Электрическая дуговая сварка на постоянном токе. Отличия электродов постоянного тока от переменнного

Моделист-конструктор 1998 №4

Преимущества сварочных аппаратов постоянного тока перед их «переменнотоковыми собратьями» общеизвестны. Это и мягкое зажигание дуги, и возможность соединять тонкостенные детали, и меньшее разбрызгивание металла, и отсутствие непровариваемых участков. Даже надоедливого (и, как выяснилось, вредно действующего на людей) треска нет. А все потому, что отсутствует главная, присущая сварочным аппаратам переменного тока особенность — прерывистое горение дуги при перетекании синусоиды питающего напряжения через ноль (рис.1).

Рис. 1. Графики, поясняющие процесс сварки на переменном (а) и постоянном (б) токе.

Переходя от графиков к реальным конструкциям, нельзя также не отметить: в аппаратах переменного тока для улучшения и облегчения сварки применяют мощные трансформаторы (магнитопровод — из специального электротехнического железа с крутопадающей характеристикой) и заведомо завышенное напряжение во вторичной обмотке, доходящее до 80 В, хотя для поддержки горения дуги и наплавления металла в зоне сварки достаточно 25-36 В.

Приходится мириться с непомерно большими массой и габаритами аппарата, повышенным расходованием электроэнергии. Снизив же напряжение, трансформируемое во вторичную цепь, до 36 В, можно в 5-6 раз облегчить вес «сварочника», довести его размеры до размеров переносного телевизора с одновременным улучшением остальных эксплуатационных характеристик.

Но как при низковольтной обмотке зажечь дугу?

Решением стал ввод во вторичную цепь диодного моста с конденсатором. В результате напряжение на выходе модернизированного «сварочника» удалось увеличить почти в 1,5 раза. Мнение специалистов подтверждено на практике: при превышении 40-вольтного барьера постоянного тока дуга легко зажигается и устойчиво горит, позволяя сваривать даже тонкий кузовной металл.

Рис. 2. Принципиальная электрическая схема сварочного аппарата постоянного тока.

Последнее, впрочем, легко объяснимо. С введением в схему большой ёмкости характеристика сварочного аппарата также получается крутопадающей (рис.

3). Создаваемое конденсатором начальное повышенное напряжение облегчает зажигание дуги. А когда потенциал на сварочном электроде упадет до U2 трансформатора (рабочая точка «А»), возникнет процесс устойчивого горения дуги с наплавлением металла в зоне сварки.

Рис. 3. Вольт-амперная характеристика «сварочника».

Рекомендуемый автором «сварочник» можно собрать даже в домашних условиях, взяв за основу промышленный силовой трансформатор 220-36/42 В (такие обычно используют в системах безопасного освещения и питания низковольтного заводского оборудования). Убедившись в целости первичной обмотки, содержащей, как правило, 250 витков изолированного провода сечением 1,5 мм 2 , проверяют вторичные. Если их состояние неважное, все (за исключением исправной сетевой обмотки) без сожаления удаляют. А в освободившемся пространстве наматывают (до заполнения «окна») новую вторичную обмотку. Для рекомендуемого трансформатора мощностью 1,5 кВА это 46 витков медной или алюминиевой шины сечением 20 мм 2 с добротной изоляцией.

Причём в качестве шины вполне подойдет кабель (или несколько свитых в жгут изолированных одножильных проводов) общим сечением 20 мм 2 .

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА

Выпрямительный мост можно собрать из полупроводниковых диодов с рабочим током 120-160 А, установив их на теплоотводы-радиаторы 100×100 мм. Разместить такой мост удобнее всего в одном корпусе с трансформатором и конденсатором, выведя на переднюю текстолитовую панель 16-амперный выключатель, глазок сигнальной лампочки «Вкл.», а также клеммы «плюс» и «минус» (рис.4). А для подключения к держателю электрода и «земле» использовать по отрезку одножильного кабеля соответствующей длины сечением по меди 20-25 мм 2 . Что касается самих сварочных электродов, то их диаметр зависит от мощности используемого трансформатора.

Рис. 4. Самодельный аппарат для сварки на постоянном токе.

И ещё. При испытаниях рекомендуется, отключив аппарат (минут через 10 после сварки) от сети, проверить тепловые режимы трансформатора, диодного моста и конденсатора. Лишь убедившись, что всё в норме, можно продолжить работу. Ведь перегретый «сварочник» — источник повышенной опасности!

Из других требований нелишне, думается, отметить, что сварочный аппарат должен быть укомплектован искросветозащитной маской, рукавицами и резиновым ковриком. Место, где выполняются сварочные работы, оборудуется с учётом требований противопожарной безопасности. К тому же надо проследить, чтобы рядом не было ветоши, других горючих материалов, а подключение «сварочника» к сети выполнять с соблюдением правил электробезопасности через мощный штепсельный разъём электрощитка на вводе в здание.

В.КОНОВАЛОВ, г.Иркутск

Преимущества сварочных аппаратов постоянного тока перед их «переменнотоковыми собратьями» общеизвестны. Это и мягкое зажигание дуги, и возможность соединять тонкостенные детали, и меньшее разбрызгивание металла, и отсутствие непровариваемых участков. Даже надоедливого (и, как выяснилось, вредно действующего на людей) треска нет. А все потому, что отсутствует главная, присущая сварочным аппаратам переменного тока особенность — прерывистое горение дуги при перетекании синусоиды питающего напряжения через ноль (рис. 1).

Переходя от графиков к реальным конструкциям, нельзя также не отметить: в аппаратах переменного тока для улучшения и облегчения сварки применяют мощные трансформаторы (магнитопровод — из специального электротехнического железа с крутопадающей характеристикой) и заведомо завышенное напряжение во вторичной обмотке, доходящее до 80 В, хотя для поддержки горения дуги и наплавления металла в зоне сварки достаточно 25-36 В. Приходится мириться с непомерно большими массой и габаритами аппарата, повышенным расходованием электроэнергии. Снизив же напряжение, трансформируемое во вторичную цепь, до 36 В, можно в 5-6 раз облегчить вес «сварочника», довести его размеры до размеров переносного телевизора с одновременным улучшением остальных эксплуатационных характеристик.

Но как при низковольтной обмотке зажечь дугу?

Решением стал ввод во вторичную цепь диодного моста с конденсатором. В результате напряжение на выходе модернизированного «сварочника» удалось увеличить почти в 1,5 раза.

Мнение специалистов подтверждено на практике: при превышении 40-вольтного барьера постоянного тока дуга легко зажигается и устойчиво горит, позволяя сваривать даже тонкий кузовной металл.

Последнее, впрочем, легко объяснимо. С введением в схему большой ёмкости характеристика сварочного аппарата также получается крутопадающей (рис. 3). Создаваемое конденсатором начальное повышенное напряжение облегчает зажигание дуги. А когда потенциал на сварочном электроде упадет до U2 трансформатора (рабочая точка «А»), возникнет процесс устойчивого горения дуги с наплавлением металла в зоне сварки.

Рекомендуемый автором «сварочник» можно собрать даже в домашних условиях, взяв за основу промышленный силовой трансформатор 220-36/42 В (такие обычно используют в системах безопасного освещения и питания низковольтного заводского оборудования). Убедившись в целости первичной обмотки, содержащей, как правило, 250 витков изолированного провода сечением 1,5 мм 2 , проверяют вторичные.

Если их состояние неважное, все (за исключением исправной сетевой обмотки) без сожаления удаляют. А в освободившемся пространстве наматывают (до заполнения «окна») новую вторичную обмотку. Для рекомендуемого трансформатора мощностью 1,5 кВА это 46 витков медной или алюминиевой шины сечением 20 мм 2 с добротной изоляцией. Причём в качестве шины вполне подойдет кабель (или несколько свитых в жгут изолированных одножильных проводов) общим сечением 20 мм 2 .

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ ТРАНСФОРМАТОРА

Выпрямительный мост можно собрать из полупроводниковых диодов с рабочим током 120-160 А, установив их на теплоотводы-радиаторы 100×100 мм. Разместить такой мост удобнее всего в одном корпусе с трансформатором и конденсатором, выведя на переднюю текстолитовую панель 16-амперный выключатель, глазок сигнальной лампочки «Вкл.», а также клеммы «плюс» и «минус» (рис.4). А для подключения к держателю электрода и «земле» использовать по отрезку одножильного кабеля соответствующей длины сечением по меди 20-25 мм 2 .

Что касается самих сварочных электродов, то их диаметр зависит от мощности используемого трансформатора.

И ещё. При испытаниях рекомендуется, отключив аппарат (минут через 10 после сварки) от сети, проверить тепловые режимы трансформатора, диодного моста и конденсатора. Лишь убедившись, что всё в норме, можно продолжить работу. Ведь перегретый «сварочник» — источник повышенной опасности!

Из других требований нелишне, думается, отметить, что сварочный аппарат должен быть укомплектован искросветозащитной маской, рукавицами и резиновым ковриком. Место, где выполняются сварочные работы, оборудуется с учётом требований противопожарной безопасности. К тому же надо проследить, чтобы рядом не было ветоши, других горючих материалов, а подключение «сварочника» к сети выполнять с соблюдением правил электробезопасности через мощный штепсельный разъём электрощитка на вводе в здание.

В.КОНОВАЛОВ, г.Иркутск
Моделист-конструктор 1998 №4

Источники ПОСТОЯ1ПЮГО тока. Для дуговой сварки на постоян­ном токе применяют генераторы или выпрямители. Генератор по­стоянного тока превращает механическую энергию в электричес­кую. Во время работы генератор как бы отсасывает электроны от положительного полюса (анода «+») и перемещает их к отрица­тельному полюсу (катоду «-»). Недостаток электронов на аноде и их избыток на катоде создают напряжение или разность потенциа­лов. Для получения постоянного тока широко применяют и свароч­ные выпрямители, действие которых основано на способности не­которых полупроводников пропускать переменный ток только в

одном направлении. Для сварки один из полюсов источника посто­янного тока гибким кабелем соединяют через электрододержатель со свободным от покрытия участком электрода. Второй полюс источника тока соединяют со свариваемым изделием. Схема соеди­нения изделие-генератор-электрод приведена на рис. 15.

При работающем генераторе и разомкнутой цепи ток не течет, а напряжение между изделием и электродом (напряжение холостого хода) максимально и ограничивается только нормами техники бе­зопасности. Если электрическую цепь замкнуть, плотно прижав электрод к изделию, напряжение снизится почти до нуля, а сила тока будет максимальна.

Напряженность электрического поля. При приближении элек­трода к свариваемому изделию между противоположно заряжен­ными изделием и электродом устанавливается определенное взаи­модействие, которое характеризуется напряженностью электричес­кого поля Е. Напряженность Е будет тем выше, чем больше раз­ность потенциалов между электродом и изделием и чем меньше расстояние между ними. Но практика показывает, что при прибли­жении электрода к изделию без контакта даже на минимальное рас­стояние ток не потечет. Это доказывает, что между электродом и изделием заряженные частицы отсутствуют, а электроны, находя­щиеся в избытке на катоде, не в состоянии беспрепятственно вый — ти из металла, несмотря на сравнительно высокую напряженность электрического поля.

Работа выхода электронов. Силами, которые удерживают эле­ктроны в металле, является коллективное действие положитель­ных зарядов, находящихся в ядрах атомов металла. Для преодоле­ния этих сил и извлечения электронов из металлов необходимо за­тратить определенную работу — работу выхода электрона (р. Для разных металлов она различна:

Металл Работа выхода электрона, эВ

К………………………………………………………………………………………………… 2,02

Na………………………………………………………………………………………………. 2,12

Са………………………………………………………………………………………………. 3,34

АІ……………………………………………………………………………………………….. 3,74

Си………………………………………………………………………………………………. 4,47

Сг………………………………………………………………………………………………. 4,51

Fe……………………………………. ………………………………………………………… 4,79

Ni……………………………………………………………………………………………….. 4,84

Как правило, наличие оксидных пленок на металлах существен­но снижает работу выхода.

Зажигание электрической дуги. Дугу зажигают кратковремен­ным касанием свариваемого изделия электродом или чирканьем его торцом о поверхность металла (рис. 16). В момент соприкосно­вения через места контакта пойдет ток большой силы. Так как пло-

гцадь контакта мала, то через нес потечет ток высокой плотности. Это приведет к выделению теплоты, достаточной для расплавления и частичного испарения металла в месте контакта.

Последующий отрыв электрода от изделия произойдет не мгно­венно. В процессе отрыва расстояние от изделия до электрода бу­дет увеличиваться постепенно. В какое-то мгновение расстояние станст достаточным для достижения напряженности электрическо­го поля, обеспечивающей выход электронов (эмиссию) из катода, тем более, что работа их выхода из расплавленного или нагретого металла меньше, чем из холодного. Освободившиеся электроны ус­тремятся к аноду, получая энергию от электрического поля (анод притягивает, катод отталкивает). Количество этой энергии зависит от разности потенциалов изделия и электрода. Часть получаемой энергии электроны будут передавать молекулам воздуха или парам металла, разогревая их до высокой температуры, а часть — на не­прерывное воспроизводство заряженных частиц, без чего электри­ческая дуга не может существовать.

