Технология электрической сварки плавлением — Учебник для машиностроительных техникумов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Технология электрической сварки плавлением — Учебник для машиностроительных техникумов

В настоящем учебнике описана технология всех способов электрической сварки плавлением в соответствии с программой для техникумов, выпускающих специалистов сварочного производства
...
В книге рассмотрены вопросы теории сварочной дуги, тепловых и металлургических процессов сварки, сварочных напряжений и деформаций, сварки легированных сталей, разнородных металлов, цветных металлов, а также технологии изготовления сварных конструкций
...
Материал учебника базируется на сведениях по химии, физике, технологии металлов, электротехнике, а также на ряде специальных одновременно изучаемых предметов
...
Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями пра их местном или общем нагреве, или пластическом дефорлшровании, или совместным действием того и другого
...
Для получения сварного соединения необходимо осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, приводящее к установлению атомарной связи в пограничном слое
...
Если зачищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить настолько, чтобы могло возникнуть общее электронное облачко, взаимодействующее с ионизированными атомами обеих металлических поверхностей, получим прочное сварное соединение
...
При повышении температуры в месте соединения деталей амплитуды колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями
...
Своим открытием Петров положил начало развитию новых отраслей технических знании, получивших впоследствии практическое применение сначала в электродуговом освещении, а затем при электрическом нагреве, плавке и сварке металлов
...
С именем Славянова связано развитие металлургических основ электрической дуговой сварки, создание первого автоматического регулятора длины дуги и первого сварочного генератора
...
Широкое промышленное применение и развитие сварки в нашей стране началось после победы Великой Октябрьской социалистической революции, В развитии сварки в СССР наблюдались следующие особенности
...
на базе применения толстопокрытых электродов, электродных стержней из легированных сталей и других сплавов сварка широко внедрялась во всех отраслях промышленности
...
Для соединения тугоплавких, химически активных металлов и сплавов н ряда специальных сталей в конце пятидесятых годов французскими учеными был создан новый вид электрической сварки плавлением, получивший название электронно
...
Например, только благодаря применению сварки стало возможным изготовление очень экономичных шаровых емкостей для химической промышленности, уникальных Рис,
...
При электрической дуговой сварке основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом
...
При электрической дуговой сварке основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом
...
Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание оиределениой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной Рис
...
Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание оиределениой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной Рис
...
Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва
...
Применяются также магнитные покрытия, коНаправление торые наносятся на прово сварки локу в процессе сварки за счет электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящимся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке
...
При электрошлаковой сварке основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления основного и электродного металла, поступает за счет прохождения электрического тока через расплавленный флюс Рис
...
Электрический ток, проходящий между электродной проволокой и основным металлом через шлаковую ванну, нагревает расплав и поддерживает в нем температуру выше температуры плавления основного металла и электрода
...
Сварка трехфазной дугой характеризуется высокой стабильностью процесса, так как угасание дуг происходит попеременно в определенной последовательности
...
При этом способе сварки неплавящимся вольфрамовым электродом используется свойство столба дуги при искусственном сжатии повышать свою температуру и устойчивость
...
Сварку малых толщин производят сжатой дугой, возникающей между вольфрамовым электродом и охлаждаемым медным наконечником с подачей аргона для защиты вольфрамового электрода и вытеснения столба дуги из наконечника
...
При ударе электронов о поверхность деталей большая часть их кинетической энергии переходит в тепловую, и на узком участке металл плавится, образуя шов после кристаллизации
...
Возбужденное состояние частицы неустойчиво, и электроны мгновенно возвращаются на стационарную орбиту, а энергия возбуждения выделяется в окружающее пространство в виде электромагнитного излучения
...
Потенциал ионизации характеризует энергию, которую необходимо затратить для отрыва электрона от атома элемента, находящегося в газообразном состоянии, с превращением его в положительный ион
...
Работа выхода Фэ равна энергии, необходимой для выделения электрона с поверхности твердого или жидкого проводника и удаления его из сферы действия сил электростатического притяжения
...
Для плавящихся электродов термоэлектронная эмиссия не играет основной роли в ионизации дугового промежутка вследствие низкой температуры их кипения и малой плотности тока
...
Эмиссия электронов в результате ударов ионов по катоду возникает в тех случаях, когда положительные ионы иод действием электрического поля устремляются к катоду и передают им энергию, достаточную для выбивания электронов
...
Этот вид эмиссии играет значительную роль в создании мощного потока электронов в сварочной дуге, и благодаря выделению на катоде потенциальной и кинетической энергии ионов увеличивается скорость плавления электрода
...
На условия стабильного горения сварочной дуги наряду с процессами, связанными с эмиссией электронов, существенное влияние оказывают процессы возникновения заряженных частиц в объеме нейтрального газа — объемная ионизация
...
