Электродуговая сварка – особенности, как выполняется + Видео

Электродуговая сварка – это наиболее популярный способ выполнения сварочных работ, при которых используется электрическая дуга.

1 Технология электродуговой сварки

Для данного вида сварочных работ требуется сильноточный источник питания с малым напряжением. К одному из зажимов такого аппарата подсоединяют электрод для сварки, к другому – свариваемое изделие. Расплавление кромок деталей, которые необходимо соединить, осуществляется дуговым электрическим разрядом. При этом указанная электродуга имеет температуру более 5 тысячи градусов, что выше температуры, при которой плавятся любые известные человечеству металлы.

Задача дуги состоит в том, чтобы преобразовать в теплоту электроэнергию. Под влиянием полученной теплоты происходит расплавление электродного металла и свариваемых поверхностей. Это приводит к формированию сварочной ванны, где металл сварочного стержня взаимодействует с металлом детали.

А образующийся при таком процессе шлак уходит на поверхность, создавая пленку, выполняющую защитную функцию. После того как металл затвердевает, получается прочное и качественное соединение.

Для сварки электродугой применяют электроды двух видов:

• неплавящиеся;
• плавящиеся.

Если используется неплавящийся сварочный стержень, сварной шов создается за счет расплавления специальных прутков (проволоки), которые называют присадочными и вводят в саму ванну. Плавящийся электрод не требует применения такой присадки.

В некоторых случаях в электроды добавляют натрий, калий, другие элементы, характеризуемые легкостью ионизации. Делается это для того, чтобы сварочная дуга обладала большей устойчивостью. Сварной шов от окисления может предохраняться газами с защитными функциями:

• углекислым;
• гелием;
• полностью инертным аргоном.

Защитные газы подают при проведении сварки из сварочной головки.

В настоящее время электросварка дугой может выполняться постоянным либо переменным током. Меньший разброс расплавленного металла (его брызг) отмечается при использовании постоянного тока, так как отсутствует смена его полярности и переход через ноль.

2 Сварочная дуга – что она собой представляет?

Под дугой, используемой для выполнения сварочных мероприятий, понимают одну из разновидностей электроразряда в газах. При этом разряде отмечается прохождение через газовый промежуток электротока под влиянием электрического поля. По сути, речь идет именно об электрической дуге. Но так как применяют ее в процессе сварки, дугу называют не иначе как сварочной.

На дуге фиксируется снижение напряжения. Она является одним из элементов сварочной электрической цепи. Электрод, подключаемый к «плюсовому» полюсу источника питания, при выполнении сварочных работ на постоянном токе именуют анодом. Если его подключают к «минусовому» полюсу – катодом. При работе на переменном токе каждый из сварочных стержней поочередно является то катодом, то анодом.

Дуговой промежуток – это расстояние между двумя электродами. Длина такого промежутка определяет длину электродуги. При малых температурах в стандартных условиях газы состоят из молекул и атомов с нейтральными характеристиками. Об их электропроводимости речи не идет. Добиться прохождения через газовую среду электротока можно исключительно тогда, когда в ней присутствуют ионы и электроны – элементы с определенным зарядом. Процесс формирования данных элементов принято называть ионизацией.

Заряженные частицы образуются в дуговом промежутке в результате того, что с поверхности катода начинается испускание электронов. Это приводит к ионизации паров и газов, находящихся в промежутке. Электрическая дуга может быть:

• сжатой;
• свободной (прямого действия).

В первом случае сечение электрической дуги могут уменьшать посредством регулирования газового потока, изменения сопла горелки сварочного аппарата, электромагнитного поля. Свободная же дуга неизменна.

3 Электродуговая сварка металлов – разновидности процесса

Для разных металлов рекомендованы различные виды осуществления сварочных работ. Для сварки изделий из чугуна, легированных сталей, некоторых цветных металлов, а также из нержавеющей стали обычно применяется ручная технология с защитой сварочной зоны. В данном случае электрод подсоединяют к электродержателю.

Конец стержня для сварки нагревается в тот момент, когда он прикасается к свариваемому изделию (наблюдается замыкание цепи тока). Нагретый электрод отводят от поверхности сварки (обычно на расстояние до 5 мм), что приводит к установлению дуги. Ток в дальнейшем поддерживается уже за счет дугового разряда.

Важнейшим условием получения качественного соединения при описываемой технологии является наличие обмазки – специального флюса густой консистенции, который окружает стержень для сварки. Обмазка предохраняет ванну и непосредственно электродугу от попадания в них газов из воздуха, обеспечивает высокую стабильность разряда, привносит раскислители, делающие сварочный металл более чистым.

По схожей схеме производится и сварка под флюсом. Правда, при ней роль электрода выполняет проволока, которую с катушки подают через пласт флюса в сварочную зону. Такой процесс можно считать практически полностью автоматическим. С его помощью несложно соединять изделия большой толщины, причем на отличном уровне производительности. Как правило, эту технологию применяют при выполнении больших объемов сварочных работ, так как предварительная подготовка изделий к соединению друг с другом требует немалого времени.

Достаточно популярной считается и технология сварки металлов в инертном газе при помощи вольфрамового неплавящегося электрода. Она предполагает защиту сварочной зоны гелием либо аргоном, которые подаются извне. При описанном способе вредные примеси из атмосферы не попадают в ванну. Чаще всего вольфрамовые стержни рекомендуются для соединения конструкций из нержавейки, никеля, алюминиевых сплавов.

Подробнее хочется рассказать о сварке плавящимися электродами по газоэлектрической технологии. По своей сути она напоминает процесс, выполняемый под слоем флюса, которым является газ, обволакивающий дугу, торец стержня и ванну.

Газ подают через сварочное сопло. Целесообразность такой методики обусловлена тем, что при ней допускается получать дуговой разряд с разными параметрами, вводя смеси газов и кислород в незначительных количествах.

Газоэлектрический метод позволяет сваривать металлы с высокой химической активностью (например, медь, «нержавейку», магний и так далее). Он, кроме того, обеспечивает:

• удобство сварки в навесном и вертикальном положениях;
• высокую скорость процесса;
• визуальный контроль выполнения операции со стороны сварщика;
• отличную чистоту шва;
• возможность соединять изделия и с очень большими толщинами, и с очень малыми.

Реже сварка проводится электродами трубчатого типа. При данной операции электрический разряд формируется между трубчатым непрерывным стержнем (порошковой проволокой с флюсом) и изделием, подвергающимся сварке. Функцию присадочного материала при этом выполняет материал электрода, а сварочная ванна защищается элементами, образующимися в процессе разложения флюса.

Электрическая дуговая сварка

При зажигании дуги напряжение между электродами и свариваемым изделием обычно равно 60 В, для электродов отдельных промышленных марок напряжение холостого хода должно быть повышено до 70 В. При замыкании сварочной цепи напряжение падает почти до нуля и после возбуждения дуги поддерживается в пределах 16-30 В в зависимости от длины дуги и марки электрода. 

На рис. 1 приведена статическая характеристика дуги. Точка А соответствует моменту зажигания дуги; точка Б – точка устойчивого горения дуги.

Основными характеристиками процесса плавления электрода являются количество расплавленного металла gэ и относительные потери Ψ (коэффициент потерь) электродного металла в процессе сварки из-за разбрызгивания, испарения и окисления.

При установившемся процессе сварки плавление электрода под действием дуги происходит равномерно по следующей приближенной зависимости, установленной опытным путем при большой плотности тока: gэ=αрIt, где αр – коэффициент расплавления, определяемый опытным путем, r/A*ч; I –сила тока, А; t – время горения дуги, ч.

Коэффициент расплавления зависит от материала электродного стержня и состава обмазки, покрывающей его поверхность, от рода и полярности тока и колеблется в пределах 8-14 r/A*ч. При сварке на постоянном токе он несколько повышается.

Электрическая дуговая сварка обладает основными параметрами режима сварки: — силой сварочного тока; — напряжением дуги; — скоростью сварки.

Выбор электрода определяется в зависимости от химического состава свариваемого металла, согласно паспортным данным изготовителя электродов, руководствуясь каталогами на электроды.