Ионизация элементов. Известно, что на периферии положи­тельно заряженных ядер атомов находятся электроны. Электроны, расположенные на внешней орбите, связаны с атомом слабее, чем находящиеся на внутренних орбитах. Если эти электроны удалить, электронейтральность атома нарушится, он превратится в положи­тельно заряженный ион. Для ионизации атомов необходимо затра­тить определенную работу:

Элемент Работа ионизации, эВ

Цезий (Cs)………………………………………………………………………………….. 3,88

Калий (К). ………………………………………………………………………………….. 4,30

Натрий (Na)……………………………………………………………………………… 5,11

Алюминий (А1)………………………………………………………………………….. 5,98

Кальций (Са)…………………………………………………………………………….. 6,11

Хром (Сг)…………………………………………………………………………………… 6,76

Марганец (Мп)………………………………………………………………………….. 7,43

Никель (Ni)………………………………………………………………………………… 7,63

Медь (Си)………………………………………………………………………………….. 7,72

Железо (Fe)………………………………………………………………………….. …… 7,83

Кремний (Si)……………………………………………………………………………… 8,15

Водород (Н)…………………………………………………………………………….. 13,60

Кислород (О)…………………………………………………………………………… 13,60

Азот (N)…………………………………………………………………………………… 14,52

Фтор (F)……………………………………………………………………………………. 18,6

Масса иона металла, практически равная массе нейтрального атома, в тысячи раз больше массы электрона, например для желе­за — примерно в сто тысяч раз. Поэтому при равных значениях ки­нетической энергии mV2/2 электрона и иона скорость электрона более чем в 300 раз превосходит скорость иона железа. В связи с малой массой электроны при ударе по какой-либо частице могут передать ей почти всю запасенную энергию. В то же время при уда­ре нейтрального атома таким же атомом или ионом может быть передано не более половины запасенной энергии.

Прикатодная область сварочной дуги. Область, включающая положительный пространственный заряд и простирающаяся до ка­тода, называется прикатодной областью электрической дуги. Не­смотря на очень малую протяженность этой области, в основном именно в ней образуются элементарные электрические заряды, без которых электрический ток в газах и парах невозможен.

В начальный момент отрыва электрода от металла, на коротком пути, электрон приобретает большой запас кинетической энергии и лишь частично тратит се на нагрев газов и паров. Налетая на нейт­ральный атом, электрон способен ионизировать его, т. е. выбить из него новый электрон. В результате вместо нейтрального атома и электрона появятся положительно заряженный ион и два электрона.

Многочисленность случаев ионизации приводит к созданию вблизи катода пространственного положительного заряда. В резуль­тате между катодом и пространственным зарядом возникает раз­ность потенциалов, называемая катодным падением потенциала UK.

Расстояние от катода до пространственного заряда не превыша­ет тысячной доли миллиметра. Поэтому напряженность электриче­ского поля между катодом и этим зарядом сможет обеспечить вы­ход новых электронов из катода.

Положительные ионы под воздействием электрического поля непрерывно движутся к катоду, достигнув который передают ему свою кинетическую энергию и, захватывая электроны, превраща­ются в нейтральные атомы. При этом работа, затраченная на иони­зацию, возвращается в виде теплоты. Большая часть энергии, полу­чаемой катодом, расходуется на расплавление металла.

Столб сварочной дуги. Часть электрической дуги, непосред­ственно примыкающая к прикатодной области, называется столбом дуги.

В этой части дуги, имеющей протяженность в несколько милли­метров, происходит, в основном, перенос электронов, образующих — ся у катода. Затрата энергии на перенос готовых зарядов значи­тельно меньше, чем на их образование, поэтому напряженность электрического поля в столбе дуги будет во много раз меньше, чем в прикатодной области. Электрическая энергия в столбе дуги рас­ходуется, главным образом, на нагрев газов и паров, через которые движутся электроны. При этом на нейтральные частицы электри­ческое поле не воздействует, такие частицы непрерывно уходят из столба дуги в окружающее пространство, унося с собой получен­ную энергию. Часть энергии теряется также на излучение и на ио­низацию весьма небольшого количества атомов.

Температуру столба сварочной дуги оценивают в 5000-6500 °С. При такой температуре возможна термическая ионизация нейт­ральных атомов. Образующиеся электроны направляются к аноду, как и электроны из прикатодной области, а положительно заря­женные ионы движутся к катоду. Однако количество элементар­ных зарядов, образующихся в столбе дуги, составляет не более од­ного процента от их общего количества. Поэтому они не оказывают существенного влияния на характеристики расплавления металла электрода и свариваемого изделия.

Прианодная область. Эта область находится между анодом и столбом дуги. Ее протяженность несколько больше протяженное™ прикатодной области. У поверхности анода ток переносят только электроны, поступающие, главным образом, из столба дуги.

Образование электронов и положительных ионов в этой облас­ти происходит в сравнительно малом количестве вблизи анода вследствие ионизации нейтральных атомов электронами с повы­шенной энергией, разгоняемых электрическим полем. Возникаю­щие на границе прианодной области со столбом дуги положитель­ные ионы формируют пространственный положительный заряд, препятствующий движению электронов к аноду. Поэтому между анодом и пространственным зарядом возникает разность потенциа­лов, называемая анодным падением потенциала U. d.

Напряженность электрического поля вблизи анода будет весьма значительной, но меньше напряженности поля у катода.

Электроны, разогнанные электрическим полем, передают аноду свою кинетическую энергию, а также возвращают в виде теплоты работу выхода электронов, затрачиваемую на их извлечение из ка­тода. Основная часть получаемой энергии расходуется на нагрев и расплавление анода, а некоторая — на излучение и на разогрев ат­мосферы, окружающей анод.

Рис. 17. Схема изменения напряжения в сварочной дуге: /д — длина дуги; 1К — длина прикатодной области; 1С — длина столба дуги; /а — длина прианодной области; UR — напряжение на дуге; UK — катодное падение потенциала; UR — анодное падение потенциала; Uc — падение потенциала в столбе дуги

Из сопоставления явлений на катоде и аноде видно, что количе­ство электронов, расходуемых катодом в единицу времени на эмис­сию и нейтрализацию положительных ионов, равно количеству электронов, поступающих на анод. Генератором тока эти электро­ны вновь поставляются на катод.

Из графика изменения напряжения в сварочной дуге по всей ее длине (рис. 17) видно, что в прикатодной области напряжение UK стремительно возрастает. В связи с малой протяженностью области и высоким значением UK напряженность имеет весьма большое зна­чение Ек = UK/eK, обеспечивающее выход электронов из катода и их последующий разгон до высокой энергии, необходимой для иони­зации нейтральных атомов. Противоположная ситуация в столбе дуги, поэтому его напряженность Ес = Uc/ec будет иметь небольшое значение.

В прианодной области ток переносят электроны, поступающие, главным образом, из столба дуга. Лишь небольшая их часть образу­ется вблизи анода при ионизации нейтральных атомов. На это рас­ходуется меньшее количество энергии, чем в прикатодной области. Поэтому падение напряжения определяют массой металла, наплавленного в процессе сварки за 1 ч, приходящейся на силу тока в 1 А, характеризуя, таким образом, удельную произво­дительность сварки. Коэффициент наплавки существенно зависит от состава покрытия и полярности, на которой выполняют сварку. Другой нормируемой характеристикой электродов является их расход — масса (кг), необходимая для получения 1 кг наплавленно­го металла. Приведенные две характеристики необходимы при вы­боре марки и требуемого количества электродов для выполнения сварочных и нанлавочных работ.

Еще одной характеристикой электродов является коэффициент расплавления ар. Его значение определяют массой расплавленного электрода в граммах за 1 ч при прохождения тока в 1 А. Для опре­деления влияния различных факторов на скорость плавления элек­тродов коэффициент расплавления более пригоден, чем коэффици­ент наплавки, так как при его расчете не учитывают потери металла на угар и брызги.

В табл. 14 приведены опытные данные о влиянии тонкого по­крытия из различных веществ, нанесенных на стержни из низкоуг — леродистой стали, на значения коэффициента расплавления при сварке на прямой и обратной полярности. Из таблицы видно, что при сварке на прямой полярности (на электроде (-)) коэффициент расплавления самым существенным образом зависит от вида ком­понента, составляющего покрытие электрода. При сварке на обрат-

ной полярности (на электроде (+)) этот коэффициент изменяется значительно меньше.

В связи со сложностью и неполной изученностью вопроса оста­новимся лишь на основных, наиболее вероятных причинах выяв­ленной закономерности. Отметим, что ряд веществ, нанесенных на катод, существенно снижает работу выхода электронов. К таким ве­ществам относят пленки оксидов металлов, в первую очередь — ще­лочно-земельных металлов. Приближенно оценим баланс (приход и расход) теплоты на катоде и аноде с учетом влияния веществ, на­несенных на стержень.

Катод получает теплоту за счет кинетической энергии положи­тельных ионов, разогнанных электрическим полем, работы, затра­ченной на ионизацию, частично возвращаемой катоду при захвате ионами электронов из катода. Катод отдает теплоту выходящим из него «горячим» электронам, имеющим большой запас энергии. Вы­ход таких электронов охлаждает катод.

При наличии на катоде пленок, снижающих работу выхода эле­ктрона, для извлечения электронов из катода необходимо меньшее катодное падение потенциала. Следовательно, потребуется мень­ший пространственный положительный заряд, составленный мень­шим количеством положительных ионов. Число положительных ионов, поступающих на катод, и энергия каждого из них будут уменьшаться, что приведет к снижению коэффициента расплавле­ния электрода.

Предположим теперь, что на электрод нанесено покрытие, со­держащее атомы элементов, на ионизацию которых требуется за­тратить малое количество работы. Очевидно, чем меньшая работа требуется на ионизацию атомов, тем меньше ее количество получит катод при переходе ионов в нейтральные атомы. Важно отметить, что чем больше масса каждого из положительных ионов, тем мед­леннее они будут двигаться к катоду и тем меньшее их количество потребуется для формирования необходимого пространственного заряда. Поэтому наличие в покрытии электродов веществ, атомы которых обладают большой массой, требуют малых затрат работы на ионизацию и снижают работу выхода электронов, приводит к резкому уменьшению коэффициента расплавления электродов при сварке на прямой полярности. Как видно из табл. 14, такими веще­ствами являются углекислый барий и особенно углекислый цезий, атомы которого почти в 2,5 раза массивней атомов железа, а работа на ионизацию составляет всего 3,88 эВ.

Если атомы металла стержня требуют для ионизации меньше энергии, чем атомы покрытия, то они будут ионизироваться в пер­вую очередь, ЧТО И определяет значение СХр. Здесь проявляется принцип минимума: электрическая дуга горит при минимально возможной затрате энергии.

Анод получает теплоту за счет кинетической энергии электро­нов, разогнанных электрическим полем, и работы выхода электро­нов, возвращаемой аноду. Если теплота, расходуемая электродом, когда он является катодом, зависит от соотношения получаемой и отдаваемой энергий, то при сварке на обратной полярности элект­род энергию только получает. Поэтому возможностей для вариа­ции количества получаемой теплоты будет меньше.

Наличие в атмосфере дуги атомов с низким значением работы их ионизации снизит анодное падение потенциала. Поэтому элек­троны придут на анод с меньшим запасом энергии, что снизит ско­рость плавления электрода. Однако в связи со сравнительно малым значением пространственного заряда перед анодом коэффициент расплавления снизится в меньшей степени, чем при сварке на пря­мой полярности.

Сварка на переменном токе. Большая часть выпускаемых элек­тродов предназначена для сварки на переменном токе, что связано с низкой стоимостью и экономичностью применяемого для этой цели оборудования. Рассмотрим особенности сварочной дуги перемен­ного тока и некоторые меры повышения стабильности ее горения.

При сварке на переменном токе дуга угасает в конце каждого ітолупериода, а в начале следующего полупериода должна возбуж­даться вновь. В связи с периодическим изменением направления течения тока электрод попеременно становится то анодом, то като­дом. При промышленной частоте (50 Гц) промежуток времени между двумя последовательными угасаниями дуги равен длитель­ности одного полупериода и составляет 0,01 с. За это время дуга должна возникнуть, развиться и угаснуть вновь. Непосредственно после угасания дуги в междуговом промежутке остаются еще поло­жительные ионы и электроны. Помимо этого, с расплавленного торца электрода и с поверхности сварочной ванны, нагретых до вы­сокой температуры, вылетает малое количество электронов, энер­гия которых внутри металла превышает работу выхода (термоэлек­тронная эмиссия).

Одновременное присутствие в междуговом промежутке элект­рических зарядов противоположных знаков снижает скорость их рассеивания в связи с наличием взаимного притяжения.

Если к моменту возникновения и нарастания напряжения заря­женные частицы (особенно положительные ионы) сохранятся в ду­говом промежутке в достаточном количестве, то электрическая ду­га легко возникнет и разовьется. Это происходит следующим обра­зом: электроны устремляются к вновь образованному аноду, нагре­вая при этом атмосферу дуги, а положительно заряженные ионы устремляются к катоду и, формируя пространственный положи­тельный заряд, обеспечивают выход электронов из катода. Далее все будет происходить так, как это наблюдается в процессе перво­начального возбуждения дуги при сварке на постоянном токе. По­добный механизм повторного возбуждения и горения дуги имеет место при сварке на переменном токе электродами с рутиловым покрытием, в состав которого входят оксиды калия и другие легко ионизируемые элементы.

Если к моменту нарастания напряжения после перехода тока че­рез нуль концентрация заряженных частиц (особенно положитель­ных ионов) будет недостаточна, то дуга не сможет возбудиться вновь. Это происходит, например, при попытке сварки голыми эле­ктродами (стержнями).

