения тонкого металла сваривают без присадочной проволоки. Применяют прерывистые и непрерывные швы, а также швы однослойные и многослойные. Перед сваркой кромки тщательно очищают от следов масла, краски, ржавчины, окалины, влаги и прочих загрязнений. В табл. 10 показана подготовка кромок при газовой сварке углеродистых сталей стыковыми швами.

Перемещение горелки при сварке

Пламя горелки направляют на свариваемый металл так, чтобы кромки металла находились в восстановительной зоне, на расстоянии 2—6 мм от конца ядра. Касаться расплавленного металла концом ядра нельзя, так как это вызовет науглероживание металла ванны. Конец присадочной проволоки также должен находиться в восстановительной зоне или быть погруженным в ванну расплавленного металла. В том месте, куда направлен конец ядра пламени, жидкий металл давлением газов слегка раздувается в стороны, образуя углубление в сварочной ванне.

Скорость нагрева металла при газовой сварке можно регулировать, изменяя угол наклона мундштука к поверхности металла. Чем больше этот угол, тем больше тепла передается от пламени металлу и тем быстрее он будет нагреваться. При сварке толстого или хорошо проводящего тепло металла (например, красной меди) угол наклона мундштука а берут больше, чем при сварке тонкого или с низкой теплопроводностью. На рис. 86, а показаны углы наклона мундштука, рекомендуемые при левой (см. § 4 этой главы) сварке стали различной толщины.

На рис. 86, б показаны способы перемещения мундштука по шву. Основным является перемещение мундштука вдоль шва. Поперечные и круговые движения являются вспомогательными и служат для регулирования скорости прогрева и расплавления кромок, а также способствуют образованию нужной формы сварного шва.

Способ 4 (см. рис. 86, б) применяют при сварке тонкого металла, способы 2 и 3 — при сварке металла средней толщины. Во время сварки нужно стремиться к тому, чтобы металл ванны всегда был защищен от окружающего воздуха газами восстановительной зоны пламени. Поэтому способ 1, при котором пламя периодически отводится в сторону, применять не рекомендуется, так как при нем возможно окисление металла кислородом воздуха.

Основные способы газовой сварки

Левая сварка (рис. 87, а). Этот способ наиболее распространен. Его применяют при сварке тонких и легкоплавких металлов. Горелку перемещают справа налево, а присадочную проволоку ведут впереди пламени, которое направляют на несваренный участок шва. На рис. 87, а внизу показана схема движения мундштука и проволоки при левом способе сварки. Мощность пламени при левой сварке берут от 100 до 130 дм 3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали).

Правая сварка (рис. 87, б). Горелку ведут слева направо, присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Пламя направляют на конец проволоки и сваренный участок шва. Поперечные колебательные движения производят не так часто, как при левой сварке. Мундштуком делают незначительные поперечные колебания; при сварке металла толщиной менее 8 мм мундштук передвигают вдоль оси шва без поперечных движений. Конец проволоки держат погруженным в сварочную ванну и перемешивают им жидкий металл, чем облегчается удаление окислов и шлаков. Тепло пламени рассеивается в меньшей степени и используется лучше, чем при левой сварке. Поэтому при правой сварке угол раскрытия шва делают не 90°, а 60-70°, что уменьшает количество наплавляемого металла, расход проволоки и коробление изделия от усадки металла шва.

Правой сваркой целесообразно соединять металл толщиной свыше 3 мм, а также металл высокой теплопроводности с разделкой кромок, как, например, красную медь. Качество шва при правой сварке выше, чем при левой, потому что расплавленный металл лучше защищен пламенем, которое одновременно отжигает наплавленный металл и замедляет его охлаждение. Вследствие лучшего использования тепла правая сварка металла больших толщин экономичнее и производительнее левой — скорость правой сварки на 10—20% выше, а экономия газов составляет 10-15%.

Правой сваркой соединяют сталь толщиной до 6 мм без скоса кромок, с полным проваром, без подварки с обратной стороны. Мощность пламени при правой сварке берут от 120 до 150 дм 3 ацетилена в час на 1 мм толщины металла (стали). Мундштук должен быть наклонен к свариваемому металлу под углом не менее 40°.

При правой сварке рекомендуется применять присадочную проволоку диаметром, равным половине толщины свариваемого металла. При левой сварке пользуются проволокой диаметром на 1 мм больше, чем при правой сварке. Проволока диаметром более 6—8 мм при газовой сварке не применяется.

Сварка сквозным валиком (рис. 88). Листы устанавливают вертикально с зазором, равным половине толщины листа. Пламенем горелки расплавляют кромки, образуя круглое отверстие, нижнюю часть которого заплавляют присадочным металлом на всю толщину свариваемого металла. Затем перемещают пламя выше, оплавляя верхнюю кромку отверстия и накладывая следующий слой металла на нижнюю сторону отверстия, и так до тех пор, пока не будет сварен весь шов. Шов получается в виде сквозного валика, соединяющего свариваемые листы. Металл шва получается плотным, без пор, раковин и шлаковых включений.

Сварка ванночками. Этим способом сваривают стыковые и угловые соединения металла небольшой толщины (менее 3 мм) с присадочной проволокой. Когда на шве образуется ванночка диаметром 4-5 мм, сварщик вводит в нее конец проволоки и, расплавив небольшое количество ее, перемещает конец проволоки в темную, восстановительную часть пламени. При этом он делает мундштуком круговое движение, перемещая его на следующий участок шва. Новая ванночка должна перекрывать предыдущую на 1/3 диаметра. Конец проволоки во избежание окисления нужно держать в восстановительной зоне пламени, а ядро пламени не должно погружаться в ванночку во избежание науглероживания металла шва. Сваренные этим способом (облегченными швами) тонкие листы и трубы из малоуглеродистой и низколегированной стали дают соединения отличного качества.

Многослойная газовая сварка. Этот способ сварки имеет ряд преимуществ по сравнению с однослойной: обеспечивается меньшая зона нагрева металла; достигается отжиг нижележащих слоев при наплавке последующих; обеспечивается возможность проковки каждого слоя шва перед наложением следующего. Все это улучшает качество металла шва. Однако многослойная сварка менее производительна и требует большего расхода газов, чем однослойная, поэтому ее применяют только при изготовлении ответственных изделий. Сварку ведут короткими участками. При наложении слоев нужно следить за тем, чтобы стыки швов в различных слоях не совпадали. Перед наложением нового слоя нужно проволочной щеткой тщательно очистить поверхность предыдущего от окалины и шлаков.

Сварка окислительным пламенем. Этим способом сваривают малоуглеродистые стали. Сварку ведут окислительным пламенем, имеющим состав

Для раскисления образующихся при этом в сварочной ванне окислов железа применяют проволоки марок Св-12ГС, Св-08Г и Св-08Г2С по ГОСТ 2246— 60, содержащие повышенные количества марганца и кремния, которые являются раскислителями. Данный способ повышает производительность на 10—15%.

Сварка пропан — бутан-кислородным пламенем. Сварка ведется при повышенном содержании кислорода в смеси

с целью повышения температуры пламени и увеличения провара и жидкотекучести ванны. Для раскисления металла шва применяют проволоки Св-12ГС, Св-08Г, Св-08Г2С, а также проволоку Св-15ГЮ (0,5—0,8% алюминия и 1 — 1,4% марганца) по ГОСТ.

Исследованиями А. И. Шашкова, Ю. И. Некрасова и С. С.Ваксман установлена возможность использования в данном случае обычной малоуглеродистой присадочной проволоки Св-08 с раскисляющим покрытием, содержащим 50% ферромарганца и 50% ферросилиция, разведенного на жидком стекле. Вес покрытия (без учета веса жидкого стекла) составляет 2,8—3,5% к весу проволоки. Толщина покрытия: 0,4-0,6 мм при использовании проволоки диаметром 3 мм и 0,5—0,8 мм при диаметре 4 мм. Расход пропана 60-80 л/ч на 1 мм толщины стали, в = 3,5, угол наклона прутка к плоскости металла составляет 30-45°, угол разделки кромок 90°, расстояние от ядра до прутка 1,5—2 мм, до металла 6-8 мм. Этим способом можно сваривать сталь толщиной до 12 мм. Лучшие результаты получены при сварке стали толщиной 3-4 мм. Проволока Св-08 с указанным покрытием является полноценным заменителем более дефицитных марок проволоки с марганцем и кремнием при сварке пропан-бутаном.

Особенности сварки различных швов. Горизонтальные швы сваривают правым способом (рис. 89, а). Иногда сварку ведут справа налево, держа конец проволоки сверху, а мундштук снизу ванны. Сварочную ванну располагают под некоторым углом к оси шва. При этом облегчается формирование шва, а металл ванны удерживается от стекания.

Вертикальные и наклонные швы сваривают снизу вверх левым способом (рис. 89, б). При толщине металла более 5 мм шов сваривают двойным валиком.

При сварке потолочных швов (рис. 89, в) кромки нагревают до начала оплавления (запотевания) и в этот момент вводят в ванну присадочную проволоку, конец которой быстро оплавляют. Металл ванны удерживается от стекания вниз прутком и давлением газов пламени, которое достигает 100-120 гс/см 2 . Пруток держат под небольшим углом к свариваемому металлу. Сварку ведут правым способом. Рекомендуется применять многослойные швы, свариваемые в несколько проходов.

Сварку металла толщиной менее 3 мм с отбортованными кромками без присадочного металла производят спиралеобразными (рис. 89, г) или зигзагообразными (рис. 89, д) движениями мундштука

Сварка вертикальных, горизонтальных и потолочных швов требует повышенного профессионального мастерства от сварщика. В отличие от , сварка швов в вертикальном, горизонтальном и потолочном положении имеет свои особенности и трудности. Одна из таких трудностей — это растекание расплавленного металла из сварочной ванны или попадание расплавленного электродного металла мимо неё.

Чтобы исключить подобные моменты, стараются вести максимально короткой дугой, насколько это возможно. Движение электрода выполняют, чаще всего, с поперечными колебательными движениями.

При сварке в нижнем положении, сила тяжести не способствует растеканию жидкого металла за пределы свариваемых кромок. А при сварке в других пространственных положениях, жидкий металл, под действием силы тяжести, растекается за пределы металлической ванны. И в этом случае металл может удерживаться от растекания лишь силой поверхностного натяжения.

Поэтому, для увеличения силы поверхностного натяжения, нельзя допускать большого объёма сварочной ванны. Чтобы уменьшить объём ванны, необходимо время от времени отводить электрод в сторону от неё, чтобы жидкий металл мог частично закристаллизоваться.

Далее, необходимо уменьшить ширину сварочных валиков. Она не должна превышать трёх диаметров электрода. Кроме того, при , силу тока устанавливают на 10-20% ниже того значения, который используется при сварке в нижних положениях. в наклонных положениях применяют малого диаметра: для сварки вертикальных и горизонтальных швов не более 5мм, а для сварки потолочных швов — не более 4мм.

Сварка вертикальных швов может производиться снизу вверх (на подъём, схема а) на рисунке), или сверху вниз (на спуск, схема б) на рисунке). Рекомендуется вести сварку снизу вверх, если это возможно и, как можно более короткой электрической дугой. При сварке снизу вверх, нижележащий металл успевает частично кристаллизоваться и образующийся кратер в виде полочки, препятствует стеканию наплавляемого металла и помогает его удержать.

При способе сварки на подъём, проще обеспечить хороший провар корня шва и сварных кромок, т. к. жидкий металл с них стекает в сварочную ванну и улучшает теплопередачу тепла от дуги к основному металлу. Но, при этом, поверхность сварного шва получается чешуйчатой.

При сварке на спуск хороший провар и высокое получить сложнее. Жидкий шлак и расплавленный металл, под действием силы тяжести, подтекают под дугу. От стекания их может удержать сила отталкивания дуги и сила поверхностного натяжения, но часто их оказывается недостаточно и жидкий металл стекает вниз, на ещё не проваренные участки.

При сварке на спуск, электрическую дугу возбуждают при положении электрода, перпендикулярном к свариваемым кромкам. После возбуждения дуги, электрод наклоняют вниз и выполняют сварку максимально возможно короткой дугой (схема в) на рисунке). Рекомендуемый диаметр электродов 4-5мм, сила сварочного тока 150-170А.

Сварка горизонтальных швов технически более сложная для выполнения, чем сварка вертикальных швов. Происходит это из-за того, что при сварке стыковых швов, находящихся в горизонтальном положении, расплавленный металл из сварочной ванны перетекает на нижнюю кромку. В результате, на верхней кромке, после затвердевания металла, могут образоваться в виде подрезов.

При сварке толстолистового металла, чаще всего, скос делают только на верхней кромке. При этом нижняя кромка выступает в роли полки, удерживающей жидкий металл от стекания. Электрическую дугу возбуждают на нижней кромке и затем перемещают её на верхнюю кромку со скосом и обратно (схема а) на рисунке справа).

Для сварки потолочных швов рекомендуются электроды, диаметром не более 4мм и пониженная сила сварочного тока. Сварку выполняют как можно более короткой дугой для того, чтобы улучшить переход капель расплавленного металла в сварной шов. При удлинении дуги возможно образование подрезов в сварном шве. Ещё одной трудностью данного , помимо растекания металла, является затруднённый вывод шлака и газов из расплавленного металла.

В одной из предыдущих статей мы уже рассказывали о том, что сварка изделия может осуществляться в разных пространственных положениях: потолочном, горизонтальном, вертикальном и пр. Каждый из этих видов сварочных работ требует от сварщика высокого профессионализма и соблюдения определенной техники.

Сварка горизонтальных швов, как и других, отличных от нижнего шва, связана с рядом трудностей, вызванных расположением соединения. Об особенностях такого вида сварки и ее технологии пойдет речь дальше.

Трудности при сварке горизонтальных швов.

Заметим, что сварка горизонтальных швов — один из сложных видов сварочного соединения. Процесс сваривания швов, расположенных в горизонтальном положении, осложняется воздействием силы тяжести.

Дело в том, что в процессе работы расплавленный металл может вытекать из сварочной ванны. Кроме того, наблюдается и выпадение капель расплавленного электродного металла, они пролетают мимо ванны.

Горизонтальные соединения также сопровождаются следующими сложностями: расплавленный материал стекает на нижнюю кромку, из-за чего существует вероятность того, что на верхней кромке появится подрез. Для предотвращения такого явления специалисты советуют делать скос верхней кромки, при этом нижнюю не трогать, она будет задерживать металл в ванне.

Справиться можно и с остальными трудностями. При горизонтальной сварке, обычно используют дугу довольно короткой длины, а электрод передвигают либо без манипуляций, либо поперечными колебаниями. Кроме того, рекомендуется во время сварки периодически отводить электрод от ванны, чтобы позволить металлу кристаллизоваться и сделать горизонтальный сварочный шов более качественным.

Также при горизонтальной сварке, и других сложных швах, специалисты советуют делать валик меньшей ширины, которая не должна превышать 2-3 диаметра электрода. Силу тока, в этом случае, следует снизить процентов на 10-20, а электроды выбирать с диаметром не больше пяти миллиметров.

Особенности сварки горизонтальных швов.

При создании швов в горизонтальном положении специалисты советуют держать электрод под углом 80-90 градусов, как изображено на рисунке.

Отметим, что необходимо добиваться того, чтобы дуга горела с максимально возможной глубиной проплавления металлоизделия. Это позволит снизить влияние «козырька», который создается при сваривании под углом меньше 80 градусов.

Чтобы добиться нужной ширины шва и усилить валик, нужно следить за скоростью сварки, длиной дуги. Также сваривание нужно производить колебательными движениями по направлению сварки (т.е. немного вперед, потом назад).

И еще. В зависимости от того, как ведет себя шлак, нужно выдерживать угол наклона электрода. За счет того, что шлак стекает на нижнюю кромку, сварка может производиться практически под углом 90 градусов, а в некоторых случаях и «углом вперед».

Создание сварочного горизонтального шва.

Делая горизонтальный шов сварки, следует соблюдать следующую технологию:

Первый валик (корневой) делается короткой дугой, электрод передвигается без колебательных поперечных движений. Угол наклона к поверхности должен быть 80 градусов (±5°). Отметим, в таком случае шлак будет стекать частично на нижнюю кромку, а частично в зазор. При этом можно делать также сварку «углом вперед» тогда, когда нужно уменьшить проплав, или, наоборот, «углом назад» — если нужно увеличить проплавление корневого валика. Для создания первого валика обычно используют среднюю или максимально допустимую силу тока.
Для создания второго валика обычно применяют среднюю силу тока. Слой делается в один проход. В зависимости от ширины получившегося корневого валика, может использоваться электрод с большим диаметром. Процесс сварки осуществляется по технологии «углом назад».
Для выполнения третьего валика можно прибегнуть к двум способам, в зависимости от того, каким вышел второй слой шва. Если 2-й валик имеет площадку, то третьим обычно заполняют «лодочку», которая находится между вторым валиком и верхней кромкой. В том случае, когда второй слой получился «нормальным», то третий выполняют в два подхода. Третий валик делается усилением на площадь, расположенную между нижней кромкой и 2-м валиком. Это нужно выполнить так, чтобы третий валик находился на расстоянии от верхней кромки равном диаметру электрода. Вторым подходом создается четвертый валик, который выполняют в зависимости от того, каким получился третий слой и каково расстояние между вершиной 3-го валика и верхней кромкой. Отметим, что если это расстояние равно диаметру электрода то четвертый слой производится без манипулирования. Если же расстояние больше, то электрод передвигают поперечными колебательными движениями. Все эти способы показаны на рисунках.
все остальные слои сварочного шва выполняются по аналогии с третьим валиком.

Во время сварочных работ нужно внимательно следить за верхней кромкой металлоизделия. Так как при горизонтальном шве именно в этой части чаще всего появляются различные дефекты.

Аппарат электрогазосварочный EGW-P — ООО «Банковая сварка»

3 декабря 2017 г. от Luke Guynup

EGW-P | Аппарат для электрогазовой сварки, – это u вертикальные сварочные аппараты с оператором EGW = аппараты для электрогазовой дуговой сварки или (Electrogas Welder), также известные как (AVW) автоматический аппарат для вертикальной сварки или аппарат для сварки VUP, представляют собой высокоэффективное автоматическое сварочное оборудование, обеспечивающее закрытую сварку. -контурное управление подъемом вагона по обратной связи по току; Толщина сварного шва при одноэтапной формовке составляет 50 мм, в основном используется для однопроходной сварки толстолистового металла в нефтяной, химической, доменной и судостроительной промышленности.

Компактный вертикальный сварочный аппарат без оператора, работающий на кожухах для максимальной гибкости. Устраняет ограничения по ширине листа для обычных вертикальных сварочных аппаратов. Подходит для общей толстостенной вертикальной сварки резервуаров (ремонт и строительство), вертикальных цилиндрических конструкций (сваи, морские кожухи, дымоходы и т. д.) и Вертикальные панели Экономичны, но достаточно прочны для сварки в тяжелых условиях. Сварка отдельных моделей на наклонной поверхности (например, крыша резервуара, наклонные сваи)

Однопроходный вертикальный сварочный аппарат EGW — это высокопроизводительный автоматический вертикальный сварочный аппарат, в котором используется замкнутый контур контроля сварочной дуги в режиме реального времени для точного определения местоположения, контроля и регулировки сварочной головки в сварном соединении с помощью обратной связи по току дуги и автоматического перемещения каретки. . Используется для выполнения однопроходных сварных швов в материалах от 9толщиной до 36 мм, но также может использоваться для сварки более толстых листов толщиной до 70 мм при сварке с обеих сторон соединения. Эта машина используется для сварки вертикальных пластин в резервуаре для хранения и во многих других областях.

Характеристики вертикальных сварочных аппаратов

Использование процесса EGW (электрогазовой сварки) для высокоскоростной вертикальной сварки углеродистой стали с FCAW (дуговой сваркой с флюсовой проволокой) Вариант процесса для вертикальной сварки легированной стали
Легкая передвижная тележка, самоходная, защищенная от непогоды, с полностью изолированной кабиной оператора, которая обеспечивает безопасный доступ к сварному шву и простую настройку и установку
Легкая алюминиевая гусеница, быстросъемные электромагниты, простая сборка и разборка;
Мониторинг дуги в режиме реального времени и автоматический контроль уровня сварочной ванны, положения сварочной горелки и автоматическая регулировка электрического вылета;
Последовательность управления в «автоматическом режиме», позволяющая запускать одной кнопкой.
Бортовая автономная система непрерывного водяного охлаждения
Полная интеграция с электросварочными системами LINCOLN в стандартной комплектации (другие сварочные системы по запросу клиента)
Система привода SEW для надежного и плавного хода
Различные стандартные конфигурации для резервуаров-хранилищ, устанавливаемых снизу вверх и сверху вниз, или цилиндрических конструкций с толстыми стенками (например, башен, доменных печей).

Области применения:

Автоматическая стойка, небольшой объем, легкая конструкция, удобная сборка и разборка, гибкое использование.
Используется в небольших и узких местах, в основном используется в петрификации, угольных шахтах и электроэнергетике.