При дуговой электрической сварке диаметр электрода выбирают в зависимости от — толщины свариваемого металла; — положения шва в пространстве; — размеров изделия.

По принятому диаметру электрода и положению шва в пространстве подбирают сварочный ток. 

Толщина металла, мм	1-2	3-5	4-10	12-24	30-60
Диаметр электрода, мм	2-3	3-4	4-5	5-6	6-8

Зависимость силы тока от диаметра электрода показа на рис. 2, где между штриховыми кривыми заключены допустимые отклонения силы тока. Сила тока увеличивается быстрее, чем диаметр электрода, и медленнее, чем площадь его сечения. 

Сварку швов в вертикальном и потолочном положениях выполняют, как правило, электродами диаметром не более 4 мм. При этом сила тока должна быть на 10-20% ниже, чем для сварки в нижнем положении. 

На рис. 3 показаны траектории движения конца электрода: а) при наплавке усиленного валика; б), в), г) — при выполнении углового шва с усиленным прогревом соответственно его краев, одного края и середины шва.

Для получения валика постоянной ширины необходимо, чтобы в процессе сварки поперечные колебания электрода и скорость его перемещения вдоль шва не менялись, при этом амплитуда поперечных колебаний не должна превышать 2-4 электрода.

Увеличение диаметра электрода ограничено возможностью возникновения прожогов свариваемого изделия, затруднением сварки швов в вертикальном и потолочном положениях, а также возникновением непровара при наложении первого слоя, который в многослойном шве обычно выполняют электродами диаметром 4-5 мм.

При укладке первого слоя многослойного шва электрод ведут без поперечных колебаний.

Особенности выполнения швов различных типов

Влияние магнитных полей на сварочную дугу. Столб сварочной дуги можно рассматривать как гибкий проводник, по которому проходит электрический ток. Собственное магнитное поле дуги и поле сварочного контура (ферромагнитных масс) вызывает явление, известное под названием «магнитного дутья».

На магнитное дутье влияют следующие факторы:
— место подвода тока и изделия;
— толщина свариваемого металла;
— конфигурация изделия и пр.

Под влиянием магнитных полей сварочная дуга может перемещаться и изменять форму.

Магнитное дутье может затруднять сварку дугой постоянного тока, особенно при повышении его значения, так как сила воздействия магнитного поля приблизительно пропорциональна квадрату тока. Продольное магнитное поле улучшает технологические свойства дуги; под действием поперечного магнитного поля сварочная дуга отклоняется.

На рис. 4 а), б), в) показаны схемы отклонений сварочной дуги под влиянием магнитного поля в зависимости от положения обратного сварочного провода на свариваемом металле.

На рис. 4 а) сварочный провод находится непосредственно под дугой. В этом случае дуга находится в равномерном магнитном поле, которое её уравновешивает; отклонений дуги не будет.

На рис. 4 б) сварочный провод присоединен слева от дуги. Магнитные поля, сконцентрированные внутри угла, образованного электродом и токоподводящей частью металла, будут отклонять дугу вправо, и, наоборот, — если переместить токопровод вправо от дуги, то магнитное поле будет отклонять дугу влево (рис. 4 в).

Угол наклона электрода к поверхности свариваемого металла также влияет на величину отклонения столба дуги. Чем больше угол наклона, тем сильнее дуга выдувается в сторону, противоположную наклону электроду (рис. 4 г) и д). Как видно из рисунка, изменением угла наклона электрода можно регулировать величину отклонения дуги под влиянием магнитного дутья. Наличие вблизи дуги значительных ферромагнитных масс (массивных стальных деталей) оказывает влияние на отклонение дуги.

С явлением магнитного дутья сварщик сталкивается при сварке угловых (рис. 4 е) и стыковых (рис.4 ж) швов, когда дуга отклоняется на одну из кромок и затрудняет сварку.

При сварке на переменном токе магнитное дутье влияет на дугу значительно слабее. Магнитный поток, создаваемый в сварочном контуре переменным током, индуктирует в массе основного металла токи Фуко (вихревые токи), которые порождают переменное поле, сдвинутое почти на 1800 по отношению к сварочному току. Результирующий магнитный поток, равный геометрической сумме магнитных потоков сварочного и вихревых токов, значительно меньше магнитного потока при постоянном токе; кроме того, он сдвинут по фазе относительно сварочного тока, что ослабляет электромагнитную силу взаимодействия магнитного поля с током.

Для ослабления нежелательного действия магнитного дутья при сварке рекомендуется применять следующие меры:
— изменять наклон электрода;
— изменять место подключения сварочного провода к изделию;
— применять переменный ток и т. п.

Электродуговая сварка: видео обучение

Для соединения металлических конструкций часто используется термическое воздействие на их отдельные части. Ручная и автоматическая электродуговая сварка является одним из самых популярных подобных видов работ.

Виды

Электродуговая металлическая сварка (ГОСТ 5264-80) – это процесс соединения металлов, во время которого температура электрической дуги может достигать 7000 градусов. Это уникальный вид соединения отдельных частей конструкций, т. к. таким способом можно сварить любые известные металлы. После застывания на месте сцепления образовывается сварной шов. Используется для ремонта кузова автомобиля, газовых, водяных и прочих труб, при производственных работах и т. д.

Фото — принцип электродуги

Электрическая дуга расплавляет металл и металлические электроды, после чего жидкость, образовавшаяся посредством температурного воздействия, заполняет зазор между двумя заготовками.

Фото — газовая горелка

Виды дуговой электрической сварки:

1. Ручная;
2. Полуавтоматическая;
3. Автоматическая.

Главное различие между процесса заключается в принципе проведения работ. При ручной все действия по соединению металлов осуществляются своими руками, при автоматической – соответственно, исключительно сварочным аппаратом. Полуавтоматический процесс является комбинированным. Здесь для сварки металлов используются электроды.

Фото — шов

Также в зависимости от используемого тока, процесс электродуговой сварки может осуществляться:

1. Переменным;
2. Постоянным. В свою очередь, такая технологическая сварка бывает прямой полярности (минусовыми электродами) и обратной (плюсовыми).

В зависимости от необходимого тока, может использоваться разное оборудование и способы соединения. Также у сварщиков, зависимо от типа технологической обработки, используются различные электроды: плавящиеся и неплавящиеся. Плавящиеся могут использоваться в любой среде. Они работают за счет образования дуги между металлом и электродом. В зависимости от длины соединяемых деталей, по мере сварки электрод подается на места стыков. Применяются для углеродистой стали, соединения алюминия, меди и т. д.

Фото — открытая дуга

Для небольших и тонких соединений используются неплавящиеся. Они часто применяются для сварки трубопроводов, тугоплавких металлов и другого. С такими целями применяются вольфрамовые электроды, графитовые и угольные.

Также электродуговая сварка классифицируется по типу защиты:

1. В среде защитных газов (ГОСТ 14771-76). Это аргонная и углекислая;
2. В среде шлаков. Это процесс термического воздействия на металлические соединения под флюсом или толстопокрытыми электродами. Процесс пользуется популярностью при пайке различных труб большого диаметра;
3. С комбинированной защитой. Процесс пайки, в котором режимы производятся в газовой среде с толстопокрытыми флюсами.

Фото — электроды

Технология электродуговой сварки имеет свои достоинства и недостатки. Преимущества процесса:

1. Доступность сварочного оборудования и дополнительных элементов (флюса, электродов). Купить инверторы можно в любом электротехническом магазине. Средняя цена – от 30 долларов за ручной инвертор и от 80 за полуавтоматический;
2. Зона термического воздействия имеет очень малое влияние на несвариваемые участки металлов. Это крайне важно для соединения труб и тонких прокатных металлических листов.

Методы электродуговой сварки имеют и некоторые недостатки:

1. Необходимо применение специального оборудования. Электродуговая сварка проводится только специальными инверторами и электродами;
2. Для сварки нержавейки (легированной стали), алюминия, меди и других плавких металлов обязательно требуется зачистка соединяемых элементов. Кромки подготавливаются перед процессом термической обработки и после его окончания (только при условии полного остывания металла).