Исходя из изложенного, видно, что стабильность сварочной дуги будет повышаться при введении в покрытие легко ионизируе­мых элементов, а также при увеличении диаметра электродов или силы сварочного тока. Последнее связано с тем, что повышение мощности дуги приводит к росту ее температуры, а следовательно, к увеличению времени существования положительных ионов.

Противоположно влияние атомов элементов-деионизаторов, об­ладающих сродством к электронам и способных образовывать до­вольно стойкие отрицательные ионы. Сродством к электрону называ­ют количество энергии, выражаемой обычно в электрон-вольтах, ко­торое выделяется при присоединении электрона к нейтральному ато­му. Обратное разложение отрицательного иона на нейтральный атом и электрон требует затраты такого же количества работы (энергии).

Ниже приведено сродство ряда элементов к электрону:

Элемент Сродство к электрону, эВ

С1… ……………………………………………………………………………………………. «..3,7

F…………………………………………………………………………………………………… 3,6

Вг………………………………………………………………………………………………….. 3,5

Si………………………………………………………………………………………………….. 1,8

О…………………………………………………………………………………………………… 1,5

Механизм возникновения атомов элементов-деионизаторов следующий: во время перехода тока через нуль действие электри­ческого поля прекращается. Электроны, находящиеся в междуго — вом промежутке, в результате многочисленных столкновений с различными частицами быстро теряют энергию и, встречаясь с ато­мами элементов-деионизаторов, присоединяются к ним с выделе­нием энергии связи. В результате вместо легких и подвижных эле­ктронов образуются массивные отрицательно заряженные ионы.

Чем больше сродство атома к электрону, тем большая возмож­ность образования отрицательного иона. Отметим, что при высо­ких скоростях электронов вероятность образования отрицательных ионов очень мала. Поэтому при установившемся дуговом разряде (сварка на постоянном токе) они практически отсутствуют.

Рассмотрим механизм снижения стабильности сварочной дуги отрицательными ионами. Отрицательные ионы образуются в лю­бом участке междугового пространства, в частности, у вновь возни­кающего катода. Обладая во много тысяч раз большей массой, чем электрон, они начнут медленно отходить от катода, на который в начале полупериода будет подаваться напряжение. При этом дей­ствие пространственного положительного заряда, формирующего­ся из оставшихся положительных ионов, будет еще более ослаб­ляться нейтрализующим влиянием отрицательных ионов. Поэтому напряженность поля у катода не сможет обеспечить выход необхо­димого количества электронов, и дуга угаснет.

Для изготовления электродов с основным покрытием по метал­лургическим соображениям широко используют плавиковый шпат (CaF2) в виде плавиковошпатового концентрата. При высокой тем­пературе сварочной дуги он частично диссоциирует с выделением фтора При сварке на постоянном токе это не влияет на стабиль­ность дуги. Однако при сварке на переменном токе достаточно вве­сти в покрытие 2-4% плавикового шпата, чтобы стабильность горе­ния дуги существенно снизилась. Указанное обстоятельство необ­ходимо учитывать на практике.

Для облегчения первоначального возбуждения сварочной дуги в современном электродном производстве часто используют иони­зирующие покрытия, наносимые на оголенный торец электрода

Электроды постоянного и переменного тока внешне не отличаются. Но с завода уже указано для каких токов они разработаны, а именно это стержень электрода и покрытие, полярности и положения при которых можно выполнять сварку,рекомедуемый ток при сварке тех или иных металлов. В чем основные различия переменного и постоянного тока. В том что на электрод при сварке подается ток либо переменно с какой либо частотой, а именно это 50 герц либо постоянно. Возьмем к примеру электроды уони. Они предназначены для постоянного тока. Если взять и попробовать варить переменным то они будут прилипать либо дуга будет гулять или вовсе не будет стабильной дуги.

Давайте рассмотрим ток постоянный и переменный . Буду начинать с переменного так как это будет проще всего понять.

И так как у на работает переменный ток и постоянный при сварке электродом. Я нарисую наглядно.

А теперь посмотрим как поступает к нам переменный ток в дома. Все знают что есть фаза и есть ноль. Ноль это как минус но не совсем так. Ну да ладно рассмотрим фазу переменного тока и как она работает. Переменный ток то он есть то его нет то он опять есть.

Как видим переменный ток то в одну сторону возрастает то в другую (красная линия показано как возрастает то в одну то в другую) то есть ток меняется. Вот почему при сварке электродами переменным током разбрызгивания больше . Ну а постоянный ток тоже как и переменный только пропустив через выпрямитель (поэтому его так называют потому что он выпрямляет ток который на графике ) мы получаем несколько переменных токов которые работают синхронно и образую постоянный ток.

Из этого можно сделать вывод что качественная сварка получится при сварке постоянным током. Наверное не всем понятно что это на графике изображено. Отвечаю на вопрос чем отличаются электроды постоянного тока от переменного. Например электродами мр-3с можно варить как переменным так и постоянным током любой полярности. А вот уони например только постоянным и только лишь допускается обратной полярностью. Скажу от себя берем электроды для переменного тока и варим постоянным и ни чего не боимся. Многими марками электродов можно варить постоянным током, а переменным нужно смотреть. Теперь

Что такое дуговая сварка? — Определение и типы процессов.

О сварке и сварочном оборудовании.

Дуговая сварка — это тип сварочного процесса, в котором используется электрическая дуга для создания тепла для плавления и соединения металлов.

Источник питания создает электрическую дугу между расходуемым или неплавящимся электродом и основным материалом, используя либо постоянный, либо переменный ток.

Где используется дуговая сварка?

Этот общий процесс присоединения используется во всех отраслях промышленности, включая автомобилестроение, аэрокосмическую, нефтегазовую, энергетическую и строительную отрасли.

Как это работает?

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

Дуга может быть направлена ​​вручную или механически по линии соединения, в то время как электрод либо просто проводит ток, либо проводит ток и плавится в сварочную ванну, одновременно подавая присадочный металл в соединение.

Поскольку металлы химически реагируют с кислородом и азотом в воздухе при нагревании до высоких температур дугой, используется защитный газ или шлак, чтобы минимизировать контакт расплавленного металла с воздухом. После охлаждения расплавленные металлы затвердевают с образованием металлургической связи.

Какие бывают виды дуговой сварки?

Этот процесс можно разделить на два разных типа: с плавящимся и неплавящимся электродом.

Методы расходуемых электродов

• Сварка металлов в инертном газе (MIG) и сварка металлов в активном газе (MAG)
• Также известная как газовая дуговая сварка металла (GMAW), использует защитный газ для защиты основных металлов от загрязнения.

Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)

Также известная как ручная дуговая сварка металлом (MMA или MMAW), дуговая сварка в защитном флюсе или сварка стержнем — это процесс, при котором дуга возникает между металлическим стержнем (электрод с покрытием из флюса) и заготовкой, при этом поверхность стержня и заготовки плавится. сформировать сварочную ванну. Одновременное плавление флюсового покрытия на стержне приведет к образованию газа и шлака, защищающего сварочную ванну от окружающей атмосферы. Это универсальный процесс, идеально подходящий для соединения черных и цветных металлов различной толщины во всех положениях.

Дуговая сварка порошковой проволокой (FCAW)

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

Дуговая сварка под флюсом (SAW)

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

Электрошлаковая сварка (ЭШС)

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

Дуговая сварка шпилек (SW)

Подобно сварке оплавлением, SW соединяет гайку или крепеж, обычно с фланцем с выступами, которые плавятся, чтобы создать соединение, с другой металлической деталью.

 

Методы использования неплавящегося электрода

Сварка вольфрамом в инертном газе (TIG)

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

Плазменно-дуговая сварка (PAW)

Подобно TIG, PAW использует электрическую дугу между неплавящимся электродом и анодом, которые расположены внутри корпуса резака. Электрическая дуга используется для ионизации газа в горелке и создать плазму, которую затем протирают через отверстие тонкой в ​​аноде, чтобы достигнуть опорной плиты. Таким образом плазма отделяется от защитного газа.

 

Типы стержней

В дуговом процессе используются различные стержни, которые имеют разные сильные и слабые стороны и способы применения, которые могут повлиять на качество сварки. Стержень подсоединяется к сварочному аппарату, и через него пропускают ток, чтобы соединить детали вместе.

В некоторых случаях, например, при SMAW, стержни плавятся, становясь частью сварного шва — это расходуемые электроды. В других случаях, например, при TIG, стержни не должны плавиться — это неплавящиеся электроды.

Стержни обычно имеют покрытие, хотя точный тип покрытия может быть разным. Хотя доступны стержни без покрытия, они встречаются гораздо реже, создают больше брызг и могут затруднить управление дугой.

Стержни с покрытием лучше уменьшают или устраняют загрязняющие оксиды или серу. Три типа покрытия включают целлюлозу, минералы. или их комбинация.

Независимо от того, с покрытием или без покрытия, необходимо выбрать правильный стержень для создания чистых, прочных сварных швов с правильным качеством валика.

Преимущества дуговой сварки

Есть много преимуществ по сравнению с другими сварочными процессами. Поскольку стоимость оборудования относительно невысока, это доступный метод, который также требует меньшего количества оборудования из-за отсутствия газа.

Это портативный метод соединения, который также можно использовать на неочищенных металлах. Хотя во многих дуговых процессах используется защитный газ, это не всегда необходимо, что означает, что работа может выполняться независимо от погодных условий, а разбрызгивание не является проблемой.

Недостатки

Хотя у этого процесса очень много преимуществ, есть некоторые недостатки. Этот тип сварки приводит к большему количеству отходов, чем другие методы, а это означает, что стоимость проекта для некоторых работ может быть выше. Этот процесс также требует высокого уровня навыков и обучения сварщиков дуговой сварки, при этом также может быть сложно соединить тонкие материалы с помощью дуговых процессов.

 

Центр Сварки 21 обладает квалификацией и опытом для предоставления экспертного руководства по любому вопросу, связанному со сваркой и соединением материалов.

Наша команда, состоящая из профессионалов в области сварки,  может предоставить квалифицированные консультации по любому вопросу, связанному с соединением материалов.

Оборудование для дуговой сварки | Строительный справочник | материалы — конструкции

Ручная дуговая сварка, источником теплоты которой служит электрическая дуга, занимает одно из ведущих мест среди различных видов сварки плавлением. Электрическая дуга, возникающая за счет дугового разряда между электродом и свариваемым металлом, возникает и поддерживается источником постоянного или переменного тока. Под действием теплоты, полученной при помощи электрической дуги, происходит плавление основного и присадочного материалов, в результате чего образуется сварочная ванна. Остывая, металл кристаллизуется, образуя прочное сварное соединение. Все операции по зажиганию дуги, поддержанию ее длины и перемещению вдоль линии шва выполняются сварщиком вручную без применения механизмов. Дуговая сварка выполняется как плавящимся, так и неплавящимся электродом.

Оборудование для дуговой сварки:

В качестве оборудования, создающего устойчивую  сварочную дугу, применяют различные трансформаторы, выпрямители и генераторы. В зависимости от характера и интенсивности сварочных работ и размеров свариваемых деталей промышленность выпускает большой ассортимент оборудования с различными техническими характеристиками. Однако все они должны удовлетворять следующим требованиям:

• иметь на зажимах источника тока напряжение холостого тока при разомкнутой сварочной цепи, достаточное для возбуждения и устойчивого горения сварочной дуги. При этом напряжение холостого тока должно быть безопасным, то есть не более 80 — 90В;
• обеспечить ток короткого замыкания, не превышающий установленных значений, выдерживая продолжительные короткие замыкания без перегрева и повреждения возбуждающей обмотки;
• иметь устройства для плавного регулирования силы сварочного тока;
• обладать хорошими динамическими свойствами, обеспечивая быстрое восстановление напряжения после коротких замыканий;
• обладать хорошей внешней характеристикой.

Для бытового потребления современная промышленность выпускает сварочные аппараты, отличающиеся двумя характеристиками. Первая из них — это максимальный сварочный ток, а вторая — время работы, на протяжении которого в 10 минутном рабочем цикле вырабатывается этот максимальный ток. К примеру, аппарат, рассчитанный на 140 амперный ток при 60% рабочем цикле должен обеспечить 140 ампер в течение не более 6 минут из каждых 10 минут работы. Остальные 4 минуты цикла отведены на режим холостого тока, при котором аппарат остывает.

Характеристики сварочного оборудования

Внешняя характеристика сварочного тока выражает зависимость между напряжением на зажимах выходных клемм и током в сварочной цепи (рис.1). Различают четыре вида внешних характеристик (крутопадающая I, пологопадающая 2, жесткая 3 и возрастающая 4) выбор которых зависит от вольт-амперной характеристики сварочной дуги. Под вольт-амперной характеристикой (ВАХ) (рис.2) понимают зависимость напряжения дуги от силы сварочного тока.