Список автоматических вертикальных сварочных аппаратов, которые мы предлагаем:

EGW-V : (Электрогазовый сварочный аппарат) установка электрогазовой (дуговой) сварки вверх, для традиционной сварки резервуаров; который также известен как автоматический сварочный аппарат (AVW).
EGW-V/D : (Электрогазосварщик) обратная установка электрогазовой (дуговой) сварочной машины, для поддомкрачивания конструкции накопительной емкости; который также известен как автоматический сварочный аппарат (AVW).
EGW-P : (Электрогазовая сварка) легкая беспилотная электрогазовая (дуговая) сварочная машина, в основном для производства электроэнергии и сварки ветряных башен; который также известен как автоматический сварочный аппарат (AVW).
AVW — Многопроходный аппарат для автоматической вертикальной сварки, в котором используется FCAW в среде защитного газа для многопроходной дуговой сварки с низким подводом тепла (FCAW / двойной экран), специально разработанный для полевых работ при строительстве специальных марок стали (например, низкотемпературной сталь и нержавеющая сталь)

ООО «Танковая сварка».

Является вашим полным поставщиком автоматических сварочных аппаратов для резервуаров. Мы специализируемся на изготовлении на заказ автоматических сварочных аппаратов для резервуаров СПГ и резервуаров с плоским дном. У нас есть несколько стандартных проверенных конструкций автоматических сварочных аппаратов (AGW) / 3-часовых сварочных аппаратов. Однопроходная газовая защита EGW (электрогазовая сварка), однопроходная самозащитная установка VUP / вертикальная сварка UP и AVW / многопроходная автоматическая вертикальная сварка, автоматическая вертикальная тележка, ракельная тележка, оборудование для подъема резервуаров и комплексные системы подъема резервуаров, автоматические сварочные аппараты для сварки изогнутых листов под давлением сварка сосуда/сферы/варочного котла. Эта линия оборудования построена с использованием сварочных систем Lincoln или Miller американского производства. AGW Travel приводится в движение первоклассными двойными приводными двигателями с инверторным управлением, разработанными в Германии.

Познакомьтесь со всеми нашими товарами и свяжитесь с нами по телефону или электронной почте. https://tankwelding.com/about-us/

Filed Under: Product

Quia — Сварочный словарь

9 Вид спереди 4 9 вид рабочего чертежа, который показывает наибольшее количество деталей о форме и размере объекта9 0

A	B
Переменный или переменный ток	Электричество, меняющее направление потока электронов на противоположное через равные промежутки времени , производит одну из самых высоких температур пламени, доступных
Регулятор ацетилена	Устройство, используемое для контроля потока ацетилена. Tegulartor reduces acetylene cylinder pressures to torch pressures and keeps pressures constant
Actual Throat	shortest distance from root of weld to face of weld
Adhesion	Act of sticking or clinging
Alloy	Pure металл, в который во время расплавления добавляются дополнительные металлические или неметаллические элементы.
Ампер	Единица электрического тока.
Дуга	Поток электричества через газовое пространство или воздушный зазор
Дуга дуги	отклонение электрической дуги от ее нормального пути под действием магнитных сил центр металла шва от начала до конца шва
Обратный огонь	«Всплеск» пламени горелки с последующим гашением пламени или продолжением горения газов
Основной металл	Металл для сварки, срезанного или приготовленного на смене
Бусинка	Отделанный Weld
Bevel	Угла наклона на краю базового металла в Weld, чтобы создать A Compation A Avel Avel	Угла наклона на краю базового металла.
Нарост	Величина, на которую поверхность сварного шва выступает над поверхностью основного металла
Стыковое соединение	Две детали соединены в одной плоскости, причем кромка одной касается кромки другой
Капиллярное действие	Свойство жидкости проникать в небольшие пространства, если она обладает способностью «увлажнять» эти поверхности
Коалесценция	Смешивание или сращивание материалов в одно тело при сварке
Когезия	Слипание за счет притяжения молекул
Вогнутая поверхность сварного шва	Сварной шов, центр поверхности которого находится ниже кромок сварки
Conductivity	The ability of a conductor to carry a current
Conductor	Supstance capable of readily transmitting electricity or heat
Cone	Inner visible flame shape of a neutral or nearly neutral flame
Выпуклый шов	Сварной шов лицевой стороной над кромками сварки
Электрод с покрытием	Металлический стержень, используемый при дуговой сварке, покрывающие материалы, вспомогательные при дуговой сварке 9
Постоянный или постоянный ток во время сварки
Диффузия	Распространение элемента в газе, жидкости или твердом теле, так что все они имеют одинаковый состав
Неоднородность	Любое резкое изменение или разрыв (трещины, швы, нахлесты, бугры или изменения плотности) формы или структуры детали. Полезность этой части может или не может быть затронута
Деформация	Деформация части конструкции
Сопротивление	Расстояние смещения между фактической и теоретической точками выхода режущего потока кислорода, измеренное на сторона выхода этого материала
Пластичность	Способность материала изменять форму без растрескивания или разрушения
Кромочное соединение	Соединение между кромками двух или более параллельных деталей
Эффективное сечение	Угловой шов: наименьшее расстояние от корня шва до поверхности шва
9 Электрод		Конечная точка, к которой подведено электричество во время операции сварки, из которой вырабатывается дуга для выполнения сварки. Обычно расплавляется и становится частью сварного шва
Электрон	Одна из основных частей атома, имеющая небольшой отрицательный электрический заряд
Поверхность сварного шва	Открытая поверхность сварного шва
Скорость подачи	Скорость материала, проходящего через сварочную горелку в единицу времени (MIG)
Присадочный металл	Металл, добавляемый при выполнении сварного или паяного соединения
Угловой сварной шов	Металл, сплавленный в угол, образованный двумя кусками металла размером около 90 degrees to each other
Filter plate	Optical material that protects eyes from ultraviolet, infrared and visible radiation
Flash	Impact of eletric arc rays against himan eyes
Flashback	burning ack of газы в кислородную газовую горелку, шланги и, возможно, в регулятор и цилиндр: ОЧЕНЬ ОПАСНАЯ СИТУАЦИЯ
Пламегаситель	Обратный клапан, установленный между горелкой и сварочным шлангом для предотвращения попадания горючего газа и кислорода обратно в шланги и регуляторы
Сварной шов в положении задира	Горизонтальный шов на верхней стороне горизонтальной поверхности
Флюс	Материал, используемый для предотвращения, растворения или удаления оксидов и других нежелательных поверхностных веществ 9
Плавка	Тщательное смешивание или комбинирование расплавленных металлов
Fusion Face	Поверхность основного металла, оплавляемая при сварке
GMAW	Дуговая сварка плавящимся электродом непрерывной подачи в среде защитного газа
Дуговая сварка с использованием электрода GTA 90 защитный газ. Присадочный металл добавляется с помощью сварочного стержня
Соединение с канавкой	Соединение, у которого одна или обе кромки обрезаны или обработаны для образования фаски. V-, U- или J-образная канавка
Heat conductivity	speed and efficiency of heat energy movement through a substance
Heat	Molecular energy of motion
Helmet	Protective hood that fits welder’s head with filtering lens through which welder can see безопасность дуги
Неполное сплавление	Неполное сплавление материала сварного шва с основным металлом или с предшествующим валиком
Инертный газ	Газ, который обычно химически не соединяется с основным металлом или присадочным металлом
Поверхность раздела	Поверхность образует общую границу между двумя телами соединение в сборе
Провар	Глубина сплавления металла шва и основного металла в сварном соединении
Соединение внахлестку	Соединение, в котором кромки двух соединяемых металлов перекрывают друг друга
Нейтральное пламя	Пламя, образующееся при сгорании идеальных пропорций кислорода и сварочного газа.
Положение сверху	Сварка, выполненная на нижней стороне соединения с лицевой стороной шва в горизонтальном положении
Пенетрация	Степень, в которой металл шва соединяется с основным металлом, измеренная от поверхности неблагородный металл
Плазма	Временное физическое состояние газа после того, как он подвергся воздействию и прореагировал с чрезвычайно высокой температурой
PAC	Процесс резки металла с использованием электрической дуги и быстротекущих ионизированных газов (плазменная дуговая резка)
Полярность	Направление потока электронов в замкнутом контуре сварки постоянным током
Пропускание соответствующего газа через систему для обеспечения отсутствия воздуха или посторонних веществ в системе
Корень сварного шва	Та часть, которая наиболее удалена от источников тепла сварки и/или со стороны присадочного металла добавлено
SMAW	Процесс дуговой сварки, при котором происходит плавление и сплавление металлов с использованием тепла дуги между покрытым электродом и основным металлом.
Короткая дуга	Дуговой процесс с использованием низкого напряжения
Распылительная дуга	Процесс GMAW с дуговым напряжением, достаточно высоким для непрерывного переноса электродного металла через дугу небольшими шариками
Небольшой сварной шов, используемый для временного соединения компонентов
Т-образное соединение	Соединение, образованное наложением одного металла на другой с образованием Т-образного соединения носок шва, находящийся ниже поверхности основного металла
Вертикальное положение	Вид шва, при котором сварка производится вертикальным швом на вертикальной поверхности

Факторы воздействия шестивалентного хрома при сварочных работах | JE Spear Consulting, LP

Джером Э. Спир, CSP, CIH

Хром используется в коммерческих целях в США более 100 лет. Хром встречается в основном в трех формах, описываемых его валентным состоянием. Металлический хром (Cr[0]) представляет собой твердое вещество серо-стального цвета с высокой температурой плавления, которое используется для изготовления стали и других сплавов. Металлический хром не встречается в природе, его получают из хромовой руды. Трехвалентный хром (Cr[III]) встречается в природе в горных породах, почве, растениях, животных и вулканических выбросах. Cr (III) используется в промышленности в качестве кирпичной футеровки для высокотемпературных промышленных печей и для производства металлов, металлических сплавов и химических соединений. Cr(III) также считается важным питательным веществом, но лишь в следовых количествах. В большинстве рационов наблюдается дефицит Cr(III). Шестивалентный хром (Cr[VI]) возникает в результате окисления соединений хрома с более низкими валентными состояниями. Cr(VI) считается самой серьезной проблемой для гигиены труда и окружающей среды, поскольку он является наиболее токсичным. Другие состояния валентности нестабильны, поэтому они менее распространены. Скорее всего, они будут быстро преобразованы либо в Cr (III), либо в Cr (VI).

В этой статье кратко описаны распространенные сварочные процессы, относительное образование дыма и основные факторы воздействия Cr(VI) при сварочных работах.

Шестивалентный хром в сварочном дыму

Металлический хром содержится в нержавеющей стали и многих низколегированных материалах, электродах и присадочных материалах. Хром, присутствующий в электродах, сварочной проволоке и основных материалах, находится в форме Cr(0). Поэтому сварщики обычно не работают с материалами, содержащими Cr(VI). Наоборот, высокие температуры, создаваемые при сварке, окисляют хром в стали до шестивалентного состояния. Большая часть хрома, обнаруженного в сварочном дыму, обычно находится в форме Cr2O3 и комплексных соединений Cr(III). Некоторые из оксидов металлов в его шестивалентной форме также находятся в форме CrO3. Чистый CrO3 крайне нестабилен; однако оксиды других металлов, особенно щелочных, имеют тенденцию стабилизировать соединения Cr(VI) (Fiore, 2006).

Сварочный дым представляет собой сложную смесь оксидов металлов. Дымы от некоторых процессов могут также содержать фториды. Преобладающим металлическим дымом, образующимся при сварке мягких, низколегированных и нержавеющих сталей, является оксид железа. Также обычно присутствуют оксиды марганца. Дым от сварки нержавеющей стали и некоторых низколегированных сталей также обычно содержит хром и никель. Хром, как правило, не добавляется намеренно в мягкую сталь или расходные материалы из мягкой стали, но из-за использования стального лома в процессе производства стали могут присутствовать некоторые низкие уровни металлического хрома. Однако при сварке большинства низкоуглеродистых сталей пределы воздействия других компонентов дыма, кроме Cr(VI) (таких как марганец), будут превышены до того, как будет достигнут PEL для Cr(VI) (Fiore, 2006).

Общие процессы сварки

Различные процессы сварки имеют разную скорость образования дыма (FGR). Для оценки риска воздействия сварочного дыма и газов важно иметь базовое представление о процессах сварки и относительных скоростях образования дыма. Ниже приводится обзор распространенных сварочных процессов и относительная скорость образования дыма:

Дуговая сварка в среде защитного металла (SMAW, «сварка стержнем») обычно используется для сварки низкоуглеродистой стали, низколегированной стали и нержавеющей стали. В SMAW электрод удерживается вручную, и электрическая дуга течет между электродом и основным металлом. Электрод покрыт флюсом, который обеспечивает защитный газ для сварки, помогая свести к минимуму загрязнения. Электрод расходуется в процессе, а присадочный металл способствует сварке. SMAW может производить высокие уровни металлического дыма и воздействия фтора; однако считается, что SMAW имеет небольшой потенциал для образования озона, оксида азота и газообразного диоксида азота.

Дуговая сварка металлическим газом (GMAW) также известна как сварка в среде инертного газа (MIG). GMAW обычно используется для большинства типов металлов и работает быстрее, чем SMAW. Этот процесс включает в себя протекание электрической дуги между основным металлом и расходуемым электродом со сплошным сердечником, непрерывно питаемым с катушки. Защитный газ подается извне, электрод не имеет флюсового покрытия или сердцевины. Хотя GMAW требует более высокого электрического тока, чем SMAW, GMAW производит меньше дыма, поскольку в электроде нет флюса. Однако из-за интенсивных уровней тока GMAW производит значительное количество газов озона, оксида азота и диоксида азота.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW) обычно используется для сварки низкоуглеродистой стали, низколегированной стали и нержавеющей стали. Этот процесс сварки имеет сходство как с SMAW, так и с GMAW. Расходуемый электрод непрерывно подается с катушки, и между электродом и основным металлом протекает электрическая дуга. Электродная проволока имеет центральную жилу, содержащую флюс, а дополнительный защитный газ может подаваться извне. В процессе сварки образуется значительное количество дыма из-за высоких электрических токов и электрода с флюсовым сердечником. Однако FCAW производит мало озона, оксида азота и газообразного диоксида азота.

Дуговая сварка вольфрамовым электродом (GTAW) также известна как сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG). GTAW используется на таких металлах, как алюминий, магний, низкоуглеродистая сталь, нержавеющая сталь, латунь, серебро и медно-никелевые сплавы. В этом методе используется неплавящийся вольфрамовый электрод. Присадочный металл подается вручную, а защитный газ подается извне. Используются высокие электрические токи, что приводит к тому, что в этом процессе образуются значительные количества озона, оксида азота и газообразного диоксида азота. Однако GTAW производит очень мало дыма.

Дуговая сварка под флюсом (SAW) — еще один распространенный процесс сварки, используемый для сварки толстых листов из низкоуглеродистой и низколегированной стали. В этом процессе сварки электрическая дуга течет между основным металлом и плавящимся проволочным электродом; однако дуга не видна, так как она погружена под флюсовый материал. Этот флюс удерживает дым на низком уровне, поскольку дуга не видна. Также образуется мало озона, оксида азота и газообразного диоксида азота. Главной потенциальной опасностью, переносимой по воздуху с ПАВ, являются соединения фтора, образующиеся из флюсового материала.

Факторы, влияющие на скорость образования дыма (FGR)

Основным источником информации при определении компонентов, которые могут находиться в дыме, является паспорт безопасности (SDS) и/или паспорт технических данных производителя расходуемого электрода/ провод. От 90 до 95 процентов дыма образуется из присадочного металла и флюсового покрытия/сердцевины расходуемых электродов (Lyttle, 2004). Поскольку сварочная ванна из основного металла намного холоднее, чем кончик электрода, основной металл дает лишь незначительную долю общего количества дыма. Однако основной металл может быть существенным фактором воздействия дыма, если металл или остатки на поверхности содержат высокотоксичное вещество (например, хроматсодержащие покрытия, краски на основе свинца и т. д.).

Помимо процесса сварки, исследования показали, что на FGR также влияют следующие факторы:

Электрический ток: В целом, скорость образования дыма экспоненциально пропорциональна току.
Напряжение дуги: Скорость образования дыма обычно увеличивается при увеличении напряжения дуги.
Диаметр электрода: Как правило, электрод малого диаметра имеет более высокую FGR, чем электрод большого диаметра, из-за различий в напряжении и силе тока. Однако при использовании электродов большего диаметра напряжение обычно увеличивается. Следовательно, при рассмотрении типичного увеличения напряжения для больших электродов диаметр электрода оказывает лишь незначительное влияние на скорость образования дыма в практических применениях.
Угол наклона электрода: Угол наклона электрода к заготовке оказывает незначительное (но непредсказуемое) влияние на скорость образования дыма.
Защитный газ: При дуговой сварке в среде защитного газа FGR имеет тенденцию быть выше, когда в качестве защитного газа используется 100% диоксид углерода (CO ₂ ), по сравнению с аргоном.
Скорость сварки: По мере увеличения скорости сварки скорость образования дыма, очевидно, увеличивается.
Режим передачи GMAW: GMAW имеет три режима передачи. Короткое замыкание GMAW — это место, где провод фактически касается лужи. Это приводит к наименьшему подводу тепла, поэтому также имеет самый низкий уровень дыма. Но его использование ограничено производством листового металла из-за его низкого проникновения, что приводит к высокому уровню брака при тяжелой промышленной сварке. Режим шаровидного переноса — это когда размер капель больше диаметра электрода и имеется умеренное тепловложение. Режим спрей-переноса — это когда диаметр капель меньше диаметра проволоки, а также самый высокий уровень тепловложения и самый высокий уровень дыма. И режим распыления, и шаровидный перенос являются наиболее трудными для сварки в нерабочем положении.
Постоянный или импульсный ток GMAW: Технология продвинулась вперед к источникам питания, которые имеют импульсные возможности для приложений GMAW. Импульсный ток GMAW работает в режиме распыления в течение короткого периода времени (например, одна капля за импульс), после чего проволока остывает. Это позволяет GMAW работать при более низкой температуре в единицу времени. Исследования показали, что при использовании импульсного тока образуется меньше дыма, чем при сварке постоянным током, при прочих равных условиях.

В целом, FCAW дает наибольшую скорость образования дыма (для низкоуглеродистой стали), за ним следует SMAW. Однако при сварке хромсодержащей стали содержание Cr(VI) в дымовых газах, образующихся при SMAW, обычно больше, чем Cr(VI), образующегося при FCAW. Щелочные металлы, такие как натрий и калий, стабилизируют Cr(VI). Эти металлы часто представляют собой покрытия электродов SMAW, а также могут присутствовать во флюсе FCAW (Fiore, 40), что может объяснить, почему концентрации Cr(VI) в операциях SMAW часто выше, чем концентрации Cr(VI) в FCAW. GMAW, как правило, имеет умеренную относительную скорость образования дыма. GTAW и SAW по своей природе являются процессами с низким образованием дыма.

Другие вспомогательные процессы (такие как строжка воздушной дугой и резка плазменной дугой) также могут генерировать значительное количество дыма и газов (например, угарного газа, озона и т. д.) из-за высокого электрического тока и напряжения дуги, связанных с этими процессами . Потенциальное облучение не только оператора, но и другого персонала в рабочей зоне может быть значительным в результате таких процессов, особенно в закрытых и замкнутых пространствах. Доступно несколько исследований, в которых изучается потенциальное воздействие Cr(VI), связанное с операциями строжки воздушной дугой и плазменной резки.

Cr(VI) Факторы воздействия

Воздействие сварочного дыма сильно варьируется из-за нескольких факторов воздействия. Эти факторы следует учитывать при оценке потенциального воздействия Cr(VI). Основные факторы воздействия Cr(VI) описаны ниже.

