Электродуговая сварка это: Электрическая дуговая сварка — Википедия – Электродуговая сварка – технология, особенности, видео

суть технологии, как проводится, где применяется, особенности

Сварочные операции подразумевают не только соединение деталей, материалов или конструкций, но и их резку.

Подобное можно наблюдать в небольших ремонтных мастерских, работах на строительстве частного дома или даче, там, где не предусматривается установка громоздкой гильотины.

В этих случаях, без использования обычного держака с электродом не обойтись.

Содержание статьиПоказать

Общие сведения

Электродуговая сварка представляется одним из способов соединения металлов, который обусловливается использованием электрической дуги.

Последняя нагревает металл до температуры более 7 000° C, чем объясняется расплавление его подготовленных торцов и формирование сварочного шва. Подобный метод подходит для большинства видов металла.

Технология электродуговой сварки насчитывает следующие типы:

  • ручную;
  • полуавтоматическую;
  • автоматическую.

Первый тип соединения говорит сам за себя. Сварщик держит в руках держак с токопроводящим стержнем, направляет его в область сварки, и сам формирует сварочныйвалик,  причем, визуально контролируя процесс.

Полуавтоматическая электродуговая сварка отличается от ручной лишь тем, что электрод заменяет присадочный пруток или нить, которая подается в зону сварочной ванны из бункера автоматическим устройством.

Однако контроль над процессом так же проводится самостоятельно. Автоматическая обусловливается полным отсутствие ручного труда. Подача прутка, движение электрической дуги, контроль над процессом выполняется автоматизированным агрегатом.

Технология сварки

сварка

сварка

Методика электродуговой сварки выражается следующими действиями:

  • сварочный агрегат подключается к электрической сети;
  • при обычной сварке плюс (+) подается на электрод, минус (-) — клемму, прямая полярность подразумевает изменение направления тока;
  • концом электропроводящего стержня постукивают по обрабатываемому материалу, чем возбуждают сварочную дугу;
  • она образуется между стержнем и рабочей деталью;
  • дуга мгновенно передает тепло металлу, в результате чего плавятся его кромки и сам электрод;
  • процесс формирует сварочную ванну, в которой смешивается металл стержня и самой детали;
  • после остывания образуется неразъемное — целостное соединение.

Электродуговая сварка может выполняться неплавящимися либо плавящимися электродами с использованием присадочных прутков или проволоки.

Для обычной ручной операции чаще используют плавящиеся стержни, полуавтоматической — плавящиеся либо неплавящиеся прутки.

Начинающим сварщикам, которые еще не в состоянии поддержать стабильное горение дуги, рекомендуется использовать в процессе специальные электроды либо присадочную нить.

Их состав обусловливается содержанием натрия, калия или кальция, стабилизирующие дугу своими ионизирующими факторами.

Улучшить качество шва поможет применение активного или инертного защитного газа — регулируемой атмосферной среды. Такой выступает аргон либо диоксид углерода, реже — гелий, азот, водород.

Используются для ограничения доступа кислорода из окружающего воздуха к сварочной ванне. В противоположном случае, происходит окисление рабочего металла, что негативно сказывается на сварочном валике.

Электродуговая сварка проводится на постоянном либо переменном токе — чаще первом, прямой или обратной полярностью, в зависимости от характера операции. Постоянный ток дает меньше брызг, характеризуется качественным швом.

Резка

технология электродуговой сваркитехнология электродуговой сварки

Разрезание листов металла, деталей на части с использованием сварочного аппарата, происходит так же легко, как их соединение.

Ручной способ электродуговой резки сопровождается использованием плавящегося либо неплавящегося электропроводящего стержня, воздушной или кислородно-дуговой резкой.

Неплавящимся электродом

электродуговая сварка неплавящимся электродом

электродуговая сварка неплавящимся электродом

Электродуговая резка неплавящимся электропроводным стержнем проводится с помощью графитового либо угольного электрода и любого рода тока, но желательно, постоянного. Однако операция обусловливается только прямой полярностью.

Сила электрического разряда не должна превышать отметку 800 A. Разрезаемый металл вначале разогревается дугой, а затем выплавляется на части. Угольный имеет некоторое преимущество перед металлическим — он медленнее плавится, чем последний.