Рис. 1. Внешние характеристики источников питания для дуговой сварки	Рис. 2. Вольт-амперная характеристика дуги — А; зависимость напряжения дуги ( Uд ) от длины (Ld ) — Б

Вольт-амперная характеристика сварочного аппарата отличается от вольт-амперной характеристики любого другого источника питания своей нелинейной зависимостью. Это объясняется тем, что количество заряженных частиц в дуговом разряде не является величиной постоянной и зависит от степени ионизации, то есгь от силы тока, и говорит о том, что электрическая дуга в газах не подчиняется закону Ома. Из приведенного рисунка видно, что при малых токах (до 100 А) количество заряженных частиц в дуге интенсивно растет, а ее сопротивление при этом падает (падающая зона ВАХ I). Это объясняется ростом эмиссии катода при его разогреве. При возрастании силы тока дуга начинает сжиматься, рост заряженных частиц прекращается, а объем газа, участвующий в переносе заряженных частиц, сжимается (жесткая зона ВАХ II). Дальнейший рост вольт-амперной характеристики возможен только при увеличении расходуемой внутри дуги энергии (возрастающая зона ВАХ III).

Сварочные аппараты ручной дуговой сварки плавящимися электродами с защитным покрытием обычно эксплуатируются на ниспадающем и жестком участках ВАХ (зоны I и II). Для питания такой дуги применяют источники питания с крутопадающей и пологопадающей внешней характеристикой, так как отклонения тока при изменении дуги у этих аппаратов обычно незначительны. Это особенно важно при сварке в труднодоступных местах, когда сварщику приходится подбирать длину дуги.

Механизация процессов при сварке под флюсом или плавящимся электродом в защитных газах позволяет выполнять саморегулирование дуги при ее случайных отклонениях. Это достигается изменением скорости плавления электрода, то есть при уменьшении дуги автоматически повышается ток, и скорость плавления электрода увеличивается. Для такой сварки предпочтительнее источники питания с возрастающей ВАХ и возрастающей или жесткой внешней характеристикой.

Технология сварки

Плазменно-дуговая резка   Сварочные трансформаторы

Электрическая дуговая сварка. Сварка

Электрическая дуговая сварка

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

• по применяемым электродам – дуга с плавящимся и неплавящимся электродом;

• по степени сжатия дуги – свободная и сжатая дуга;

• по схеме подвода сварочного тока – дуга прямого и косвенного действия;

• по роду тока – дуга постоянного и переменного тока;

• по полярности тока – дуга на прямой полярности и дуга на обратной стороне полярности;

• по виду статистической вольт-амперной характеристики – дуга с падающей, возрастающей или жесткой характеристикой;

• по способу защиты сварного шва – в среде защитного газа или под слоем флюса.

Сварочной дугой называют устойчивый длительный разряд электрического тока в газовой среде между находящимися под напряжением твердыми или жидкими проводниками (электродами) либо между электродом и изделием.

Сварочная дуга существует при токах от десятых долей ампера до сотен ампер. Дуга характеризуется высокой плотностью тока в электропроводном газовом канале, выделением большого количества тепловой энергии и сильным световым эффектом.

Разряд является концентрированным источником теплоты и используется для расплавления металла при сварке. Дуговой разряд тока происходит в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения.

Электрические заряды в сварочной дуге переносятся положительно и отрицательно заряженными частицами. Отрицательный заряд несут электроны, а положительный и отрицательный заряды – ионы. Процесс, при котором в газе образуются положительные и отрицательные ионы, называется ионизацией, а газ называется ионизированным.

Газы, в том числе и воздух, при нормальных условиях не проводят электрического тока. Это объясняется тем, что при нормальных условиях, т. е. при нормальном атмосферном давлении и температуре воздуха 20 °C, воздушная среда состоит из нейтральных молекул и атомов, которые не являются носителями зарядов. Эти молекулы и атомы станут электропроводными в том случае, если в своем составе будут иметь электроны, которые возникают при воздействии на них электрического тока.

Для возникновения электропроводности газов они должны быть ионизированы.

Ионизацией молекулы (атома) называется отщепление одного или нескольких электронов и превращение молекулы (атома) в положительный ион. Если молекулы (атомы) присоединяют к себе электроны, то возникают отрицательные ионы.

Ионизация газа вызывается внешними воздействиями:

• достаточным повышением температуры;

• воздействием различных излучений;

• действием космических лучей;

• бомбардировкой молекул (атомов) газа быстрыми электронами или ионами.

Обратный ионизации процесс, при котором электроны, присоединяясь к положительному иону, образуют нейтральную молекулу (атом), называется рекомбинацией.

При обычных температурах ионизацию можно вызвать, придав уже имеющимся в газе электронам и ионам при помощи электрического поля большие скорости. Обладая большой энергией, эти частицы могут разбивать нейтральные атомы и молекулы на ионы. Кроме того, ионизацию можно вызвать, воздействуя световыми, ультрафиолетовыми, рентгеновскими лучами, радиоактивным излучением.

Однако, исходя из практической точки зрения и в целях безопасности использования, применяют другие способы ионизации.

Так как в металлах имеется большая концентрация свободных электронов, то можно извлечь эти электроны из объема металла. Существует несколько способов извлечения электронов из металла.

Для сварки электрической дугой имеют значение два способа:

• термоэлектронная эмиссия, при которой происходит «испарение» свободных электронов с поверхности металла благодаря высокой температуре. Чем выше температура, тем большее число свободных электронов приобретает энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера в поверхностном слое и выхода из металла.

• автоэлектронная эмиссия. При автоэлектронной эмиссии извлечение электронов из металла производится при помощи внешнего электрического поля. Приложенное извне электрическое поле изменяет потенциальный барьер у поверхности металла и облегчает выход электронов, имеющих большую энергию и могущих преодолеть этот барьер.

Ионизацию, вызванную в некотором объеме газовой среды, принято называть объемной ионизацией. Объемная ионизация, полученная благодаря нагреванию газа до очень высоких температур, называется термической ионизацией.

При высоких температурах газа значительная часть молекул обладает достаточной энергией для того, чтобы при столкновениях могло произойти разбиение нейтральных молекул на ионы. Кроме того, с повышением температуры общее число столкновений между молекулами увеличивается. При очень высоких температурах в процессе ионизации заметную роль играет излучение от электродов и излучение от газа.

Прохождение электрического тока через газы называется электрическим разрядом.

Дуговой разряд является одним из видов электрического разряда.

Существуют и другие виды электрического разряда в газах:

• искровой кратковременный разряд, который происходит при мощности источника питания, недостаточной для поддержания устойчивого дугового разряда;

• коронный разряд, возникающий в неоднородных электрических полях и проявляющийся в виде свечения ионизированного газа;

• тлеющий разряд, который возникает при низких давлениях газа (например, в газосветных трубках).

Для сварки металлов применяется, в основном, электрическая дуга прямого действия, т. е. используется дуговой разряд между изделием и электродом. В такой дуге одним электродом является металлический или угольный стержень, а вторым – свариваемое изделие.

К электродам подводится питание – электрический ток. Ток вырабатывается специальным устройством – источником питания. Источники питания вырабатывают переменный или постоянный ток. В дуге выделяют несколько областей (рис. 3):

1 – катод;

2 – катодная область;

3 – столб дуги;

4 – анодная область;

5 – анод.

Рис. 3. Основные области электрической дуги и распределение потенциала в дуге

Каждая из выделенных областей отличается своими физическими явлениями, протекающими в ней. Участки, непосредственно примыкающие к электродам, называют, соответственно, анодной и катодной областями. Положительный электрод – анод, а отрицательный электрод – катод. Длина анодной и катодной областей очень мала – от нескольких длин свободного пробега нейтральных атомов в катодной области – 1?10^–5 см и до длины свободного пробега электрона в анодной области – 1?10^–3 см. Между этими областями располагается наиболее протяженная высокотемпературная область (0,05–0,5 см) разряда – столб дуги.

Распределение электрического потенциала по длине дуги неравномерное. Возле электродов имеют место скачки падения потенциалов, вызванные условиями прохождения электрического тока на границе между ионизированным газом и металлическими электродами. Дуговой разряд обязан своим существованием процессам на катоде. Катод является «поставщиком» электронов. Причины выхода электронов – в существовании термоэлектронной и автоэлектронной эмиссии, упоминавшейся выше.

Электроны, эмитированные из катода, ускоряются под действием электрического поля. На внешней границе катода электроны сталкиваются с молекулами и атомами газа, находящегося в межэлектродном пространстве. При упругих столкновениях при попадании электронов в молекулы повышается температура газа. При неупругих столкновениях электроны, передавая частицам энергию, производят ионизацию газа.

В результате интенсивной термической ионизации столб дуги представляет собой ионизированный газ, состоящий из электронов и ионов – плазму. Под действием приложенного электрического поля электроны движутся к аноду, а положительно заряженные ионы – к катоду.

В результате интенсивной бомбардировки поверхностей электродов ионами и электронами происходит мгновенное разогревание металла. При этом 43–43 % общей подводимой мощности выделяется на аноде, 36–38 % выделяется на катоде, 20–21 % мощности уходит в окружающую среду через излучение и конвекцию паров и газов, а остальные потери мощности – на разбрызгивание и угар свариваемого металла. При сварке, как правило, анодом служит свариваемая деталь.

При сварке угольным электродом температура в катодной области достигает 3200 °C, в анодной области 3900 °C. При сварке металлическим электродом температура катодной области составляет 2400 °C, а анодной – 2600 °C. В столбе дуги температура достигает 6000–7000 °C.

Различная температура анодной и катодной областей используется для решения технологических задач. Например, при сварке тонколистовых металлов катодом является сама деталь, а анодом – электрод.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Ручная электрическая дуговая сварка — технология сваривания

Главная » Виды сварки » Ручная дуговая » Как правильно варить ручной дуговой сваркой?

0

Опубликовано: 12.04.2017

Ручная и автоматическая дуговая сварка выполняется парой неплавких угольных (графитовых) или одним плавким сварочным электродом. В первом случае электрическая дуга возникает между двумя электродами. Она обладает настолько высокой температурой, что свариваемые детали и присадочный материал оплавляются до полужидкого состояния, заполняя стык между двумя деталями сварочным швом.

Во втором случае электрическая дуга возникает между плавким электродом и металлической поверхностью свариваемых деталей. Во избежание удара тока последние необходимо обязательно заземлять! Зазор между ними заполняется расплавленным металлом, который капает в стык с электрода.

Оглавление:

• Преимущества ручной дуговой сварки
• Процедура выполнения дуговой сварки
• Особенности дуговой сварки
• Что влияет на качество и размеры сварного шва?
• Как варить швы в разных положениях?
  • Нижнее положение
  • Вертикальное положение
  • Потолочное положение

Преимущества ручной дуговой сварки

Данная электросварка позволяет:

• сваривать металл в ограниченном пространстве;
• быстро производить сварочные работы;
• работать с обширной номенклатурой марок стали. Это объясняется богатым выбором электродов, отличающихся своим химическим составом;
• простота выполнения процедуры, которая под силу даже малоопытному сварщику.

Впрочем, качество и крепость получаемого результата очень сильно зависят именно от опыта сварщика.

Для того чтобы варить дуговой сваркой при помощи постоянного тока, вам потребуются инверторы. А это весьма дорогостоящий электроприбор. С другой стороны, инверторная сварка характеризуется меньшим потреблением электроэнергии, что в длительной перспективе окупает стоимость приобретения инвертора.

Процедура выполнения дуговой сварки

При выполнении дуговой сварки двумя неплавкими электродами электрическая дуга возникает в любом положении. При сварочных работах одним плавкими электродом электрическая дуга появляется при прикосновении последнего к металлической поверхности и отделении электрода от детали на 3 мм.

Но и в первом, и во втором случае электроды необходимо держать как можно ближе к поверхности свариваемых деталей. От этого будет зависеть температура электрической дуги и, соответственно, скорость и качество выполнения сварочных работ.

Опытные сварщики определяют оптимальное расстояние по равномерному и однотонному звуку. Если расстояние оказывается слишком большим, возникает резкий звук, часто прерываемый громкими хлопками. Если дистанция оказывается слишком большой, электрическая дуга разрывается. В этом случае сварку следует продолжить с точки разрыва.

Особенности дуговой сварки

Ручная электродуговая сварка при помощи постоянного тока может производиться с прямой и обратной полярностью. При прямой полярности на электроды подводят «минус», а на свариваемые детали — «плюс». При обратной полярности «минус» и «плюс» меняют местами.

В точке проведения сварки образуется сварочная ванна, состоящая из расплавленного металла и перегретого газового пузыря, из которого выдавливается атмосферный кислород. Это не позволяет металлу окисляться в процессе сварочных работ.

Что влияет на качество и размеры сварного шва?

Качество сварного шва определяется проваром — отношением ширины к глубине сварного шва. Чем шире сварной шов, тем меньше его глубина. И наоборот, меньшая ширина сварного шва свидетельствует о его большей глубине.

На качество выполняемых сварных ворот также влияет сила тока, от которого увеличивается глубина проплава. Обратите внимание, при равной силе тока может быть разная глубина проплава. Чем плотнее металл, тем более глубоким будет проплав.

Но на ширину сварного шва сила тока никак не влияет. На него влияет характеристика электрического тока. Так, постоянный ток создает узкий шов, причём это правило особенно заметно при напряжении от 30 В и выше. Электрическая дуговая сварка переменным током образует, наоборот, широкий сварной шов.

Наконец, последний показатель, влияющий на качество и размеры сварного шва, — это напряжение электрической дуги. Точнее, напряжение влияет только на ширину шва: большее напряжение — большая ширина, меньшее напряжение — меньшая ширина.

При выполнении сварочных работ одинарным плавким электродом вместе с каплями расплавленного металла в сварочную ванну попадает ещё и шлак, содержащийся в электроде.