Фото — соединение труб

Видео: обучение дуговой сварке

Как проводится

Чтобы правильно сваривать металл электродуговой сваркой, необходимо строго следовать инструкции. Только при этом условии сварной шов будет достаточно прочным и аккуратным.

Пошаговая инструкция:

1. Кромки заготовок зачищаются и обезжириваются, при необходимости производится их резка. К ним приставляется раскаленный электрод. Торец электрода разделяет определенный участок поверхности свариваемой детали на ионы и электроны. В этом пространстве и возникает дуговой разряд; Фото — зачистка
2. Для того чтобы процесс сваривания происходил быстрее и результат был надежнее, на поверхность сварной арматуры (электродов) наносятся различные вещества. Это может быть кальций, калий, натрий. Они ускоряют процесс разделения металла на частицы;
3. По типу сварки она может производиться открытой дугой (плавлением незащищенным потоком направленных частиц) и закрытой. В открытом положении купли металла насыщаются азотом, что негативно сказывается на качествах шва. Чтобы снизить это влияние электроды покрываются слоем металла. Для производства более выгодно использовать закрытый метод, в котором место сваривания защищено от воздействия кислорода; Фото — необходимые инструменты
4. Когда все подготовительные процессы завершены, нужно установить электрод в инвертор и несколько раз провести концом прута по торцам свариваемых деталей – это зажжет дугу. Аппараты подбираются по типу проводимых работ и в зависимости от особенностей и свойств металлов. После включения сварочного устройства нужно установить ток на нужном уровне, и пока система разогревается, надеть средства безопасности; Фото — защита
5. У разных аппаратов есть различные режимы для сварки, но любые современные устройства изготовлены таким образом, что не дают электродам залипать. Поэтому стараться держать прут на определенном уровне от поверхности нет необходимости;
6. Схема сварки: опереть электрод на поверхность свариваемых деталей и аккуратно медленно вести по зазору. Ванная заполнится жидким металлом, который при застывании образует прочное соединение. Чтобы максимально точно рассчитать мощность, ток и продолжительность воздействия дуги, необходимо воспользоваться операционной картой технологического процесса;
7. Вертикальные швы свариваются короткой дугой. Угол соприкосновения электрода и свариваемой поверхности должен быть прямым, допускается отклонение на 10 градусов. Во избежание наплавления металла в одной точке может использоваться техника елочки, треугольника или многослойное прохождение тонкой дугой. Каждая методика имеет свои особенности, поэтому подбирается нужный способ в зависимости от потребностей и уровня подготовки.

Фото — вертикальная электродуговая сварка

После того как ремонт окончен, нужно зафиксировать пластины в определенном положении до полного застывания ванной и шва.

Какая сварка лучше: газовая или электрическая?

Какая сварка лучше: газовая или электрическая?

Сегодня мы хотим разобраться, в чем особенности каждого метода. И можно ли ответить на вопрос, какой из них лучше? Они существенно отличаются по принципу работы, инструментарию, сфере применения и другим параметрам. Давайте остановимся на каждом типе поподробнее.

Электрическая

Ее также называют электродуговой. Она соединяет металлы путем расплавления и скрепления частей под влиянием электрической дуги. Помогает в этом специальный электрод, который, расплавляясь, выполняет функцию клея.

При работе с популярным аргоном используется вольфрамовый электрод. Аргон вытесняет кислород из рабочей ванны, то есть защищает место сварки от нежелательных примесей и газов. Кислород плохо воздействует на качество шва. Поэтому используется аргонодуговая сварка, так как этот газ тяжелее воздуха на 38%.

Электросварка может происходить под воздействием переменного или постоянного токов. Чтобы работать с переменным током, нужен сварочный трансформатор. Он выдает мощный электрический ток для стабилизации дуги.

Газовая

В отличие от электрической, газовая сварка происходит благодаря струе сгорающего газа из специальной горелки или резака. Чтобы начать варить, к горелке подсоединяют 2 баллона с разными газами: тем, который будет гореть (может быть пропан, бутан или метан) и окислителя (кислорода). А иногда лучше использовать ацетилен, который «работает в одиночку».

Плюсы и минусы сварочных методов

Оба варианта обладают своими достоинствами и недостатками. К особенностям электросварки можно отнести следующие моменты:

• электрической сваркой лучше пользоваться там, где есть хорошие электросети, которые могут выдержать огромные напряжения аппарата;
• аппарат для электросварки намного компактнее газового;
• нагревается небольшой участок и очень быстро.

Но при этом электродуговая сварка опасна, так как может произойти сильный удар током. Одновременно с этим при другом типе соединения металлов необходимо постоянно следить за возможной утечкой газа, чтобы избежать взрыва. Кроме того, газосварка имеет и такие особенности:

• Позволяет выполнять работы даже там, где нет электричества, либо напряжение слишком мало. Газовые баллоны дешевле дизель-генератора. Но это не значит, что стоимость металлоконструкций, сваренных при помощи газовой горелки, будет существенно ниже. Здесь играет роль много факторов.
• Газ не так негативно сказывается на зрении.
• Нагревается большой участок, причем медленно. Сложно однозначно сказать, хорошо это или плохо. Некоторые металлы как раз лучше нагревать не спеша.
• При увеличении толщины металла производительность падает.
• При газовой сварке нужно постоянно заправлять и возить баллоны, а это не всегда удобно.

Подводя итог, мы можем сказать, что однозначно определить, какая сварка лучше — газовая или электрическая — объективно просто невозможно. Они обе небезопасны и требуют высококвалифицированного исполнителя. В зависимости от ситуации и состава соединяемого материала лучше оказывается тот или иной способ.

Принципы дуговой сварки

Дуговая сварка – это один из нескольких способов соединения металлов методом сплавления. Для этого в зоне соединения значительно повышают температуру, из-за чего края двух деталей плавятся и перемешиваются друг с другом или с расплавленным буферным металлом. После охлаждения и застывания между ними образуется металлургическая связь. Так как соединение представляет собой смесь металлов, чаще всего оно обладает такими же прочностными характеристиками, что и металл соединяемых деталей. Это большое преимущество над методами соединения без расплавления металлов (пайки и т. д.), которые не позволяют продублировать физические и механические характеристики основных металлов.

 

Рис. 1. Схема контура дуговой сварки

 

 

При дуговой сварке необходимое для плавления металла тепло выделяется электрической дугой. Эта дуга образуется между рабочим изделием и электродом (в виде стержня или сварочной проволоки), которую вручную или механически направляют в сварочную ванну. Электрод может быть неплавким и служить исключительно для замыкания контура между рабочим изделием и наконечником. Также помимо переноса тока он может быть предназначен для добавления в сварочную ванну присадочного металла. В производстве металлоизделий чаще используется второй тип электродов.

Сварочный контур
Упрощенная схема сварочного контура показана на Рис. 1. Он состоит из источника постоянного или переменного тока, который подключается кабелями к свариваемой детали и электрододержателю.

Дуга возникает в момент, когда кончиком электрода прикасаются к рабочему изделию и сразу же приподнимают его от поверхности.

Температура дуги составляет около 3600ºC. Этого достаточно, чтобы расплавить основной металл и материал электрода, образуя при этом сварочную ванну, которую иногда называют «кратером». После того, как электрод переместится дальше, кратер застынет и образует сварочное соединение.

Газовая защита
Однако для соединения металлов простого перемещения электрода недостаточно. При высокой температуре металлы склонны вступать в реакцию с содержащимися в воздухе химическими элементами – кислородом и азотом. Когда расплавленный металл в сварочной ванне вступает в контакт с воздухом, в нем начинают образовываться оксиды и нитриды, из-за которых намного падают прочностные характеристики металла. Поэтому многие процессы дуговой сварки предполагают какой-либо способ изолировать дугу и сварочную ванну с помощью защитного газа, пара или шлака. Это называют защитой дуги. Такая защита предотвращает или минимизирует контакт расплавленного металла с воздухом. Кроме того, защита может улучшить сварочно-технологические характеристики. В качестве примера можно назвать гранульный флюс, который, помимо прочего, содержит деоксиданты.  

