Характеристика методов и способов сварки плавленением

В настоящее время существует большое число различных способов дуговой сварки, отличающихся принятыми при сварке средствами защиты металла от воздуха, типом электрода, особенностями горения дуги и степенью автоматизации процесса.

Способы дуговой сварки.

ДУГОВАЯ СВАРКА

По виду защиты металла от окружающей атмосферы существующие способы дуговой сварки можно разделить на две группы: со шлаковой и газошлаковой защитой; с газовой защитой. Последние можно разделить на несколько подгрупп: по виду применяемого газа ¾ на способы с защитой инертными и активными газами; по виду защиты ¾ на способы с местной защитой ванны и общей защитой изделия (сварка в камерах); по давлению газа в реакционной зоне ¾ на способы сварки при нормальном внешнем давлении, в разреженном пространстве и при повышенном внешнем давлении.

По типу применяемого электрода различают способы дуговой сварки плавящимся и неплавящимся электродом.

По особенностям горения дуги могут быть выделены способы однодуговой и многодуговой сварки, трехфазной, расщепленным электродом, с непрерывным и импульсным режимами горения дуги, свободногорящей и сжатой дугой.

По степени механизации различают сварку ручную, полуавтоматическую и автоматическую.

Таблица 1

Отличительные признаки способов сварки	Дуговая сварка	Электрошла-ковая сварка	Электронно-лучевая сварка	Лазерная сварка	Ствето-лучевая сварка	Газовая сварка	Плазменная сварка	Термитная сварка
Источник нагрева	Теплота,выделя-ющаяся при бомбардировке поверхности нагрева заряженными частицами, и теплота плазмы столба дуги	Теплота, выделяющаяся при прохождении тока через расплавленный шлак	Теплота, выделяющаяся при бомбардировке поверхности нагрева электронами, получившими ускорение в поле высокого напряжения	Теплота, выделяющаяся при поглощении поверхностью нагрева индуцированного излучения с определенной длиной волны	Теплота, выделяющаяся при поглощении светового потока с широким диапазоном длины волн	Теплота, полученная при сжигании горючего газа в кислороде	Теплота, содержащаяся в ионизированном газовом потоке, выделенном из столба дуги	Теплота, содержащаяся в перегретом жидком расплаве
Вид защиты	Газошлаковая и газовая инертными и активными газами. Местная и общая. При нормальном внешнем и повышенном давлениях и в вакууме	Шлаковая	Общая в вакууме	Газовая инертными газами. Местная и общая. При нормальном и повышенном давлениях и вакууме	Газовая и газошлаковая	Газовая инертными и активными газами. Местная и общая	Шлаковая
Характер нагрева	Непрерывный, импульсный	Непрерывный	Непрерывный, импульсный	Непрерывный, импульсный	Непрерывный, импульсный	Непрерывный, периодический	Непрерывный	Непрерывный
Вид процесса по степени автоматизации	Ручной, полуавтомати-ческий и автоматический	Автоматиче-ский и полуавтома-тический	Автомати-ческий	Автоматический	Автоматический	Ручной	Ручной и автоматический	Ручной

5. При сварке на постоянном токе прямой полярности температура в различных зонах сварочной дуги:

• в середине столба дуги — около 6000 °С;
• в анодной области — 2600 °С;
• в катодной области — 2400 °С;
• в сварочной ванне — 1700...2000 °С.

При сварке на переменном токе распределение тепла дуги и температуры в катодной и анодной областях примерно одинаково (катодная область на электроде).

6-7. При работе полуавтоматом необходимо обязательно соблюдать полярность подключения. Так, сварка обычной обмедненной проволокой в среде защитного газа производится током прямой полярности. То есть на изделие подается плюс, а на держак минус (прямая полярность при сварке). При таком подключении ток протекает от проволоки на изделие, в связи с чем нагрев изделия получается выше, нежели сварочной проволоки. И это закономерно. Свариваемые части имеют значительно большую площадь, соответственно, требуют большего нагрева для образования сварочной ванны. Проволока же, имеющая меньшую площадь достаточно легко плавится и в место сварки попадает уже в виде расплавленной капли. Протекающий ток, а он протекает именно от минуса к плюсу, захватывает расплавившийся материал, опять же способствуя формированию качественной сварочной ванны.

При работе полуавтоматом без защитной среды газа, используется специальная порошковая (флюсовая) проволока. В этом случае обязательно меняется полярность подключения держака и «массы». То есть на массе «минус», а на держаке плюс (обратная полярность при сварке). Обусловлено это тем, что температура плавления флюса примерно одинакова с температурой плавления металла, однако для получения качественного шва необходимо чтобы флюс сгорел и образовал небольшое газообразное облако в среде которого и будет происходить сварочный процесс. Как уже отмечалось выше, ток течет от минуса к плюсу, поэтому и падение расплавленной капли металла будет несколько более низким, что обеспечит меньший прогрев свариваемого металла, поскольку охлаждение последнего не осуществляется средой защитного газа и формирование сварочной ванны будет примерно таким же, как и при сварке в среде газа.

Сварка цветных металлов, в частности алюминия, производится, как правило, специальным вольфрамовым электродом. В этом случае обычно используют прямую полярность при сварке — минус на электроде. Такой тип подключения позволяет получить большую температуру в зоне нагрева, что особенно критично для того же алюминия, поскольку первоначально необходимо «пробить» оксидную пленку, тем более, что температура плавления у последней гораздо выше, нежели самого металла.

Прямая полярность помимо всего прочего позволяет получить более концентрированную и узкую электрическую дугу, более глубокое проплавление металла, а, соответственно, более качественный шов и, что немаловажно, использовать меньший диаметр дорогостоящего вольфрамового электрода, а также снизить расход не менее дешевого газа.

При подключении вольфрамового электрода в обратной полярности при сварке — с плюсом на держаке — шов получается менее глубоким. Такой способ хорош при сваривании тонких пластин — в этом случае отсутствует опасность прожечь свариваемый материал. Однако ещё одним минусом является эффект «магнитного дутья». В этом случае образующаяся дуга получается блуждающей и шов получается менее красивым и герметичным.

Дата добавления: 2015-05-06