Химический состав выделяемого шлака серьёзно влияет на качество проводимых сварных работ. В частности, он:

• способствует лучшей металлургической обработке стали;
• улучшает тепловые режимы дуговой сварки и увеличивает скорость сплавления кромок свариваемых деталей;
• оптимизирует формирование сварных швов;
• поддерживает максимальный температурный режим электрической дуги и улучшает её стабильность.

Дуговая сварка под флюсом — ещё одна разновидность выполнения сварочных работ с образованием шлака. Последний образуется при расплавлении флюсовой прослойки, находящейся между электродом и свариваемой поверхностью. По остывании слой шлака отделяется от сварного шва. Отметим, что эта разновидность сварных работ производится только на промышленном оборудовании.

В заключение отметим, что автоматическая дуговая сварка обеспечивает на порядок лучший результат, чем ручная, именно за счет того, что все параметры сварных работ, и прежде всего расстояние между поверхностью и электродом, контролирует микропроцессор.

Как варить швы в разных положениях?

Ручная и автоматическая дуговая сварка выполняются по различным технологиям, в зависимости от места проведения сварных работ. Рассмотрим, как правильно варить в трёх самых распространенных расположениях сварного шва.

Нижнее положение

Данная технология ручной дуговой сварки требует полного проплавления сечений и предотвращения образования прожогов. Чтобы этого достигнуть, необходимо надёжно закрепить свариваемые детали. Это позволит поддерживать оптимальные размеры ванны сваривания. Для повышения качества можно подложить съёмные медные подкладки.

Вертикальное положение

Сложность данного режима заключается в том, что расплавленные металлы под действием силы тяжести будут стекать вниз, что негативно скажется на качестве образующегося сварного шва.

Поэтому вертикальную сварку выполняют снизу вверх, чтобы расплавленные металлы стекали уже на сформировавшийся сварной шов. Но такая технология существенно замедляет скорость выполнения сварочных работ. Сварка сверху вниз значительно ускорит процесс, но при этом существенно сократится глубина проплава. Качество сварки повысится только при работе с тонкими деталями и при использовании специальных электронов.

Потолочное положение

Ручная дуговая сварка в таком положении крайне сложна. Расплавленный металл сдерживает от того, чтобы не закапать вниз, только сила поверхностного натяжения. Она будет удерживать расплавленный металл лишь при небольшом весе последнего. Поэтому при потолочном сваривании дуговой сварки необходимо максимально уменьшить площадь сварочной ванны. Для этого необходимо регулярно прекращать сварочные работы, чтобы расплавленный металл смог кристаллизоваться.

Сергей Одинцов

tweet

Дуговая сварка — всё о методе сварочного процесса

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

Что вы узнаете:

Дуговая сварка, что это такое?

Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов.  Электрическая дуга от источника переменного или постоянного тока создает интенсивную температуру около 3950 ° с, которая плавит металл при соединении двух заготовок.

Дуга может быть направлена ​​вручную или механически вдоль линии соединения, в то время как электрод либо просто переносит ток, либо проводит ток и одновременно плавится в сварочной ванне для подачи присадочного металла в соединение.

Поскольку металлы вступают в химическую реакцию с кислородом и азотом в воздухе при нагревании дугой до высоких температур, используется защитный газ или шлак для сведения к минимуму контакта расплавленного металла с воздухом. После охлаждения расплавленные металлы затвердевают, образуя целостную металлургическую связь. Читайте как сварить алюминий.

Какие бывают виды дуговой сварки?

Этот процесс можно разделить на два разных типа; Методы расходных и не расходуемых электродов.

Методы дуговой сварки с расходном электродов

Сварка металла инертным газом и cварка металла активным газом

Также известный как  дуговая сварка металлическим газом, используется защитный газ для защиты основных металлов от загрязнения.

Экранированная дуговая сварка или ручная дуговая сварка металлом

Также известная как ручная дуговая сварка металлом, дуговая сварка с защитой флюсом или сварка в стержне — это процесс, в котором дуга пробивается между металлическим стержнем (покрытым флюсом электрода) и обрабатываемой деталью, причем плавка поверхности стержня и обрабатываемой детали сформировать сварочную ванну. При одновременном плавлении флюсового покрытия на стержне образуются газ и шлак, который защищает сварочную ванну от окружающей атмосферы. Это универсальный процесс, идеально подходящий для соединения черных и цветных материалов с различными значениями толщины материала во всех положениях.

Дуговая сварка порошковой проволокой

Созданный в качестве альтернативы  использует электрод с сердечником из флюсового сердечника с непрерывной подачей и источник постоянного напряжения, обеспечивающий постоянную длину дуги. В этом процессе используется либо защитный газ, либо газ созданный флюсом для защиты от загрязнения сварного шва.

Сварка под флюсом

Часто используемый процесс с непрерывно подаваемым расходуемым электродом и слоем плавкого флюса, который становится расплавленным при расплавлении, обеспечивая путь тока между деталью и электродом. Флюс также помогает предотвратить разбрызгивание и искры, подавляя пары и ультрафиолетовое излучение.

Электрошлаковая сварка 

Вертикальный процесс, используемый для сварки толстых листов (более 25 мм) за один проход. Электрошлаковая сварка полагается на электрическую дугу для запуска до того, как добавление флюса погасит дугу. Флюс плавится, когда расходные материалы из проволоки подают в расплавленную ванну, что создает расплавленный шлак на поверхности ванны. Тепло для плавления краев проволоки и пластины генерируется за счет сопротивления расплавленного шлака прохождению электрического тока. Две медные колодки с водяным охлаждением следят за ходом процесса и предотвращают вытекание расплавленного шлака.

Дуговая сварка

Подобно мгновенной сварке,  дуговая сварка  соединяет гайку или крепеж, обычно с фланцем с выступами, которые плавятся, чтобы создать соединение, к другому металлическому элементу.

Методы дуговой сварки без расходных материалов

Вольфрамовая сварка инертным газом

Также известный как газовая вольфрамовая дуговая сварка, использует неплавящийся вольфрамовый электрод для создания дуги и инертный защитный газ для защиты сварного шва и ванны расплава от атмосферного загрязнения. 

Плазменная сварка

Плазменная сварка  использует электрическую дугу между неплавящимся электродом и анодом, которые расположены внутри корпуса горелки. Электрическая дуга используется для ионизации газа в горелке и создать плазму, которую затем протирают через отверстие тонкой в аноде , чтобы достигнуть опорной плиты. Таким образом, плазма отделяется от защитного газа.

Проверка сварного шва 

Для проверки сварных швов их качества используется снимков сварного шва,  это наиболее эффективный рентгенографический метод, основан на анализе рентгеновских пленок (снимков) мест варки. Для получения качественных снимков рекомендовано использовать рентгеновскую пленку Аgfa D7 и рентгеновскую пленку Аgfa D4.

Основной принцип, конструкция, работа и применение

Концепция сварки восходит к древним временам, когда основным процессом было соединение двух металлических частей. С развитием техники совершенствовались и технологии сварки. В первые дни 19 ^-го -го века произошла великая революция в области сварки и использования тепловых ресурсов для процесса сварки. В частности, технологии сварки приобрели известность во время требований к сварке во время Первой и Второй мировых войн. И в основном электродуговая сварка является одним из методов сварки, используемых во многих отраслях промышленности. Поскольку металлы в этом процессе соединяются с помощью электричества, его назвали электродуговой сваркой. Итак, в этой статье обсуждается это понятие и каковы другие его понятия?

Что такое дуговая сварка?

Определение: Это разновидность сварки плавлением, при которой тепло, необходимое для соединения металлов, получают от электрической дуги, которая помещается между электродом и основным металлом. Электрическая дуга возникает, когда два проводника находятся на расстоянии 2-4 мм друг от друга, что обеспечивает непрерывность прохождения тока по всему воздуху. Электрическая дуга создает температуру в диапазоне от 4000 ⁰ C до 6000 ⁰ C.

Здесь металлический электрод используется для подачи присадочных элементов, и может быть использован либо электрод без покрытия, либо электрод с флюсовым покрытием. Электродуговая сварка может выполняться как с источниками переменного, так и постоянного тока. Понижающий трансформатор используется для подачи переменного тока, а генератор обеспечивает подачу постоянного тока.

Базовую схему электродуговой сварки можно представить следующим образом:

Электродуговая сварка

Электродуговое оборудование

Для соединения металлов посредством электродуговой сварки необходимо следующее оборудование.

Аппарат переменного или постоянного тока

Эта процедура сварки может выполняться с использованием источника постоянного или переменного тока. В зависимости от типа сварки диапазон напряжения составляет от 15 до 45 вольт, а диапазон тока составляет от 30 до 600 ампер. И текущий диапазон выбирается на основе толщины материала и выбранного процесса. Обычно такие источники, как двигатели и нагреватели, работают при постоянном токе и напряжении, но при дуговой сварке эти параметры будут варьироваться. Поведение самой процедуры сварки выражается в регулярных коротких замыканиях.

Электрод

Это присадочный металл, который используется в качестве вывода электрического тока для создания электрической дуги. Этот присадочный металл может быть использован как в виде прутка, так и в виде проволоки. Эти электроды подразделяются на нерасходуемые и расходуемые. По составу плавящийся аналогичен металлу и при расплавлении становится элементом сварного шва.

Тогда как неплавящийся может быть изготовлен из вольфрама, углерода или графита, где эти материалы не плавятся во время работы.

Отбойный молоток

Этот инструмент используется для удаления любого вида брызг и шлака.

Проволочная щетка

Это разновидность чистящего оборудования, которое используется для удаления частиц отходов, оксидов и шлака.

Другое необходимое оборудование:

• Заземляющие зажимы
• Кабели
• Защита очков
• Перчатки

Принцип электродуговой сварки

Основной принцип этой процедуры сварки заключается в том, что между угольным электродом и металлом возникает электрическая дуга, поддерживающая напряжение около 35-40 вольт. А в промежутке между металлическим электродом и металлом напряжение поддерживается на уровне 15-40 вольт. Генерируемая электрическая дуга связана с теплом и ярким светом по всей длине, и, исходя из этих параметров, температура дуговой сварки варьируется в диапазоне 5000°С.0003 0 C к 5500 ⁰ C.

Процесс

Процесс электрической дуговой сварки , как показано ниже

Здесь одна сторона электрической цепи, которая является анодом, подключена к работе, которая должна быть сваривается, а другая сторона соединяется с металлическим электродом, где другая сторона является катодом. Когда есть оптимальное расстояние между Анодом и Катодом и когда есть циркуляция энергии, будет генерация электронов на стороне катода. Эти электроны будут двигаться к аноду, и когда электроны сталкиваются с анодом, кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Так происходит выделение тепла.

В то же время на аноде будут генерироваться положительные ионы, которые будут двигаться к катоду, а при столкновении положительных ионов с катодом кинетическая энергия преобразуется в тепловую энергию. Таким образом, происходит выделение тепла и на катоде.

Типы дуговой сварки

Поскольку сварка является наилучшим методом соединения металлов, существует множество видов электродуговой сварки. Основными видами сварки являются MIG, TIG и дуговая сварка.

Сварка MIG

Это один из способов сварки, в основном используемый для сварки стали. Он в основном состоит из плавления рабочей нагрузки с металлом. Это называется довольно аккуратной процедурой, поскольку во время сварки образуется небольшое количество отходов. Сварщики могут быть вовлечены в процесс сварки в течение длительного времени, когда необходимы только ограниченные остановки и пуски. В качестве защитного газа здесь используется либо аргон в составе CO ₂ или O ₂ , либо только аргон. Но недостатком, который есть у сварки МИГ, является то, что несколько сложно генерировать электрическую дугу, к тому же сварные швы сильно окисляются.

MIG-сварка

Сварка ВИГ

ВИГ также определяется как сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа. Это наиболее распространенный метод электродуговой сварки при работе с такими сплавами, как титан, магний, медь, алюминий и никель. Этот процесс может осуществляться как в присутствии, так и в отсутствие наполнителя. Сварщиков можно привлекать только на меньший период сварки, потому что будет больше тепловыделения. Это называется довольно аккуратной процедурой, поскольку во время сварки образуется небольшое количество отходов. В качестве защитного газа здесь используется либо аргон, состоящий из H ₂ или He ₂ или только аргон.

Сварка вольфрамовым электродом

Сварка электродом

Сварка электродом также называется дуговой сваркой в ​​защитном металле. Это используется в основном в случаях трубопроводов, тракторов, наружных работ, металлических изделий и мостов. В основном наружные применения предпочтительнее для электродуговой сварки, поскольку дождь не нарушает целостность сварки. Точная сварка стержнем кажется сложной и в основном предлагается только для опытных сварщиков.

дуговая сварка

Преимущества и недостатки

Преимущества и недостатки электродуговой сварки можно сформулировать следующим образом:

Преимущества

• Электродуговая сварка имеет высокую рабочую скорость наряду с хорошей мощностью сварки
• Легко переносимый
• Этот процесс состоит из простого оборудования, что делает его экономически эффективным
• Обеспечивает постоянное качество и эффективность сварки
• Обеспечивает отличные условия для сварки
• Мощность, необходимая для генерации электрической дуги, стоит недорого
• Сварочный шов между металлами такой прочный
• Считается быстрой и стабильной процедурой
• Сварщики могут использовать обычный бытовой ток

Недостатки

• Для выполнения дуговой сварки в основном требуются опытные сварщики
• Скорость осаждения может быть несовершенной, если покрытие электрода приводит к выделению тепла и снижению
• Длина электрода составляет почти 35 мм и требует замены электрода на протяжении всей производительности.