 

Рис. 2. Защита сварочной ванны с помощью покрытия электрода и слоя флюса на наплавлении.

 

На Рисунке 2 показана типичная схема газовой защиты дуги и сварочной ванны. Выступающее за границы электрода покрытие плавится в точке контакта с дугой и образует облако защитного газа, а слой флюса защищает еще не застывший металл наплавления позади дуги.

Электрическая дуга представляет сбой достаточно сложное явление. Хорошее понимание физики дуги поможет сварщику лучше контролировать свою работу.

Природа дуги
Электрическая дуга представляет собой ток через дорожку ионизированного газа между двумя электродами. При этом возникающая между отрицательно заряженным катодом и положительно заряженным анодом дуга выделяет много тепла, так как в ней постоянно сталкиваются положительные и отрицательные ионы.

В некоторых условиях сварочная дуга не только вырабатывает необходимое для плавления электрода и основного металла тепло, но и переносит расплавленный металл с кончика электрода на рабочее изделие. Существует несколько технологий переноса металла. Например, среди них можно отметить:

1. Перенос силами поверхностного натяжения (Surface Tension Transfer®), когда капля расплавленного металла касается сварочной ванны и втягивается в нее силами поверхностного натяжения;
2. Струйный перенос металла – когда электрический разряд выталкивает каплю из расплавленного металла на кончике электрода в сварочную ванну. Такой процесс хорошо подходит для потолочной сварки.

При использовании плавкого электрода жар от дуги расплавляет кончик электрода. От него отделяются капли металла, которые пермещаются через дугу к рабочему изделию. При использовании плавкого электрода жар от дуги расплавляет кончик электрода. От него отделяются капли металла, которые направляются через дугу к рабочему изделию. При использовании угольного или вольфрамового (TIG) электрода этого не происходит. В таком случае металл наплавления поступает в соединение из второго электрода или проволоки.

Большая часть тепла дуги поступает в сварочную ванну через расходуемые электроды. Это позволяет обеспечить более высокую термическую эффективность и сконцентрировать зону термического воздействия.

Так как для замыкания электрического контура нужна ионизированная дорожка между электродом и рабочей поверхностью, простого включения тока будет недостаточно. Необходимо «поджечь» дугу. Этого можно добиться кратковременным повышением напряжения или прикосновением электрода к контактной поверхности до тех пор, пока она не нагреется.

Для сварки может использоваться как постоянный ток (DC) прямой или обратной полярности, так и переменный (AC). Выбор рода и полярности тока зависит от конкретного процесса сварки, типа электрода, газовой среды в зоне дуги и свариваемого металла.

Слесарное дело» Blog Archive » Электрическая сварка

Электрическая сварка и оборудование для сварки

Назвать виды электрической сварки.

При электрической сварке нагрев металла производится с помощью электричества. В зависимости от принципа превращения электрической энергии в тепловую различают следующие виды сварки: дуговая, электрошлаковая, контактная, индукционная и электронно-лучевая.

Назвать виды дуговой сварки.

Вид дуговой сварки зависит от используемого электрода. Применяются угольные (способ Бенардеса) или металлические электроды (способ Словянова или трехфазным током).

При какой толщине материала можно использовать дуговую электрическую сварку?

Дуговую электрическую сварку можно применять для сварки металлических листов толщиной 1—80 мм. Применение электрошлаковой сварки позволяет сваривать значительно большие толщины.

Что такое электрическая дуга и когда она возникает?

Электрическая дуга представляет собой мощный продолжительный электрический разряд в газах, который сопровождается выделением значительного количества тепла и света.

Электрическая дуга при сварке называется сварочной. Она служит для расплавления свариваемых частей изделия и электрода, металлом которого заполняется сварной шов. Дуга может возникнуть вследствие проскакивания искры между электродами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга или вследствие соприкосновения электродов и последующего их некоторого разведения.

Какова температура электрической сварочной дуги?

Температура электрической сварочной дуги достигает 6000° С при рабочей температуре в зоне сварки порядка 3500° С. Электрическая дуга постоянного тока имеет более высокую температуру на положительном полюсе, в то время как дуга переменного тока имеет наивысшую температуру на обоих полюсах. Температура электрической сварочной дуги зависит от силы электрического тока, протекающего через дугу. Чем больше сила тока, тем больше выделяется тепла, а потому можно расплавить более толстый материал и использовать толстый электрод. По мере отдаления электрода от свариваемого материала количество выделяемого тепла уменьшается.

Какой ток может быть подведен к инструменту для дуговой сварки?

Страницы: 1 2 3 4 5

Автор admin   |  Категория Без рубрики   | 

Теги: ГОСТ 2.312-72, ГОСТ 5264-69, дуга, дуговая сварка, искра, место, металл, молот, отжиг, ремонт, сварка, сварочный аппарат, сварщик, сила тока, сплав, стали, сталь, температура, ток, уголь, чугун, шлак, электрическая сварка, электрод

Что такое электродуговая сварка. Принцип работы электросварки

Самым востребованным и распространенным способом сваривания металлов на сегодняшний день является электрическая дуговая сварка. Технология характеризуется универсальностью. Она отлично показала себя и на производственных участках, и в мастерских, и на частных подворьях. Она обладает большим списком достоинств – простота использования (под силу даже новичкам, не имеющим никакого опыта), доступность оборудования и расходных материалов, хорошее качество конечного результата. Тем не менее, перед началом работ требуется некоторый уровень теоретической подготовки, базовые знания принципов работы оборудования и особенностей технологии.

Что такое электродуговая сварка

Знакомство следует начинать с принципов работы. Во время электродуговой сварки металлические кромки деталей, которые примыкают одна к другой, плавятся под воздействием высокой температуры. Ее источником является электрическая дуга, которая образуется в результате замыкания цепи.

Во время работы сварщик перемещает электрод по стыку. Вслед за ним перемещается и расплав, называемый сварочной ванной. Со временем расплавленный металл стынет и образует монолитное прочное соединение, которое называется сварным швом. Данная технология имеет одну характерную особенность. Из-за высокой температуры расплав активно взаимодействует с атмосферным кислородом, азотом и влагой. В результате такой реакции снижаются прочностные характеристики соединения.

Чтобы предотвратить окисление свариваемого металла и защитить сварочную ванну от неблагоприятного воздействия, используются инертные газы: углекислый газ, аргон, гелий и другие. Одним из основных компонентов электрической дуговой сварки является электрод. Он может быть плавящимся или же нет. В первом случае материал, из которого состоит электрод, войдет в состав сварного шва. В случае использования неплавящихся электродов применяются флюсовые добавки, которые чаще всего просыпаются вдоль стыка в виде специального порошка.

Принцип сварки электродом

В основе технологического процесса электродуговой сварки лежит несколько принципов, среди которых – пробой и короткое замыкание. На первом из них стоит сосредоточить особе внимание. Он базируется на пробое диэлектрика, который образуется в результате заполнения межатомного пространства заряженными электрическими частицами. Положительный заряд создают ионы, а отрицательный – электроны.

Существует немало ситуаций, при которых пробой возможен для любого диэлектрика. А вот относительно электродуговой сварки, то здесь пробой воздушной массы образуется между массой и электродом. Во время эксплуатации оборудования на расходнике образуется заряд с низким напряжением и в то же время большой силой тока – от 80 до 200 ампер. Помимо этого, создается огромная плотность, показатель которой составляет несколько тысяч А/м2.

В момент, когда электрод прикасается к свариваемой поверхности, образуется короткое замыкание. В результате генерируется электрическое поле высокой мощности. В этом поле и получается пробой.