Процесс сварки: Как обсуждалось выше, используемый процесс сварки оказывает значительное влияние на скорость образования дыма.
Содержание хрома и флюсы в расходных материалах: Нержавеющая сталь и сплавы хрома обычно содержат от 11,5% до 30% хрома по весу. Очевидно, что по мере увеличения содержания хрома в присадочном материале количество Cr(VI), выделяемого в процессе сварки, вероятно, будет увеличиваться. Другие ингредиенты электрода также могут оказывать некоторое влияние на стабилизацию Cr(VI), что приводит к более высоким концентрациям Cr(VI).
Хроматные покрытия на основном материале: Хроматы могут содержаться в пигментах покрытий и красок для обеспечения коррозионностойких свойств. При выполнении ремонтных работ на окрашенных конструкциях обязательно анализируйте объемные образцы покрытия, чтобы убедиться, что краска или покрытие не содержат хроматов.
Скорость сварки: Высокая скорость сварки, очевидно, увеличивает образование дыма. Однако информация, относящаяся к индивидуальной сварке или производительности, редко точно и последовательно измеряется в усилиях по мониторингу воздействия. Рассмотрите возможность использования дугового таймера во время контроля воздействия для точного сбора и документирования фактического времени сварки, что может оказаться полезным для объяснения необычно высоких или низких результатов контроля воздействия и/или для лучшей категоризации схожих групп воздействия (SEG).
Относительное положение сварки: Положение сварки играет важную роль в воздействии сварочного дыма, в первую очередь из-за пути движения шлейфа. Сварка в горизонтальном положении (например, на дне резервуара или когда заготовка располагается ниже пояса сварщика) имеет тенденцию к максимальному потенциальному воздействию дыма. Сварка в горизонтальном направлении (например, при сварке кольцевого шва резервуара) также может привести к относительно высокому воздействию дыма в зависимости от пути движения шлейфа по отношению к зоне дыхания сварщика. Сварка в вертикальном направлении (например, вертикальный шов корпуса резервуара), как правило, имеет наименьшее потенциальное воздействие дыма, поскольку зона дыхания сварщика, как правило, не находится на пути движения факела, а шлейф остается вблизи зоны термического влияния, поскольку он естественно поднимается.
Местная вытяжная вентиляция (LEV): Исследования показали, что использование LEV может снизить воздействие дыма. Однако эффективность LEV зависит от нескольких факторов, в том числе от методов работы и надлежащего обслуживания устройств LEV.
Среда сварки (внутри или в замкнутом пространстве): Сварка внутри зданий или в закрытых помещениях создает возможность скопления дыма, который может увеличить воздействие не только на сварщика, но и на другой персонал внутри здания или в замкнутом пространстве.
Общая/рассеивающая вентиляция и естественные воздушные потоки: Хотя общая/рассеивающая вентиляция часто используется при сварке в помещении или в закрытых помещениях, местная вытяжная вентиляция предпочтительнее для контроля дыма, поскольку она пытается улавливать пары у источника. Влияние на траекторию движения шлейфа при использовании общей вентиляции непредсказуемо.
Прочая сварка (или вспомогательные/сопутствующие процессы), выполняемая в районе: Наконец, количество сварочных или других связанных с ними работ (таких как строжка воздушной дугой и/или плазменная резка), очевидно, может влиять на потенциальное воздействие сварочного дыма и Cr( VI) внутри закрытых помещений, особенно если помещение плохо проветривается.

Ссылки

Фиоре, С. Р. (2006). Снижение воздействия шестивалентного хрома в сварочном дыму. Сварочный журнал , 38-42.

Литтл, К. А. (2004 г. , март/апрель). Оптимизация выбора расходных материалов повышает производительность и снижает выбросы дыма. Распределение газов и сварки , 45-47.

Копье, Дж. Э. (2004). Сварочные дымы: защитите своих сотрудников и свою компанию. Торговые инструменты, 3 (4), 10-13.

Spear, JE (2010, сентябрь). Безопасность при сварке: оценка и контроль воздействия шестивалентного хрома. Американское общество инженеров по технике безопасности , 22-31.

Уоллес М. и Фишбах Т. (2002). Эффективность местной вытяжки для снижения воздействия сварочного дыма при реконструкции котла. (D. Tharr, Ed.) Applied Occupational and Environmental Hygiene, 17 (3), 145-151.

Уоллес М., Лэндон Д., Сонг Р. и Эчт А. (2001). Полевая оценка влияния метода импульсной дуговой сварки на снижение облучения рабочих. Прикладная гигиена труда и окружающей среды, 16 (2), 93-97.

Версия для печати

Поделитесь этой статьей!

0 акции

Для чего используется сварочный электрод 8010?

В мире сварки вы, возможно, сталкивались со сварочным электродом 8010 и задавались вопросом, каково его точное назначение и стоит ли вам его использовать. Если вы интересуетесь сваркой, вы, возможно, знакомы с потребностью в различных инструментах для выполнения различных типов сварных швов. Сварочная проволока 8010 — это особый сварочный инструмент, который полезен для определенного типа сварки.

Для чего используется сварочный электрод 8010? Сварочный пруток 8010 специально используется для вертикальной сварки вниз и сварки в неустановленном положении стальных труб с пределом прочности на растяжение до 80 Ksi, хотя при желании его можно использовать во всех положениях сварки.

Что такое сварочный электрод 8010?

По данным сварочной компании PhiLARC, сварочная проволока 8010 представляет собой электрод с высоким содержанием целлюлозы, который позволяет выполнять сварку вертикально вниз стальных труб с высокой прочностью на растяжение. Благодаря быстрому замерзанию шлака легче контролировать форму и размер сварного шва, и поэтому он хорошо подходит для таких ситуаций.

Термин «пруток» применительно к дуговой сварке металлическим электродом в среде защитного газа является неофициальным способом обозначения сварочного электрода. Таким образом, сварочный пруток 8010 также известен как сварочный электрод 8010 в некоторых сварочных сообществах.

Обозначение 80 указывает на то, что он подходит для высокопрочной стали с пределом прочности 80 Ksi. Эта сталь чрезвычайно прочна, обладает хорошей коррозионной стойкостью и легко поддается сварке с использованием подходящего оборудования и методов.

Пример дуговой сварки защитным металлом – SMAW

Сварочный стержень 8010 имеет устойчивую концентрированную дугу, которая обеспечивает высокую текучесть сварочной ванны и хорошее проплавление. Целлюлозная природа электрода означает, что его основной компонент состоит из органического материала, такого как бумага.

Эти органические электроды способны проникать намного глубже, чем другие электроды, что делает стержни 8010 идеальным выбором для высокопрочной стали.

Чтобы получить сварные швы профессионального качества, важно понимать, какое оборудование имеется и как использовать его в своих интересах. В мире дуговой сварки защищенным металлом часто есть специальные инструменты для выполнения работы, поэтому вам нужно знать, с какими материалами вы работаете и какой тип сварки вы пытаетесь достичь, чтобы достичь наилучшего результата.

Как использовать сварочный электрод 8010?

Сварочная проволока 8010 используется для сварки в вертикальном положении и сварки в нерабочем положении. Начните с общей очистки предполагаемой зоны сварки от любых возможных загрязнений.

Для достижения наилучших результатов корпорация Inweld рекомендует предварительно нагревать более толстые трубы до температуры 300-500 градусов по Фаренгейту.

При начальном проходе, также называемом корневым проходом, используйте технику перетаскивания, плотно прижимая электрод к суставу. Рекомендуется наносить второй проход как можно скорее после корневого прохода.

Техника легкого переплетения и сшивания приведет к получению более качественного сварного шва за счет включения сторон сварочной ванны в основной сварочный материал, но не делайте ее шире, чем в три раза больше диаметра электрода. Техника взбивания не рекомендуется.

Некоторые сообщества сварщиков рекомендуют наклонять электрод под углом 45 градусов в направлении движения , если вы свариваете плоские или горизонтальные швы. Для вертикальной сварки рекомендуется держать стержень под углом 15 градусов в направлении движения.

Ток сварочного электрода 8010 должен быть достаточно высоким, чтобы свести к минимуму шлак и дефекты сварки, такие как следы тележек или червячные следы.

Если напряжение слишком высокое, водород с большей вероятностью попадет в шлак и вызовет дефекты. Дайте шву остыть на воздухе, прежде чем пытаться удалить шлак.

Что такое вертикальная сварка?

В соответствии с Учебным пособием по строительству для сталелитейщиков, том 01, вертикальная сварка — это сварка, выполненная на вертикальной поверхности или на поверхности, наклоненной под углом 45 градусов или менее. Трубопроводы часто требуют вертикальной сварки, а также зданий и некоторых резервуаров.

Вертикальная сварка считается более сложной, чем горизонтальная или плоская сварка, поскольку при работе необходимо учитывать силу тяжести. Когда вы пытаетесь сварить, гравитация будет тянуть расплавленный металл, также называемый шлаком. Если вы не работаете с надлежащим оборудованием или недостаточно обучены, ваши вертикальные сварные швы могут быть слабыми и неаккуратными.

Сварочные позиции Американского общества сварщиков для листов

Для вертикальной сварки необходимо использовать сварочный пруток с быстрозастывающими или заполняющими застывающими электродами. Это позволит свести к минимуму деформацию шлака под действием силы тяжести и лучше контролировать форму и размер сварного шва.

Вертикальная сварка вниз — это сварка, начинающаяся с верхней части сварного соединения и продвигающаяся вниз к нижней части. Вертикальная сварка вверх — это когда вы начинаете сварку в нижней части сварного соединения и продвигаетесь вверх.

Что такое электродуговая сварка?

Сварка стержнем, также называемая дуговой сваркой защищенным металлом, представляет собой форму сварки, в которой используется электричество для расплавления электрода (также называемого стержнем или стержнем) и сплавления двух кусков металла вместе. Пока создается шов между металлами, электрод также заполняет шов присадочным металлом.

Для сварки электродом требуется несколько единиц оборудования:

Держатель электрода/стержня, также называемый жалом
Источник постоянного напряжения
Заземляющий зажим
Сварочные электроды/стержни, такие как сварочный электрод 8010 упомянутый ранее

Сварка электродом может потреблять различное количество энергии. Изменение силы тока может напрямую влиять на скорость плавления, поэтому важно контролировать мощность, если вы хотите получить стабильные и приемлемые сварные швы.

Выбор различных типов электродов может обеспечить более качественную сварку различных типов металлов, а также различную скорость провара.

Что такое сварка MIG?

Сварка МИГ — это форма дуговой сварки, в которой используется сварочная горелка, удерживающая электрод и испускающая защитный газ над сварочной ванной для предотвращения загрязнения. MIG означает «металлический инертный газ». Это относится к защитному газу, используемому в процессе, который обычно представляет собой смесь аргона, гелия или углекислого газа.

Другим термином для сварки MIG является дуговая сварка металлическим электродом в среде защитного газа (GMAW) или сварка проволокой. Защитный газ по существу защищает расплавленный металл сварного шва от загрязнения реактивными частицами из окружающей атмосферы.

Хотя аргон является наиболее распространенным газом, он имеет более низкую скорость сварки и меньший нагрев. Газообразный гелий обеспечивает более быструю сварку с более глубоким проплавлением и повышенным нагревом.

Пример дуговой сварки металлическим газом – GMAW (MIG )

Этот вид сварки может использоваться для сварки двух разных типов металлов, если эти два материала имеют одинаковые температуры плавления и совместимость. Для сварки MIG потребуются:

Источник постоянного напряжения
Устройство подачи проволоки (дополнительное устройство подачи проволоки, устройство подачи проволоки из чемодана или катушка)
Пистолет MIG
Газовый регулятор
Шланги и заземление зажим

Выбор типа механизма подачи проволоки будет зависеть от того, какую сварку вы хотите выполнить и сколько сварочных работ вы собираетесь выполнить.

Дополнительные механизмы подачи проволоки больше подходят для специальных работ, их можно найти на фабриках и в мастерских, выполняющих обширные сварочные работы. Сварщики чемоданов чаще используются любителями или краткосрочными работами.

Устройство подачи катушек встречается на определенных типах горелок MIG и обычно лучше всего подходит для сварки алюминия из-за короткого расстояния, которое пересекает проволока.

Сварка MIG имеет и другие преимущества, в том числе высокую скорость сварки и возможность использования в любом положении сварки.

Согласно Джину Мазерсу в его книге «Сварка алюминия и его сплавов», сварка MIG является наиболее часто используемым процессом ручной дуговой сварки алюминия.

Что такое сварка TIG?

Сварка ВИГ аналогична сварке МИГ, за исключением того, что используемый электрод изготовлен из вольфрама и является неплавящимся. Вольфрамовый электрод расплавляет основной металл, а сварной шов защищается защитным газом, обычно аргоном.

В процессе сварки TIG используется электрическая горелка, при этом вольфрамовый присадочный материал направляется в сварной шов. Аппараты для сварки TIG позволяют постепенно увеличивать и уменьшать температуру, что означает более плавный запуск и остановку процесса сварки. Это позволяет легко регулировать уровень нагрева во время работы.

Оборудование, необходимое для сварки TIG, отличается от оборудования, необходимого для сварки электродом или сварки MIG. В него входят следующие компоненты:

Вольфрамовый электрод
Сварочный аппарат постоянного тока (предпочтительно специально для сварки TIG)
Горелка или электрододержатель
Устройство подачи защитного газа
Присадочный металлический стержень

Часто внутри вольфрама помещают сердцевину из 1–2% тория для улучшения проводимости и защиты от загрязнения. Сердцевина из диоксида циркония от 0,15 до 0,40% также может улучшить проводимость и снизить риск загрязнения, а также немного дешевле.

Преимущества и недостатки сварки электродом по сравнению со сваркой MIG и TIG

Одним из основных преимуществ сварки электродом является то, что ее можно использовать в более гибких условиях, чем сварку MIG или TIG. Для сварки MIG и TIG требуется чистый, свободный от загрязнений металл, поэтому необходимо время, чтобы удалить ржавчину или краску, прежде чем продолжить. Сварка стержнем не требует этого дополнительного шага.

Сварка МИГ выглядит лучше, с меньшим количеством брызг и более гладким швом, но требует большей подготовки металла. Сварка MIG и TIG также лучше подходит для сварки более тонких металлов. Сварка стержнем часто прожигает более тонкие металлы и больше подходит для толстых материалов с высокой прочностью на растяжение. Сварка MIG также не требует приостановки работы для замены изношенного электрода.

Преимущества дуговой сварки:

Нет необходимости очищать место сварки от краски или ржавчины
Возможность замены электродов для лучшего соответствия сварке различных типов металлов хорошая мощность
Это гораздо более экономично, чем сварка ВИГ, особенно для более толстых металлов

Напротив, у сварки электродом есть несколько недостатков по сравнению со сваркой МИГ и ВИГ: 9

Он может прожечь более тонкие металлы электроды
Сварные швы обычно не такие гладкие и чистые, как при сварке MIG или TIG

В зависимости от того, что вы собираетесь сваривать и как много сварки вы хотите выполнить, один тип сварки может быть более предпочтительным, чем другие. Система сварки электродом может быть вполне подходящей для ваших нужд, но если вы собираетесь сваривать в основном более тонкие металлы или вам нужны безупречные, красивые сварные швы, сварочный аппарат MIG или TIG может быть более подходящим.

Вот некоторые из моих любимых инструментов и оборудования

Спасибо за чтение этой статьи. Я надеюсь, что это поможет вам найти самую последнюю и точную информацию для вашего сварочного проекта. Вот некоторые инструменты, которые я использую ежедневно, и надеюсь, что вы также найдете их полезными.

Есть партнерские ссылки, поэтому, если вы решите использовать любую из них, я получу небольшую комиссию. Но, честно говоря, это именно те инструменты, которые я использую и рекомендую всем, даже своей семье. ( NO CRAP )

Чтобы увидеть все мои самые актуальные рекомендации, проверьте этот ресурс , который я сделал для вас!

34 Советы по сварке с керамической подложкой

«Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку после перехода по моим ссылкам».

Использование минеральных смесей, изготовленных из герметичной, устойчивой к высоким температурам керамической подложки, изменило то, как многие сварщики сваривают свои швы.

Возможно, вы не знаете, как работает керамическая сварочная лента при плавлении, или вам нужна помощь, чтобы понять, как правильно ее использовать. Если да, читайте советы о том, как использовать керамическую подложку в своем следующем проекте.

Керамический шлак герметизирует сварной шов

Когда керамическая основа расплавляется, образуется стекловидное вещество, называемое шлаком, которое образуется после отделения от сырой руды. Это смесь оксидов металлов и диоксида кремния. Шлак образует воздухонепроницаемый шов в нижней части сварного шва, который препятствует проникновению воздуха.

Керамическая подложка поставляется в виде блоков

Керамическая подложка поставляется в виде блоков длиной 2 см и длиной от 10 до 15 см. Он на фольге с гибким клейким краем, что позволяет легко приклеивать его к нижней стороне сварного шва или вдоль размещения на металлических рельсах. Затем рейки можно прикрепить с помощью магнитов или других приспособлений.

Когда использовать керамическую подложку

Керамическая подложка экономична при дуговой сварке под флюсом или сварке MAG сплошной проволокой или проволокой с металлическим сердечником при позиционной сварке или сварке вниз. особенно при использовании рутиловых порошковых проволок с быстрозастывающим шлаком.

Традиционно керамические подложки помогают снизить затраты при использовании в таких отраслях промышленности, как судостроение, машиностроение, стальные конструкции общего назначения, резервуары, изготовление сосудов под давлением, строительство мостов и машиностроение.

Керамическая основа более влагостойкая

Керамическая основа устойчива к влаге, что делает их пригодными для сварки на открытом воздухе. Эта влагостойкость помогает улучшить погодные условия для сварки.

Плотная керамическая основа с низким содержанием влаги невероятно хорошо работает на высокопрочных сталях, особенно если они мелкозернистые. Подложка идеально подходит для ситуаций, когда вам нужно сваривать с низким содержанием водорода.

Удаление подложки

Когда вы закончите сварку, вы должны удалить подложку, часто похожую на фольгу, со сварного шва, чтобы предотвратить его ржавчину. Подложка из фольги на керамической подложке иногда образует щель, которая может создать точку напряжения, которая способствует ее разрушению.

Водонепроницаемый

Если вам нужен водонепроницаемый сварочный элемент, вы должны выбрать керамическую подложку, поскольку она водонепроницаема. Это делает его структурно устойчивым к каплям воды от механических и естественных причин.

Неагрессивный

Керамическая основа не вызывает бурной реакции со сталью в процессе сварки. Обладает антикислотными, антикоррозионными и антихимическими свойствами. Именно эти свойства удерживают металл от изменений в процессе сварки.

Методы сварки для использования с керамической подложкой

Керамическая подложка отлично подходит для использования следующих методов сварки, таких как дуга под флюсом, а также для автоматической сварки и при полуавтоматической сварке в углекислом газе. Погружной метод представляет собой стандартный процесс, в котором используются сплошные сплошные и трубчатые электроды с металлическим сердечником. Он погружает расплавленный шов и дугу, что защищает их от атмосферы.

Автоматическая сварка использует сварочное оборудование автоматически и постоянно использует определенный сварочный аппарат для автоматизации производства.

Полуавтоматическая сварка СО2 сочетает в себе использование СО2 и дуговой сварки. Газ передается от сопла сварочной горелки к защитному экрану сварочной ванны для завершения процесса.

Предотвращение прожога

Использование керамической подложки на некоторых соединениях может увеличить проникновение и предотвратить прогорание на другую сторону. Перемещайте электрод в сварочную ванну Molton и извлекайте ее, чтобы сварить с хорошей корневой поверхностью по мере продвижения по стыку.

Минимальный зазор

Избегайте закрытия зазора, оставляя не менее 3 мм, и обязательно выполняйте вертикальные швы ступенчато, двигаясь вверх при сварке сужений при сварке горизонтального шва с разделкой кромок.

Надежно закрепите цилиндры

Надежно закрепите цилиндры перед использованием, чтобы предотвратить их повреждение и возможность получения травм. Всегда подсоединяйте кислородный регулятор и шланг к баллону и подсоединяйте ацетиленовый баллон и шланг к баллону с ацетиленом.

Ширина сварного шва

Завершите минимальный окружной валик перед остановкой сварочной последовательности. Максимальная ширина валика всегда должна быть ограничена 10 мм или примерно 3/8 дюйма.

Корневое отверстие

Открытое корневое отверстие можно использовать для соединения соединений с полным проплавлением между сварными элементами. Вы также можете приварить открытый корень с лицевой стороны.

Сварка MIG

Керамическая подложка также используется в некоторых типах тяжелой сварки MIG, таких как сварка швов трубопроводов или изготовление сосудов высокого давления. Вы найдете несколько веских причин использовать керамическую подложку для сварки MIG, в том числе:

Улучшенная адгезия за счет более полной теплоемкости чувствительной к давлению фольги.
Задние валики рентгеновского качества на корневом проходе с керамической основы.
Керамическая подложка помогает устранить риск необходимости переделки и отказа от дорогостоящих проектов.
Корень сварного шва полностью закрыт, что снижает окисление. Этот процесс устраняет необходимость очистки сварного шва после сварки.
Керамическая подложка позволяет использовать сварочные токи, удерживая сварочную ванну 9№ 0024
Керамическая подложка устраняет необходимость выдалбливания и шлифовки, поскольку сварку можно выполнять с одной стороны и при этом проникать насквозь.
Керамическая основа позволяет увеличить скорость сварки.

Позиционирование для сварки MIG

Для обеспечения наилучшей устойчивости при сварке MIG это придаст вашей горелке MIG большую устойчивость и обеспечит более стабильный сварной шов, если вы будете использовать обе руки.

Проволока для вашего аппарата для сварки MIG

Дешевая проволока может сэкономить вам несколько долларов, но использование хорошей проволоки для вашего аппарата для сварки MIG обеспечит высокие стандарты, которые обеспечат более стабильную дугу и более качественный валик.

Натяжение проволоки и сварочный аппарат MIG

Всегда проверяйте натяжение проволоки и ролики перед использованием сварочного аппарата MIG. Если проволока провиснет, это может привести к неисправности сварочного аппарата. Иногда, если проволока слишком ослаблена, она застревает и излишки разбрызгиваются. Хорошо обслуживаемая машина будет работать лучше и безопаснее в использовании.

Расход газа

Очень важно всегда проверять расход газа перед началом сварки с помощью сварочного аппарата MIG. Стандартная настройка, которую используют многие сварщики, составляет 20-25 ц/ч. Убедитесь, что у вас есть бензин в баке, если вы не получаете желаемого расхода. Если вы подозреваете утечку в трубопроводе, вы можете использовать мыльную воду и пропустить ее вдоль газопровода, чтобы проверить наличие пузырьков, точно так же, как если бы вы пытались найти дыру в шине.