Применение электродуговой сварки

Поскольку существует много типов процедур электродуговой сварки, в целом их применение можно определить следующим образом:

• Применяется при сварке листового металла
• При производстве стали и сосудов под давлением
• Работа в сфере домашней мебели и автомобилестроения
• Используется в аэрокосмической и авиационной промышленности
• Используется для восстановления кузова автомобиля
• Судостроение
• Внедрено на железных дорогах
• Разработка промышленных трубопроводов
• Для сварки черных, цветных и тонких металлов

Часто задаваемые вопросы

1). Насколько горяча сварочная дуга?

Теплота сварочной дуги варьируется в диапазоне от 3000 ⁰ C до 20000 ⁰ C.

2). Какой ток нужен для дуговой сварки?

Как правило, ток, необходимый для сварки, составляет 80 ампер, а в случае точечной сварки требуется около 12 000 ампер.

3). Как возникает электрическая дуга?

Тепло, необходимое для сварки металлов, вырабатывается электрической дугой.

4). Насколько опасна сварка?

Ожоги от сварки при вдыхании могут вызвать опасные проблемы со здоровьем. Кратковременное воздействие может вызвать сухость глаз, инфекцию горла. В то время как длительное воздействие приводит к проблемам с мочевыводящими путями, раку легких и другим заболеваниям.

5). Какая сварка самая прочная?

Сварка ВИГ считается самым прочным сварочным процессом по сравнению со сваркой МИГ.

Таким образом, технология сварки представляет собой обширную область, в которой продолжается развитие, и в этой области появилось много достижений и тенденций. Итак, узнайте, какие существуют другие виды электродуговой сварки и как они используются в промышленности?

Электродуговая сварка: значение, процедура и оборудование

РЕКЛАМА:

Прочитав эту статью, вы узнаете: 1. Значение электродуговой сварки 2. Процедура электродуговой сварки 3. Электрический ток для сварки 4. Значение полярности 5. Оборудование 6. Подготовка кромок соединения 7. Электроды.

Значение электродуговой сварки:

Дуговая сварка представляет собой процесс сварки плавлением, при котором тепло, необходимое для плавления металла, получают от электрической дуги между основным металлом и электродом.

Электрическая дуга возникает, когда два проводника соприкасаются друг с другом, а затем разделяются небольшим зазором от 2 до 4 мм, так что ток продолжает течь по воздуху. Температура, создаваемая электрической дугой, составляет от 4000°C до 6000°C.

Используется металлический электрод, который подает присадочный металл. Электрод может быть с флюсовым покрытием или без покрытия. В случае неизолированного электрода поставляется дополнительный флюс. Для дуговой сварки используется как постоянный ток (D.C.), так и переменный ток (AC).

Переменный ток для дуги получают от понижающего трансформатора. Трансформатор получает ток от основного источника в диапазоне от 220 до 440 вольт и понижает его до требуемого напряжения, то есть от 80 до 100 вольт. Постоянный ток для дуги обычно получают от генератора, приводимого в действие либо электродвигателем, либо патрульным, либо дизельным двигателем.

Напряжение холостого хода (для зажигания дуги) при сварке постоянным током составляет от 60 до 80 вольт, а напряжение замкнутого контура (для поддержания дуги) составляет от 15 до 25 вольт.

Процедура электродуговой сварки:

Прежде всего, свариваемые металлические детали тщательно очищают от пыли, грязи, жира, масла и т. д. Затем заготовку следует прочно закрепить в подходящих приспособлениях. Вставьте подходящий электрод в электрододержатель под углом от 60 до 80° с заготовкой.

РЕКЛАМА:

Выберите правильный ток и полярность. Пятна отмечены дугой в местах, где должна быть сделана сварка. Сварка выполняется путем контакта электрода с изделием, а затем разделения электрода на нужное расстояние для образования дуги.

Когда возникает дуга, сильное тепло, выделяемое таким образом, плавит изделие под дугой и образует ванну расплавленного металла. В работе образуется небольшое углубление, и расплавленный металл осаждается по краю этого углубления. Его называют дуговым кратером. Шлак легко счищается после остывания шва. После окончания сварки электрододержатель следует быстро вынуть для гашения дуги и отключить подачу тока.

Электрический ток для сварки:

Как постоянный ток (постоянный ток), так и переменный ток (переменный ток) используются для получения дуги при электродуговой сварке. Оба имеют свои преимущества и области применения.

РЕКЛАМА:

Сварочный аппарат постоянного тока получает питание от двигателя переменного тока, дизельного/бензинового генератора или полупроводникового выпрямителя.

Мощность машины постоянного тока:

Текущий:

До 600 ампер.

РЕКЛАМА:

Напряжение холостого хода:

от 50 до 90 вольт (для создания дуги).

Напряжение замкнутой цепи:

18–25 вольт (для поддержания дуги).

РЕКЛАМА:

Сварочный аппарат переменного тока имеет понижающий трансформатор, который получает ток от сети переменного тока. Этот трансформатор понижает напряжение с 220 В до 440 В до нормального напряжения холостого хода от 80 до 100 вольт. Доступный диапазон тока до 400 ампер с шагом 50 ампер.

Мощность сварочного аппарата переменного тока:

Текущий диапазон:

До 400 ампер с шагом 50 ампер.

РЕКЛАМА:

Входное напряжение:

220В- 440В

Фактическое необходимое напряжение:

80 – 100 вольт.

РЕКЛАМА:

Частота:

50/60 Гц.

Значение полярности:

Когда для сварки используется постоянный ток, доступны следующие два типа полярности:

(i) Прямая или положительная полярность.

(ii) Обратная или отрицательная полярность.

Когда работа сделана положительной, а электрод отрицательным, полярность называется прямой или положительной полярностью, как показано на рис. 7.16 (а).

РЕКЛАМА:

При прямой полярности около 67 % тепла распределяется на работе (положительный полюс) и 33 % на электроде (отрицательный полюс). Прямая полярность используется там, где требуется больше тепла при работе. Эта полярность используется для черных металлов, таких как мягкая сталь, с более высокой скоростью и качественным сварным швом.

(а) Прямая полярность.

(б) Обратная полярность

С другой стороны, когда работа сделана отрицательной, а электрод положительным, тогда полярность известна как обратная или отрицательная полярность, как показано на рис. 7.16 (b).

При обратной полярности около 67 % тепла выделяется на электроде (положительный полюс) и 33 % на работе (отрицательный полюс).

РЕКЛАМА:

Обратная полярность используется там, где при работе требуется меньше тепла, например, при сварке тонколистового металла. Цветные металлы, такие как алюминий, латунь и бронза, никель, свариваются с обратной полярностью.

Оборудование, необходимое для электродуговой сварки:

Различное оборудование, необходимое для электродуговой сварки:

1. Сварочный аппарат:

Используемый сварочный аппарат может быть сварочным аппаратом переменного или постоянного тока. Сварочный аппарат переменного тока имеет понижающий трансформатор для снижения входного напряжения 220-440В до 80-100В. Сварочный аппарат постоянного тока состоит из мотор-генераторной установки переменного тока, дизельной/бензиновой двигатель-генераторной установки или сварочной установки трансформатор-выпрямитель.

Машина переменного тока

обычно работает с источником питания 50 или 60 Гц. КПД сварочного трансформатора переменного тока варьируется от 80% до 85%. Энергия, потребляемая на кг. наплавленного металла составляет от 3 до 4 кВтч при сварке переменным током и от 6 до 10 кВтч при сварке постоянным током. Сварочный аппарат переменного тока обычно работает с низким коэффициентом мощности от 0,3 до 0,4, в то время как двигатель при сварке постоянным током имеет коэффициент мощности от 0,6 до 0,7. В следующей таблице 7.9 показаны напряжение и ток, используемые для сварочного аппарата.

2. Держатели электродов:

РЕКЛАМА:

Функция электрододержателя — удерживать электрод под нужным углом. Они доступны в различных размерах, согласно номинальному току от 50 до 500 ампер.

3. Кабели или провода:

Функция кабелей или проводов заключается в передаче тока от машины к работе. Они гибкие и сделаны из меди или алюминия. Кабели состоят из 900-2000 очень тонких проволок, скрученных вместе, чтобы обеспечить гибкость и большую прочность.

Провода изолированы резиновым покрытием, покрытием из армированного волокна и дополнительно толстым резиновым покрытием.

4. Кабельные соединители и наконечники:

РЕКЛАМА:

Назначением кабельных соединителей является соединение между выключателями аппарата и держателем сварочного электрода. Используются соединители механического типа; поскольку они могут быть собраны и удалены очень легко. Соединители разработаны в соответствии с допустимой нагрузкой по току используемых кабелей.

5. Отбойный молоток:

Отбойный молоток предназначен для удаления шлака после затвердевания металла шва. Он имеет форму долота и заострен на одном конце.

6. Проволочная щетка, силовой проволочный диск:

Функция проволочной щетки заключается в удалении частиц шлака после измельчения отбойным молотком. Иногда, если возможно, вместо ручной проволочной щетки используется приводной трос.

7. Защитная одежда:

РЕКЛАМА:

Функции применяемой защитной одежды заключаются в защите рук и одежды сварщика от тепла, искр, ультрафиолетовых и инфракрасных лучей. Используемая защитная одежда представляет собой кожаный фартук, кепку, кожаные перчатки, кожаные рукава и т. д. Сварщик должен носить кожаную обувь с высоким голенищем.

9. Экран или лицевой щиток:

Функция экрана и лицевого щитка заключается в защите глаз и лица сварщика от вредных ультрафиолетовых и инфракрасных излучений, образующихся во время сварки. Экранирование может быть обеспечено головным или ручным шлемом.

Подготовка кромок шва:

Работоспособность и качество сварного соединения зависят также от правильной подготовки кромок свариваемых листов. Перед сваркой необходимо удалить с поверхности всю окалину, ржавчину, жир, краску и т.д.

Очистку поверхности производить механически проволочной щеткой или приводным проволочным колесом, а затем химически четыреххлористым углеродом. Краям пластины следует придать правильную форму, чтобы получился надлежащий стык.

Форма кромок может быть простой, V-образной, U-образной, переформованной и т. д. Выбор различных форм кромок зависит от вида и толщины свариваемого металла. На рис. 7.17 показаны некоторые различные типы канавок для краев изделия. БаДД

(i) Квадратный приклад:

Используется при толщине плиты от 3 до 5 мм. Обе свариваемые кромки должны располагаться на расстоянии от 2 до 3 мм друг от друга, как показано на рис. 7.17 (а).

(ii) Одинарный V-образный стык:

Используется при толщине плит от 8 до 16 мм. Оба края скошены под углом от 70° до 90°, как показано на рис. 7.17 (b).

(III) Двойной V-образный стык:

Применяется при толщине листов более 16 мм и при возможности сварки с обеих сторон листа. Оба края скошены в виде двойной буквы V, как показано на рис. 7.17 (c).

(iv) Одинарный и двойной U-образный стык:

Используется при толщине листа более 20 мм. Подготовка кромок затруднена, но стыки более удовлетворительные. Для этого требуется меньше присадочного металла, как показано на рис. 7.17 (d) и (e).

Электроды для дуговой сварки:

Электроды для дуговой сварки можно разделить на две широкие категории:

1. Электроды неплавящиеся.

2. Расходуемые электроды.

1. Нерасходуемые электроды: 9 шт.0214

Эти электроды не расходуются в процессе сварки, поэтому их назвали неплавящимися электродами. Обычно они изготавливаются из углерода, графита или вольфрама. Углеродные электроды более мягкие, а вольфрамовые и графитовые – твердые и хрупкие.

Углеродные и графитовые электроды можно использовать только для сварки постоянным током, а вольфрамовые электроды можно использовать как для сварки постоянным, так и переменным током. При использовании этих типов электродов наполнитель добавляется отдельно. Поскольку электроды не расходуются, получаемая дуга стабильна.

2. Расходуемые электроды:

Эти электроды расплавляются во время сварки и служат присадочным материалом. Обычно они изготавливаются из того же состава, что и свариваемый металл.

Длину дуги можно поддерживать, перемещая электрод к изделию или от него.

Расходуемые электроды могут быть следующих двух типов:

(i) Неизолированные электроды:

Доступны в виде непрерывной проволоки или стержней. Их следует использовать только с прямой полярностью при сварке постоянным током. Неизолированные электроды не обеспечивают защиты ванны расплавленного металла от атмосферного кислорода и азота.

Следовательно, сварные швы, полученные этими электродами, имеют меньшую прочность, меньшую пластичность и меньшую коррозионную стойкость. Они находят ограниченное применение при мелком ремонте и некачественных работах. Они используются для сварки кованого железа и мягкой стали. В современной практике они не используются или используются редко. Их также называют простыми электродами.

(ii) Электроды с покрытием:

Иногда их также называют обычными электродами. Покрытие (тонкий слой) флюсового материала наносится по всему периметру сварочного стержня и, следовательно, называется электродом с покрытием. Флюс при сварке обеспечивает защиту зоны расплавленного металла от атмосферного кислорода и азота. Этот флюс также предотвращает образование оксидов и нитридов. Флюс химически реагирует с оксидами, присутствующими в металле, и образует легкоплавкий шлак с низкой температурой плавления.