Виды электросварки

Существует несколько разновидностей электрической дуговой сварки. Для каждой характерны отличительные особенности, которые в итоге сказываются на качестве сварного соединения. Принято отличать такие виды электродуговой сварки:

• ручная. Держателем управляет рука человека. Не предусматривается использование дополнительных механизмов, манипуляторов и т.д.;
• механизированная. Подача присадки в рабочую область выполняется автоматом. Остальные манипуляции специалист делает вручную;
• автоматическая. Сварочный прочес полностью автоматизирован. Оборудование без вмешательства человека разжигает дугу, перемещает его по стыку, регулирует показатели длины пламени, обеспечивает подачу расходных материалов.

По технологическим признакам электродуговая сварка делится в зависимости от способа выполнения процесса:

• пучком. Для выполнения работы несколько электродов связываются в пучок. Их наконечники свариваются, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение электрического разряда. Допускается использование токов в широком диапазоне значений;
• лежачим электродом. Подразумевается, что может проводиться укладка с обмазкой длиной 50-120 см в угол или предварительно разделанный стык. Поверх укладывается медный брус продольной канавкой. После этого к источнику тока подключаются электрод и сама заготовка. При помощи угольного стержня разжигается дуга, которая уходит под медный брусок. Она перемещается по канавке, расплавляет ранее уложенный плавящийся электрод и таким образом сваривает заготовки;
• наклонным электродом. Метод дает возможность заметно повысить производительность. При выполнении работ стержень зажимается в обойме, которая перемещается по стойке под воздействием своего веса. То есть, сварочная дуга разжигается, в результате чего плавятся электроды. По мере уменьшения его размеров вниз опускается и удерживающая обойма.

Оборудование для электродуговой сварки

Для электродуговой сварки достаточно иметь традиционный трансформаторный аппарат. Это давно известное классическое сварочное оборудование. Принцип его работы прост: трансформатор понижает напряжение, повышая при этом силу тока. Оборудование рассчитано для работы с источником переменного тока. Но такие установки обладают критическими недостатками: большим размером и весом. Его неудобно перемещать как до объекта работы, так и во время сварочного процесса. Чтобы облегчить участь, специалисты устанавливают оборудование на мобильные платформы. Но это слабое подспорье, поскольку габариты только увеличиваются и техника становится менее поворотливым.

В случаях, когда требуется мобильность и производительность, то выходом из ситуации станет конвертор. Работа установки заключается в преобразовании переменного бытового тока в высокочастотный. После этого он трансформируется в постоянный. Установки характеризуются компактными размерами и небольшим весом. Инвертор характеризуется стабильной электрической дугой, что положительно сказывается на качестве шва. Он предусматривает возможность работы с током прямой или обратной полярности.

Особенности выполнения работы

Качественное сварное соединение можно получить только при условии соблюдения всех требований технологического процесса. Любое отклонение приведет к ухудшению качества шва или же к откровенному производственному браку.

Особенности технологии электродуговой сварки:

• Прежде всего требуется подготовка свариваемых поверхностей. Стыки зачищаются от мусора и обезжириваются. В некоторых случаях требуется дополнительная разделка кромок. После можно приступать непосредственно к свариванию. Для этого электрод подносится к стыку и с помощью постукивания о поверхность добывается электрическая дуга.
• Чтобы процесс происходил быстрей, а сварные швы получились максимально качественными, на электроде присутствуют вспомогательные элементы. Для этого лучше всего подходят кальций, натрий и калий. Благодаря им металл энергичнее делится на частички.
• Для сварочного процесса может использоваться как открытая, так и закрытая электрическая дуга. При открытой дуге в область сварки проникает много атмосферного азота. Он отрицательно влияет на качество соединения и структуру сварного шва. Чтобы уменьшить отрицательное влияние на поверхность расходных материалов наносится металлический слой. В промышленных масштабах чаще всего применяется способ сваривания заготовок посредством закрытой электрической дуги. В этом случая рабочая зона защищена от воздействия атмосферного кислорода и других газов.
• Сварку металла можно выполнить при помощи разных аппаратов. Широкое распространение получили инверторы. Они рассчитаны на применение электродов разного диаметра. Для начала работы стержень устанавливается в держатель, а масса подключается к рабочей поверхности. После включения аппарата концом электрода нужно провести пару раз по металлу деталей, чтобы разжечь дугу. Важно, чтобы до этого момента рабочие параметры, в особенности ток, были выставлены на оптимальные значения.

• Во время сварки деталей электрод плавно перемещается вдоль линии стыка. Он постепенно заполняется расплавом, который еще называют сварочной ванной. Она состоит из металла заготовок и расходного материала. Застывая расплав образует сварной шов. Руководствуясь в работе технологической картой, специалист может точно рассчитать рабочие параметры, включая мощность, продолжительность воздействия дуги и т.п.
• При формировании вертикальных швов электрод удерживается в прямом положении. Впрочем, небольшое отклонение (до 10 градусов включительно) никак не повлияет на качество результата.
• Чтобы исключить наплавление в одном месте, применяются разные техники сваривания: елочка, треугольник, проход в несколько раз и другие.

Выбор метода и техники сваривания зависит от условий выполнения работ и материалов, которые соединяются.

Меры безопасности

Во время выполнения манипуляций по электродуговой сварке металлов следует соблюдать меры безопасности:

• Обязательно одевается одежда сварщика, изготовленная из специального огнезащитного материала. Костюм и другие элементы амуниции защищают тело от вероятности получения ожога. Раскаленный металл во время работы разлетается в разные стороны. Особенно внимательно нужно экипироваться перед потолочной сваркой.
• Допускается хлопчатобумажная спецовка в случаях выполнения кратковременных работ. Ни в коем случае нельзя использовать одежду из искусственных материалов. Она легко воспламеняется и отлично поддерживает огонь.
• Глаза и лицо должны быть защищены специальной маской сварщика.

• Сварочные работы следует выполнять на открытой площадке или же в хорошо проветриваемом помещении.
• Перед началом работы нужно запастись средствами пожаротушения: огнетушителем, водой и песком.

Электродуговая сварка хорошо подходит для разных свариваемых металлов. При выполнении работ следует придерживаться технологии и всех требований по технике безопасности. Только в таком случае специалист будет защищен от возможной травмы, которую может спровоцировать электрический разряд или раскаленный металл.

Виды электросварки | Sciencing

Сварочные материалы — это эффективный способ их соединения без использования фитингов. Сварка MIG, сварка TIG и сварка стержнем — это три типа электродуговой сварки. Дуговая сварка — это сварка, которая достигается путем прохождения электрической дуги между электродом и рабочей нагрузкой. В большинстве методов сварки используется защитный газ для обеспечения гладкости в точке сварки, предотвращения загрязнения в точке сварки, улучшения качества сварного шва и стабилизации электрической дуги под напряжением между электродом и рабочей нагрузкой.

Сварка MIG

Дуговая сварка металлическим электродом в газовой среде относится к сварке MIG; это метод сварки, который часто используется при работе со сталью. По сути, этот процесс включает плавление металлического наполнителя на рабочей нагрузке. Сварка MIG — относительно чистый процесс; во время сварки образуется лишь небольшое количество брызг. Сварщики могут выполнять более длинные сварные швы без перерывов, используя этот метод сварки, потому что в процессе требуется несколько пусков и остановок. Типичным защитным газом, используемым при этом типе сварки, является аргон или смесь аргона, содержащая кислород или диоксид углерода.Возможно, некоторые из недостатков, связанных с этим типом сварки, заключаются в том, что может быть трудно создать дугу, чтобы начать весь процесс, а сварные швы, которые создает этот процесс, могут сильно окисляться.

Сварка TIG

Дуговая сварка вольфрамовым электродом в среде газа относится к сварке TIG; это метод сварки, который часто используется при работе со сплавами магния, алюминия, титана, никеля и меди. Сварочные швы TIG могут выполняться с наплавкой или без нее. Сварочные швы TIG могут быть намного меньше, чем сварные швы MIG, потому что в системах сварки TIG тепло лучше улавливается.Одним из недостатков этого типа сварки по сравнению со сваркой MIG является то, что сварка TIG требует больше времени, чем сварка MIG. Этот вид сварки — один из самых чистых, поскольку на нем не образуются брызги. Аргон сам по себе или в сочетании с гелием или водородом часто используется в качестве защитного газа для этого типа сварки.