Предотвращение скопления сажи при использовании MIG и шпульного пистолета

Некоторые металлы могут накапливать избыточное количество сажи в вашей машине. Если ваша температура, а также проволока и основной металл плавятся, некоторое количество сажи вызвано действиями толкания/вытягивания. Чтобы свести к минимуму это, попробуйте провести пистолет вдоль материала.

Угол перемещения горелки MIG

При использовании горелки MIG в перпендикулярном положении лучший способ минимизировать разбрызгивание — поддерживать угол между 5 и 15 градусами. Все, что выше, увеличит количество брызг, которые вам придется убирать.

Что вызывает слабую цепь

Первое, что нужно проверить, если у вас слабая цепь, — это плохой зажим заземления. Часто, просто заменив эту одну вещь на сверхмощную, вы получите замкнутую электрическую цепь, которую вам нужно правильно сварить.

Неустойчивая дуга

Неустойчивая дуга часто возникает из-за наконечника, который необходимо заменить. По мере того, как кончик расширяется от использования, это заставляет вашу дугу прыгать повсюду.

Сварка толстого материала с более тонким

Используйте свою дугу и сначала проведите ею по более толстому материалу, чтобы нагреть его. Затем уменьшите силу тока и приварите более тонкий материал к более толстому.

Крутые углы

При узких углах сварки измените размер чашки на меньший, приблизительно два размера будут правильными. Затем используйте микрогорелку. Получаются отличные узкие углы.

Ваша дуга

Не держите дугу слишком долго. Чем больше вы будете сваривать, тем научитесь нажимать внутрь и перемещаться вдоль заготовки вместо того, чтобы слишком долго удерживать дугу на одном месте. Практика помогает.

Зажигание дуги

Все сварщики хотят, чтобы их работа была чистой и профессионально выглядящей. Лучший способ добиться этого — зажечь дугу позади того места, где вы хотите начать сварку. Этот процесс поможет вам пройтись по меткам и позволит получить чистую бусину. Зажигание дуги происходит там, где металл подвергается наибольшему напряжению.

Движение вниз

Движение руки может полностью изменить внешний вид готового изделия при сварке. При использовании вашего MIG, как только вы определите правильную скорость движения и расстояние, вас найдут. С палкой вам нужно снизить скорость движения и движение палки ближе к предмету, когда вы путешествуете вместе с ним.

Блуждающая дуга

Блуждающая дуга может быть признаком того, что если у вас есть сварочный аппарат MIG, вам нужен новый наконечник, но это может быть сложнее, если вы используете палку. Попробуйте выполнить следующие действия, чтобы исправить это:

Попробуйте переключить полярность на переменный ток. Иногда, если вы используете постоянный ток, магнитное поле сбрасывает дугу.
Переключите землю, чтобы увидеть, улучшается ли она.
Попробуйте уменьшить силу тока. Возможно, ваш сварочный аппарат горячий.
Попробуйте электрод меньшего размера.

Позвольте мне помочь вам улучшить свои навыки сварки!

Подпишитесь на мой еженедельный информационный бюллетень и получайте полезные советы, инструменты и теоретические сведения о сварке и соединении.

Согласованность суставов

Убедитесь, что ваши соединения зажаты и устойчивы. Flux производит много дыма. Вы также захотите проверить, чтобы убедиться, что у вас есть хороший скос.

Керамическая подложка и шовная сварка

Шовная сварка является одним из способов, которым обычно используется керамическая подложка. Шовная сварка — это именно то, на что это похоже: сварка двух кромок вместе в виде шва. Этого можно добиться двумя основными способами: трением и электрическим сопротивлением.

Сварка швом трением

Сварка швом трением — это когда тепло от дискообразных электродных колес создает непрерывный сварной шов за счет подачи между ними заготовок, что приводит к сварке с сопротивлением качению. Вы можете использовать прерывистое движение или непрерывное.

Сварка контактным швом

Сварка контактным швом аналогична точечной сварке сопротивлением. Однако при сварке швов электроды приводятся в движение двигателем и не являются стационарными. Этот вид сварки идеально подходит для изготовления листового металла. Листы сплавляются, когда через листы проходит электрический ток.

Существенным преимуществом контактной шовной сварки является то, что швы получаются чистыми, не образуются газы или сварочный дым. Этот процесс также полностью автоматизирован и предлагает сварку с одинарным или двойным швом.

Недостатком контактной шовной сварки является то, что сварной шов может выполнять только прямые линии. Толщина не более 3 мм. Техника тоже дорогая.

Этот тип сварки очень подходит для изготовления бензобаков для грузовых и легковых автомобилей. Он также может производить жесть для банок, радиаторов и стальных бочек. Этот тип сварки также используется для соединения авиационных баков, холодильников и других вещей. Он очень хорошо работает с нержавеющей сталью, никелевыми сплавами и магнием.

Если тепло становится слишком сильным во время процесса сварки с сопротивлением

Вы можете охладить электроды, промыв область сварки водой, чтобы охладить ролики во время процесса соединения с помощью электрического тока, если вы заметили, что тепло слишком сильное.

Лазеры и керамическая подложка

Недавнее открытие высокотемпературной стойкой керамики открывает множество новых областей ее применения, в том числе при работе с самолетами и огнеупорами. Недавно было обнаружено, что вместо использования высокотемпературной диффузионной сварки для соединения керамики нет необходимости в плавлении и повторном затвердевании.

Кембриджский университет выяснил, что использование плоского интерфейса при повышенной температуре, но намного ниже, чем в настоящее время, с приложенным давлением, может дать те же результаты.

В заключение

Существует несколько способов использования керамической подложки при сварке. Опытный сварщик может использовать керамическую подложку, чтобы дать ему больше возможностей для работы в плохую погоду. Он может использовать его для выполнения самых разных проектов, от танков до кораблей. Использование этих советов может помочь вам сделать работу лучше и сделать ее более чистой.

7 фактов о тыльной сварке керамики: от содержания до применения – PT. Yudian Kawan Mineral (yukami.co.id)

Что такое керамическая подложка при сварке? – Mvorganizing.org

Подложка для сварки – AMARINE (amarineblog.com)

Керамическая подложка для сварки | Керамическая подложка для сварки | Производитель керамической подложки.

7 преимуществ керамической подложки | Блог Westermans

No furnace necessary: Lasers weld ceramics at room temperature

https://www.fosbel.com/ceramic-welding

Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.
Время для прямой обратной связи: насколько хорошо я ответил на ваш вопрос? *
1 — Есть решение!
2 — Узнал что-то новое
3 — Не совсем
4 — Совсем нет
Мы очень ценим ваши отзывы!
Отметьте свой рейтинг! (необязательно)
Если вам понравилась эта статья, посмотрите другие мои статьи, которые я написал на эту тему!
Sunstone Welders > Образование и безопасность в области микросварки > Наука в области микросварки
Автор: д-р Аарон Эстл – кандидат медицинских наук
Введение
Многие люди могут не понимать элементарных различий различных технологий сварки/микросоединения, существующих в рынок, включая сильные и слабые стороны каждой технологии, поскольку они взаимодействуют с различными металлами. Целью данной статьи является подробное обсуждение четырех основных технологий сварки (лазерная, импульсно-дуговая, контактная, пайка) и того, как они соединяют различные металлы на фундаментальном уровне. Благодаря лучшему пониманию этих принципов сварки и того, как создаются специфические свойства металла, организации и частные лица в ювелирной промышленности будут лучше подготовлены к принятию наилучшего решения для своих потребностей в микросоединениях. Они могут обнаружить, что лучше иметь более одной технологии.
Пайка
Пайка — это процесс соединения, которому уже тысячи лет. [36] Эта технология одновременно проста и удивительно сложна. После того, как все правильно настроено и подготовлено, пайка становится простым, воспроизводимым и надежным процессом. Тем не менее, это сложно, поскольку состояние поверхности, характеристики текучести металла, оксиды, поверхностные загрязнения и подвод тепла могут резко изменить результаты. Обсуждения того, как паять и некоторые из правильных приготовлений к пайке, можно найти в отличной статье Жанетт Кейнс на симпозиуме в Санта-Фе, а также в других онлайн-ресурсах. [35],[38] В этом разделе пайка будет обсуждаться только кратко, с акцентом на темы, которые позволяют понять, когда пайка является предпочтительным методом соединения по сравнению с другими доступными технологиями сварки.
Термин пайка, используемый в ювелирном сообществе, обычно называется пайкой в других отраслях. Однако различие между пайкой и пайкой твердым припоем заключается просто в произвольном выборе температур плавления припоя или материала припоя. По данным Американского общества сварщиков (AWS), твердые припои — это материалы, плавящиеся при температуре выше 450°С. Пайка — это когда припой находится в жидком состоянии ниже температуры плавления соединяемого металла. Пайка имеет аналогичное определение, но с температурой плавления припоя ниже 450°С. [39] Для целей этого обсуждения мы будем называть процесс пайки пайкой.
Рис. 1. Прочность паяного соединения зависит от расстояния между стыками. На графике показана нормализованная прочность соединения в зависимости от расстояния между зазорами. [40]
Прочность паяного соединения сильно зависит от подгонки детали. Когда припой находится в жидкой фазе, капиллярное действие из-за поверхностного натяжения жидкости приводит к протягиванию металла через зазор. Для данной комбинации припоя и металла существует оптимальное расстояние между зазорами, обеспечивающее наилучшее капиллярное действие и максимальную прочность соединения. На рис. 1 показана типичная кривая зависимости прочности от зазора в стыке. Эта кривая была нормализована, чтобы проиллюстрировать общие тенденции. Кривая показывает, что прессовая посадка (без зазора) снижает прочность соединения, поскольку припой не втягивается в пространство между деталями за счет капиллярного действия. При расстоянии 0,0015 дюйма для этой примерной кривой происходит наилучшее капиллярное действие для заполнения шва и обеспечения наилучших механических свойств материала (отсутствие пустот и т. д.). По мере увеличения расстояния зазора прочность продолжает снижаться из-за недостаточной капиллярной силы для полного заполнения зазора, образования пустот и т. д. Для ювелирных изделий термин, обычно используемый для описания хорошей подготовки шва, — «светонепроницаемый». Это описание обеспечивает расстояние между зазорами около оптимальных 0,0015 дюйма, показанных на графике. Для разнородных металлов следует учитывать свойства теплового расширения при температуре пайки деталей, чтобы обеспечить оптимальное расстояние зазора в стыке.
Другие важные аспекты, такие как чистота поверхности, нанесение флюса, крепление деталей и т. д., имеют решающее значение для получения прочных и однородных соединений. Загрязнения, такие как жир с пальцев, могут образовывать оксиды и другие отложения во время процесса нагрева, которые препятствуют смачиванию и течению припоя. Надлежащая очистка перед соединением предотвратит образование пустот из-за плохого потока и обеспечит надлежащее полное смачивание соединения. Как правило, в процессе пайки требуется флюс; исключения включают пайку в инертной атмосфере и припои, содержащие какой-либо флюс. Флюс удаляет оксиды и способствует смачиванию металла при температурах пайки. Фиксация деталей важна для предотвращения смещения деталей в процессе нагрева. Гравитация, повышенная подвижность деталей по мере плавления припоя и отталкивание от пламени — все это приводит к смещению деталей в процессе пайки. Одним из простых способов крепления является использование альтернативной технологии сварки (например, сварка сопротивлением, лазерная сварка, импульсная дуговая сварка) для создания небольших позиционных соединений перед процессом пайки. Эти небольшие стыки можно размещать в местах, которые не будут заметны, или их можно сделать достаточно маленькими, чтобы они были скрыты самим припоем. Сварку сопротивлением также можно использовать для размещения чипов припоя в правильном месте для надлежащего капиллярного действия. Как обсуждалось в других статьях и руководствах, правильное размещение источника тепла также играет большую роль в протягивании припоя в соединение. Как правило, к задней части соединения прикладывают тепло таким образом, чтобы уменьшить замерзание фронта потока и уменьшить вязкость жидкости по мере того, как расплавленный припой впитывается в соединение. Существуют и другие технологии нагрева, помимо горелки, для плавления и соединения заготовки, такие как печи для пайки и индукционные нагревательные элементы. Эти технологии предлагают некоторые преимущества в скорости производства и времени, но стоят значительно дороже.
Сварка сопротивлением
Сварка сопротивлением включает любой процесс, в котором используется удельное электрическое сопротивление существующего металла для нагрева и расплавления металла с помощью электрического тока. Для промышленных применений этот процесс часто называют «точечной» сваркой, поскольку электрический ток обычно подается посредством сжатия между двумя электродами, оставляя круглое «пятно» сварного шва, когда процесс сварки завершен. В ювелирном и кузнечном сообществе сварку сопротивлением часто называют сваркой «прихватками». Этот термин, вероятно, появился, когда ювелиры использовали технологию сварки сопротивлением, чтобы просто размещать детали во время их сборки, но делали сварные швы достаточно слабыми, чтобы не быть постоянными. К сожалению, это также привело к ошибочному заключению, что контактная сварка может использоваться только для слабых соединений. Тем не менее, мы продемонстрируем, что контактная сварка может использоваться для постоянной сборки больших объемов при правильных условиях.
Существует два режима контактной сварки. Первый — это крупномасштабная сварка, используемая при производстве автомобильных кузовов и т. д. В этом режиме сварки два соединяемых материала зажимаются между двумя большими электродами и подвергаются огромному давлению (десятки тысяч фунтов на квадратный дюйм). Внутреннее сопротивление материала, часто называемое «объемным» сопротивлением, затем используется для нагрева и создания точки сварки. Второй режим – мелкосерийная или микроконтактная сварка. Для этого приложения два материала снова помещаются между двумя электродами с гораздо меньшим давлением и электродами гораздо меньшего размера. Когда используются мелкие детали и легкие давления, тепло сварки создается контактным сопротивлением между двумя материалами, а не объемным сопротивлением материалов. Микросварка сопротивлением более типична для ювелирных изделий.
Удельное сопротивление материала может быть описано как основное для конкретного металла. Удельное сопротивление описывает, насколько материал сопротивляется потоку электронов. Уравнение 1 показывает, что при данном удельном сопротивлении чем больше площадь поперечного сечения, через которую проходит электрический ток, тем меньше электрическое сопротивление.
Уравнение 1.
Где R — электрическое сопротивление, ρ — удельное сопротивление металла, L — длина материала, а A — площадь поперечного сечения электрического потока. В случае контактной (точечной) сварки площадь представляет собой пространство непосредственно под сварочными электродами.
Еще одна важная взаимосвязь, которую необходимо понимать при контактной сварке, — это то, как связаны сварочный ток, контактное сопротивление и теплота сварки. Как показано в уравнении 2, теплота (или мощность) сварки Q прямо пропорциональна квадрату сварочного тока I и первой степени контактного сопротивления R.
Уравнение 2. ключ к знанию того, как успешно применять методы контактной сварки для сварки ювелирных изделий. Как показано на рисунке 2; когда металл увеличивается до микромасштаба, его поверхности не плоские и не гладкие, а скорее состоят из крошечных пиков и впадин. Это означает, что площадь контакта между двумя поверхностями на самом деле не является площадью между ними, а гораздо меньшей, более определенной областью, где встречаются пики этих микроточек. Уменьшенная площадь контакта из-за этих крошечных пиков приводит к увеличению электрического сопротивления между частями пропорционально уменьшенной площади поверхности по сравнению с объемным сопротивлением металла в соответствии с уравнением 1. Маленькие точки контакта имеют гораздо более высокое сопротивление, чем окружающий материал, и первая плавится при подаче электрического тока. Расплавленный металл также имеет более высокое сопротивление, чем окружающий твердый материал, и дополнительное плавление продолжается на границе раздела двух частей.
Рис. 2. Поверхность металла в микромасштабе не плоская, а содержит множество небольших пиков и впадин.
Контактное сопротивление можно регулировать, изменяя количество точек микроконтакта между двумя материалами. Этого можно добиться, применяя давление, чтобы заставить большее количество микроточек соприкасаться. На рис. 3 показано, как микроконтакты могут измениться при приложении давления. Из рисунка и с учетом уравнения 1 мы понимаем, что сопротивление поверхности раздела обратно пропорционально площади контакта между двумя частями. Проще говоря, чем больше давление на электроды, тем больше контакт между двумя частями и тем меньше сопротивление между частями. Из уравнения 2 видно, что для заданного сварочного тока большее сопротивление соответствует большему выделению тепла. Подводя итог: высокое давление = низкая теплота сварки, а низкое давление = высокая теплота сварки. Несмотря на то, что уравнение 2 показывает, что сварочный ток гораздо важнее, чем контактное сопротивление, незначительное изменение давления сварки приводит к резким изменениям тепла сварки. 98
Yield Strength (MPa) Silver 1.59 124 Aluminum 2.65 145 Gold 2.24 120 Copper 1,724 70 Латунь — 63% CU 7,1 276 Palladium 10.5 2095995 10.5 2095995 10.5 2095 10.5.0084 Platinum 10.5 185 Bronze 13.4 137 Stainless steel 73 520 Titanium T6 178 880

Используя свойства, указанные в Таблице 1, мы можем исследовать некоторые различные металлы, чтобы понять их относительную легкость контактной сварки. Из этой диаграммы видно, что по отношению к удельному сопротивлению серебра было бы исключительно труднее поддаваться контактной сварке по сравнению с нержавеющей сталью (сопротивление в 46 раз выше). Также в таблице указан приблизительный предел текучести этих материалов. Для нашего нынешнего сравнения серебра и нержавеющей стали подумайте о пределе текучести как о мере того, насколько легко микропики/контактные точки могут быть деформированы давлением электрода. Более низкий предел текучести позволяет металлу легче деформироваться под давлением, что приводит к большему количеству микропиков / точек контакта и меньшему общему сопротивлению. Серебро не только имеет очень низкое удельное сопротивление, но и может быть деформировано с гораздо меньшими усилиями, чем нержавеющая сталь, как указано в таблице. Таким образом, даже несмотря на то, что удельное сопротивление серебра по сравнению с нержавеющей сталью предполагает, что для данного сварочного тока тепло, выделяемое при сварке, будет в 46 раз больше для нержавеющей стали, оно может быть даже выше, если другие факторы, такие как мягкость материала и влияние давления учитываются. Все эти факторы необходимо учитывать для оптимизации наилучших параметров сварки. 96
Resistivity/Thermal Diffusivity * 1e4 Silver, pure 349.6 165.6 1.0 Gold 270.8 127 1.8 Copper, pure 331,8 111 1,6 Алюминий, чистый 175,6 84,2 3,1 3,1 40085 3,1 40085.9.7 31 22.9 Palladium 71.8 24.6 42.7 Platinum 62.5 22.5 46.7 Titanium 17.9 7.3 2422.4 Stainless Steel (304) 38.7 4.2 1738. 1