Шлак плавает на поверхности сварного шва и может быть легко счищен щеткой после затвердевания сварного шва. Качество сварного шва, выполненного покрытым электродом, намного лучше по сравнению с неизолированными электродами.

В зависимости от коэффициента покрытия или толщины флюсового покрытия покрытые электроды делятся на три группы:

(а) Электроды с легким покрытием.

(b) Электроды со средним покрытием.

(c) Электроды с толстым покрытием.

Сравнение трех типов покрытых электродов приведено в таблице 7.10:

Преимущества электродов с флюсовым покрытием:

Флюсовое покрытие сварочных электродов имеет множество преимуществ. Некоторые из них следующие:

1. Защищает зону сварки от окисления, создавая атмосферу промежуточного газа вокруг дуги.

2. Образует шлак с низкой температурой плавления, который растворяет присутствующие в металле примеси, такие как оксиды и нитриды, и плавает на поверхности сварочной ванны.

3. Улучшает размер зерна свариваемого металла.

4. Добавляет легирующие элементы в свариваемый металл.

5. Он стабилизирует дугу, добавляя определенные химические вещества, обладающие этой способностью.

6. Уменьшает разбрызгивание металла шва.

7. Концентрирует поток дуги и снижает тепловые потери. Это приводит к повышению температуры дуги.

8. Замедляет скорость охлаждения сварного шва и ускоряет процесс затвердевания.

9. Увеличивает скорость осаждения металла и получаемое проникновение.

Компоненты покрытий электродов:

Покрытие электрода может состоять из двух или более ингредиентов. Различные типы покрытий, используемые для различных типов металлов, подлежащих сварке.

Составляющие типовых электродных покрытий и их функции приведены в таблице 7 11. Некоторые из них обсуждаются здесь:

1. Шлакообразующие компоненты:

Шлакообразующими ингредиентами являются оксид кремния (Sio ₂ ), оксид марганца (Mno ₂ ), оксид железа (F _e O), асбест, слюда и т. д. В некоторых случаях оксид алюминия (Al ₂ или ₃ ) также используется, но делает дугу менее стабильной.

2. Компоненты для улучшения характеристик дуги:

Ингредиентами для улучшения характеристик дуги являются оксиды натрия (Na ₂ O), оксиды кальция (CaO), оксиды магния (MgO) и оксид титана (TIO 9).0083 2 ).

3. Раскисляющие компоненты:

Раскисляющими компонентами являются графит, порошкообразный алюминий, древесная мука, карбонат кальция, крахмал, целлюлоза, доломит и т. д.

4. Связующие компоненты:

В качестве вяжущих материалов используются силикат натрия, силикат калия и асбест.

5. Легирующие компоненты:

Легирующими элементами, применяемыми для повышения прочности сварного шва, являются ванадий, кобальт, молибден, алюминий, хром, никель, цирконий, вольфрам и др.

Спецификация электродов:

Спецификация электродов предоставлена ​​Бюро стандарта Индии IS: 815-1974 (вторая редакция).

В соответствии с этим электроды с покрытием имеют следующие характеристики:

(i) Префиксная буква.

(ii) Шестизначный кодовый номер.

(iii) Суффиксная буква.

(i) Префиксная буква:

Буквенная приставка указывает на способ изготовления электродов.

Эти буквы префикса со способом изготовления электродов приведены в таблице 7.12:

(ii) Шестизначный кодовый номер:

Шестизначный кодовый номер указывает рабочие характеристики и механические свойства наплавленного металла.

Значение каждой отдельной цифры от 1 до 6 указано в таблице 7.13:

(iii) Суффиксная буква:

Буква суффикса указывает на особые свойства или характеристики электрода.

Данные приведены в таблице 7.14:

Первые цифры кодового номера в основном объясняют тип покрытия, используемого на электроде, и это покрытие указывает на рабочие характеристики.

В таблице 7.15 приведены семь типов покрытия, соответствующие первой цифре номера:

Вторая цифра кода указывает положение сварки, согласно таблице 7.16, приведенной ниже:

Третья цифра кода указывает режимы сварочного тока, рекомендованные производителем электрода.

Данные приведены в таблице 7.17:

Четвертая, пятая и шестая цифры кодового номера представляют предел прочности при растяжении, максимальный предел текучести и процентное удлинение при ударной нагрузке.

Данные приведены в таблице 7.18:

В дополнение к коду, указанному выше, все электроды должны соответствовать требованиям испытаний IS: 814 (часть I и II) — 1974. Каждая упаковка электродов должна иметь маркировку, указывающую код и спецификацию.

Пример:

IS: 815 кодировка: E 315 – 411K

Спецификация: №: 814 (часть 1)

Значение приведенного выше примера таково:

(i) Электрод изготавливается путем экструзии твердого тела и подходит для дуговой сварки мягкой стали металлическим электродом. [Э].

(ii) Покрытие электрода имеет значительное количество титана с основными материалами и будет производить жидкий шлак. [3].

(iii) Электрод подходит для сварки в плоском, горизонтальном, вертикальном и потолочном положении. [1].

(iv) Электрод подходит для сварки постоянным током с электродом +ve или -ve. Также подходит для сварки переменным током с напряжением холостого хода менее 9 В.0 вольт. [5].

(v) Электрод имеет диапазон растягивающих напряжений наплавленного металла от 410 до 510 Н/мм ² . [411].

(vi) Электрод имеет максимальный предел текучести наплавленного металла 330 Н/нм ² . [411].

(vii) Минимальное процентное удлинение электрода при испытании на растяжение наплавленного металла составляет 20 процентов при расчетной длине 5,65 √S _o , а среднее значение испытания на удар наплавленного металла составляет 47 Дж при 27°C. [411].

(viii) Покрытие электрода имеет железный порошок, обеспечивающий извлечение металла от 130 до 150 процентов.

(ix) Электрод соответствует IS: 814 (Part-I)-1974.

Опасности при сварке и способы их предотвращения

• Дом
• Блог
• Опасности при сварке и способы их предотвращения

Сварка – это процедура, при которой два металла нагреваются, плавятся и смешиваются для получения соединения между ними. Сварка — это отдельная техническая область, охватывающая более 70 различных сварочных процедур. Некоторыми распространенными типами являются дуговая сварка в защитном металле (SMAW), дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде защитного газа (GTAW) и дуговая сварка под флюсом (SAW).

Процедуры сварки представляют определенные опасности для здоровья операторов и окружающих рабочих, включая воздействие паров металлов и ультрафиолетового излучения. Операции сварки, резки и пайки также сопряжены с риском несчастных случаев, таких как ожоги, повреждение глаз, поражение электрическим током и порезы. Большинство этих опасностей можно предотвратить с помощью технических средств контроля, обучения и средств индивидуальной защиты (СИЗ). Предотвращение несчастных случаев во время сварочных работ является важным элементом безопасности на строительной площадке.

---

Наши услуги по управлению строительством делают процесс строительства более безопасным и эффективным.

---

Наиболее распространенные опасности при сварке

Как упоминалось ранее, сварка создает опасность как для сварщиков, так и для тех, кто работает поблизости. Важно знать о рисках, связанных со сваркой, и о мерах предосторожности для предотвращения несчастных случаев и травм. Вот список наиболее распространенных опасностей и рисков при сварке:

Электрический шок

Во время дуговой сварки для плавления металлов используются электрические цепи под напряжением. Это создает риск поражения электрическим током, что происходит при прикосновении сварщика к двум металлическим предметам, имеющим между собой разность напряжений. Поражение электрическим током представляет серьезную опасность при сварке и может привести к тяжелым травмам или смерти. Даже если поражение электрическим током не смертельно, сварщик может потерять равновесие и упасть с высокой поверхности (Источник: Welderhub.com).

Поражения электрическим током подразделяются на две категории: первичное поражение электрическим током и вторичное поражение электрическим током.

• Удар первичным напряжением чрезвычайно опасен, так как оно колеблется от 230 до 260 вольт. Это может произойти при прямом контакте с внутренней частью сварочного оборудования и другими заземленными металлами.
• Наиболее распространенным типом является удар вторичным напряжением, возникающий при прикосновении к части электродной цепи, напряжением от 20 до 100 вольт.

Более высокое напряжение может производить более высокий ток, и существует повышенный риск смерти от поражения электрическим током. Удара в 50 вольт может быть достаточно, чтобы травмировать или убить оператора, в зависимости от условий.

Ключом к предотвращению поражения электрическим током является надлежащая изоляция, а все оборудование должно быть сухим и в хорошем состоянии. Следующие рекомендации могут снизить риск поражения электрическим током при сварке:

• Не прикасайтесь к металлическим частям электрододержателя, особенно если ваша кожа или одежда влажные.
• Сварщики должны носить сухие перчатки в хорошем состоянии.
• Обеспечьте сварщиков резиновыми ковриками или другими типами изоляции.
• Выполняйте процедуры блокировки и маркировки при ремонте, только квалифицированные специалисты должны ремонтировать сварочное оборудование.
• Перед началом работы выполните надлежащий осмотр сварочного оборудования и электрододержателя.
• Примите дополнительные меры безопасности при работе во влажных местах, на металлических конструкциях и в стесненных условиях, когда необходимо стоять на коленях или работать в неудобном положении.

Пожароопасность

При сварке образуются искры, которые разлетаются на расстояние до 35 футов и могут стать причиной возгорания. Когда это происходит, рабочие, на одежде которых есть жир, подвергаются наибольшему риску обжечься. Легковоспламеняющиеся химические вещества всегда должны храниться вдали от мест проведения сварочных работ, чтобы избежать возгорания, которое может повредить все оборудование. Следующие меры могут помочь предотвратить возгорание во время сварки:

• Держите под рукой огнетушитель.
• Наведите порядок на рабочем месте.
• Храните горючие вещества, такие как бензин, дерево, картон и легковоспламеняющиеся химикаты, вдали от рабочего места.
• Используйте огнеупорные щиты, если нельзя перемещать легковоспламеняющиеся материалы.
• Пыльные места могут создавать дополнительные риски при сварке. Высокая концентрация мелких частиц может неожиданно окислиться, что может привести к возгоранию или взрыву.

Дымы и газы

Сварка подвергает персонал воздействию невидимых газообразных паров, таких как озон, азот, оксиды хрома, оксиды никеля и окись углерода. Уровень повреждения зависит от газа, концентрации и продолжительности воздействия. Некоторыми заболеваниями, вызванными сварочным дымом и газами, являются пневмония, астма, рак и лихорадка металлического дыма. Эффекты также могут включать раздражение горла, легких и глаз. Следующие рекомендации могут свести к минимуму воздействие паров и газов:

• Не допускать попадания головы в дымовой шлейф.
• Используйте вентиляцию и местную вытяжку для удаления вредных газов.
• При недостаточной вентиляции используйте утвержденные респираторы.
• Мониторинг уровня загрязнения для определения качества воздуха.
• Прочтите паспорт безопасности материала (MSDS) для электродов, чтобы узнать, какие пары будут выделяться.

Физические опасности

Во время сварочных работ существует множество физических опасностей, таких как ожоги, повреждение глаз, порезы и раздавливание пальцев. Физические опасности можно значительно снизить с помощью соответствующих средств индивидуальной защиты (СИЗ). Соответствующие СИЗ для сварщиков включают:

• Сварочные маски с боковыми щитками: Каски обеспечивают защиту от УФ-излучения, твердых частиц, мусора и химических ожогов. Регулировка фильтров объектива необходима для защиты глаз, а также для того, чтобы четко видеть во время работы.
• Респираторы: обеспечивают защиту от газов и паров.
• Огнеупорная одежда: снижает риск ожогов, вызванных теплом, огнем и радиацией.
• Защита органов слуха: Обеспечивает защиту от опасного шума на рабочем месте и вибрации.
• Сапоги и перчатки: Утепленные огнестойкие перчатки и сапоги с жестким носком на резиновой подошве защищают сварщиков от таких опасностей, как поражение электрическим током и падение предметов.

Заключение

Меры безопасности при сварке предназначены для защиты рабочих от опасностей, возникающих во время сварочных работ. Чтобы свести к минимуму проблемы со здоровьем и травмы на рабочих местах, важны учебные занятия и регулярная проверка сварочного оборудования. Рабочие должны быть осведомлены об опасностях, присутствующих во время сварочных работ, и о соответствующих мерах предосторожности.

Nearby EngineersКомпания New York Engineers имеет опыт проектирования MEP более чем в 1000 проектов. Свяжитесь с нами по электронной почте ([email protected]) или по телефону (646-877-0767212-575-5300) и убедитесь, что ваши строительные системы соответствуют нормам.

 

Метки сварные соединения безопасность на стройплощадке безопасность строительства сварка

 

Присоединяйтесь к более чем 15 000 коллег-архитекторов и подрядчиков

Получайте советы экспертов по инженерным вопросам прямо на свой почтовый ящик. Подпишитесь на блог инженеров Нью-Йорка ниже.

© 2022 Nearby Engineers New York Engineers. Все права защищены. Правовая информация | Товарные знаки

Что можно сварить с помощью дуговой сварки на 70 А?

7 июня 2022 г. 23 марта 2020 г. от Pierre Young

Со всеми различными типами сварки и изобилием доступного сварочного оборудования может возникнуть путаница, чтобы понять, что вы действительно хотите или в чем нуждаетесь. В данной статье рассматривается дуговая сварка. Дуговая сварка — это зонтик, под который подпадают TIG и MIG, одни из наиболее распространенных и популярных методов сварки.