Кинетическую энергию для ионизации электроны приобретают под действием сил электрического поля, и скорость их движения пропорциональна разности потенциалов поля на участке пути их пробега без соударения
...
Зная, что на основании закона сохранения энергии приращение кинетической энергии электрона должно равняться работе, затраченной на перемещение электрона, можно написать следующее уравнение
...
В газе, подвергнутом высоким температурам, дале при отсутствии каких бы то ни было ускоряющих потенциалов или воздействий облучения извне, возникают возбужденные и иоиизироваииыс атомы
...
Для осуществления термической ионизации всех частиц газа, заключенных в рассматриваемом объеме, требуется определенный нагрев, что нри сварке может иметь место только тогда, когда столб дуги заполнен газом с низким потенциалом ионизации
...
Обычно в нагретом газе уравновешиваются процессы возникновения заряженных частиц и их исчезновение, и в объеме газа при данной температуре устанавливается постоянная степень ионизации
...
Из графика видно, что с повышением температуры степень ионизации возрастает, асимптотически приближаясь к единице, так как наряду с ионизацией имеет место рекомбинация
...
Ионизация каждого из газов, входящих в смесь, будет протекать не так, как однородного газа, поэтому вводится понятие об эффективном потенциале ионизации
...
Зависимость степени ионизации от температуры для различных веществ Под эффективным потенциалом ионизации газовой смеси подразумевают потенциал ионизации газа
...
В силу различной природы физических явлений в катодной, анодной области и столбе дуги дуговой промежуток обычно разделяют на область, примыкающую к катоду, называемую катодной, примыкающую к аноду — анодной областью, а промежуток между ними — столбом дуги
...
На поверхности катода и анода образуются катодные и анодные активные пятна, через которые проходит весь ток сварочной дуги и поэтому они наиболее нагреты
...
В катодной области из катодного нятна происходит эмиссия электронов, которые, ускоряясь электрическим полем в области катодного падения напряжения, попа
...
Прп торможении электронов выделяется вся приобретенная ими в области анодного падения напряжения кинетическая энергия, а нейтрализация сопровождается выделением энергии, равной работе выхода
...
Установлено, что градиент падения напряжения в столбе дуги постоянен, и при дуговой сварке электродами из низкоуглеродистой стали колеблется в пределах
...
Температура столба дуги зависит от эффективного потенциала ионизации газов, заполняющих дуговой промежуток, напряженности поля, плотности тока в электроде, полярности и др
...
Для прибли женных подсчетов температуры дугового промежутка в зависимости только от эффективного потенциала ионизации можно пользоваться уравнением Хренова Тст
...
Падение напряжения в столбе дуги уменьшается с увеличением тока, так как площадь сечения и электропроводность увеличиваются, а плотность тока в столбе дуги уменьшается
...
Это объясняется тем, что нри данных значениях тока площадь сечения столба дуги, катодных и анодных пятен увеличивается пропорционально току, поэтому плотность тока и падение напряжения на всех участках дуги сохраняются постоянными и статическая характеристика для этого случая жесткая
...
Это есть результат того, что при большой плотности тока, когда катодное пятно занимает всю поверхность торца электрода, интенсивность увеличения площади сечения столба дуги с возрастанием тока уменьшается, сопротивление столба дуги будет расти незначительно, а градиент потенциала и падение напряжения Б столбе дуги будут расти с увеличением сварочного тока
...
Наличие в дуге паров элементов с низким потенциалом ионизации снижает эффективный потенциал ионизации газа в дуге, в результате чего в каждом полунериоде тока после угасания дуги электропроводность дуги сохраняется более продолжительное время
...
Чем хуже условия для повторного возбуждения дуги, тем выше должен быть пик зажигания, тем выше должно быть напряжение холостого хода источника питания дуги
...
Кроме того, атомы инертных газов имеют целиком заполненные электронами внешние орбиты, хорошо защищающие приближающийся к атому лишний электрон от действия положительного заряда ядра, что исключает образование отрицательных ионов и снижает коэффициент рекомбинации, повышая устойчивость дуги
...
При горении дуги между электродами с разными теплофизическими свойствами, например между вольфрамом и алюминием, в те полунериоды, когда катодом является вольфрам, дуговой разряд проходит в основном за счет термоэлектронной эмиссии
...
Вследствие большого сродства к электрону атомы кислорода захватывают электроны, образуя отрицательные ионы, которые, соединяясь с положительными ионами, рекомбинируют
...
Захват электронов атомами кислорода и нейтрализация положительных ионов приводят к уменьшению общего количества заряженных частиц в дуговом промежутке, а уменьшение количества положительных ионов уменьшает положительный объемный заряд у катода
...
Электроны, обладающие меньшей кинетической энергией, легче захватываются атомами кислорода и положительными ионами, и в результате степень ионизации резко падает
...