Thermal conductivity is another important material property that plays a crucial role in resistance welding, as well as solder joining, laser welding, and импульсная дуговая сварка. Теплопроводность показывает, насколько быстро/легко тепловая энергия может быть перенесена из места с высокой температурой в место с более низкой температурой. В случае контактной сварки теплопроводность металла отбирает тепловую энергию у места сварки. Эта потеря этого тепла означает, что к металлам с высокой теплопроводностью необходимо добавить больше энергии, чтобы получить такой же размер пятна, как у металла с более низкой теплопроводностью. Показательно также отношение теплопроводности металла к его удельной теплоемкости. Удельная теплоемкость материала представляет собой количество энергии, необходимое для повышения температуры единицы массы предмета на один градус. по Цельсию. Таким образом, отношение теплопроводности к удельной теплоемкости можно рассматривать как скорость, с которой тепло уходит из места сварки в окружающий материал. Например, если мы посмотрим на коэффициент температуропроводности, то при прочих равных энергия уходит из серебра примерно на 39раз быстрее, чем нержавеющая сталь, из-за потери тепла в окружающий материал и энергии, необходимой для повышения температуры металлов, достаточной для сварки.
С учетом приведенного выше обсуждения сложности выделения тепла за счет собственного удельного сопротивления некоторых материалов (например, серебра), а также сложности сохранения тепла в месте сварки, определяемой коэффициентом температуропроводности (например, серебра), легко понять как некоторые материалы будут более сложными для контактной сварки, чем другие. При оценке легкости контактной сварки одного материала по сравнению с другим показательным также является отношение удельного сопротивления (способность выделять тепло при сварке) к температуропроводности (насколько быстро тепло покидает место сварки). На Рисунке 4 показан график этого соотношения, представленный в Таблице 2. Обратите внимание, что это соотношение не отражает истинную легкость сварки, а скорее относительную сложность сварки одного материала с другим. График показывает, что серебро и медь являются наиболее трудными металлами для контактной сварки, а нержавеющая сталь и титан — самыми простыми. На практике некоторые металлы, такие как алюминий и латунь, имеют другие проблемы, которые усложняют процесс контактной сварки. Однако по отношению к ювелирам палладий, платина, нержавеющая сталь и титан чрезвычайно просты для контактной сварки. Золото, алюминий и латунь, с другой стороны, могут быть сварены сопротивлением при правильной настройке и источнике питания, но их легче сваривать «прихваткой» перед другими формами соединения (пайка, лазер, импульсно-дуговая сварка). Наконец, серебро и медь не только крайне проблематичны для контактной сварки, но и трудно поддаются прихватке.
Рис. 4. Отношение удельного электрического сопротивления к температуропроводности (выделенное тепло/отведенное тепло).
Одним из способов преодоления трудностей, связанных с металлами с низким сопротивлением/высокой теплопроводностью, является изменение стратегии выделения тепла при сварке. Для металлов с высоким сопротивлением/низкой теплопроводностью обычно выбирают медные сварочные электроды. Использование меди в качестве электрода может обеспечить низкое контактное сопротивление, что предотвращает выделение тепла на сварочных наконечниках; он также может быстро отводить тепло от наконечников до того, как произойдет повреждение электрода. Медь также относительно недорога, что является дополнительным дополнительным преимуществом. Однако из нашего обсуждения выше мы узнали, что сварка таких материалов, как медь и серебро, является сложной задачей, поскольку выделяется очень мало резистивного тепла, а выделяющееся тепло быстро отводится. Промышленность до некоторой степени решила эту проблему, выделяя тепло на сварочном электроде, а не между свариваемыми деталями. Обычно для этой цели используются вольфрамовые или молибденовые электроды из-за их высокой температуры плавления и высокого удельного сопротивления. Собственный контакт электрода и объемное сопротивление используются для выработки тепла для сварки, это тепло от кончика электрода должно затем плавить материал заготовки внутрь, пока две стороны не сплавятся. Некоторые проблемы типичны для этой конфигурации электродов. Поскольку плавление происходит на концах электродов и распространяется внутрь к границе раздела двух материалов, приложенное к электроду давление имеет тенденцию вызывать углубления в месте сварки, и может произойти видимое смещение расплавленного материала. На рис. 5 показаны типичные результаты сварки стали и меди для этих конфигураций. Этот конкретный сварной шов, когда медные электроды были на стальном листе, а вольфрамовые электроды были на медном листе, называется ступенчатым швом. Это требовало более высокой мощности, чем сварка стали со сталью и углубления, и было видно во всех местах сварки.
Рис. 5. Типичные результаты точечной сварки стали со сталью и меди с медью.
Следы от электродов могут появляться независимо от материала или геометрии деталей, если не соблюдать осторожность при правильной установке и настройке. Ниже приведены некоторые приемы, которые можно использовать, чтобы избежать повреждения электрода:
Придайте сварочному электроду форму, соответствующую профилю свариваемого изделия. Например, если поверхность выпуклая, используйте вогнутый сварочный электрод того же радиуса.
Используйте сварные детали, чтобы сосредоточить энергию сварки и выделение тепла. На рис. 6 показана типичная сварка, используемая для фокусировки тепла сварки. Сварные детали обеспечивают сфокусированное начальное положение для начала сварочного тока и начала плавления. Размер сварного изделия должен быть таким, чтобы при плавлении он давал желаемый объем сварного шва. Сварка позволяет использовать меньше энергии, а также позволяет легче соединять трудносвариваемые материалы, как показано на рис. 7.
рис. 6. .
Рисунок 7. Трудные металлы и комбинации металлов можно соединить, поместив между ними легкосвариваемый материал в качестве сварки с помощью лазерной или импульсно-дуговой сварки.
Некоторые аппараты импульсной дуговой сварки для ювелирных изделий имеют встроенные устройства контактной сварки, иногда называемые аппаратами для прихватки. Однако, как и в случае со сварочным аппаратом, показанным на Рисунке 8, некоторые из этих сварочных аппаратов вполне способны создавать постоянный контактный шов. Используя кабели 10 AWG (самые большие кабели, которые может использовать эта машина), многие материалы, такие как платина, палладий, титан, нержавеющая сталь и золото, могут быть постоянно связаны. Такие металлы, как серебро и медь, можно лишь слегка прикрепить даже при максимальной мощности машины. В обоих случаях величина давления, которое прикладывает пользователь, исключительно важна для прочности и воспроизводимости сварного шва. При прихватке ювелирных изделий; пользователь может держать детали вручную, оказывать давление, а затем запускать сварку с помощью педали. Однако при использовании аппарата контактной сварки для крупносерийного производства настоятельно рекомендуется, чтобы завод использовал какой-либо тип точного крепления и/или сварочные головки для обеспечения постоянного размещения деталей и давления. Рисунок 9показан линейный аппарат для точечной сварки на постоянном токе. Этот особый тип аппарата для контактной сварки может отслеживать напряжение, ток и мощность, подаваемые на заготовку, а также может регулировать параметры для достижения заданных значений в режиме реального времени. Эта функция позволяет производить стабильные сварные швы, несмотря на небольшие изменения свойств материала, допусков или ошибки оператора. Кроме того, эти усовершенствованные сварочные аппараты сопротивления могут отслеживать данные, такие как общая подаваемая энергия, пиковый сварочный ток, пиковая мощность и т. д., во время сварочных циклов и применять статистический контроль процесса, чтобы помочь оператору поддерживать сварочный процесс в пределах заданных параметров. Одним из примеров того, где это полезно, является обслуживание электродов. Со временем сварочные электроды могут деформироваться под повторяющимся давлением, нагревом и напряжением цикла зажима и сварки. Статистическое управление процессом может обнаруживать эти небольшие постепенные изменения и останавливать процесс сварки, чтобы гарантировать выполнение обслуживания электрода до того, как детали, выходящие за пределы допусков, станут непригодными для использования.
Рис. 8. Импульсно-дуговая и контактная сварка Orion 150S.
Рис. 9. Аппарат для контактной сварки Sunstone LCD с контролем и контролем сварки.
В ювелирной промышленности используются самые разные металлы. Некоторые из них легко свариваются контактной точечной сваркой, в то время как другие могут быть очень трудными для соединения с использованием технологии контактной сварки. Чтобы наилучшим образом использовать эту технологию, обратите внимание на простую геометрию и простоту размещения электродов. Определите, обладают ли ваши металлы хорошими физическими свойствами, которые подходят для этой формы соединения, такими как высокое удельное сопротивление, низкая теплопроводность и т. д. Затем определите, нужны ли вспомогательные средства для сварки, такие как сварные детали, и могут ли они быть легко применены в процессе сварки. Многие сварочные компании также предлагают бесплатную оценку образцов и консультационные услуги. Они также, как правило, возвращают ваши образцы и подписывают соглашения о неразглашении, чтобы не бояться потери уникальных дизайнов и т. д. Поймите, что при использовании такой услуги образцы деталей, которые вы отправляете, скорее всего, вернутся с косметическими дефектами и предназначены только для использования. доказательство концепции. Чем больше образцов вы предоставите, тем больше вероятность, что техник сможет оптимизировать такие параметры, как прочность на разрыв или внешний вид. В процессе выбора технологии сварки учитывайте различные свойства, такие как требуемый материал электрода и обработка удерживающей поверхности, необходимая для предотвращения внешних повреждений заготовки, и т. д. Обычно медь 182 (медь-хром) используется в качестве фиксирующего материала по сравнению с латунью из-за ее твердости по сравнению с латунью. к меди 110 и ее высокой электро- и теплопроводности. Иногда для продления срока службы приспособления желательны сменные места под точками сварки.
Лазерная сварка
Для симпозиума в Санта-Фе было написано несколько отличных статей, в которых описываются основы лазерной сварки и различные ювелирные изделия с использованием этой технологии. [26],[27],[28] Для читателей, незнакомых с лазерной сваркой и не читавших эти статьи, я расскажу об истории и основах генерации лазерного излучения.
Теория о возможности стимуляции излучения фотонов была впервые предложена Альбертом Эйнштейном в 1917. Эта революционная идея предполагала возможность создания когерентного светового луча. Первый работающий оптический лазер был произведен почти 43 года спустя, в 1960 году, Теодором Мейманом в Hughes Research Laboratories с использованием синтетического рубина. Два года спустя в Bell Labs был разработан первый лазер на иттрий-алюминиевом гранате (YAG). YAG является предком Nd. YAG, который сегодня обычно используется ювелирами. Интересным фактом является то, что первое известное использование термина «ЛАЗЕР» (усиление света за счет стимулированного излучения) было придумано Гордоном Гулдом в 1919 г.57, и было записано в его блокноте и нотариально заверено в кондитерской Бронкса. [29]
Рис. 10. Основные компоненты Nd. Лазерная система YAG.
Пятьдесят-шестьдесят лет прогресса позволили современным лазерным системам пройти долгий путь. На рис. 10 показаны основные элементы Nd. Система сварки YAG. В своей простейшей форме лазерный кристалл накачивается потенциальной энергией с помощью лампы-вспышки высокой энергии. Затем кристалл высвобождает эту поглощенную энергию на одной длине волны (или в очень узком диапазоне длин волн). Свет отражается между двумя зеркалами, одно зеркало имеет более низкий уровень отражения, что позволяет свету выходить. Затем свет фокусируется и направляется лазерной оптикой на место сварки. Некоторые версии этой технологии добавляют потенциальную энергию к кристаллу YAG с помощью диодных лазеров или ламп-вспышек и используют технологию, называемую модулятором добротности, для одновременного высвобождения всей энергии. [29],[30] На рисунке 11 показан пример настольного лазерного сварочного аппарата для ювелиров.
Рис. 11. Настольный ювелирный лазер Orion.
Одним из фантастических свойств лазеров является способность направлять энергию в нужное место без физического контакта, что необходимо как для сварки сопротивлением, так и для импульсной дуговой сварки. Однако это преимущество отсутствия контакта несколько смягчается требованием, чтобы луч был сфокусирован и имел прямую видимость места сварки. Небольшой размер луча имеет решающее значение для производства необходимой энергии на квадратный миллиметр, необходимой для плавления металлов. В типичном настольном лазерном сварочном аппарате оператор смотрит через микроскоп, оснащенный оптическим затвором для защиты глаз, на перекрестие над заготовкой. Обычно фокальная точка лазера и фокальная точка пользовательского микроскопа выравниваются в одной плоскости. Поместив деталь под микроскоп и сфокусировав ее, можно получить правильный диаметр луча. Минимальный диаметр луча коррелирует с точным соответствием между фокальной плоскостью и фокусом лазера. Перемещая фокальную точку луча выше или ниже, сварочный аппарат изменяет размер пятна луча. Типичный размер пятна от минимального до максимального будет соответствовать 0,2–2 мм. На рис. 12 показано простое изображение того, как определяется размер пятна сварки.
Рисунок 12 . Для регулировки диаметра точки сварки пользователь держит заготовку в фокусе оптического микроскопа, а лазерный сварочный аппарат изменяет положение фокуса луча.
В большинстве лазерных сварочных аппаратов для ювелирных изделий можно регулировать мощность луча, время сварки, форму волны и диаметр сварного шва. Энергия, содержащаяся в сварном шве, зависит от времени мощности луча и формы волны сварки, но не от диаметра сварного шва. Это представляет собой уникальную особенность лазерных сварочных аппаратов; размер пятна сварки в основном зависит от диаметра оптического луча и не привязан к энергии, содержащейся в сварном шве, как в других технологиях сварки, таких как сопротивление и импульсная дуга. Однако глубина проплавления связана с общей энергией сварки и диаметром луча. На рис. 13 показана типичная форма волны лазера. Энергию сварного шва можно математически представить как площадь под кривой формы волны. Некоторые типичные формы сигналов сварки включают в себя: прямоугольную, линейно-нарастающую, линейно-спадающую, линейно-нарастающую/понижающую (показана на рисунке), импульсно-квадратную и ступенчато-импульсно-прямоугольную.
Рисунок 13. Большинство ювелирных лазеров могут создавать несколько типов сварочных волн. Показанная форма волны представляет собой линейно возрастающую/убывающую форму. Энергию сварного шва можно рассматривать как площадь, содержащуюся под кривой мощность-время.
Полезно узнать некоторые свойства света, чтобы лучше понять, как применять лазерную сварку к различным ситуациям и металлам. Свет обладает интересным свойством двойственности, или, другими словами, он обладает свойствами как частицы, так и волны. Волнообразная природа света позволяет делать такие вещи, как фокусировка луча с помощью оптики. В то время как корпускулярная природа света позволяет передавать импульс от фотона к физической частице. Это означает, что у высокоинтенсивного лазерного излучения достаточно энергии, чтобы толкать расплавленный металл.
Уравнение 3.
Уравнение 3 представляет собой уравнение для импульса (P) фотона света, где h — постоянная Планка, а λ — длина волны света. Объединив это уравнение с энергией, содержащейся в фотоне, и мощностью лазерного луча, мы можем найти давление, оказываемое лучом. Для наихудшего сценария во многих ювелирных лазерах, где точка сварки имеет диаметр 0,2 мм и мощность луча 5 кВт, результирующее давление может достигать 500 Па или более, если металл является отражающим. [31] Для справки, это эквивалентное давление, создаваемое столбом воды высотой 2 дюйма. Когда металл находится в расплавленном состоянии, его текучесть позволяет в большей или меньшей степени толкать в зависимости от поверхностного натяжения и вязкости металла. Эта концепция рассматривается более подробно в разделе этой статьи, посвященном импульсной дуге. Чем выше установленная мощность лазера, тем больше фотонов и тем больше фотонное давление воздействует на точку сварки. Меньший размер луча для данной настройки мощности приводит к большему количеству фотонов на единицу площади и большему фотонному давлению. Короче говоря, если сварщик сталкивается с брызгами или выталкиванием материала из места сварки, мощность сварки следует уменьшить или увеличить размер пятна.
Одной из проблем лазерной сварки в ювелирном сообществе была отражательная способность некоторых распространенных ювелирных металлов, таких как серебро. Отражательную способность можно рассматривать как количество света, которое отражается от поверхности металла, не поглощаясь. На рис. 14 показана зависимость коэффициента отражения от длины волны для некоторых распространенных металлов. На диаграмме также указаны распространенные Nd. Длина волны YAG-лазера 1064 мкм и более промышленный Nd. Длина волны YAG 532 мкм. Длина волны 1064 мкм выходит за пределы видимого спектра в инфракрасный. Длина волны 532 мкм находится в зеленой части видимого спектра. Как видно из графика, золото и серебро имеют очень высокую отражательную способность 97,8% и 98,2% соответственно. Шероховатость поверхности или окисление могут иметь значительное влияние на отражательную способность поверхности. Несмотря на то, что отражательная способность золота указывает на сложность сварки, другие факторы, такие как состав сплава и качество поверхности, обычно делают этот металл простым для лазерной сварки. Отражательная способность серебра указывает на сложный сварной шов, и это, как правило, верно. График показывает, что платина поглощает гораздо больше света на длинах волн YAG, и поэтому ее намного легче сваривать. На рынке промышленной сварки зеленый YAG используется для сварки металлов с высоким коэффициентом отражения с такими профилями отражения, как у меди. Следует отметить, что серебро плохо поддается сварке во всем видимом и инфракрасном спектре.
Рисунок 14. Коэффициент отражения металла в зависимости от длины волны света для некоторых распространенных металлов. Две длины волны сварочного аппарата типа YAG показаны вертикальными линиями. Большинство сварщиков ювелирных изделий — Nd. ИАГ с длиной волны 1064 мкм.
Ювелиры придумали, как обойти высокую отражательную способность серебра и других сложных металлов. Одним из простых решений является использование темного перманентного маркера для окрашивания поверхности металла. Черный перманентный маркер может изменить отражательную способность металла до 50% при длине волны YAG 1064 мкм. [32] В качестве примера; это позволяет поглощать более чем в 20 раз больше энергии серебряной поверхностью, чем без черной маркировки. Некоторые ювелиры предпочитают использовать темно-красные маркеры, поскольку это позволяет им видеть перекрестие лазера для определения места сварки. На рис. 15 показаны те же настройки энергии и размера пятна сварки на серебре, которое не было маркировано, а затем затемнено несмываемым маркером.
Рис. 15. Сварка серебра с использованием пучка мощностью 5 кВт, диаметром 1 мм и временем включения 10 мс. Сварные швы на затемненном участке перманентным маркером показывают хорошие результаты. На блестящем серебре нельзя было создавать сварные швы из-за его высокой оптической отражательной способности.
Другим методом сварки, помогающим уменьшить эффект отражения, является сварка с отверстием под ключ. Когда плотность мощности лазерной сварки (мощность на единицу площади) высока, например, при малом диаметре луча, металл сварного шва испаряется в центральном столбе, открывая «замочную скважину» в расплавленной сварочной ванне. Эта открытая замочная скважина позволяет всему лазерному свету проникать и в конечном итоге поглощаться, даже если отражательная способность металла высока. Это достигается за счет того, что свет отражается внутри замочного паза и в конечном итоге поглощается после многократного отражения. Когда луч отключается, испаренный металлический газ выходит и конденсируется, затем зазор заполняется расплавленным металлом и затвердевает.33 Этот процесс более типичен для волоконных лазеров непрерывного луча, которые делают более длинный шов, но этот процесс также можно увидеть при сварке с высокой удельной мощностью с использованием ювелирного Nd. ЯГ. Сварка в замочную скважину обеспечивает отличное проплавление сварного шва и очень низкую зону термического влияния.
Если место сварки образуется не за счет замочной скважины, оно образуется за счет теплопроводности от поверхности сварного шва внутрь. На этот тип токопроводящей сварки большое влияние оказывают факторы, более подробно описанные в разделе, посвященном контактной сварке. Температуропроводность, или отношение тепла, отведенного от сварного шва, к тому, что остается в сварном шве, в значительной степени определяет эффективность лазерной энергии. Из света, который не отражается металлом, а поглощается, часть света будет удаляться из места сварки за счет теплопроводности. Процесс плавления начинается с поверхности металла и термически направлен внутрь. Токопроводящие сварные швы характеризуются более мелкими точками сварки. Для таких металлов, как серебро, потери энергии на проводимость могут составлять значительную долю доступной энергии сварки. Для таких металлов, как платина с низкой температуропроводностью/проводимостью, большая часть поглощаемой энергии превращается в тепло в месте сварки. Некоторые значения коэффициента температуропроводности можно увидеть в таблице 2.
Сварка, выполненная лазерным сварщиком, не всегда требует защитного газа; однако результаты часто улучшаются при использовании защитного газа. Защитные газы, такие как аргон-гелий или прямой гелий, могут использоваться для увеличения проплавления сварного шва. Высокая теплопроводность гелия позволяет более эффективно передавать тепло на поверхность металла.[1] Одним интересным эффектом процесса лазерной сварки на атмосферном или защитном газе является то, что лазерный луч ионизирует эти газы и превращает небольшое их количество в плазму. Затем эта плазма действует как оптический экран, поглощая часть дополнительного света луча, прежде чем он достигнет заготовки. Простое решение этой проблемы, которое также помогает уменьшить очистку, заключается в использовании подачи защитного газа под углом к направлению луча. Это позволяет перемещать созданную плазму с пути луча, уменьшая поглощение света плазмой. На рис. 16 показан пример поперечного потока защитного газа для удаления плазмы с пути лазера.
Рис. 16. Обдув защитным газом поверхности сварного шва может помочь устранить поглощение света плазмой, создаваемой лазером.
Из-за высокой плотности энергии, содержащейся в лазерном луче, зона термического влияния сварного шва (ЗТВ) имеет тенденцию быть небольшой. Зона термического влияния сварного шва содержит зернистую структуру металла, представляющую собой переход от зернистой структуры объемного материала к зернистой структуре сварочной ванны. Более крупные границы зерен образуются из-за повышенной температуры, передаваемой окружающему материалу в процессе сварки. Чем выше плотность энергии точки сварки, тем короче время, необходимое для создания точки сварки. Более короткое время сварки означает, что в окружающий металл передается меньше тепла, что повышает его температуру и влияет на его зернистую структуру. Для крупных деталей или более толстых материалов лазерная сварка дает очень низкий ЗТВ по сравнению с промышленной сваркой вольфрамовым электродом в среде инертного газа (TIG).
Деформация заготовки может быть вызвана сваркой. При нагреве детали сварочная ванна испытывает тепловое расширение. Если окружающий материал также был нагрет, он также расширится. Поскольку дальняя сторона детали по-прежнему имеет более низкую температуру, она будет меньше расширяться, и деталь будет складываться в сторону низкотемпературной стороны заготовки. По мере охлаждения места сварки ранее горячая сторона сжимается, но не восстанавливает свою первоначальную форму. Плотность мощности лазерной сварки и скорость сварки достаточно высоки, чтобы материал, окружающий заготовку, подвергался очень небольшому дополнительному теплу. В результате деформация и искажения для этой технологии низки. Для мелких деталей и тонких материалов деформация и коробление деталей при лазерной сварке очень похожи на таковые при импульсной дуговой сварке. [1]
Рис. 17. Сварка двух стальных пластин с зазором 0,375 мм с использованием импульсно-дуговой и лазерной технологии с энергией 100 Дж. Обе технологии способны проталкивать материал, чтобы заполнить даже большие зазоры.
Как правило, при лазерной сварке всегда рекомендуется хорошая подгонка деталей. Однако для проталкивания расплавленного материала можно использовать как лазерные, так и импульсно-дуговые сварочные аппараты. На рис. 17 показаны две стальные шайбы с зазором 0,375 мм, соединенные с использованием обеих технологий. В этом сварном шве лазерный луч был направлен вертикально вниз между пластинами. Расплавленный металл был спрессован с помощью давления лазерного луча и перекрыл зазор между двумя шайбами. Изменение угла атаки лазерного луча позволит предпочтительно проталкивать материал с одной стороны на другую.
Как уже говорилось, очень полезной особенностью лазерной сварки по сравнению с другими технологиями сварки является ее бесконтактный характер. Лазерный сварочный аппарат чрезвычайно полезен в тех случаях, когда место сварки труднодоступно, с очевидным требованием, чтобы место сварки было в прямой видимости от источника луча. Есть некоторые приложения для ювелирных изделий, где доступность может быть только прямой видимости из-за близко расположенных частей. Без возможности касания электродом импульсная дуговая или контактная сварка не вариант. Другим преимуществом, в некоторых случаях, является устранение возможного загрязнения обрабатываемой детали. При сварке сопротивлением и импульсной дуговой сварке сварочные электроды могут стать источником перекрестного загрязнения металла или переносчиком загрязнения. Однако для ювелирных изделий риск и проблемы, связанные с перекрестным загрязнением металлами, невелики.
Лазерные сварочные аппараты идеально подходят для промышленного применения в больших объемах. Волоконные лазеры могут быть размещены на управляемых компьютером платформах или роботах, чтобы обеспечить сложное и крупносерийное бесконтактное производство. После настройки производственной системы проблемы обслуживания электродов, типичные для дуговой или контактной сварки, практически устранены. Производители ювелирных изделий могут извлечь выгоду из внедрения более традиционных методов промышленного производства, если они производят большие объемы одной и той же детали. Многие компании помогут разработать крепление, автоматизацию и технологические параметры для этих более промышленных лазерных систем. Имейте в виду, что стоимость может составлять сотни тысяч долларов по сравнению с десятками тысяч для обычного ювелирного лазера.
Импульсно-дуговая сварка
Физика, связанная с плазменной сваркой, довольно сложна. Тем не менее, применение этого процесса сварки в форме TIG (вольфрам в инертном газе) или импульсно-дуговой сварки хорошо разработано, просто и надежно. Типичная, но упрощенная импульсная дуговая сварка включает в себя следующие события, изображенные на рис. 18.
Заготовка подсоединяется к положительному сварочному выводу, а заостренный вольфрамовый электрод подсоединяется к отрицательному сварочному выводу.
Защитный газ, такой как аргон, применяется непосредственно перед зажиганием сварочного процесса. Обратите внимание, что защитный газ используется как для защиты расплавленного сварного шва от воздействия повреждающих газов, таких как кислород, так и для действия в качестве переносчика электронов в процессе сварки.
Затем сварочный аппарат подает напряжение между положительной и отрицательной клеммами, вызывая диссоциацию небольшой части защитного газа в высокотемпературную электропроводящую плазму.
Многие сварочные аппараты с импульсной дугой втягивают сварочный электрод в этот момент процесса сварки.
Вольфрамовый сварочный электрод испускает электроны под потенциалом сварочного напряжения, а при повышенной температуре также производит термоэлектронную эмиссию электронов. Электронная эмиссия вольфрама вносит основной вклад в сварочный ток. Электроны ускоряются и воздействуют на заготовку с высокой тепловой энергией и, таким образом, передают свой импульс зоне сварки. Большое количество энергии также концентрируется в месте сварки, поскольку электроны сварки создают дополнительное падение напряжения, которое поглощается положительным анодом.
Электроны, соединяющиеся с ионами в процессе сварки, излучают свет в широком спектре, при этом большая часть фотонной энергии концентрируется в синей/ультрафиолетовой области спектра.
При снятии напряжения дуга гаснет, а сварочная ванна оседает и затвердевает.
Рис. 18. Элементы импульсно-дуговой сварки: плазма, эмиссия электронов с вольфрамового электрода, газовая защита, отведение наконечника от поверхности заготовки и т. д.
Полярность процесса сварки оказывает большое влияние на тепло, передаваемое заготовке. В типичной конфигурации с отрицательным электродом электроны, испускаемые сварочным электродом, ускоряются и передают свою энергию свариваемому изделию. Ионы (положительно заряженные атомы), образующиеся либо в защитном газе, либо из испарившихся атомов металла в процессе сварки, ускоряются и ударяются о сварочный электрод, передавая свое тепло и импульс электроду. Во время дуговой сварки образуется значительно меньше ионов, чем электронов. Испущенные электроны содержат в 8-10 раз больше энергии, чем более крупные и медленные ионы. Эта полярность сварки обеспечивает максимальную передачу энергии к месту сварки. Подключение заготовки к отрицательной полярности, а сварочного электрода к положительной, приведет к тому, что большая часть мощности сварки будет поглощаться вольфрамовым электродом. Как правило, эта конфигурация с положительным электродом приводит к образованию расплавленного шарика на конце наконечника электрода. Конфигурация с отрицательным электродом предпочтительна для большинства металлов. Тем не менее, положительный электрод имеет свое место в приложениях, где полезна очистка от оксида, например, при сварке алюминия. Когда желательна очистка от оксида, используется чередующаяся полярность сварки, чтобы обеспечить проникновение электронов в заготовку в течение части цикла сварки и очистку электрода от оксида в течение оставшегося времени цикла. Это обсуждение, однако, будет сосредоточено только на сварке электродом с отрицательным знаком.
Плазма движется вдоль силовых линий электрического поля. Поскольку плазма создается и сильно зависит от электрических и магнитных полей, геометрия сварного шва при приложении напряжения очень важна. Геометрия силовых линий сложна, но, как правило, их можно рассматривать как сосредоточенные между ближайшими точками между электродом и заготовкой. Кроме того, плотность силовых линий электрического поля будет увеличиваться в резких местах. На рис. 19 показан пример этого физического принципа.
Рис. 19. Линии электрического поля концентрируются на острых или близких объектах.
Это свойство имеет несколько полезных применений при импульсной дуговой сварке. Во-первых, сам электрод может иметь форму, позволяющую создавать различные линии электрического поля сварки, за которыми следует сварочный разряд. Острый сварочный электрод создаст высокую концентрацию силовых линий электрического поля на его конце. Поскольку кончик электрода имеет менее острую форму, будут создаваться более концентрированные силовые линии. Плотность поля на кончике способствует излучению электронов из вольфрама, в то время как конические стороны электрода производят гораздо меньший сварочный ток. В результате место сварки будет состоять из горячей центральной зоны сварки с более холодными «крыльями» сварки. На рис. 20 показаны две формы электродов и их приблизительные профили плотности плазмы электрического поля. Полностью плоская форма кончика электрода создает более однородное электрическое поле, более однородную эмиссию тока и более однородный провар.
Рис. 20. Форма электрода оказывает большое влияние на линии электрического поля и плотность тока плазмы. Показаны острый и плоский электрод с силовыми линиями и тепловым профилем.
Импульсно-дуговая сварка является очень экономичным процессом по сравнению с лазерной сваркой. В сварочном аппарате нет основных деталей, которые необходимо регулярно заменять или обслуживать. Даже вольфрамовый сварочный электрод не расходуется в процессе сварки. Однако сварочные электроды служат только ограниченное количество сварных швов, прежде чем загрязнение или другие события потребуют их повторной заточки. Электроды могут выдерживать от десятков сварных швов до многих сотен сварных швов между повторной заточкой, в зависимости от свариваемого металла и геометрии сварного шва. Для геометрии, в которой электрическая дуга может быть легко сфокусирована на резком месте (линии сильного электрического поля), некоторые аппараты для импульсной дуговой сварки допускают воспламенение энергии сварки после втягивания сварочного электрода. Эта функция может увеличить время между заточками электродов на несколько сотен сварных швов. В ситуациях, когда необходимо создать сварной шов в щели или остром углу, энергию сварки необходимо инициировать непосредственно перед отрывом сварочного электрода. Контакт в течение первых микросекунд сварки позволяет инициировать точное место сварки и окружающие расплавленные материалы течь к этому месту. Обсудим это явление подробнее. Поскольку сварочный электрод находится близко к поверхности сварного шва во время процесса плавления, расплавленный материал может выплескиваться на электрод в этой конфигурации. Как только электрод был загрязнен другим металлом, его способность испускать электроны обычно снижается. Для сварки высокой мощности это может быть преодолено за счет увеличения сварочного напряжения, и сварка будет продолжаться даже при большом количестве загрязнений. Однако для низкоэнергетических и низковольтных сварных швов даже небольшое количество брызг металла на электроде может привести к плохому воспламенению сварного шва. Некоторые металлы, такие как никель, очень легко прилипают к электроду и, таким образом, препятствуют дальнейшей сварке. В результате этих потенциальных проблем с загрязнением электрод в конечном итоге будет затачиваться и повторно затачиваться до такой степени, что он будет слишком коротким, чтобы его можно было удерживать в сварочном щупе. В зависимости от мощности и геометрии это может произойти в сотнях сварных швов или, при правильной геометрии и настройке, во многих тысячах сварных швов.
Рис. 21. Надлежащее параллельное шлифование электродов обеспечивает стабильные и симметричные сварные швы.
На рис. 21 приведен пример правильного обслуживания электрода для импульсной дуговой сварки. Следы заточки могут сильно повлиять на плазменный разряд. Чтобы получить наиболее стабильный и равномерный шов, шлифовальные метки должны быть параллельны стержню электрода. Если шлифовальные метки образуются в неправильном месте на шлифовальном круге, как показано на рисунке, могут образовываться круговые кольца. Эти кольца могут создавать электрические поля высокой плотности вдоль кольцевых структур, которые вызывают зажигание сварочной дуги с непредусмотренных боковых сторон. Даже незначительные изменения угла наклона электрода могут вызвать смещение положения кольца зажигания дуги, что приведет к непостоянству и необычной форме сварных пятен. Большинство производителей импульсной дуги используют вольфрамовые сварочные электроды с содержанием лантана 1,5%. Эти электроды не радиоактивны, но они по-прежнему дают исключительно схожие результаты с радиоактивными материалами, содержащими тор, которые использовались на ранних этапах развития сварки TIG.
Размер электрода также является важным фактором при работе со сложными ювелирными изделиями. Некоторые операторы и производители импульсной дуговой сварки предпочитают использовать маленькие электроды в надежде на упрощенное зажигание сварного шва и более точные характеристики сварки. Однако маленькие электроды (например, 0,5 мм) имеют значительно большее электрическое сопротивление и производят менее энергичные сварные швы. Они также легче загрязняются. Большие электроды могут производить более мощные сварные швы, но требуют больше времени для заточки, и их может быть трудно разместить в небольших помещениях. Опыт показал, что электрод диаметром 1 мм представляет собой хороший баланс между высокой токопроводящей способностью и способностью проникать в малые геометрические размеры. Для мелких сварных швов и сварки с небольшой геометрией (например, зубцы паве) идеально подходит острый сварочный электрод диаметром 1 мм с углом заточки 15 градусов. Углы заточки могут варьироваться вплоть до сплющенного кончика в зависимости от желаемого провара и геометрии сварного шва. Использование более высоких сварочных напряжений также имеет тенденцию создавать более плотный плазменный след, поскольку плотность электрического поля увеличивается в центре сварного шва.
Во время плазменной сварки электроны, испускаемые сварочным электродом, воздействуют на материал заготовки. Эту силу электронов часто называют «выдувным» давлением плазмы. Более высокое напряжение сварки приведет к более сильному «выдувному» давлению. Это давление продувки можно использовать для выталкивания материала из места сварки в другие интересующие места на заготовке. На рис. 22 показан пример этой концепции с использованием очень малого угла наклона электрода для выдавливания металла из более толстой части на тонкостенный лист под углом 9°.0 градусов. Сварка непосредственно на границе раздела двух материалов потенциально может привести к проколу тонкого листа. Этот метод позволяет сваривать гораздо более тонкие материалы, при этом создавая значительные пятна сварки.
Рис. 22. Плазма может оказывать достаточное давление, чтобы проталкивать материал в нужные места.
Давление продувки электрода также может вызывать углубление в центре сварного шва в некоторых металлах при использовании острого электрода. Как обсуждалось ранее, плотность электрического тока сварки на остром конце сварочного электрода намного выше, и, как следствие, выше давление выдувания электронов. Это явление можно легко преодолеть, используя небольшой усеченный конец сварочного электрода вместо острого острия. Сила давления продувки электронами пропорциональна сварочному напряжению. При низком напряжении острый электрод может не иметь заметных углублений, но при максимальном напряжении для устранения этой потенциальной проблемы может потребоваться усеченный или затупленный электрод. Эта центральная депрессия от давления продувки будет зависеть от геометрии, и напряжение, при котором она возникает, будет разным для каждого металла. На рис. 23 показано центральное углубление в материале сварного шва с использованием острого электрода и гладкая ванна с использованием усеченного электрода. Учтите, что острый электрод не всегда будет вызывать это центральное углубление.
Рис. 23. В некоторых геометрических формах и металлах центральное углубление может образоваться при использовании острого электрода в результате давления выдува электронов. Этого можно легко избежать, обрезав кончик электрода.
Некоторые аппараты для импульсной дуговой сварки позволяют пользователю добавлять более высокие пики напряжения или возбуждение к существующей форме волны сварки. Сварочное перемешивание обеспечивает более высокое давление продувки и более глубокое проникновение в сварной шов, не требуя столько энергии, сколько сварка аналогичного размера без перемешивания. Это означает, что такая же глубина шва может быть достигнута без увеличения диаметра шва. На рис. 24 показан пример формы волны сварки с наложением волнения сварки. Перемешивание сварочной ванны также может способствовать перемешиванию сварочной ванны. Как обсуждалось ранее, более высокое напряжение возбуждения сварки также может уменьшить диаметр столба плазмы. По мере увеличения сварочного напряжения плазма имеет тенденцию втягиваться внутрь, немного уменьшая диаметр пятна сварки и увеличивая глубину провара. Перемешивание позволяет сжать плазменный пучок без добавления дополнительной энергии, которая могла бы возникнуть, если бы было отрегулировано только общее напряжение.
Рис. 24. Встряхивание сварного шва может способствовать проталкиванию материала, проплавлению шва, уменьшению диаметра шва и перемешиванию сварочной ванны.
Как и в других процессах соединения (например, с помощью горелки и пайки), расплавленный металл течет к области заготовки с самой высокой температурой. Если наше давление плазменной продувки достаточно низкое или геометрия заготовки благоприятна, жидкий металл будет течь к исходной точке контакта электрода, где начался процесс плавления. Для острого сварочного электрода это обычно самая высокая температура в сварочной ванне. На рис. 24 показан пример этого процесса. Это означает, что при добавлении сварочной проволоки или другого присадочного материала пользователь должен размещать сварочный электрод там, где он хотел бы, чтобы материал протекал. Многие операторы склонны размещать электрод поверх наполнителя. Этот метод добавления материала может работать, но он зависит от давления плазменной продувки, чтобы протолкнуть материал в нужное место. Как правило, это требует более мощного сварного шва, может привести к разбрызгиванию металла и может потребовать дополнительных сглаживающих сварных швов. На рис. 25 показан лучший способ добавления заполняющей проволоки. Чтобы правильно добавить заполняющую проволоку, поместите электрод в то место, где требуется дополнительный материал. Слегка прижмите сварочную проволоку к кончику электрода и начните сварку. Материал может выходить за пределы наконечника и будет втягиваться в сварочные ванны (в зависимости от энергии сварного шва). Если добавленный материал находится в одной выпуклости, поместите электрод вокруг края на 9Угол 0 градусов к поверхности будет сглаживать и тянуть материал от верхней точки выступа вниз к заготовке. Сочетание этого метода с повышенной мощностью сварки может ускорить добавление материала. Если первоначальное добавление наполнительной проволоки выполняется с достаточной энергией, результатом обычно является низкий профиль и плавный выступ, который не требует дополнительного сглаживания. Это потребует от пользователя практики, но это эффективная техника, и ее можно быстро освоить.
Рисунок 25. Добавление наполнителя лучше всего выполнять, прикоснувшись электродом к нужному месту наполнения и слегка прижав проволоку к краю электрода. Расплавленный металл в месте сварки течет к точке наибольшего нагрева.
Поверхностное натяжение и вязкость расплавленного металла в месте сварки также могут помочь в понимании поведения расплавленного металла. Когда металл является жидким, его поверхностное натяжение и вязкость в значительной степени влияют на его подвижность и, при охлаждении, на результирующую геометрию пятна сварки. В случае сварки поверхностное натяжение можно рассматривать как силы сцепления, испытываемые жидкостью на границе раздела жидкость/газ. Атом жидкости, окруженный теми же атомами, будет испытывать силу притяжения со стороны этих атомов во всех направлениях с результирующей нулевой силой. Однако частица жидкости на поверхности будет испытывать такое притяжение только от внутренних атомов и от соседних атомов на поверхности жидкости, таким образом оставляя поверхность жидкости/газа относительно свободной от сил притяжения. Если силы притяжения между атомами жидкости очень велики, то результирующие поверхностные пленочные силы также будут значительными. Поверхностное натяжение имеет эффект попытки притянуть объем жидкости к форме с минимальной площадью поверхности. Для изолированной капли жидкости получается сфера. Для точки сварки, где жидкий расплавленный металл смачивает поверхность заготовки, результирующая геометрия будет зависеть от геометрии окружающей заготовки. Интересный пример поверхностного натяжения возникает, когда сварка производится на краю кольца. Расплавленный металл имеет тенденцию вытягиваться за счет поверхностного натяжения назад от края, принимая форму, показанную на рис. 26.
Рис. 26. Плазменная или лазерная сварка на кромке детали приводит к отступу кромки из-за воздействия поверхностного натяжения, чтобы создать минимально возможную площадь поверхности. Пример показан в серебре.
Вязкость можно рассматривать как силу, необходимую для перемещения объекта через жидкость, или, применительно к жидкости, это скорость движения жидкости под действием приложенной силы, такой как гравитация или давление. В табл. 3 приведены некоторые приблизительные значения поверхностного натяжения и вязкости вблизи точки плавления перечисленных металлов. Для справки включена жидкая ртуть при комнатной температуре. Обратите внимание, что поверхностное натяжение серебра примерно в три раза больше, чем у ртути, а его вязкость в два раза меньше, чем у ртути. Следует также отметить, что, хотя это и не показано в таблице, поверхностное натяжение серебра еще больше снижается с повышением температуры расплава. Платина, с другой стороны, имеет примерно в три раза большее поверхностное натяжение, чем серебро, и более чем в два с половиной раза большую вязкость. Низкое поверхностное натяжение и вязкость серебра позволяют ему легко поддаваться наплавленному теплу. Для типичного сварного шва процесс плавления электрода начинается в точке его контакта, и плавление происходит от центра наружу. Затем эффекты поверхностного натяжения симметрично (в зависимости от геометрии) тянут металл вокруг этой центральной горячей точки. Низкое поверхностное натяжение серебра означает, что влияние силы тяжести на сварочную ванну является значительным, поскольку силы поверхностного натяжения могут не преодолевать силы гравитации, действующие на ванну, так же легко, как другие металлы с высоким напряжением. Для геометрии, в которой сила тяжести может взаимодействовать с расплавленной ванной, серебро будет демонстрировать значительное провисание и смещение. В некоторых экстремальных случаях, когда сварка выполняется, например, в перевернутом виде, она может просто вытекать из сварного шва и капать на землю.
Поверхностное натяжение и вязкость также играют важную роль в проталкивании плазмы. Для низких значений, наблюдаемых в серебре; сильный сварной шов может легко вытолкнуть расплавленное серебро из пятна сварки, оставив отверстие, окруженное затвердевшими каплями серебра. Исключительно большее поверхностное натяжение платины делает ее более невосприимчивой к гравитационным эффектам. Перевернутый шов даже при более высоких энергиях, скорее всего, останется в исходном месте сварки. Это более высокое напряжение и вязкость также означают, что проталкивание платины давлением продувки электронами требует значительно более сильных сварных швов по сравнению с серебром. Для металлов с высокой подвижностью можно использовать усеченные электроды для снижения давления продувки плазмой. 9-3)
Mercury 320 1.52 Silver 890 2.56 Aluminum 1045 0.91 Gold 1150 5. 13 stainless steel 1170 6.1 Copper 1360 4.4 Titanium 1650 6.67 Платина 1740 6,74