Угольные материалы быстрее разогреваются даже при небольшой силе тока. Их температура плавления начинается свыше 3 000° C, что делает расход материала экономным.

Однако методика применяется редко. Неплавящиеся электроды характерны формированием неровных краев, что предполагает их использование при разборке старых металлоконструкций, резке лома, где не требуется получение эстетически красивых граней.

Компенсирующим качеством данного вида является возможная резка всех видов металла — черного и цветного.

Плавящимся

электродуговая сварка плавящимися электродами

электродуговая сварка плавящимися электродами

Операция с использованием плавящегося электрода наиболее частая, ввиду получения ровного и аккуратного среза. Алгоритм проведения процедуры выражен следующими действиями:

  1. Повысить на треть силу тока, чем при сварке.
  2. Ориентироваться можно по толщине электропроводящего стержня. Для диаметра 1 мм устанавливается не более 50 A, для 2 мм — 100. Каждый дополнительный миллиметр сопровождается следующими 50 A.
  3. Рабочий элемент прогревается глубоким проплавлением, который называется методом опирания.
  4. Дуга зажигается при постукивании концом стержня о поверхность детали или методом чирканья.

Подобный способ используется для разрезания большинства металлов.

Для электродуговой резки дома, гараже, даче рекомендуется применять любые плавящиеся стержни — угольные, графитовые. Однако использование специальных для резки улучшит ожидаемый результат.

Последние покрываются особой обмазкой, которая улучшает и ускоряет процесс.

Воздушная кислородно-дуговая операция

воздушная электродуговая сварка

воздушная электродуговая сварка

Описываемые виды резки несколько отличаются от обычных. При воздушной электродуговой сварке материал вначале плавится от температуры электрической дуги, а уж потом выдувается сжатым воздухом.

Кислородная обусловливается применением сжатого кислорода, вместо потока воздуха. Обе методики требуют прямой полярности и постоянного тока.

Используется в резке углеродистых сталей, электродом служит стальная трубка с наружным диаметром до 10 мм, длиной 3,5-4 метра. Получить устойчивое горение дуги помогает нанесенное на трубку покрытие.

Подобные способы хороши для работы с нержавеющими листами, конструкциями. Однако их толщина не должна быть более 20 мм. Для удаления дефектных зон у деталей эта методика является незаменимой.

Выполнение операции резания происходит с помощью постоянного тока, графитовых либо трубчатых стержней. Последние представляют собой специальную трубку, заполненную кислородом.

Во время плавления из нее выделяется кислород, которые окисляет и выдувает металл с детали, образуя тем самым разрез.

Воздушно-дуговая используется для обрезки прибылей после литья, удаления несоответствий сварочных валиков. Недостатком метода представляется науглероживание поверхности рабочего слоя.

Процедура требует наличия опыта из-за нестабильного поведения электрического разряда, большого расхода кислорода.

Преимущества и недостатки

Главным преимуществом электродуговой процедуры является простота операции. Для ее проведения не требуется специального оборудования, высокой квалификации сварщика.

Безопасный способ проведения также является дополнительным преимуществом. Недостатком следует считать, не только отсутствие навыков, но и низкую скорость операции при обработке толстых листов.

Кромки разрезанного таким способом материала будут смотреться неаккуратно при выполнении точных работ.

Электродуговая сварка, общие понятия. — www.mpoltd.ru

Производство металлоконструкций одно из основных направлений деятельности нашего производственного комплекса «Машинопромышленное объединение». Поэтому кому, как ни нам знать все об особенностях сварочного процесса — основы производства металлоконструкций.

Как известно практическое применение при производстве различного вида металлоконструкций нашли три основных вида сварки: дуговая электросварка, электрошлаковая сварка и электронно-лучевая сварка.

Для электродуговой сварки металлоконструкций необходима сварочная дуга, получающаяся благодаря подаваемому питанию от специального электрического источника. Сущность процесса электродуговой сварки состоит в расплавлении краев элементов металлоконструкций за счет тепла дуги.

Для получения длительного и стабильного дугового разряда необходима значительная сила тока. Хорошим считается такой источник, который расплавляет свариваемые кромки при минимальной температуре. Для создания дуги может использоваться как источник переменного, так и постоянного тока с использованием трансформаторов и других преобразователей.

