Основы сварочного дела

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ...

Рецензент—канд. техн. наук К- В. Васильев (Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт автогенного машиностроения)
...
В учебнике даны основы технологии дуговой, электрошлаковой, контактной и газовой сварки, кислородной и электродуговой резки; особенности технологии сварки легированных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугуна, пластмасс, а также способы и режимы сварки трубопроводов.
...
В 4-е издание внесены изменения, касающиеся оборудования и материалов, расширено описание машин контактной сварки; введена глава «Наплавочные работы».
...
В учебнике даны основы технологии дуговой, электрошлаковой, контактной и газовой сварки, кислородной и электродуговой резки; особенности технологии сварки легированных сталей, цветных металлов и их сплавов, чугуна, пластмасс, а также способы и режимы сварки трубопроводов.
...
Великая Октябрьская социалистическая революция создала условия для мощного развития науки и техники. Возродилась и стала развиваться сварочная техника. В 1929 г.
...
в котором 'были разработаны теория автоматической сварки, флюсы и автоматы "для сварочных работ. Работа по широкому внедрению автоматической сварки в народное хозяйство продолжается и в настоящее время; институт имеет тесную связь с отраслями, в которых применяются сварочные работы.
...
Большое участие в дальнейшем развитии теории и технологии сварки принимают Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения (ЦНИИТмаш), Московское высшее техническое училище им. Н. Э. Баумана, Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электросварочного оборудования (ВНИИЭСО), Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторский институт автогенного машиностроения (ВНИ.Иавтогенмаш), Ленинградский политехнический институт им. Калинина, завод «Электрик», Уралмашзавод и ряд других организаций.
...
инженерами по совершенствованию и внедрению новой технологии сварки и нового сварочного оборудования, по разработке электродов и других сварочных материалов. Постановление (1980 г.) Совета Министров СССР «О дальнейшем совершенствовании и развитии сварочного производства в 1981 —1985 гг.» наметило новые направления по дальнейшему совершенствованию сварочного производства, по повышению уровня автоматизации и механизации сварочных, заготовительных и сбррочно-сварочных работ, совершенствованию технологии и оборудования.
...
Основные направления экономического и социального развития СССР на 1980—1985 годы и на период до 1990 года, утвержденные XXVI съездом КПСС, решения ноябрьского (1982 г.) и июньского (1983 г.) Пленумов ЦК КПСС предусматривают динамичное и пропорциональное развитие общественного производства, повышение его эффективности, ускорение научно-технического прогресса, рост производительности труда, всемерное улучшение качества работы во всех звеньях народного хозяйства. В сварочном производстве дальнейшая комплексная механизация и автоматизация сварки, применение поточных и конвейерных линий, внедрение прогрессивных технологических процессов и оборудования будут способствовать повышению производительности труда, улучшению и стабилизации качества сварных конструкций, уменьшению расхода электроэнергии и сварочных материалов, улучшению условий труда.
...
Советский Союз по объему работ и по уровню развития сварочного производства занимает одно из ведущих мест в мире. Сварка заняла важное место в различных отраслях промышленности и строительства благодаря своим преимуществам перед другими способами производства изделий, например, клепкой, литьем, ковкой и др.
...
рациональную конструкцию и форму. Сварка позволяет экономно использовать металлы и значительно уменьшить отходы производства. Например, при замене клепаных конструкций сварными экономия материалов в среднем составляет 15...20%, а при замене литых — около 50%. Трудоемкость сварочных работ меньше, чем при клепке и литье. Исключаются такие работы, как разметка, сверловка отверстий, сложная формовка и др. Особенно ощутимо снижение трудоемкости при изготовлении крупногабаритных изделий: при замене литых корпусов и станин сварно-литыми, а штампованных изделий сложной формы — штампо-сварными, что, в свою очередь, снижает их себестоимость.
...