дуговой сварщик регулируются и контролируются. Типичный аппарат для импульсной дуговой сварки позволяет регулировать напряжение в блоке конденсаторов и высвобождает накопленную энергию для формирования точки сварки. Многие сварщики также позволяют контролировать время разряда. Между этими двумя простыми параметрами возможен целый диапазон размеров пятна сварки и проваров. Имеются также аппараты импульсной дуговой сварки линейного типа, как показано на рис. 27, которые позволяют формировать напряжение и сварочный ток во время дугового разряда. Термин «линейный» сварочный аппарат происходит от уникальной способности этого типа сварщика формировать сварочное напряжение или выходной ток в четко определенные сегменты известных значений. Линейный сварочный аппарат — это исключительно точное и высокотехнологичное решение для сварки, которое накапливает энергию в блоке (или ряду) конденсаторов, а затем регулирует выходную мощность посредством высокочастотного переключения и фильтрации блока конденсаторной энергии. Возможность формировать форму выходного сигнала позволяет сварщику удовлетворять уникальные требования ко всем типам металлов и особенно трудно свариваемым металлам. Например, серебро очень подвижно в жидком состоянии, как показано ранее в этом документе. Разработка специальной формы волны, которая создает низкий пиковый ток, который поддерживается в течение более длительного периода времени, может создавать красивые (очень гладкие / без трещин) и проникающие сварные швы без нежелательного и нежелательного давления от давления плазменной продувки. На рис. 27 показан пример линейной импульсно-дуговой сварки.
Рис. 27. Аппарат линейной импульсно-дуговой сварки Orion i2. Эта технология позволяет использовать форму волны для работы с более тяжелыми металлами.
От самых простых аппаратов для импульсной дуговой сварки до более совершенных аппаратов для линейной импульсно-дуговой сварки параметры, настраиваемые пользователем, довольно просты. Настраиваемыми параметрами являются пиковое напряжение, ток, мощность или энергия в зависимости от модели, а также время, в течение которого будет применяться выбранная форма волны. Для самых простых аппаратов для импульсной дуговой сварки регулируются только сварочное напряжение (иногда отображаемое как энергия) и время. Дополнительные параметры, такие как наложение перемешивания, форма волны сварки или форма самого электрода, также могут быть отрегулированы для многих сварщиков. По сути, все точки импульсной дуговой сварки могут быть увеличены или уменьшены простой регулировкой пикового напряжения и/или времени сварки. На рис. 28 показано, как форма волны сварного шва может влиять на размер пятна. Типичная дуговая сварка с емкостным импульсным разрядом будет иметь соотношение 3:1 диаметра сварного шва к размеру провара. Использование аппарата для линейной импульсной дуговой сварки и выбор значения пикового напряжения (или других параметров) при гораздо более длительном времени сварки может привести к тому же размеру пятна и гораздо более глубокому проплавлению сварного шва по сравнению с базовой системой сварки. В этой статье мы расскажем, как форму волны сварки можно использовать для улучшения процесса сварки.
Рис. 28. Типичное проплавление импульсной дуговой сварки с использованием стандартной кривой разряда в сравнении с линейной формой волны импульсной дуговой сварки с увеличенным временем.
Сварщики с импульсной дугой должны использовать защитный газ для защиты места сварки от окисления. Окисленное место сварки обычно становится хрупким и обесцвечивается. Часто незащищенные импульсные дуговые сварные швы имеют высокий уровень пористости. Сварные швы с пористостью, вызванной оксидом, необходимо шлифовать до тех пор, пока не будет удален весь оксидсодержащий материал, иначе они могут продолжать создавать проблемы для дополнительных сварных швов. Некоторые ювелиры сообщают, что небольшие сварные швы на золоте можно выполнять без защитного газа. Другие сообщают, что соединительные кольца из нержавеющей стали можно сваривать без газа и при этом сохранять необходимый уровень механической прочности. Однако без газовой крышки нержавеющая сталь может изменить цвет на серый даже после очистки. Для ювелирных изделий, где важен внешний вид, защитный газ имеет решающее значение. Защитный газ также полезен тем, что сокращает время, необходимое для очистки или полировки изделия. Для надлежащего покрытия газом система импульсной дуги должна обеспечивать плавный поток газа, чтобы равномерно покрывать сварочное пятно в течение всего процесса сварки. Рисунок 29показан эксперимент, выполненный для визуализации потока газа из сварочного щупа. Частицы дыма вводились в поток аргона и снимались на пленку, чтобы показать, где поток ламинарный и равномерный, а где он переходит в турбулентный. Ламинарный поток можно представить себе как поток, в котором частица газа, стартующая в начале поля течения, движется по плавной кривой течения, никогда не пересекаясь с траекторией движения другой частицы газа. Турбулентные воздушные потоки взбалтываются, частицы затем пересекают пути других частиц и падают. Частицы, находящиеся вне потока, захватываются и уносятся в поле потока вращательным и перекатывающим движением. На рис. 30 представлен график поля ламинарного и турбулентного течения. Ламинарный поток является очевидным требованием для получения оптимальной импульсной дуговой сварки в среде защитного газа. Турбулентные потоки обеспечивают ограниченное покрытие газа и увлекают достаточное количество кислорода в место сварки, вызывая некоторое обесцвечивание сварного шва, которое необходимо очистить или отполировать.
Рис. 29. Частицы дыма были введены в газовый конус типичной импульсной дуги, чтобы визуализировать, где поток был ламинарным, а где переходил в турбулентный.
Рис. 30. Ламинарное и турбулентное течение. Ламинарный поток характеризуется плавными переходами потока. Турбулентный поток вызывает сильное перемешивание в виде турбулентных вихрей.
У нового пользователя импульсной дуги может возникнуть соблазн увеличить подачу газа на регуляторе давления, чтобы обеспечить необходимое количество газа. Однако переход от ламинарного к турбулентному потоку зависит от скорости газа, определяемой давлением потока. Это означает, что очень низкие скорости потока, обеспечиваемые низким давлением газового регулятора, обычно будут ламинарными. Скорость перехода газа в турбулентный поток (вызванная движущим давлением) зависит от внутренней геометрии и гладкости газового конуса. Место турбулентного перехода будет продолжать двигаться к выходу газового конуса по мере увеличения скорости потока. Это продвижение ближе к выходу газового конуса вызвано нестабильностью потока, выходящего из газового конуса. В конечном итоге эти нестабильности переходят в турбулентные в месте, где место сварки больше не защищено защитным газом. По мере увеличения скорости потока интенсивность турбулентности продолжает увеличиваться. Турбулентный поток увлекает атмосферный кислород в зону сварки за счет перемешивания и завихрения. Суть в том, что чем меньше, тем лучше, когда речь идет о скорости потока газа.
Следует также отметить, что хотя некоторые металлы терпимы к отсутствию или недостаточному покрытию защитным газом, некоторые чрезвычайно чувствительны к надлежащему покрытию. Такие металлы, как титан и ниобий, поглощают и соединяются с кислородом и азотом при повышенных температурах. Даже небольшое количество оксидов в этих реактивных металлах может сделать их слабыми и трудными для работы. Титан и ниобий проявляют обесцвечивание (коричневый, синий, фиолетовый и т. д.) на своей поверхности после образования оксида. Использование куска титана может быть хорошим способом визуализировать покрытие потока газа. Если титановый сварной шов яркий и цвет не виден, это хороший признак надлежащего газового покрытия.
Доступны другие защитные газы для сварки, такие как гелий, азот и смеси аргона с этими газами. Такие газы, как гелий, смеси аргона-гелия и аргона-водорода, обеспечивают гораздо большую эффективность дуги и лучшую теплопроводность к месту сварки. В некоторых случаях это может привести к почти вдвое большему проплавлению сварного шва по сравнению с использованием чистого аргона. Однако поглощающие и химически активные металлы, такие как титан, ниобий и палладий, не могут быть сварены с использованием этих газов. Они склонны поглощать гелий и реагировать с кислородом, азотом и водородом. Чаще всего рекомендуемым газом всегда будет чистый аргон.
Сварка импульсной дуговой сваркой может иметь напряжение примерно от 12 до 50 вольт. Этот диапазон напряжения ниже диапазона поражения электрическим током для человеческого тела и был выбран таким образом, чтобы пользователи могли держать заготовки в руках во время сварки. Кроме того, за пределами диапазона 50 В сварные швы обычно становятся слишком сильными для использования во многих ювелирных изделиях и, как правило, вызывают чрезмерное разбрызгивание при сварке при обычных настройках сварочного кабеля. Несмотря на то, что держать заготовку электрически безопасно, оператор должен уделять пристальное внимание размеру заготовки и энергии сварки. Как и в случае любого процесса сварки, может потребоваться всего несколько последовательных небольших сварных швов, чтобы поднять температуру кольца до уровня, который неудобно держать в руке. При более высоких настройках энергии могут быть получены сварные швы, из-за которых кольцо станет слишком горячим, чтобы удержать всего один сварной шов. Если те же сварные швы применяются к кольцу большего размера, ювелир может удобно удерживать его в течение многих сварных швов. Одним из важных соображений для небольших деталей является то, где выполняется надежное соединение (обычно осуществляется с помощью зажима типа «крокодил»). На рис. 31 показано, что для небольших деталей электрическое сопротивление детали может вызвать нагрев, так как сварочный ток проходит между точками соединения. Поэтому важно, чтобы оператор располагал зажим типа «крокодил» ближе к месту сварки, чем к своему пальцу. Одним из простых способов избежать проблемы накопления тепла из-за электропроводности является использование зажима типа «крокодил» вместо заготовки при работе с мелкими деталями.
Рисунок 31. Поместите зажим типа «крокодил» системы импульсной дуговой сварки ближе к сварному шву, чем палец для очень мелких деталей. Резистивный нагрев металла между положительной и отрицательной клеммами может происходить при более высоких уровнях мощности.
Как обсуждалось выше, в процессе дуговой сварки плазма излучает свет высокой интенсивности, когда электроны возбуждаются и распадаются на стабильные атомные орбиты в защитном газе. Этот высокоинтенсивный свет имеет пик в синей части спектра, но также включает в себя ультрафиолетовые и инфракрасные длины волн. Прямое воздействие света сварочной дуги в непосредственной близости может привести к повреждению глаз. Новые результаты также предполагают, что длительное воздействие синего света может вызвать дегенерацию желтого пятна с возрастом и может привести к потере части естественной защиты организма от меланина. Это вырождение может произойти из-за воздействия синего света от солнца и т. д. с течением времени.
Производители импульсно-дуговой сварки решили эту проблему, разместив оптический сварочный фильтр или затворную систему на пути обзора пользователя либо в виде автономного устройства, либо интегрированного в оптический микроскоп. У каждого типа защитной фильтрующей системы есть свои преимущества и ограничения. Первый тип затвора представляет собой механическую систему затвора. Основным преимуществом механического затвора является четкий и беспрепятственный обзор и отсутствие искажения цвета заготовки. Затвор автоматически закрывается перед началом сварки, полностью блокируя синий свет, возникающий в процессе сварки. Затем заслонка снова открывается примерно через 100 мс после завершения сварки. Второй тип фильтра представляет собой стандартный оптический фильтр для сварки TIG. Этот тип сварочного фильтра используется во многих изделиях для импульсной дуговой сварки и в большинстве изделий для традиционной дуговой сварки. Он защищает глаза пользователя с помощью диэлектрических пленок, которые пропускают свет в зеленой части спектра и в значительной степени блокируют все другие длины волн. Когда происходит сварка и затвор оптического ЖК-дисплея (жидкокристаллический дисплей) получает электрическое питание, ЖК-дисплей блокирует большую часть оставшегося оптического спектра для защиты глаз пользователя. Различные государственные учреждения установили правила техники безопасности для обеспечения надлежащей защиты от интенсивности сварочной дуги. Одним из недостатков этого сварочного фильтра является монохроматический зеленый вид, типичный для этого типа защитного фильтра. Окончательный вид защитного фильтра показан на рис. 32. Этот новый ЖК-затвор является оптически прозрачным и был разработан для преодоления ограничений стандартного зеленого сварочного ЖК-фильтра. Этот ЖК-фильтр имеет специальное оптическое покрытие, обеспечивающее почти полный цветовой диапазон оптического спектра, и по качеству изображения очень похож на систему с механическим затвором. Новый оптически прозрачный фильтр также способен затемняться во время сварки до измеренного оттенка 15 (предел чувствительности лабораторий соответствия). Это в 300 раз темнее, чем минимальный видимый уровень затемнения 10, установленный государственными постановлениями. Незатемненное состояние нового оптического ЖК-фильтра блокирует больше света, чем механический затвор; но за счет увеличения освещения вокруг микроскопа видимость через фильтр сравнялась с видимостью через механический затвор.