Ручная сварка

Один из первых доступных методов сварки — дуговая сварка металлическим электродом в защитных оболочках, также известная как электродная сварка. Этот метод сварки идеально подходит для использования на мостах, изделиях из металла, трубопроводах, тракторах и других сварочных операциях на открытом воздухе, поскольку такие внешние элементы, как дождь, не нарушают целостность сварного шва.Правильная сварка штангой может оказаться сложной задачей и рекомендуется только очень опытным сварщикам.

Что такое электросварка? (с изображением)

Электросварка — это процесс нагрева и сварки двух металлических частей вместе с помощью мощного электрического тока. Его изобрел профессор Элиху Томсон. Это требует использования специального устройства, называемого динамо-машиной, которое высвобождает ток, используемый для сварки.

В отличие от более традиционных методов, электросварка требует минимальных навыков и понимания со стороны оператора динамо-машины.Он должен только изучить надлежащую температуру сварки используемого металла, но не обязан изучать более сложные процессы традиционной сварки. Использование динамо-машины при этом типе сварки является саморегулирующимся, и для нормальной работы требуется лишь периодическая смазка. Это делает этот метод идеальным для начинающего сварщика.

Сплав

и любые два подобных куска металла можно соединить электросваркой.Таким же способом можно сваривать два разных куска металла, если точка сварки одного из них не превышает точку сварки другого. Если разница в температурах сварки является проблемой, металлы все еще можно сваривать с использованием заусенцев в точке сварки.

В процессе электросварки металлические детали соединяются между собой медными зажимами.Электричество пропускается через детали, нагревая их и соединяя в точке, где встречаются две металлические детали. Кажется, что тепло будет больше всего в месте встречи двух металлов, но область, где металлы закручены и не соприкасаются, сначала нагревается, а затем излучается наружу к стыкам.

Распределение тепла регулируется путем обеспечения равномерного движения с помощью регулирующего рычага.Это гарантирует, что оба металла станут мягкими и одновременно соединятся друг с другом. По окончании процесса электросварки образуется бесшовное соединение.

Преимущества электросварки заключаются в том, что этот метод не расходует лишнее топливо и обеспечивает заданную точность.Тепло не выходит далеко за пределы точки сварки. Это делает его идеальным для изолированных проводов. Концы каждого провода можно сваривать, оставляя изоляцию нетронутой.

Хотя электросварка может потреблять до 50 000 ампер электричества, она использует электродвижущую силу, которая содержит только половину вольта электричества.Это делает динамо-машину неспособной поражать человека электрическим током или поражать его током во время использования. Сварка с использованием электричества может занять от долей секунды до нескольких минут в зависимости от работы, и этот метод можно использовать как для больших, так и для небольших работ.

Основы электросварки

Дуговая сварка — это процесс соединения двух металлических частей друг с другом с использованием электрической энергии.Дуговая сварка создает электрическую дугу, которая плавит основной металл и, как правило, присадочную проволоку. Последующая ванна расплавленного металла затем затвердевает и сплавляет края основного материала, чтобы соединить металл вместе. Чтобы это стало возможным, электричество передается от источника питания через электрод. Электрический ток преобразуется в тепло из-за сопротивления потоку электронов через воздушный зазор. Эта интенсивная электрическая энергия создает дугу.

Виды сварки

Существует четыре основных типа процессов дуговой сварки, которые можно использовать для соединения металла.В их числе:

Ручная дуговая сварка металла (также известная как дуговая сварка защищенного металла или сварка палкой)

При дуговой сварке защищенным металлическим электродом сварочный аппарат использует электрод (стержень) с флюсовым покрытием для образования электрической дуги между основным материалом и стержнем. В дуге поток разрушается, образуя защитный газ. Этот процесс обычно используется в полевых условиях. Он не требует баллона с защитным газом, является портативным и имеет очень мало движущихся частей. Обратной стороной является то, что он медленный и неэффективный.Требуется источник питания постоянного тока (падающая характеристика). Он может использовать переменный или постоянный ток.

Газовая дуговая сварка металла (также известная как металл в инертном газе (MIG) или металлический активный газ (MAG))

В этом процессе сварки используется непрерывная катушка сплошной присадочной проволоки / электрода и внешний защитный газ. Этот GMAW требует постоянной мощности сварки от источника постоянного тока. Этот тип сварки является наиболее распространенным в промышленности для использования в мастерских, поскольку он более эффективен, чем сварка штучной сваркой.У него больше движущихся частей, поэтому для его правильной работы требуются некоторые знания об оборудовании и о том, как его настроить.

MIG-сварка использует постоянный ток с источником постоянного напряжения. Таким образом, независимо от вылета (расстояние от конца контактного наконечника до конца проволоки) длина дуги остается неизменной.

Дуговая сварка порошковой проволокой

Есть два варианта FCAW. Газовая защита (внешний экран) и самозащита (внутренний экран). Оборудование в основном такое же, как и для сварки MIG, но с небольшими изменениями.Самая большая разница — это конструкция электрода. GMAW использует сплошную проволоку, FCAW, как следует из названия, использует трубчатую проволоку с флюсом внутри. Вам нужно использовать ролики с накаткой, чтобы проволока не переминалась.

Обычно он имеет более высокую скорость наплавки, чем GMAW, при данной силе тока и размере провода, так как имеет более высокую плотность тока. Эта концепция будет объяснена в следующем блоге.

Газовая вольфрамовая дуговая сварка

Газовая вольфрамовая дуга похожа на современного кислородного сварщика.Вместо пламени он использует дугу для создания тепла, необходимого для плавления материалов. Как следует из названия, в этом методе для передачи тока используется легированный вольфрамовый электрод, а также может быть добавлен внешний наполнитель. Дуга защищена инертным газом для защиты электрода и сварного шва от атмосферы. Поскольку газовая вольфрамовая дуга требует двух рук и обычно используется для более сложной работы, поскольку требует большего мастерства.

Источники энергии для электросварки

Для дуговой сварки может использоваться питание от источников переменного (переменного тока) или постоянного (постоянного тока).Цикл питания переменного тока включает как положительный, так и отрицательный полупериод. В течение полупериода ток движется в одном направлении и мгновенно останавливается на нуле. Затем он меняет направление и повторяет полупериод в обратном направлении. Это называется синусоидальной волной. Герц — это количество циклов в секунду. В Австралии наш переменный ток составляет 50 Гц, в США — 60 Гц. Переменный ток редко используется в современной промышленности, поскольку его цикличность связана с более высоким уровнем опасности поражения электрическим током. Исключением является GTAW, некоторые виды дуговой сварки под флюсом и ситуации, когда дуговая дуга является проблемой.

Электропитание постоянного тока движется в одном направлении и имеет либо отрицательно, либо положительно заряженный полюс. Две трети тепла всегда на положительной стороне. Поэтому обычно для GMAW / FCAW вы используете DC +, а GTAW вы используете DC-, чтобы не расплавить электрод. Если вы подключите электрод к отрицательно заряженной клемме постоянного тока, на положительной клемме будет выделяться тепло, и наоборот.

Общие термины

Длина дуги

Длина дуги — это расстояние от конца электрода до поверхности основного материала, на это расстояние влияет напряжение дуги.

Текущий (проточный)

Ток — это количество электронов, проходящих мимо заданной точки в сварочной цепи. Это измеряется в амперах. Теплота дуги изменяется за счет увеличения тока.

Напряжение (давление)

Напряжение — это давление (VIP) — это величина электрического давления в дуге.

Напряжение замкнутой и разомкнутой цепи

Когда электрическая цепь замкнута, ток течет и вы выполняете сварку, это называется замкнутой цепью или напряжением дуги.Однако, если цепь не замкнута, значит, вы не выполняете сварку, цепь называется разомкнутой. Напряжение холостого хода (OCV) — это напряжение, измеренное на выходных клеммах, когда аппарат включен, но сварка не выполняется.