Сварочная дуга образуется в зоне между металлическим изделием и специальным приспособлением, называемом электродом. Это, так называемая, электрическая дуга прямого действия. Сварочная дуга характеризуется длинной, т. е. расстоянием между концом электрода и поверхностью свариваемого металла.

Сварочную дугу, длина которой не превышает диаметра стержня электрода, называют нормальной или короткой. Дугу, длина которой больше диаметра электрода, называют длинной. Чаще всего длина сварочной дуги составляет 0,5—1,1 диаметра стержня электрода. Чрезмерное увеличение длины дуги снижает устойчивость ее горения, уменьшает глубину проплавления, увеличивает потери электрода и металла, ухудшает форму и размеры сварного шва, ослабляет защиту шва от воздействия окружающего воздуха. Рекомендуемая длина дуги указывается в паспорте электродов.

Виды электродов

Электродуговая сварка с применением плавящихся электродов наиболее распространена, поскольку может проводиться практически в любых условиях и труднодоступных местах. При дуговой сварке плавящимся электродом шов, соединяющий элементы металлоконструкций образуется за счет расплавления электрода и краев металла, поэтому они должны иметь идентичный или очень близкий состав. Плавящимися являются стальные, медные, алюминиевые и т.д. стержни входящие в состав электрода.

При сварке неплавящимся электродом шов заполняется металлом свариваемых элементов металлоконструкций, а в некоторых случаях дополняется присадочным металлом, подаваемым в зону плавления дополнительно. Неплавящиеся электроды состоят из угля, графита или вольфрама.

Электродуговая сварка с использованием неплавящихся электродов позволяет, в том числе, соединять металлоконструкции различного состава, например сплавлять черный металл с высоколегированным, цветных металлов и т.д.

Степень механизации.

Электродуговая сварка так же характеризуется степенью механизации всего процесса: ручная, полуавтоматическая или механизированная, а так же полностью автоматическая.

Так как длина сварочной дуги должна быть величиной постоянной, то в процессе работ электрод должен перемещаться относительно свариваемых поверхностей. Во-первых, электрод должен подаваться в зону сварки по мере его расплавления. Во-вторых, электрод должен перемещаться вдоль состыкованных поверхностей элементов металлоконструкций, в процессе создания сварочного шва.

При ручной электродуговой сварке металлоконструкций оба этих движения выполняются специалистом — сварщиком вручную.

При полуавтоматической, механизированной сварке подача электрода в зону электродуговой сварки выполняется подающим механизмом. Устройство оснащенное подающим механизмом, в комплекте со шланговым держателем и источником питания представляет собой сварочный полуавтомат. Перемещение электрода вдоль сварочного шва производится вручную.

При автоматической электродуговой сварке и подача электрода (как правило в виде проволоки) в зону сварки металлоконструкций и движение всего агрегата вдоль места сварки осуществляется механизмами. Устройства такого типа называют сварочными автоматами. Сварочные автоматы могут иметь самые различные конструкции — от полностью самоходных сварочных аппаратов до сварочных головок, перемещаемых по направляющим.

Защита сварочного шва.

При горении дуги и плавлении свариваемого металла и металла электрода требуется оградить получаемый расплав от взаимодействия с кислородом и азотом, содержащимися в воздухе и способными негативно влиять на механические свойства сварочного шва.

Существует несколько способов защиты металла от воздуха: сварка электродами со специальным защитным покрытием, сварка в среде защитных газов, сварка под флюсом, сварка порошковой проволокой.

Покрытие, нанесенное на металлический стержень электрода создает оболочку из шлака на капельках электродного металла, продвигающегося по дуговому промежутку, а также на плавящейся поверхности привариваемых друг к другу деталей. Это снижает скорость остывания металла настолько, чтобы из него успели выйти газовые и другие включения, негативно сказывающиеся на прочности конструкции. Покрытые электроды применяются при ручной электродуговой сварке металлоконструкций.

Развитием темы покрытых электродов, для использования автоматизации при сварке металлоконструкций стало появление, так называемой, «порошковой проволоки», т.е. пустотелой проволоки, внутрь которой заформован специальный порошок.

При сварке под флюсом дуга горит, защищенная слоем порошкообразного, зернистого флюса. Флюс защищает расплавленный металл от проникновения воздуха и улучшает качество сварочного шва. При сварке под флюсом отсутствует излучение и разбрызгивание металла, значительно уменьшаются газовые выделения. Дуговая сварка под флюсом выполняется автоматами.