Сварные соединения по прочности, как правило, не уступают прочности того металла, из которого сделаны изделия. Сварные конструкции хорошо работают при знакопеременных и динамических нагрузках, при высоких температурах и давлениях.
...
Особо следует подчеркнуть, что условия труда при сварке с точки зрения как гигиены, так и безопасности значительно лучше, чем при клепке и особенно при литье.
...
Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при совместном действии того и другого.
...
Для осуществления сварки необходимо сблизить кромки соединяемых частей и создать условия, необходимые для того, чтобы между ними начали действовать межатомные связи.
...
Существуют свыше 60 видов сварки, которые классифицируют по основным физическим, техническим и технологическим признакам. По физи
...
Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при совместном действии того и другого.
...
шлаковая, электроннолучевая, плазменная, газовая и др.). Термомеханический класс объединяет виды сварки, при которых используются давление и тепловая энергия (контактная, диффузионная и различные прессовые виды). Механический класс включает виды сварки с использованием механической энергии и давления (сварка холодная, взрывом, ультразвуковая, трением и др.).
...
Технические признаки различных видов сварки следующие: по способу защиты металла в зоне сварки (в воздухе, в вакууме, в защитном газе, под флюсом, по флюсу, в пене, с комбинированной защитой); по непрерывности процесса (непрерывные, прерывистые); по степени механизации (ручные, механизированные, автоматизированные, автоматические); по типу защитного газа (в активных газах, в инертных газах и их смесях) и по характеру защиты металла в зоне сварки (со струйной защитой, в контролируемой атмосфере).
...
Технологические признаки установлены для каждого вида сварки отдельно. В учебнике подробно рассмотрены технологические признаки дуговой, электрошлаковой, газовой и контактной сварок.
...
Термический класс сварок характеризуется тем, что сварка осуществляется плавлением кромок соединяемых частей. При этом образуется ванна расплавленного металла. При удалении источника нагрева металл сварочной ванны кристаллизуется и образует сварной шов, соединяющий свариваемые части.
...
Вид сварки определяется видом непосредственно используемого для плавления источника энергии. Так, при дуговой сварке нагрев свариваемых кромок осуществляется теплотой электрической дуги; при электрошлаковой сварке теплота электрической дуги используется лишь в начальный момент, после расплавления шлака сварка производится теплотой, выделяющейся при прохождении тока через расплавленный шлак. При газовой сварке используется теп-
...
При электроннолучевой сварке (рис. 1) используется кинетическая энергия концентрированного потока электронов, движущихся с большой скоростью; при соударении электронов с кромками изделия их кинетическая энергия переходит в тепловую. Раскаленный вольфрамовый катод /, размещенный в фокусирующей головке 2, излучает поток электронов. Под действием высокого напряжения (30... 100 кВ) между катодом и ускоряющим электродом (анодом) 3 поток электронов приобретает значительную кинетическую энергию. Магнитной линзой 4 поток электронов фокусируется в узкий луч, который с помощью магнитной отклоняющей системы 5 направляется точно на свариваемые кромки изделия 6. Установка питается от высоковольтного источника постоянного тока. Высокий вакуум 13 (Ю-3...Ю-5) Па в сварочной камере значительно снижает потери кинетической энергии электронов и обеспечивает химическую и тепловую защиту катода и свариваемого изделия.
...
При плазменной сварке, или сварке сжатой дугой, для нагрева используется теплота плазменной струи. Различают плазменную струю прямого
...
электродом 2 и свариваемым изделием 5. Происходит значительное повышение температуры столба дуги и ионизация плазмообразующего газа.
...
лы и неметаллические материалы (стекло, керамика). Неэлектропроводные материалы сваривают по схеме косвенного действия. Источники питания дуги должны иметь рабочее напряжение более 120 В. Плазмообразующий газ служит также защитой расплавленного металла от атмосферного воздуха.
...