Вы заметите, что OCV всегда выше, чем у замкнутой цепи. Напряжение — это потенциальная энергия. Поэтому для зажигания дуги требуется более высокое напряжение. В Австралии безопасные уровни составляют 80 В для источников переменного тока и 115 В для источников постоянного тока без устройств понижения напряжения.Это заставляет некоторых людей думать, что более низкое напряжение переменного тока безопаснее, но, как упоминалось ранее, циклический характер имеет более высокий уровень опасности поражения электрическим током.

Изменение силы тока

MMAW — в зависимости от машины это может быть трансформатор, в котором вы вращаете ручку, или современный инверт, в котором используется небольшая ручка.

GMAW — изменяя скорость подачи проволоки, вы увеличиваете ток. При использовании GMAW ампер и вольт должны быть в правильном соотношении.

Если сила тока слишком высока, чрезмерное проплавление, подрез и пористость из-за перегрева электрода.Если сила тока слишком мала, дуга становится нестабильной, повышается риск отсутствия плавления / проплавления и включений.

Изменение напряжения

При использовании источников питания постоянного тока (MMAW и GTAW) единственный способ изменить напряжение — это обычно увеличивать и уменьшать длину дуги. Некоторые машины имеют настройку силы дуги, которая незначительно эффективно изменяет напряжение дуги. Не на всех машинах это есть.

В машинах с постоянным напряжением (GMAW / FCAW) у вас есть переключатели или ручки, которые позволяют изменять напряжение.Поэтому, если вы хотите изменить длину дуги, вам нужно изменить напряжение дуги с помощью аппарата, поэтому его называют аппаратом постоянного напряжения.

Arc Blow

Существует два типа дуги: тепловой и электрический. В контексте этого блога мы сосредоточимся на дутье электрической дугой.

При постоянном токе, особенно при высоких значениях силы тока, может наблюдаться отклонение дуги из-за дисбаланса / искажения магнитного поля. Во время сварки вы можете видеть отклонение дуги, поэтому вы меньше контролируете сварочную ванну.

Выдувание дуги обычно вызывается двумя причинами

• В конце сварного шва или пластины магнитное поле искажается (неконцентрическое) вокруг дуги.
• Остаточный магнетизм в свариваемом, закаленном и отпускаемом изделии. Материалы имеют высокую магнитную проницаемость и, следовательно, сохраняют магнетизм.

Поговорите с Technoweld

Обратитесь к нам за обучением, осмотром, консультациями и надзором за сварочными процедурами.Мы также можем исследовать и документировать сварочные процедуры для ваших конкретных сварочных процессов, а также запускать эти процедуры.

Что такое дуговая сварка? — Определение и типы процессов

Дуговая сварка — это тип процесса сварки, 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 (DC), либо переменный (AC) ток.

Эта статья входит в серию часто задаваемых вопросов TWI.

Если у вас есть какие-либо вопросы или вам нужна помощь, напишите нам, чтобы получить консультацию специалиста:

[email protected]

Нажмите здесь, чтобы увидеть наши последние подкасты по технической инженерии на YouTube .

Как это работает?

Дуговая сварка — это процесс сварки плавлением, используемый для соединения металлов. Электрическая дуга от источника переменного или постоянного тока создает интенсивное тепло около 6500 ° F, которое плавит металл в месте соединения двух заготовок.

Дуга может управляться вручную или механически вдоль линии соединения, в то время как электрод либо просто проводит ток, либо проводит ток и одновременно плавится в сварочной ванне, подавая присадочный металл в соединение.

Поскольку металлы химически реагируют с кислородом и азотом в воздухе при нагреве дугой до высоких температур, для сведения к минимуму контакта расплавленного металла с воздухом используется защитный газ или шлак. После охлаждения расплавленные металлы затвердевают, образуя металлургическую связь.

Какие бывают типы дуговой сварки?

Этот процесс можно разделить на два разных типа; методы плавления и неплавящегося электрода.

Методы расходных 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 известна как ручная дуговая сварка металлическим электродом (MMA или MMAW) , дуговая сварка под защитным флюсом или дуговая сварка — это процесс, при котором дуга зажигается между металлическим стержнем (электрод с покрытием из флюса) и заготовкой. поверхность стержня и заготовки плавится, образуя 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)

Созданный 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 из плавкого флюса, который становится проводящим при расплавлении, обеспечивая прохождение тока между деталью и электродом. Флюс также помогает предотвратить разбрызгивание и искры, подавляя пары и ультрафиолетовое излучение.

Электрошлаковая сварка (ESW)

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, когда расходный материал проволоки подается в ванну расплава, что создает расплавленный шлак на поверхности ванны. Тепло для плавления проволоки и краев 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 для создания соединения, с другой металлической деталью.

Методы использования нерасходуемых электродов

Сварка вольфрамом в среде инертного газа (TIG)

Также известный как для газо-дуговой сварки вольфрамом (GTAW) , используется неплавящийся вольфрамовый электрод для создания дуги и инертный защитный газ для защиты сварного шва и расплавленной ванны от атмосферного загрязнения.

Плазменная 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 создания плазмы, которая затем проталкивается через тонкое отверстие в аноде, чтобы достичь опорной плиты. Таким образом плазма отделяется от защитного газа.

различных типов электросварочных аппаратов — Baker’s Gas & Welding Supplies, Inc.

Сварка развивалась по-разному с тех пор, как была изобретена сотни лет назад. Для обычных домовладельцев сейчас не редкость владеть электросварочным аппаратом.Электросварщики стали более популярными, поскольку их стало так легко транспортировать из одного места в другое. Сварщики считают, что портативность лучше, когда им нужно взять с собой сварочный аппарат. Поскольку большинство электросварщиков могут получать питание от общей розетки, электросварочные аппараты можно использовать практически везде. Есть несколько различных типов электросварочных аппаратов на выбор, мы собираемся объяснить разницу и основное использование каждого из этих типов.

• Дуговый сварщик — Дуговый сварщик, или аппарат для ручной сварки, вероятно, является наиболее распространенным типом электросварщика. Аппарат для дуговой сварки использует источник питания для создания дуги между электродом и основным металлом. Этот процесс эффективно заставляет материал плавиться, когда он достигает точки сварки. Аппараты для дуговой сварки также популярны благодаря простоте использования и доступности. Аппараты для дуговой сварки обычно можно купить в любом магазине товаров для дома.
• Сварщик MIG — Сварщик MIG или сварочный аппарат в среде инертного газа популярен среди сварщиков, потому что они способны обеспечить большую мощность за небольшие деньги. Сварочные аппараты MIG питаются от источника электроэнергии и относительно просты в использовании. Эти типы сварочных аппаратов популярны среди сварщиков автомастерских, которым требуется немного больше мощности.
• Сварщик TIG — Сварщик TIG или вольфрамовый инертный газ требует использования вольфрамового электрода для создания дуги.Сварочный аппарат TIG питается от источника постоянного тока, который позволяет дуге оставаться устойчивой во время сварки. Этот процесс сварки требует опыта в постоянном поддержании дуги.
• Аппарат для точечной сварки — Точечная сварка — это наиболее распространенный метод соединения листов металла с использованием концентрированного выброса энергии, сосредоточенного в одной точке. Чтобы выполнить точечную сварку, вы помещаете свариваемые куски металла между двумя медными электродами, которые используются для создания электрического тока.Этот метод сварки обычно используется, когда необходимо выполнить сварку в одном конкретном месте. Этот метод сварки вызывает нагрев не всего металла, а только той области, где производится сварка.
• Устройство для приваривания шпилек — Устройство для приваривания шпилек используется для приваривания определенного болта или гайки к другому металлу. Этот метод сварки используется, когда сварщику необходимо создать прочную конструкцию, в которой не будет усталости болта или гайки.Эти типы сварщиков относительно невелики из-за характера и расположения сварных швов.

Пост «Различные типы электросварщиков» впервые появился на сайте «Weld My World».