Электродуговая сварка в среде защитных газов в целом похожа на сварку под флюсом. Только роль среды, обеспечивающей защиту от кислорода и азота воздуха выполняет газ, чаще всего углекислый (CO2), но так же аргон или их смеси. Сварка металлоконструкций в защитных газах выполняется как с использованием плавящихся электродов в виде проволоки, так и не плавящимися электродами, может быть ручной, механизированной и автоматической.

Приглашаем к сотрудничеству

Электрическая дуговая сварка — это… Что такое Электрическая дуговая сварка?

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.[1]

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.[2]


В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

  • ручную дуговую сварку
  • полуавтоматическую дуговую сварку
  • автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке (ММА -Manual Metal Arc) указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке (MIG/MAG -Metal Inert/Active Gas) плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

  • дугу прямого действия (зависимую дугу)
  • дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

  • способы сварки плавящимся электродом
  • способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

  • открытую
  • закрытую
  • полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

  • дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
  • дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
  • дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
  • дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
  • дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.


Аргонодуговая сварка относится к виду сварки плавлением. Сварка плавлением разделяют на сварку плавящимся и не плавящимся электродом. Аргонодуговая сварка это сварка не плавящимся электродом. В качестве электрода применяют вольфрамовые стержни. Они имеют различный диаметр.

При аргонодуговой сварке вольфрамовые электроды выбирают от толщины металла. Вольфрам относят к тугоплавким металлам. Поэтому, назначение вольфрамовых электродов в зажигании и поддержании сварочной дуги.

Аргонодуговую сварку относят к видам газоэлектрической сварки. Газы защищают сварочную зону от воздействий ветра, осадков и других погодных явлений. Так же алюминий, титан, никель подвержены окислению. Применение газов защищает их от окислительных процессов. В аргонодуговой сварке применяют инертные газы: аргон, гелий и их смеси. Основным газом считают аргон. Поэтому, сварка получила название аргонодуговая сварка. Аргон производят трех сортов. Сорт аргона, для аргонодуговой сварки, зависит от содержания в нем чистого аргона. Для разного вида стали, применяют различный сорт аргона. Аргон поставляют в баллонах. Электрическая часть аргонодуговой сварки, предназначена для образования сварочной дуги и ее параметров. Основным элементом ее является источник питания (сварочный аппарат). На нем выставляют силу и напряжение сварочного тока. Основным рабочим органом аргонодуговой сварки есть газоэлектрическая сварочная горелка. В нее, вставляют вольфрамовый электрод и подают аргон из баллона. Аргон подается по резиновым шлангам. Электрод из вольфрама, закрепляют механическим способом. Так же, в сварочную горелку кабелями подают ток. Рабочий процесс аргонодуговой сварки состоит в том, что сварщик нагревает электрической дугой кромки свариваемых деталей. Затем, подносит сварочную проволоку и расплавляет ее и кромки до получения сварного шва. Сварочную проволоку, для аргонодуговой сварки, подбирают по составу свариваемой марки и вида стали. Ее поставляют на производство в мотках. Сварщик нарезает ее, для удобства, по размерам сварочного шва. На производстве сварочную проволоку называют присадкой. Она должна быть без ржавчины и обезжирена. Используют аргонодуговую сварку не только для цветных металлов, но для нержавеющих и углеродистых сталей. Аргонодуговую сварку применяют в промышленных цехах и на стройплощадке. На стройплощадках, в избегание попадания ветра в зону сварки, устанавливают сварочную палатку. Выполняют аргоновую сварку в специальных кожаных перчатках. В процессе аргонодуговой сварки, сварщик использует две руки. Это требует высокой квалификации сварщика. На производстве, сварщики аргонодуговой сварки имеют 5-6 разряды. Преимуществом аргонодуговой сварки считают геометрически однородный качественный шов. Шов получают без дефектов. Так же исключены шлаковые образования . Шов выдерживает большие нагрузки на изгиб, сжатие и растяжение. Аргонодуговая сварка выделяет меньше вредных газов в работе для сварщика. Сведен риск получения ожогов, работников при сварке. Аргонодуговая сварка это один из эффективных и высококачественных видов сварки на производстве!