Название говорит о том, что на самом деле представляет собой дуговая сварка. Как и любой другой вид сварки, дуговая сварка используется для соединения металла и других материалов с использованием чрезвычайно высоких температур. При дуговой сварке создается электрическая дуга, по которой электричество может проходить между металлической заготовкой и металлическим электродом.

Чтобы облегчить работу, в настоящее время на рынке доступны портативные дуговые сварочные аппараты, которые позволяют сварщику очень удобно носить аппарат с собой и выполнять мелкий ремонт. 70-амперный сварочный аппарат для дуговой сварки особенно выгоден и высоко оценен экспертами и профессионалами. Несмотря на простоту использования 70-амперного дугового сварочного аппарата, ограниченная сила тока не позволяет использовать его на любой поверхности. 70-амперный дуговой сварочный аппарат лучше всего использовать для тонких листов металла толщиной около 1/8 9 дюйма.0003-го дюйма и 18-го калибра толщиной. Кованое железо, автомобильные листы и лодочный прицеп — это лишь некоторые из вещей, которые вы можете сварить с помощью дуговой сварки на 70 ампер.

Прежде чем мы поговорим об аппарате для дуговой сварки на 70 ампер и о том, что можно сваривать с помощью этого конкретного типа сварочного оборудования, давайте узнаем больше об дуговой сварке.

Что такое дуговая сварка?

Дуговая сварка часто называется сваркой электродом и названа так потому, что она включает заряженную электрическую дугу, которая образуется между заготовкой и электродом. Дуга защищена либо инертными газами, либо флюсом, а затем тепло размягчает металлы, позволяя сваривать их при охлаждении.

Первая технология дуговой сварки была усовершенствована в 19 веке и широко использовалась для строительства кораблей и самолетов во время Второй мировой войны. Сегодня существует множество импровизированных и усовершенствованных типов дуговой сварки, которые используются, когда речь идет о строительстве стальных конструкций, а также в проектах промышленного строительства. Температура при дуговой сварке в среднем может достигать 6500 градусов по Фаренгейту!

Оборудование для дуговой сварки, как правило, недорогое и доступное для большинства людей. Он включает в себя машину переменного тока, набор электродов, электрододержатели, отбойный молоток, соединительные силовые кабели, заземляющие зажимы и проволочные щетки. Защитное оборудование также необходимо, поэтому добавьте к списку сварочные перчатки, защитные очки, сварочный шлем и рукава.

Типы дуговой сварки

Существует множество различных типов дуговой сварки. К ним относятся сварка MIG, дуговая сварка защитным металлом, сварка вольфрамовым электродом в среде инертного газа, дуговая сварка под флюсом и сварка с флюсовой сердцевиной. Все эти типы связаны с созданием электрической дуги между заготовкой и электродом, расплавлением металла и соединением деталей.

• Сварка МИГ: Сварка МИГ также известна под другим названием – дуговая сварка металлическим газом (GMAW). Этот вид сварки включает в себя металлическую проволоку, которая нагревается и расплавляется для создания электрической дуги, которая плавит заготовки и соединяет их вместе.
• Сварка ВИГ: Эта форма сварки, также называемая дуговой сваркой вольфрамовым электродом (GTAW), использует электрод на основе вольфрама, который подает ток в сварочную дугу. Вольфрам и сварочная ванна защищены смесью инертных газов.
• Сварка под флюсом: Для процесса сварки под флюсом требуется полый электрод, заполненный флюсом. В остальном механизм такой же, как у сварочного аппарата MIG. В пистолет подается непрерывная присадочная проволока. Флюс образует шлак, который защищает сварочную ванну от воздействия окружающей среды.
• Дуговая сварка под флюсом: Дуговая сварка под флюсом — это еще один процесс дуговой сварки, названный так потому, что сварочная ванна, создаваемая электрической дугой, погружается в слой флюса. Поток проводит электричество, когда он расплавлен, обеспечивая путь для тока.

Преимущества и недостатки дуговой сварки

Причиной популярности и широкого использования дуговой сварки в ряде отраслей промышленности является ее эффективность и долговечность. Вот еще несколько причин, по которым дуговая сварка приобрела тот статус, который она имеет сегодня. Но там, где есть преимущества, есть и недостатки.

Преимущества

• Стоимость – Оборудование не очень дорогое, поэтому затраты низкие
• Портативность – Эти устройства и части сварочного оборудования очень легко транспортировать и переносить
• Чистота – Дуговая сварка одинаково эффективен на грязных рабочих поверхностях, но его очистка приведет к более прочным сварным швам

Недостатки

• Навыки – Дуговая сварка является одним из самых сложных видов сварки и требует квалифицированного или опытного рабочего. В результате затраты на оплату труда высоки.
• Эффективность – При некоторых типах дуговой сварки образуется много отходов, что увеличивает стоимость проекта

Что делает аппарат для дуговой сварки на 70 А?

Дуговой сварочный аппарат — это небольшое портативное устройство, которое можно перевозить в грузовике и использовать для сварки в труднодоступных местах. Аппарат требует, чтобы вы прикрепили электроды по вашему выбору, и поставляется с зажимами заземления и кабелями для подключения к источнику питания.

Дуговой сварочный аппарат на 70 ампер идеально подходит для небольшого ремонта в доме. Это также доступная и долговечная машина, которая может прослужить вам несколько лет, если вы инвестируете в хорошую машину. Машину легко транспортировать, а как только вы ее освоите, ею очень легко управлять.

Тем не менее, для новичка дуговая сварка и настройка температуры в зависимости от материала могут быть немного сложными. Опытные сварщики советуют любителям начинать со сварочных аппаратов MIG или дуговых сварочных аппаратов на 220 А, а затем переходить к аппаратам с меньшей силой тока. Кроме того, сварка с малой силой тока может занять больше времени, чем у обычного сварщика MIG, поэтому вы можете проявить больше терпения.

Какая связь между ампером и толщиной?

Одна вещь, которой вас не учат в школе, это как установить настройки на сварочном аппарате. Опытные сварщики могут сказать, какими должны быть идеальные параметры сварки, наблюдая за сварочной ванной, создаваемой каждым параметром; если брызг слишком много, у вас слишком высокая температура, и вам следует немного уменьшить ее. Для новичков и учащихся есть таблицы усилителей, которые помогут вам определить идеальные температуры для сварки различных материалов.

Используемая сила тока также сильно зависит от того, какой металл вы свариваете, и от его толщины. Чем толще металлический лист, тем выше потребуется сила тока. Как правило, 70 ампер идеально подходят для сварки листов из мягкой или нержавеющей стали толщиной 1/8 дюйма. Для более толстых листов лучше подойдет сварочный аппарат MIG.

Что он может сваривать?

Дуговой сварочный аппарат на 70 ампер может сваривать нержавеющую сталь толщиной 1/8 дюйма или калибром 18. Идеально подходит для сварки

• Лодочные прицепы
• Кованое железо
• Автомобильный листовой металл

Дуговой сварочный аппарат может быть полезным инструментом в доме, так как он может сваривать практически все, если вы позаботитесь о материале и толщине свариваемого металлического листа. .

На рынке представлено множество различных марок 70-амперных дуговых сварочных аппаратов по доступным ценам. Многие из них имеют некоторые дополнительные функции, такие как защита от перегрева, и предназначены для того, чтобы сделать результирующую дугу более плавной. В целом, это отличная инвестиция для сварщиков-любителей и энтузиастов домашнего ремонта.

Часто задаваемые вопросы

Сколько стоит дуговой сварочный аппарат на 70 А?

Дуговой сварочный аппарат на 70 ампер от одного из лучших производителей на рынке может стоить от 100 до 200 долларов. Однако такой сварочный аппарат легко прослужит вам пару лет. Таким образом, инвестирование в такой дуговой сварочный аппарат является хорошей идеей.

Можете ли вы сами сделать дома дуговой сварщик на 70 ампер?

Да, вы действительно можете, если вы достаточно знаете о сварке и машинах. На YouTube есть видеоролики и учебные пособия, которые помогут вам сделать свой собственный дуговой сварщик в домашних условиях, но мы бы не рекомендовали это делать. Это сложно, и если вы допустите какие-либо ошибки, это тоже может быть опасно.

Сколько доступно сварочных аппаратов для дуговой сварки?

Имеются аппараты для дуговой сварки на 70, 110 и 220 ампер. Есть и более мощные. Для более толстых листов металла вам следует подумать о покупке дугового сварочного аппарата с более высокой силой тока.

Как узнать, слишком ли горячий или слишком холодный электрод при дуговой сварке?

Опытные сварщики могут определить температуру электрода, просто взглянув на сварочную ванну. Слишком сильное пятно означает, что температура слишком высока, а объемный валик сварного шва указывает на низкую температуру. Сначала потренируйтесь и наблюдайте за сварочной ванной, регулируя силу тока, чтобы получить нужную температуру.

От каких факторов зависит сила тока дуговой сварки?

Зависит от двух вещей:

• Тип металла
• Толщина металлического листа

О Пьере Янге

Привет, я Пьер Янг, квалифицированный сертифицированный сварщик AWS. Сваркой я занялся в 2009 году как подработку. С тех пор я занимаюсь всевозможными сварными швами — и для работы, и для удовольствия. Погружаясь в это замечательное хобби, я на собственном опыте узнал, какие сварочные приспособления работают, а какие нет. Welding Headquarters — это сайт, на котором я делюсь всем, что узнал.

Дуговая сварка | SafeWork Новый Южный Уэльс

Фон

Рабочий получил удар электрическим током при замене сварочного электрода в процессе электродуговой сварки. Первоначальный шок заставил человека упасть. Затем он получил второй удар током, когда электрод коснулся его груди. Пострадавшему потребовались реанимация и госпитализация для лечения.

Работа велась в замкнутом пространстве, где были жаркие и влажные условия. Одежда пострадавшего была влажной от пота.

Источник сварочного тока был рассчитан на максимальное напряжение холостого хода 79 В переменного тока, среднеквадратичное значение. Опасное или понижающее напряжение устройство не использовалось.

Слева направо: источник сварочного тока, сварочные принадлежности, тип резервуара, в котором выполнялась работа (автоклав)

Ключевые соображения

Электрический ток будет проходить через тело при контакте с электродом или открытой частью сварки цепи, что может привести к поражению электрическим током или поражению электрическим током.

Рабочие подвергаются максимальному напряжению холостого хода, когда источник питания находится под напряжением, а дуга не зажигается (напряжение снижается при зажигании сварочной дуги).

Риск, связанный с поражением электрическим током при дуговой сварке, связан с максимальным используемым напряжением холостого хода и рабочей средой. Более высокое напряжение и опасные условия труда подвергают работников большему риску.

Вы должны ограничить максимальное напряжение холостого хода с учетом того, где будет производиться сварка. Сварка в зонах с повышенным риском поражения электрическим током, напр. замкнутых пространствах, должно быть ограничено максимальным напряжением холостого хода 48 В переменного тока, среднеквадратичное значение. Напряжение холостого хода должно быть дополнительно ограничено до 25 В переменного тока, если рабочая среда жаркая, влажная или влажная, чтобы учесть снижение сопротивления кожи. Австралийский стандарт 1674.2 классифицирует рабочую среду и устанавливает максимально допустимое напряжение холостого хода для каждой категории.

Устройство снижения напряжения (VRD) ограничивает максимальное напряжение холостого хода до заданного уровня.

УЗО не защитит человека от поражения электрическим током от сварочного электрода. Однако УЗО важно для защиты от неисправностей на первичной стороне источника питания, т. е. силового провода, первичной обмотки и корпуса, или между первичным и вторичным источниками питания.

Средства индивидуальной защиты (СИЗ) для сварщиков не предназначены для предотвращения поражения электрическим током, но обеспечивают некоторую защиту. Электрическое сопротивление влажной или загрязненной одежды может быть значительно снижено, что повышает риск поражения электрическим током.

Требуемые действия

Вы должны определить все опасности, включая опасность поражения электрическим током и возгорание, и оценить связанные с этим риски. Вы должны внедрить эффективные средства контроля, специфичные для задачи и рабочей среды, в том числе:

• Используемое оборудование должно подходить для рабочей среды и деятельности. Например, в замкнутом пространстве и потенциально влажной ситуации следует использовать VRD для ограничения максимального напряжения холостого хода до 25 В переменного тока (действующее значение) в соответствии со стандартом AS 1674. 2.
• оборудование регулярно проверяется, тестируется и обслуживается компетентным лицом. Используйте квалифицированного электрика для выполнения любого ремонта электрооборудования, технического обслуживания и проверки электрооборудования. Никогда не использовал поврежденное или неисправное оборудование.
• клеммы и соединения проводов чистые и затянуты — используйте только полностью изолированные по всей длине сварочные провода с изолированными крепежными деталями.

При сварке:

• защитить провод электрода и рабочий провод от повреждений
• избегать прямого контакта с заготовкой или любым металлом, контактирующим с заготовкой
• не допускать прямого контакта с электродом, в том числе при замене электродов
• использовать изолированные электрододержатели и аксессуары
• всегда надевать сухие сварочные перчатки при работе оборудование, находящееся под напряжением.
• никогда не пытайтесь подсоединять или менять сварочные провода до предварительного отключения источника питания
• не стоять на влажной земле или в воде во время сварки и не выполнять дуговую сварку во влажном или влажном состоянии
• по возможности работайте на хорошо утепленном полу и носите резиновую изолирующую обувь.