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки

Урок 2 — Общие процессы электродуговой сварки © АВТОРСКИЕ ПРАВА 1998 УРОК ГРУППЫ ЭСАБ, ИНК. II ОБЩИЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА СВАРОЧНЫЕ ПРОЦЕССЫ 2.1. ВВЕДЕНИЕ После долгого эксперименты других в начале 1800-х, англичанин по имени Уайлд получена первая электросварка патент в 1865 году. Он успешно соединил две небольшие части утюг, пропуская электрический ток через обе детали, образуя сварной шов. Примерно двадцать лет спустя Бернадо, русский, получил патент на процесс электродуговой сварки в котором он поддерживал дугу между угольным электродом и деталями, которые должны быть соединились, сплавив металлы вместе поскольку дуга вручную пропускалась через свариваемый стык.2.1.0.1 Во время в 1890-х годах дуговая сварка выполнялась неизолированными металлическими электродами, которые были сожжены в расплавленной луже и стал частью наплавленного металла. Сварные швы были из низкое качество из-за азота и кислород в атмосфере с образованием вредных оксидов и нитридов в металле шва. В начале двадцатого века важность защиты дуга из атмосфера была реализована. Покрытие электрода разложившимся материалом в пылу дуга для образования газового экрана оказалась лучшим методом это конец.В результате различные методы покрытия электродов, такие как обертывание и окунание, были опробованы. Эти усилия завершились в электроде с экструдированным покрытием в середине 1920-х гг. улучшение качества металла шва и обеспечение того, что многие считают наиболее значительный прогресс в области электрической дуги сварка. 2.1.0.2 Поскольку сварка покрытыми электродами это довольно медленная процедура, более быстрая сварка были разработаны процессы. В этом уроке будут рассмотрены наиболее часто используемые электродуговая сварка процессы, используемые сегодня. 2.2 ЗАЩИТНЫЙ ДУГОВАЯ СВАРКА МЕТАЛЛА Экранированный Дуговая сварка металла *, также известная как ручная металлическая дуговая сварка, ручная сварка или электрическая Дуговая сварка — это наиболее широко используемый из различных процессов дуговой сварки. Сварка выполняется с тепло электрической дуги, которое сохраняется между концом металла с покрытием электрод и заготовку (см. рис. 1). Тепло, производимое дугой, плавит основной металл, стержень сердечника электрода и покрытие.Поскольку капли расплавленного металла передан через дуги и в расплавленную сварочную ванну, они защищены от атмосферы производимыми газами от разложения флюсового покрытия. Расплавленный шлак всплывает в вершина сварного шва лужа, в которой он защищает металл шва от воздействия атмосферы во время затвердевания.

Как работает электросварочный аппарат

Есть несколько эффективных способов завершить сварочный проект.Один из способов сделать это — использовать электросварочный аппарат. Если вы подумываете о внедрении дуговой сварки в свой следующий проект, воспользуйтесь этим подробным руководством, чтобы узнать все тонкости работы электросварочного аппарата. Таким образом, если вы хотите попробовать эту форму сварки, вы сможете сделать это, используя подходящие инструменты и информацию для работы.

Различные типы дуговой сварки

Вы можете выполнять дуговую (электрическую) сварку, используя несколько полезных методов. Прежде чем мы перейдем к деталям каждой отдельной части процесса, мы разберем эти различные методы в общих чертах.Эти распространенные формы дуговой сварки включают сварку стержнем, сварку с подачей проволоки и сварку TIG.

Сварка стержнем

При использовании метода сварки штучной сваркой дуга возникает между электродом, на который в дополнение к заготовке нанесено покрытие из флюса. Флюс — это то, что обеспечивает ваш защитный газ для процесса сварки. Флюсовое покрытие электрода испаряется в присутствии электрической дуги, образуя газ. Все это может показаться сложным, но не волнуйтесь, мы будем очень тщательно выполнять эти шаги и процессы по мере нашего продвижения.

Подача проволоки / сварка MIG

При сварке с подачей проволоки, также известной как сварка MIG, метод подачи защитного газа немного отличается: внешний источник обеспечивает защиту, а не покрытие из флюса. Это связано с тем, что в отличие от сварки штангой, при которой возникает дуга между электродом и заготовкой, сварка MIG создает дугу между поданной проволокой и заготовкой.

Сварка TIG

Сварка

TIG очень похожа на сварку штучной сваркой, поскольку при ней образуется электрическая дуга между электродом и заготовкой.Однако электрод в этом процессе представляет собой вольфрамовый электрод, который не плавится вместе с заготовкой. Необходим отдельный присадочный металл, и источником защиты часто является смесь инертного газа, которая предотвратит загрязнение извне.

Сварочный источник питания

А теперь пора углубиться в подробности этого процесса. Источник питания для сварки — это источник электрической дуги, необходимой для сварки. Вы можете найти несколько различных типов сварочных источников питания, в каждом из которых используются различные методы питания.Наиболее распространенные типы источников питания включают трансформаторы, генераторы и инверторы. Есть несколько других источников питания, но сейчас мы побеспокоимся об этих более распространенных.

Блоки питания

с трансформатором обычно более доступны по цене, но более громоздки, чем другие блоки. Источники питания с генераторами используют двигатель внутреннего сгорания для подпитки электрической дуги. Инверторы, с другой стороны, создают ток, используя импульсный источник питания. Инверторы также имеют тенденцию быть более легкими и эффективными силовыми агрегатами.У каждого блока питания есть свой набор полезных атрибутов, поэтому обязательно тщательно изучите блок, который вы рассматриваете, чтобы знать, что он вам подходит.

Провод заземления

Заземляющий провод — одна из важнейших частей электросварочного аппарата. Заземляющий провод подключается к источнику питания, а его зажим служит источником питания для сварочного материала. Используя зажим на заземляющем проводе, вам нужно будет прикрепить его к заготовке. Если вы этого не сделаете, у вас не будет дуги для сварки.

Электрическая дуга

Какой бы источник сварочного тока вы ни выбрали, он предназначен для подачи электрической дуги. Эта электрическая дуга обеспечивает тепло, необходимое для связывания основного металла и присадочного металла. Как уже упоминалось, присадочный металл при дуговой сварке обычно представляет собой электрод с флюсовым покрытием. Важной частью создания стабильной сварочной среды является использование защитного газа, выходящего из электрода. Как видите, независимо от сварочного процесса или источника питания, который вы используете, вам всегда потребуется помощь защитного газа для создания и поддержания стабильной электрической дуги.

Защитный газ

Метод использования защитного газа для сварки известен как дуговая сварка защищенного металла или сокращенно SMAW. Когда необходим защитный газ, вы можете подавать его через электрод. При нанесении на электрод очищающего агента, известного как флюс, он будет выделять защитный газ при нагревании электрической дугой, создаваемой вашим электросварочным аппаратом. Этот защитный газ защищает сварочный процесс от загрязнения такими материалами, как кислород и водяной пар.

Учитывая разные типы электросварки, вы можете использовать защитный газ несколькими способами. Например, при использовании метода подачи проволоки или сварки MIG вам потребуется подавать газы извне.

Присадочный металл

Металлический наполнитель — это то, что вы довольно часто видели в этом списке. Этот металл, часто электрод, связывается с основным металлом, чтобы соединиться и получить искомый сварочный продукт. Важно помнить, что во время этого процесса присадочный металл плавится благодаря электросварочному аппарату, а это означает, что вам нужно осторожно маневрировать, когда вы свариваете две детали вместе.

Основной металл

В процессе сварки основным металлом является металл, на который вы выполняете сварку. После использования электрической дуги для нагрева основного и присадочного металлов материалы соединяются, образуя конечный продукт.

Теперь, когда вы больше понимаете, как работает электросварочный аппарат, вы можете определить, подходит ли вам выбранный метод сварки. Как видите, дуговая сварка имеет множество аспектов, которые могут показаться сложной, но она также может быть чрезвычайно полезной, если вы решите попробовать ее.Электросварочный аппарат предоставляет вам множество методов нагрева, которые вы можете использовать в своем следующем проекте. Если вы все же решите попробовать электросварочные аппараты, вам понадобится подходящее оборудование для вашего проекта. В Welding for Less мы предлагаем широкий ассортимент электросварочных аппаратов по самым доступным ценам.

.