В результате такого взаимодействия увеличивается напряженность поля с той стороны дуги, где направление силовых линий совпадает, а со стороны, где силовые линии встречаются, напряженность поля уменьшается
...
Ввиду малой массы электроны ие оказывают существенного воздействия на нейтральные атомы и молекулы, и весь столб дуги вращается в направлении вращения ионов
...
Наряду с вращением частиц вокруг оси столба дуги, наблюдается концентрация частиц по оси столба дуги, чему в известной мере способствует и центростремительная сила, возникающая при вращении частиц
...
Но кроме продольного магнитного поля на заряженные частицы действует и продольное электрическое поле, под действием которого частица перемещается по вертикали
...
Действие ферромагнитных масс на отклонение дуги обусловлено тем, что магнитная проницаемость ферромагнитных материалов в тысячи раз больше магнитной о
...
Влияние ферромагнитных масс на отклонение сварочной дуги проницаемости воздуха, а нам известно, что магнитные силовые линии стремятся пройти по среде с наименьшим магнитным сопротивлением
...
Поэтому, если возле дуги находится ферромагнитное тело, концентрическое магнитное поле вокруг дуги исказится вследствие того, что силовые линии, расположенные вблизи ферромагнитного тела, легко пронизывают его, создавая разрежение в этой части магнитного поля, а другая часть силовых линий, расположенных с противоположной стороны дуги, вместе с первой частью будет также подтянута к ферромагнитному телу, и на этой стороне дуги силовые линии магнитного поля сгустятся
...
ПЕРЕНОС МЕТАЛЛА ЧЕРЕЗ ДУГУ Знание основных закономерностей переноса металла через дугу при электрической сварке плавлением имеет большое практическое значение, так как характер переноса металла оказывает влияние на технологические и металлургические процессы, качество и внешний вид шва
...
Сила поверхностного натяжения, обусловленная действием межмолекулярного притяжения, стремится придать расплавленному металлу на конце электрода сферическую форму, а капле — форму шара при ее перемещениях в дуге, и способствует слиянию капли с жидким металлом ванны
...
Неравномерность напряженности электрического поля возникает вследствие того, что плотность тока в электроде значительно выше плотности тока в изделии, в связи с чем и напряженность электрического поля зоны электрода больше напряженности электрического ПОЛЯ зоны сварочной ванны
...
Поэтому часто применяют специальные меры по уменьшению размеров капель путем вибрации электрода с амплитудой в десятые доли миллиметра за счет специальных устройств, что наряду с измельчением капель ускоряет плавление р электродной проволоки
...
Так как при этом катодное или анодное пятно начинает располагаться на боковой поверхности электрода, благодаря чему конец электрода приобретает конусообразную форму
...
Благодаря изменению этих параметров достигается управление плавлением и переносом электродного металла, проплавлением свариваемых кромок, ходом металлургических процессов и, в итоге, свойствами сварного соединения
...
При ведении процесса, когда каждый импульс сбрасывает ио одной капле, можно, изменив частоту следования импульсов, достаточно точно управлять ходом ряда процессов при сварке
...
Необходимым условием получения качественных швов при сварке неплавящимся электродом импульсной дугой являются стабильное возбуждение дуги и достаточно точная регулировка длительности импульса и паузы
...
Для обеспечения стабильности повторного возбуждения импульсной дуги между вольфрамовым электродом и свариваемым изделием постоянно поддерживается, от самостоятельного источника питания, маломощная дуга, на которую накладывается импульсная дуга
...
Это позволяет регулировать в широких пределах проплавляющую способность дуги, что очень важно при сварке малых толщин, где она и находит преимущественное применение и дает возможность улучшить физические и механические свойства сварного шва
...
ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ Электрическая, тепловая и эффективная тепловая мощность процесса электрической сварки плавлением Сварочная дуга является мощным концентрированным источником теплоты
...
При ведении процесса, когда каждый импульс сбрасывает ио одной капле, можно, изменив частоту следования импульсов, достаточно точно управлять ходом ряда процессов при сварке
...
Характер использования полной тепловой мощности процесса можно установить по тепловому балансу, наглядно показывающему, как и на что расходуется полная тепловая мощность при дуговой или шлаковой сварке
...
Из приведенных графиков теплового баланса видно, что только часть полной тепловой мощности процесса расходуется на нагрев и плавление основного и электродного металла, т
...
Эффективная тепловая мощность процесса электрической сварки плавлением есть количество теплоты, введенное источником нагрева в изделие в единицу времени
...
Нагрев электродов и сварочной проволоки дугой, шлаковой ванной и током При дуговой сварке нагрев и плавление электрода осуществляются за счет энергии, выделяемой дугой в активном пятне, расположенном на его торце, нагревающей электрод па небольшую длину
...
При автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом и в защитных газах вылет в зависимости от диаметра и теплофизических свойств электродной проволоки изменяется от
...
Производительность процесса дуговой и электрошлаковой сварки Производительность процесса электрической сварки плавлением в единицу времени в зависимости от способа сварки оценивается по
...
Так как во время сварки часть электродного металла теряется на испарение и разбрызгивание, то масса наплавленного металла будет обычно меньше массы расплавленного электродного металла
...
Но, как ранее указывалось, часть электродного металла в процессе сварки теряется на испарение и разбрызгивание, при ручной сварке плавящимся электродом — на огарки, а при полуавтоматических и автоматических способах сварки — на неиспользуемые куски электродной проволоки, остающейся в шлангах держателей полуавтоматов и головок автоматов и т
...
, что при больших плотностях тока наблюдается струйный переход капель металла с электрода в шов, в связи с чем уменьшаются потери металла на разбрызгивание
...
Неустановившийся и установившийся тепловой процесс в начале сварки имеет место неустановившийся тепловой процесс, при котором количество теплоты, поступающей от источника нагрева, больше, чем количество теп
...
Неустановившийся и установившийся тепловой процесс в начале сварки имеет место неустановившийся тепловой процесс, при котором количество теплоты, поступающей от источника нагрева, больше, чем количество теп
...
Нагрев тела неподрижным и подвижным источником теплоты Тепловые процессы будем рассматривать, считая, что дуга в процессе сварки сохраняет свою мощность постоянной, а также, что непрерывно действующая свароч Г
...
Расчет температуры точки полубесконечного тела при действии подвижного или неподвижного источника в случае воздействия движущегося источника теплоты на поверхность полубесконечпого тела температура любой точки может быть определена по фоумуле Т
...
Но часто для уяснения характера распределения температур на поверхности тела нас интересует расстояние от подвижного источника теплоты до ряда точек, определяющих положение какой
...
Построение изотерм на поверхности полубесконечного тела и пластины Расчетная часть, предшествующая построению изотерм, основана на использовании безразмерных величин, для полубесконечного тела — уравнения
...
Если источник теплоты будет двигаться чрезвычайно быстро, то скорость перемещения дуги может оказаться больше скорости распространения теплоты впереди источника, и вся теплота будет распределяться только позади источника
...
Влияние параметров режима и теплофизических свойств на форму изотерм С увеличением скорости перемещения дуги области, нагреваемые выше определенной температуры
...
Пропорциональные изменения мощности и скорости при постоянной погонной энергии проявляются в том, что площади, ограниченные изотермами одинаковых температур, увеличиваются, так как увеличение мощности оказывает более сильное влияние, чем увеличение скорости
...
Расчет длины и времени существования сварочной ванны при дуговой сварке Размеры сварочной ванны и время ее кристаллизации влияют на качество и формирование шва, особенно на содержание в нем газов
...
Расчет длины и времени существования сварочной ванны при дуговой сварке Размеры сварочной ванны и время ее кристаллизации влияют на качество и формирование шва, особенно на содержание в нем газов
...
Наличие на конце марки буквы А или АА свидетельствует, что эта проволока изготовлена из более высококачественной стали и содержание в ней вредных примесей серы и фосфора уменьшено
...
Обычно поставляемая сварочная проволока покрыта жировым слоем, который при длительном хранении и особенно повышенной влажности не всегда защищает поверхность проволоки от коррозии
...
Подготовка такой проволоки к сварке вызьшает значительные затраты, поэтому для сваркп в углекислом газе целесообразно применять проволоку с омедненной поверхностью
...
Тогда применяют порошковую проволоку, представляющую собой низкоуглеродистую стальную оболочку, внутри которой запрессовывается порошок, состоящий из ферросплавов, за счет которых и осуществляется легирование металла, железного порошка, увеличивающего производительность процесса и являющегося заполнителем, и других материалов
...
Более сложные конструкции порошковой проволоки приводят к увеличению глубины проплавлення, уменьшению выгорания марганца и кремния, снижению содержания кислорода и азота в наплавленном металле, устойчивому и равномерному плавлению сердечника
...
В качестве плавящихся электродов для автоматической наплавки под слоем флюса поверхностей больших размеров и для получения небольшого провара основного металла применяют электродную ленту различного химического состава
...

Дефекты сварных швов и соединений
Пособие по безопасному проведению сварочных работ
Сварщику цветных металлов: Справ. пособие
Технология электрической сварки плавлением — Учебник для машиностроительных техникумов
Многоэлектродные машины для контактной сварки
Неорганические клеи
Сварочно-монтажные работы в трубопроводном строительстве: Учеб. пособие для вузов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Технология электрической сварки плавлением — Учебник для машиностроительных техникумов