Рисунок 32. Различные типы сварочных жалюзи. Механический ЖК-дисплей зеленого цвета сварки и новый оптически четкий ЖК-дисплей.
Если аппарат для импульсной дуговой сварки будет использоваться в производственных условиях и существует вероятность того, что сварочная дуга может быть нанесена другим лицам, кроме оператора (глаза которого защищены), то следует принять дополнительные меры предосторожности. Фильтрующие экраны/листы для сварки легко доступны в различных компаниях, поставляющих сварочные материалы. Небольшие секции сетчатых фильтров можно разместить таким образом, чтобы тело оператора и экраны блокировали вспышку сварочной дуги. Некоторые производители импульсных дуг также могут поставлять кожухи, которые подходят непосредственно к сварочному микроскопу. На рис. 33 показаны экраны в виде кожуха, который подходит для сварочного аппарата Orion i2. Кроме того, если оператор будет выполнять много сварочных работ в течение обычного дня, рекомендуется принять меры предосторожности для защиты кожи оператора. Длинные рукава и воротник с закрытым воротником могут помочь предотвратить ожог дугой, который похож на солнечный ожог. Сварной кожух, показанный на рисунке, также решит эту проблему.
Рис. 33. Сварочные экраны и кожухи можно использовать в условиях, когда другие рабочие будут постоянно подвергаться воздействию сварочного грата. Показанный сварочный кожух также защитит кожу оператора от «солнечных ожогов», связанных с длительными сварочными работами.
Одним из основных преимуществ системы импульсной дуговой сварки является ее нечувствительность к отражательной способности металла. Электропроводность металла является основным свойством, необходимым для образования дуги. Поскольку переносчиком сварного шва являются электроны, чистота поверхности металла и оптическая отражательная способность не влияют на свойства сварного шва. Это не тот случай, когда вы рассматриваете сварку с помощью лазерной технологии. Когда дело доходит до импульсной дуговой сварки, сварной шов также довольно нечувствителен к удельному сопротивлению металла. Металл с более высоким электрическим сопротивлением вызовет несколько большую потерю мощности на электрическом пути. Однако падение сопротивления детали обычно составляет незначительную часть общего сопротивления системы и представляет лишь небольшую часть затраченной энергии. Сопротивление заготовки, как правило, гораздо менее важно, чем такие свойства, как теплопроводность, которая влияет на каждый тип сварочного процесса. Одно ограничение этого требования к электропроводности очевидно – сваривать можно только электропроводные материалы. Это означает, что некоторые материалы, такие как «горшечный металл» или некоторые виды бижутерии, могут быть сложными для сварки. Эти материалы часто можно сваривать импульсной дуговой сваркой, если в качестве заполняющего материала используется такой материал, как серебро. Электрическое соединение осуществляется непосредственно с серебряной проволокой, и этот заполняющий материал вваривается в соединение и действует как металлический клей. С другой стороны, основным преимуществом требования к электропроводности является то, что чувствительные предметы, такие как драгоценные камни и драгоценные камни, нельзя сваривать, поскольку они не обеспечивают непрерывности электрического тока. Однако, если настройки сварки высокие или металл легко испаряется, существует вероятность того, что посторонний материал отложится на поверхности камня. Защитные покрытия, такие как зубная паста или Gem Guard TM, рекомендуются для обеспечения полной защиты проталкиваемых или испаряемых металлов при сварке в непосредственной близости от камней или других непроводящих материалов. Эти защитные покрытия легко смываются теплой водой или пароочистителем после сварки.
Еще одним преимуществом системы электросварки является возможность контролировать и регулировать параметры сварки по мере их возникновения в режиме реального времени. Системы оптической сварки могут формировать сварочные волны определенной формы (например, нарастание, удержание и линейное снижение), однако фактическая мощность, подаваемая на заготовку, неизвестна. Хотя существуют системы лазерного контроля, они предназначены для более промышленных установок и предназначены для измерения отраженных оптических свойств свариваемого материала. Новые системы линейной импульсно-дуговой сварки способны напрямую измерять и контролировать свойства сварного шва, такие как напряжение, ток или мощность, и корректировать эти значения в соответствии с заданной формой волны. Эта возможность также позволяет отслеживать результаты сварки в ситуациях, когда необходимо сохранять данные отдельных сварных швов. Возможность записи данных сварки позволяет осуществлять статистический контроль процесса, чтобы помочь предсказать, остается ли производственный процесс «под контролем» и будут ли стабильно производиться качественные сварные швы. Возможность записывать данные сварки и статистически определять, остается ли процесс сварки в пределах заданных значений, может быть очень важна для медицинских или других промышленных сообществ. Отдельные ювелиры или мастера по металлу могут не воспользоваться этими возможностями, поскольку их процесс меняется практически с каждым сварным швом. Однако знание того, что выбранная ими форма сварочного сигнала соответствует тому, что будет происходить на самом деле, позволяет добиться большей согласованности и надежности сварки.
Как упоминалось ранее, возможность формировать форму волны сварки имеет некоторые явные преимущества по сравнению с более старой или более простой технологией импульсно-дуговой сварки. Форма импульса сварки исключительно емкостным разрядом, используемая во многих аппаратах для импульсной дуговой сварки, обеспечивает хороший сварной шов для большинства металлов. Обычно результаты сварки могут быть гладкими и воспроизводимыми. Однако для некоторых геометрий и материалов сильный характер начальной сварочной волны может вызвать чрезмерное выталкивание металла. В значительной степени при использовании классических форм разряда конденсатора это проталкивание можно устранить за счет усечения сварочного электрода. Тем не менее, возможность формировать форму волны, такую как квадрат или треугольник, в течение длительных периодов времени позволяет получить более гладкие результаты сварки и более глубокое проваривание. Треугольная форма сварного шва, наблюдаемая на сварочном аппарате Orion i2, обеспечивает хорошие общие сварочные характеристики с возможностью равномерного и мягкого охлаждения сварочной ванны перед полным отключением питания. При треугольной волне возможно время сварки до 100 мс. Это позволяет использовать все 200 Дж энергии для получения сварного шва меньшего диаметра с более глубоким проплавлением. На рис. 34 показано уникальное приложение, которое можно реализовать с помощью треугольной формы сигнала. Серебряное кольцо может быть полностью сварено одним сварным швом — чрезвычайно сложной сваркой с использованием лазера из-за проблем с отражением или обычных аппаратов для импульсной дуговой сварки из-за чрезмерного выталкивания плазмы, создаваемого формой волны емкостного разряда. Треугольная форма волны не только позволяет выполнять большие сварные швы, но также обеспечивает гораздо более глубокое проплавление сварных швов меньшего диаметра, обеспечивая при этом гладкую поверхность, что сокращает время очистки.
Рисунок 34. Треугольная волна, долгий по времени сварной шов способен сварить серебряное кольцо. Никаких других сварных швов не требуется.
Новая прямоугольная форма сигнала, используемая в более совершенных аппаратах для импульсной дуговой сварки, также обладает некоторыми интересными и полезными свойствами. Как следует из названия, эта форма волны создает профиль тока и напряжения, который почти не имеет времени нарастания, затем остается на некотором постоянном значении в течение заданного периода времени, а затем падает до нуля без какого-либо периода замедления. Для линейного сварщика полная энергия, накопленная для производства сварного шва, по-прежнему представляет собой максимальную общую энергию, содержащуюся в формованной форме волны. Например, если запасено 200 Дж энергии и требуется прямоугольная форма волны с половиной напряжения накопленной энергии, прямоугольная волна может поддерживаться на постоянном уровне напряжения только в течение времени, необходимого для разрядки напряжения конденсатора до уровня напряжения формы волны. . Это означает, что при повышенных напряжениях и токах эта форма сигнала может давать весьма убедительные результаты, но может поддерживаться только в течение конечного периода времени. Тем не менее, сварочные швы низкого напряжения прямоугольной формы могут поддерживаться почти при полном разряде батареи конденсаторов, обеспечивая сварку до 100 мс для импульсно-дуговой сварки Orion i2. Этот тип формы волны сварки, высокое усилие/короткое время или низкое усилие/длительное время, полезен для проталкивания металла или может обеспечить глубокое проплавление сварного шва, или даже может дать оба результата одновременно, если установлено между двумя крайними значениями.
Еще одна новая функция более совершенных аппаратов для импульсной дуговой сварки называется режимом шва. В «шовном» режиме аппарат импульсной дуговой сварки создает непрерывную фоновую дугу с наложением импульсных сварных швов. Это создает лазероподобный импульсный сварочный шов / валик с дополнительным низкоэнергетическим фоновым источником тепла, добавленным между сварными швами. Фоновая дуга имеет малую силу тока порядка 2-6 ампер и используется для поддержания импульсных сварных швов более высокой мощности. Orion i2, показанный на рис. 35, может выполнять шовную сварку с частотой сварки от нуля (только фоновая дуга) до 30 сварок в секунду.
Рисунок 35. Скриншот Orion i2 в режиме шва.
Этот тип сварки похож на тот, который обсуждался Кевином Линдси в его докладах на симпозиуме в Санта-Фе в 2006 и 2007 годах о его импульсной сварке TIG палладия. Судя по опыту автора с прошлыми технологиями импульсной дуговой и лазерной сварки, палладий имеет тенденцию образовывать очень крупные зернистые структуры в месте сварки. Эти крупнозернистые структуры относительно слабы, и по мере того, как сварочная ванна затвердевает и сжимается, напряжения, возникающие при термическом сжатии, вызывают растрескивание. Круговая симметрия отдельных сварных швов обычно позволяет сохранить сварочную ванну без трещин. Это означает, что для заполнения пор в заготовке или замены наконечника и т. д. старые технологии лазерной и базовой импульсно-дуговой сварки хорошо работают. Однако, как только дополнительный сварной шов перекрывает предыдущий, асимметричная геометрия сварного шва и слабое место предыдущего сварного шва вызывают распространение небольшой трещины вниз по оси перекрывающихся сварных швов. По мере остывания палладиевого сварного шва горячий материал в центре с образованием крупных слабых зерен вытягивается в радиальном направлении, и материал полностью растрескивается в исходном сварном шве. Шовный режим с его импульсным высокоинтенсивным плавлением и подогревом фоновой дуги, по-видимому, устраняет проблемы горячего растрескивания, связанные с палладием. Одно из возможных объяснений состоит в том, что повторяющаяся обработка мест сварки молотком разрушает кристаллическую структуру, что приводит к уменьшению границ зерен и повышению свойств материала. Этот положительный результат также может быть вызван тем, что фоновая дуга медленнее добавляет тепло к затвердевающим соединениям и предотвращает высокие термические напряжения. На рисунках с 36 по 40 показаны два примера палладиевых колец, сваренных с использованием этой технологии импульсного режима сварки. В обоих случаях наполнитель в сварной шов не добавлялся. Кольцо большего размера было куплено на Amazon.com, а женское кольцо меньшего размера было щедро одолжено мистером Кевином Линдси. В обоих случаях для разрезания кольца использовалась небольшая ювелирная пила. Для большего кольца затем был удален материал с верхней и нижней кромок соединения, что позволило увеличить глубину проплавления, как показано на рис. 35. Такая конфигурация соединения типична для сварки ВИГ. Маленькое кольцо было вырезано, но не скошено. В обоих случаях использовались короткие пачки импульсов длительностью около 2 секунд. Затем образцы сварных швов ударяли стальным молотком для проверки прочности и пластичности сварного шва. В обоих случаях соединение оставалось без трещин даже после значительной деформации металла от удара молотком. Этот тест показал очень многообещающий результат для традиционно очень трудно свариваемого металла.
Рис. 36. Большое палладиевое кольцо, подготовленное для изменения размера. Соединение было подготовлено с обеих сторон, как показано на рисунке.
Рис. 37. Сварка в шовном режиме с использованием треугольной волны 14 сварок в секунду при мощности 7,0 кВт и времени 0,29 мс на сварку.
Рис. 38. Сварной шов, полученный после шовной сварки с помощью Orion i2
Рис. 39. Пробивка шва молотком показывает хорошую прочность и пластичность
Рисунок 40. Это маленькое палладиевое кольцо было вырезано, сварено, а затем обработано молотком, что показало хорошие результаты сварки в режиме шва или в режиме импульсной дуги. Это кольцо было щедро одолжено Кевином Линдси для исследования сварных швов.