Для термомеханического класса сварок характерно использование как тепловой энергии, так и давления. Так, при контактной сварке нагрев производится теплотой, выделяющейся при прохождении тока через находящиеся в контакте под давлением свариваемые части.
...
Дуговой сваркой называется сварка плавлением, при которой нагрев свариваемых кромок осуществляется теплотой электрической дуги.
...
Дуговая сварка классифицируется по следующим основным признакам: по виду электрода (плавящимся или неплавящимся электродом), по виду дуги (свободной или сжатой дугой), по характеру воздействия дуги на основной металл (дугой прямого или косвенного действия, трехфазной дугой). Плавящиеся электроды подразделяются на штучные, проволочные и ленточные. Они применяются как сплошного сечения, так и порошковые. Неплавящиеся электроды применяются: вольфрамовые, угольные и графитовые.
...
Дуговую сварку производят постоянным током прямой и обратной полярности, переменным током как промышленной, так и повышенной частот и пульсирующим током. При этом сварка может быть выполнена как одно-, двух- и многодуговая (с раздельным питанием каждой дуги), так и одно-, двух- и многоэлектродная (с общим подводом сварочного тока).
...
В промышленности и строительстве получили наибольшее применение следующие основные разновидности дуговой сварки.
...
Ручная дуговая сварка производится двумя способами: неплавящимся и плавящимся электродом. По первому способу (рис. 3, а)
...
родом 3 и изделием возбуждают электрическую дугу 4. Кромки изделия и вводимый в зону дуги присадочный материал 2 нагреваются до плавления и образуют ванну расплавленного металла, который после затвердевания превращается в сварной шов /. Этот способ используется иногда при сварке цветных металлов и их сплавов, а также при наплавке твердых сплавов. Второй способ сварки (рис. 3, б), выполняемой плавящимся электродом, является основным при ручной дуговой сварке. Электрическая дуга 2 возбуждается между металлическим (плавящимся) электродом / и свариваемыми кромками изделия 4. Теплота дуги расплавляет электрод и кромки изделия. Получается общая ванна расплавленного металла, которая, охлаждаясь, образует сварной шов 3.
...
Автоматическая сварка под флюсом (рис. 4) — это дуговая сварка, в которой механизированы основные движения (на рис. показаны стрелками), выполняемые сварщиком при ручной сварке —: подача электрода / в зону дуги 2 и перемещение его вдоль свариваемых кромок изделия 7. При полуавтоматической сварке механизирована подача электрода в зону дуги, а перемещение электрода вдоль свариваемых кромок производится сварщиком вручную. Жидкий- металл сварочной ванны 5 защищают от воздействия кислорода и азота воздуха расплавленным шлаком 4, образованным от плавления флюса 3, подаваемого в зону дуги. После затвердевания металла сварочной ванны образуется
...
сварной шов 6. Хорошее качество швов и высокая производительность обеспечили автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом широкое применение.
...
Дуговая сварка в защитном газе выполняется неплавящимся (вольфрамовым) (рис. 5, а)
...
сварного шва /. Расплавленный металл защищают от окисления и азотирования струей защитного газа 2, оттесняющей атмосферный воздух из зоны дуги.
...
Электрическая сварочная дуга представляет собой устойчивый длительный электрический разряд в газовой среде между твердыми или жидкими электродами при высокой плотности тока, сопровождающийся выде-
...
лением большого количества теплоты. Электрический разряд в газе есть электрический ток, проходящий через газовую среду благодаря наличию в ней свободных электронов, а также отрицательных и положительных ионов, способных перемещаться между электродами под действием приложен-
...