Примечания

  1. «Справочник молодого электросварщика по ручной сварке», Г. Г. Чернышов, В. Б. Мордынский, Москва, «Машиностроение», 1987; стр. 66
  2. «Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования/Г. Г. Чернышов.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.- стр. 496

Источники

Ссылки

Электрическая дуговая сварка — это… Что такое Электрическая дуговая сварка?

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.[1]

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.[2]


В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

  • ручную дуговую сварку
  • полуавтоматическую дуговую сварку
  • автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке (ММА -Manual Metal Arc) указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке (MIG/MAG -Metal Inert/Active Gas) плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

  • дугу прямого действия (зависимую дугу)
  • дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

  • способы сварки плавящимся электродом
  • способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

  • открытую
  • закрытую
  • полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

  • дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
  • дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
  • дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
  • дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
  • дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.


Аргонодуговая сварка относится к виду сварки плавлением. Сварка плавлением разделяют на сварку плавящимся и не плавящимся электродом. Аргонодуговая сварка это сварка не плавящимся электродом. В качестве электрода применяют вольфрамовые стержни. Они имеют различный диаметр.

При аргонодуговой сварке вольфрамовые электроды выбирают от толщины металла. Вольфрам относят к тугоплавким металлам. Поэтому, назначение вольфрамовых электродов в зажигании и поддержании сварочной дуги.

Аргонодуговую сварку относят к видам газоэлектрической сварки. Газы защищают сварочную зону от воздействий ветра, осадков и других погодных явлений. Так же алюминий, титан, никель подвержены окислению. Применение газов защищает их от окислительных процессов. В аргонодуговой сварке применяют инертные газы: аргон, гелий и их смеси. Основным газом считают аргон. Поэтому, сварка получила название аргонодуговая сварка. Аргон производят трех сортов. Сорт аргона, для аргонодуговой сварки, зависит от содержания в нем чистого аргона. Для разного вида стали, применяют различный сорт аргона. Аргон поставляют в баллонах. Электрическая часть аргонодуговой сварки, предназначена для образования сварочной дуги и ее параметров. Основным элементом ее является источник питания (сварочный аппарат). На нем выставляют силу и напряжение сварочного тока. Основным рабочим органом аргонодуговой сварки есть газоэлектрическая сварочная горелка. В нее, вставляют вольфрамовый электрод и подают аргон из баллона. Аргон подается по резиновым шлангам. Электрод из вольфрама, закрепляют механическим способом. Так же, в сварочную горелку кабелями подают ток. Рабочий процесс аргонодуговой сварки состоит в том, что сварщик нагревает электрической дугой кромки свариваемых деталей. Затем, подносит сварочную проволоку и расплавляет ее и кромки до получения сварного шва. Сварочную проволоку, для аргонодуговой сварки, подбирают по составу свариваемой марки и вида стали. Ее поставляют на производство в мотках. Сварщик нарезает ее, для удобства, по размерам сварочного шва. На производстве сварочную проволоку называют присадкой. Она должна быть без ржавчины и обезжирена. Используют аргонодуговую сварку не только для цветных металлов, но для нержавеющих и углеродистых сталей. Аргонодуговую сварку применяют в промышленных цехах и на стройплощадке. На стройплощадках, в избегание попадания ветра в зону сварки, устанавливают сварочную палатку. Выполняют аргоновую сварку в специальных кожаных перчатках. В процессе аргонодуговой сварки, сварщик использует две руки. Это требует высокой квалификации сварщика. На производстве, сварщики аргонодуговой сварки имеют 5-6 разряды. Преимуществом аргонодуговой сварки считают геометрически однородный качественный шов. Шов получают без дефектов. Так же исключены шлаковые образования . Шов выдерживает большие нагрузки на изгиб, сжатие и растяжение. Аргонодуговая сварка выделяет меньше вредных газов в работе для сварщика. Сведен риск получения ожогов, работников при сварке. Аргонодуговая сварка это один из эффективных и высококачественных видов сварки на производстве!

Примечания

  1. «Справочник молодого электросварщика по ручной сварке», Г. Г. Чернышов, В. Б. Мордынский, Москва, «Машиностроение», 1987; стр. 66
  2. «Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования/Г. Г. Чернышов.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.- стр. 496

Источники

Ссылки

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о