Еще одной интересной и полезной особенностью аппарата для импульсной дуговой сварки является степень охвата плазмой и сглаживания материала вблизи места сварки. В какой степени это происходит, конечно, зависит от формы электрода и общей установки мощности. Когда сварочный электрод острый, самая горячая часть сварного шва находится в центральной области непосредственно под кончиком электрода. Однако, как обсуждалось ранее, некоторые силовые линии электрического поля исходят из конической области электрода и создают плавный эффект «крыла» в плазме сварки. Эти плазменные крылья относительно намного холоднее и менее энергичны, чем центральная точка сварки. Крылья действительно содержат достаточно энергии, чтобы сгладить конструкции с низкой тепловой массой непосредственно за пределами зоны сварки. Крылья плазмы также могут обеспечить чистую зону вокруг точки сварки в зависимости от покрытия материала и газа. Эффект очистки достигается за счет того, что плазма с более низкой энергией сгорает и уносит загрязнения и оксиды, оставляя область непосредственно за пределами зоны сварки чистой и блестящей.
Технология импульсной дуги обычно не используется для сварки припоем. Припой, содержащий флюс, особенно трудно сваривается, потому что флюс испаряется плазменной дугой и вырывается из сварного шва. Это свойство также справедливо для лазерной и контактной сварки при использовании флюсового припоя. Для большинства сварщиков даже сварка старых паяных соединений, которые больше не содержат флюса, может быть сложной задачей. Температура плавления припоя или пайки исключительно ниже, чем у окружающего металла, и он сжижается, а затем испаряется до того, как окружающий металл полностью расплавится. Это может проявиться в виде небольшого взрыва сварного соединения. Этот тип взрыва припоя намного менее силен, чем взрыв паяного соединения с флюсом. Новые аппараты для линейной импульсно-дуговой сварки способны производить сварные швы с малой мощностью и достаточной продолжительностью для фактической сварки паяных соединений.
В своем докладе на симпозиуме в Санта-Фе в 2014 г. Сессин Даргам представил превосходный доклад об импульсно-дуговой сварке. В своей статье г-н Дергам показал, как игла для импульсной дуговой сварки позволяет сваривать даже большие детали. Некоторые импульсно-дуговые микроскопы с трехмерными позиционирующими рычагами можно использовать для увеличения и защиты глаз даже при ручной сварке. Для сварки более сложной геометрии может потребоваться автоматическая затемняющая маска или стенд для затемнения, инициированный сварщиком. Хотя многие лазеры могут быть настроены для работы с более крупными изделиями, типичный ювелирный лазер имеет очень ограниченный размер и объем полости.
Резюме
Поскольку мы рассмотрели четыре различных процесса соединения выше, становится ясно, что каждый из них имеет уникальные преимущества и некоторые ограничения по сравнению друг с другом. На рис. 41 показана примерная стоимость джоуля энергии в зависимости от сложности машины. Сложность машины оценивалась по примерному количеству деталей в машине. Стоимость джоуля была рассчитана на основе цен на существующие продукты, представленные в настоящее время на рынке. Энергоемкость факела оценивалась по данным для ацетиленовых пламен с площадью пламени 0,25 см2 для максимального времени типичной лазерной сварки (20 мс). Тепловложение пламени будет намного больше, чем это значение, при более длительном времени применения, и, следовательно, стоимость джоуля будет намного ниже. Обратите внимание на логарифмическую шкалу затрат на джоуль по оси. Этот график можно грубо интерпретировать как соотношение стоимости владения и стоимости будущего ремонта. Типичная ювелирная горелка требует чрезвычайно низких первоначальных вложений и небольших вложений в ремонт в течение всего срока службы изделия. Другие три категории сварочных аппаратов требуют более высоких первоначальных инвестиций. Промышленные аппараты для контактной сварки, аппараты для импульсной дуговой сварки и аппараты для лазерной сварки обычно производятся в соответствии с высокими стандартами качества, однако из-за их сложности существует возможность необходимого ремонта и, конечно же, регулярного технического обслуживания в случае лазеров, поскольку продукт использовал. Обратите внимание, что импульсная дуговая сварка имеет гораздо более экономичную цену за джоуль энергии, чем лазерная сварка.
Рисунок 41. Стоимость джоуля энергии в зависимости от сложности технологии сварки.
Еще один интересный мысленный эксперимент заключается в том, чтобы понять удобство использования технологии соединения. На рис. 42 показан уровень навыков, необходимых для работы с технологией, и время, необходимое для овладения этой технологией. Это можно интерпретировать как повседневные навыки оператора по сравнению с первоначальными затратами времени на изучение технологии. После того, как машина установлена и настроены параметры энергии, оператору контактной сварки требуется очень мало навыков, и он очень быстро становится опытным. Если бы мы также включили крепление и начальные настройки сварки, требуемые навыки и время обучения для сварщика сопротивлением увеличились бы. В производственной среде оператор контактной сварки обычно не занимается первоначальной настройкой. Импульсная дуговая сварка и лазерная сварка требуют одинакового количества навыков и времени для обучения. Как правило, с помощью этих технологий можно сваривать детали сложной геометрии и замысловатые детали после непродолжительного обучения. Использование ручного резака для более сложных деталей (маленьких и тонких) может вызвать затруднения у новых пользователей. Эти типы проектов требуют тщательного наблюдения и тонкости, которые приобретаются в течение более длительного периода времени и опыта.
Рисунок 42. Ежедневные навыки оператора и время, необходимое оператору для достижения мастерства.
Одним из основных преимуществ пайки является возможность крупносерийного производства. Большие печи для пайки/пайки можно приобрести с конвейерными системами, обеспечивающими непрерывное производство. Для этого типа соединения может быть выгодно приобрести паяльную пасту. Паяльная паста может содержать необходимый флюс и достаточно вязкая, чтобы прилипать к заготовке и оставаться на ней. Другой выгодной практикой является временная сварка деталей в качестве крепления перед тем, как они попадут в паяльную печь. Если детали будут однородными и если приспособление может выдержать повторную обработку припоем, полезны постоянные приспособления. Этот тип производства припоя будет намного быстрее, чем любой другой метод сварки, для большого количества деталей, где соединения имеют большие поверхности или швы, которые необходимо соединить.
Для небольших партий ювелирных изделий пайка может быть не самым выгодным процессом соединения. Припой требует предельной чистоты по сравнению с другими процессами сварки. Припой также требует большой очистки после соединения, чтобы удалить флюс, излишки припоя и т. д. Квалификация оператора также должна быть высокой, особенно при работе со сложными конструкциями или очень маленькими/тонкими деталями, чтобы предотвратить разрушение заготовки. В нестандартных ситуациях, когда площадь соединения и расстояния между швами очень велики, предпочтительным методом соединения может быть пайка. Однако даже в этих ситуациях использование другой технологии сварки для закрепления и позиционирования изделия перед сваркой значительно ускорит процесс соединения и качество получаемого результата.
Основным преимуществом контактной сварки является высокая производительность. Однако основным ограничением для ювелирного сообщества является его чувствительность к металлам с низким удельным сопротивлением, таким как серебро. Сварка сопротивлением хорошо подходит для таких металлов, как платина, палладий, золото, титан и нержавеющая сталь. Однако из-за высокой электропроводности серебра выделение тепла, необходимого для склеивания, может быть затруднено. В общем, контактная сварка хороша для изготовления большого количества деталей, где установка будет меняться лишь изредка. С эстетической точки зрения следует также отметить, что контактная сварка оставляет видимый шов между соединяемыми деталями, или, другими словами, не заполняет шов. Во многих случаях также может быть небольшое углубление в месте контакта сварочных электродов с заготовкой. Эта деформация электрода может быть сведена к минимуму путем контурирования электродов в соответствии с заготовкой или с помощью сварочных выступов для фокусировки тепла сварки. Сварка сопротивлением может очень успешно применяться в ювелирном сообществе в качестве сварки прихватками. Существует множество импульсно-дуговых систем со встроенной функцией. При работе в этом режиме сложные крепления больше не требуются, и оператор удерживает свариваемые детали между простыми зажимами типа «крокодил». После приложения легкого давления на сварной шов подается напряжение, что обычно приводит к сварному шву, который при необходимости можно легко разорвать. Этот тип контактной сварки хорошо подходит для позиционирования деталей перед более постоянными методами импульсной дуги, лазера или пайки. Прихваточная сварка имеет то же ограничение, что и сварка сопротивлением с постоянным сопротивлением, а именно, серебро исключительно трудно соединяется.
Лазерная сварка — технология с огромными возможностями и возможностями. Возможность создания бесконтактного шва открывает множество интересных и уникальных геометрий ювелирных изделий. При правильном креплении и использовании лазеров промышленного типа эта технология также подходит для крупносерийных производственных линий. Плотность мощности лазерного луча также достаточно высока, чтобы создавать очень маленькие зоны термического влияния в зернистой структуре металла, что позволяет создавать прочные сварные соединения. В некоторых случаях возможна сварка в замочную скважину, позволяющая создавать очень глубокие места сварки или даже глубокие отверстия, если это необходимо. Некоторые ограничения этой технологии связаны с ее фундаментальными оптическими свойствами. Поскольку многие ювелирные металлы обладают высокой отражательной способностью, свет от лазера отражается, и поэтому энергия сварки уменьшается. Это особенно верно для серебра и меди, которые могут не дать сварного шва даже при 100 Дж. Уловки, такие как затемнение поверхности сварного шва, могут помочь решить эти проблемы с отражением. Стоимость этой технологии относительно высока, но неуклонно снижается в течение последних нескольких лет.
Технология импульсно-дуговой сварки является хорошей универсальной технологией соединения и обладает наибольшей универсальностью. Существуют некоторые неотъемлемые ограничения, связанные с физической природой процесса сварки. Импульсно-дуговая сварка требует наличия электрического контакта между заготовкой и сварочным электродом. Это требование может ограничить досягаемость сварного шва в узких, глубоких пространствах или в местах, где стороны электрода соприкасаются во время сварки. Сварочный электрод также необходимо затачивать после длительного использования. Однако технология импульсной дуги способна создавать сварные швы большого диапазона диаметров и обеспечивает хорошее проплавление. Возможны небольшие точки сварки размером около 0,25 мм, и, в зависимости от мощности аппарата, могут быть созданы точки размером до 4-5 мм. Технология импульсной дуги не зависит от отражающих свойств металла. Это означает, что данная технология наиболее проста и лучше всего реализуема на серебре. Некоторые линейные импульсно-дуговые сварочные аппараты также позволяют формировать форму волны, чтобы преодолеть другие трудности, связанные со сваркой серебра из-за его низкого поверхностного натяжения и высокой подвижности в расплавленном состоянии. Импульсно-дуговая сварка также может без труда использоваться для более типичных ювелирных материалов, таких как золото, платина, титан и многие другие. Новые аппараты для импульсной дуговой сварки со шовным режимом также продемонстрировали хорошие результаты при сварке палладия, металла, который, как известно, плохо поддается сварке из-за его склонности к образованию крупнозернистых структур и легкому растрескиванию в процессе охлаждения. Импульсно-дуговые сварные швы обычно создаются за миллисекунды и имеют небольшие зоны термического влияния и хорошие свойства соединения. Компании, производящие сварочные аппараты этого типа, также включили аппарат контактной прихватки в том же форм-факторе. Этот дополнительный сварочный аппарат позволяет временно разместить его перед постоянной импульсной дуговой сваркой. Это также может быть удобным дополнением, если магазин также регулярно работает с паяным соединением. Технология импульсной дуги также может контролироваться с помощью электроники и применяться стратегии обратной связи, что позволяет использовать ее в приложениях автоматизации и крупносерийного производства.
Я надеюсь, что эта статья открыла читателю глаза на возможности и ограничения различных обсуждаемых технологий соединения. Каждый описанный процесс сварки или соединения имеет уникальные преимущества и недостатки. Многие из этих преимуществ и недостатков пересекаются, но многие из них уникальны для каждой технологии сварки. Многие из преимуществ и недостатков являются функцией физических процессов, которые используются для создания сварного соединения. Припою всегда найдется место для соединения больших площадей и швов. Сварка сопротивлением найдет свое место в крупносерийном производстве повторяющихся деталей, а также в качестве технологии временного размещения, помогающей в других процессах соединения. Лазерные сварщики всегда будут иметь место на верстаке ювелира, а также в более промышленных условиях из-за их бесконтактного характера и универсальности. Импульсно-дуговые сварочные аппараты — это очень универсальные машины, которые могут выполнять сварку, аналогичную лазерной, они более доступны по цене, чем лазер, и имеют некоторые преимущества перед лазером для определенных металлов, таких как серебро. После обзора каждой из этих технологий я бы предположил, что каждый процесс присоединения может иметь свое место; даже на той же скамейке. В конечном итоге синергия этих процессов позволит производственному цеху или мастерской ювелира быть максимально эффективным и успешным.
Ссылки/Цитаты:
Синдо Коу, «Сварочная металлургия » , Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience, 2003, печать.
«Золото — свойства и использование — данные о поставщиках от Goodfellow, «Золото — свойства и использование — данные о поставщиках от Goodfellow», Np, nd, Web. , январь 2016 г.
Zahner, «Architectural Metals: A Guide to the Выбор, спецификация и производительность », Нью-Йорк: John Wiley, 1995, страницы 14-15.
H. Hildebrand et all, «Вязкость жидких металлов: интерпретация», Химический факультет Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния, 94720, 1976.
Часто задаваемые вопросы по техническим знаниям TWI, TWI, http://www.twi-global.com/technical-knowledge/faqs/material-faqs/faq-what-are-the-typed-values-of-surface -энергия-для-материалов-и-клеев/.
Wen et all, «Техническое примечание: поверхностное натяжение нержавеющей стали 304 в условиях сварки», AWS, май 1986 г., https://app.aws.org/wj/supplement/WJ_1986_05_s138.pdf.
Дж. Кин, «Обзор данных по поверхностному натяжению чистых металлов», International Materials Reviews, 1993, Vol. 38, №4.
Paradis, «Теплофизические свойства металлов платиновой группы в их жидких переохлажденных и перегретых фазах», Johnson Matthey Technol, Rev. , 2014, 58, (3), 124 doi: 10.1595/147106714×682355.
Т.Р. Уотсон, «2.2.3 Вязкости», Национальная физическая лаборатория, таблицы физических и химических констант Kaye & Laby, http://www.kayelaby.npl.co.uk/general_physics/2_2/2_2_3.html.
Неф, «Вязкость», http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/pfric.html#vis.
Неф, «Поверхностное натяжение», http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/surten.html.
Бракко, Б. Холст (ред.), «Методы исследования поверхности», Springer Series in Surface Sciences 51, DOI 10.1007/978-3-642-34243-1_1.
Набор инструментов для проектирования, «Поверхностное натяжение», https://www.researchgate.net/file.PostFileLoader.html?id.
Cooling Zone, «Безразмерные числа в теплопередаче», http://www.coolingzone.com/library.php?read=481.
Википедия, «Температуропроводность», https://en.wikipedia.org/wiki/Thermal_diffusivity.
Гудфеллоу, «Индекс материалов», http://www.goodfellow.com/E/A.html.
В. Доммелен, «Квантовая механика для инженеров», https://www.eng.fsu.edu/~dommelen/quantum/style_a/cboxte.html.
AMDF Американский фонд дегенерации желтого пятна, «Ультрафиолетовый и синий свет усугубляют дегенерацию желтого пятна», январь 2016 г., https://www.macular.org/ultra-violet-and-blue-light.
В. Игар, «Физика процессов дуговой сварки», Передовые технологии соединения, Т.Х. Север, Эд., Чемпман и Холл, 1990, http://eagar.mit.edu/Publications/Eagar109.pdf.
Рурки, NPTEL, «Введение: присоединение», 2016 г., http://nptel.ac.in/courses/112107090/module2/lecture1/lecture1.pdf.
C. Меткалф и др., «Теплообмен при плазменно-дуговой сварке», приложение к исследованиям в области сварки, стр. 99-103, март 1975 г., https://app.aws.org/wj/supplement/WJ_1975_03_s99.pdf.
photonics.com, «Зеркала: выбор покрытия имеет значение», январь 2016 г., http://www.photonics.com/EDU/Handbook.aspx?AID=25501.
Durgham, «Хорошая сварка: импульсно-дуговая сварка для художника по металлу, ювелира и производителя», Симпозиум Санта-Фе по технологии производства ювелирных изделий, 2014, изд. Эдди Белл (Альбукерке: Rio Grande, Inc.).
Линдси, «ВИГ-сварка драгоценных металлов», Симпозиум Санта-Фе по технологии производства ювелирных изделий, 2006 г., изд. Эдди Белл, Линдси Ювелирс.
Линдси, «Как получить наилучшие результаты при сварке палладия: сравнительное исследование», Симпозиум Санта-Фе по технологии производства ювелирных изделий, 2007, изд. Эдди Белл, Линдси Ювелирс.
В. Корти, «Основная металлургия драгоценных металлов, часть IV: деформационная обработка, соединение и коррозия», Симпозиум Санта-Фе по технологии производства ювелирных изделий, 2014, изд. Эдди Белл, Консультант по технологиям COReGOLD.
Дж. Мерц, «Платина и лазеры: естественное решение», Симпозиум Санта-Фе по технологии производства ювелирных изделий 2008 г., изд. Эдди Белл, Platinum Guild International – США.
К. Райт, «Лазерная сварка платиновых украшений», Симпозиум Санта-Фе по технологии производства ювелирных изделий, , 2001 г. , изд. Эдди Белл.
Роуз, «История лазера: фантастическое путешествие сквозь свет», Photonics Spectra, январь 2016 г., http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=42279.
Ходжсон и др., «Твердотельные лазеры с модуляцией добротности расширяют сферу применения», Photonics Spectra, январь 2016 г., http://www.photonics.com/Article.aspx?AID=42279.
Физические форумы, «Сила, приложенная лазерным лучом», июль 2007 г., https://www.physicsforums.com/threads/force-exerted-by-a-laser-beam.178450/.
Маршалл Л. и др., «Характеристика отражательной способности различных черных материалов», факультет физики и астрономии Техасского университета A&M, http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1407/1407.8265.pdf.
Истман, «Лазерная сварка в режиме проводимости по сравнению с режимом замочной скважины», EWI, февраль 2015 г., https://ewi.org/conduction-mode-vs-keyhole-mode-laser-welding/.
М. Уайт, «Поток вязкой жидкости», McGraw Hill, 1991.
Тодд, «Почему пайка никогда не будет такой же простой, как заваривание кофе», Журнал MJSA, http://www.