Электрон — это частица весьма малой массы, несущая элементарный (наименьший, неделимый) электрический заряд отрицательного знака. Масса электрона равна 9,1 • Ю~28г; элементарный электрический заряд равен 1,6 • Ю-19 Кл. Ионом называется атом или молекула вещества, имеющая один или несколько элементарных зарядов. Положительные ионы имеют избыточный положительный заряд; они образуются при потере нейтральным атомом или молекулой одного или нескольких электронов из своей наружной (валентной) оболочки (электроны, вращающиеся в валентной оболочке атома, связаны слабее, чем электроны внутренних оболочек, и поэтому легко отрываются от атома при столкновениях или под действием облучения). Отрицательные ионы имеют избыточный отрицательный заряд; они образуются, если атом или молекула присоединяет к своей валентной оболочке лишние электроны.
...
Процесс, при котором из нейтральных атомов и молекул образуются положительные и отрицательные ионы, называется ионизацией. Ионизация, вызванная в некотором объеме газовой среды, называется объемной ионизацией. Объемная ионизация, полученная благодаря нагреванию газа до очень высоких температур, называется термической ионизацией.
...
При высоких температурах значительная часть молекул газа обладает достаточной энергией для того, чтобы при столкновениях могло произойти разбиение нейтральных молекул на ионы; кроме того, с повышением температуры увеличивается общее число столкновений между молекулами газа. При очень высоких температурах на процесс ионизации начинает влиять также и излучение газа и раскаленных электронов. При обычных температурах ионизацию можно вызвать, если уже имеющимся в газе электронам и ионам сообщить с помощью электрического поля большие скорости. Обладая большой энергией, эти частицы могут разбивать нейтральные атомы и молекулы на
...
ионы. Кроме того, ионизацию можно вызвать световыми, ультрафиолетовыми, рентгеновскими лучами, а также излучением радиоактивных веществ.
...
В обычных условиях воздух, как и все газы, обладает весьма слабой электропроводностью. Это объясняет1 ся малой концентрацией свободных электронов и ионов. Поэтому, для того чтобы вызвать в воздухе или в газе мощный электрический ток, т. е. электрическую дугу, необходимо ионизировать воздушный промежуток (или другую газообразную среду) между электродами. Ионизацию можно произвести, если приложить к электродам достаточно высокое напряжение; тогда имеющиеся в газе (в малом количестве) свободные электроны и ионы будут разгоняться электрическим полем и, получив большие энергии, смогут разбить нейтральные атомы и молекулы на ионы.
...
При сварке из соображений техники безопасности нельзя пользоваться высокими напряжениями. Поэтому используют явления термоэлектронной и автоэлектронной эмиссий. При этом имеющиеся в металле в большом количестве свободные электроны, обладая достаточной кинетической энергией, переходят в газовую среду межэлектродного пространства и способствуют ее ионизации.
...
При термоэлектронной эмиссии благодаря высокой температуре свободные электроны «испаряются» с поверхности металла. Чем выше температура, тем большее число свободных электронов приобретает энергию, достаточную для преодоления потенциального барьера в поверхностном слое и выхода из металла. При автоэлектронной (холодной) эмиссии создается внешнее электрическое поле, которое изменяет потенциональный барьер у поверхности металла и облегчает выход тех электронов, которые имеют достаточную энергию для преодоления этого барьера.
...
Ионизация газовой среды характеризуется степенью ионизации, т. е. отношением числа заряженных частиц в данном объеме к первоначальному числу частиц (до начала ионизации).
...
Сложные атомы, содержащие в своем составе много электронов, имеют несколько потенциалов ионизации. Первый потенциал ионизации соответствует выходу электрона, находящегося в наружной оболочке атома и слабее других связанного с ним. Выход следующих электронов, расположенных ближе к ядру и сильнее связанных с ним, требует большей работы. Поэтому вторые и последующие потенциалы ионизации, соответствующие выходам второго и последующих электронов, будут больше. Первые потенциалы V,
...
При полной ионизации степень ионизации равна единице. На рис. 6 представлен график зависимости степени ионизации от температуры нагрева некоторых веществ. Из графика видно, что при
...
6000...8000 К такие вещества, как калий, натрий, кальций, обладают достаточно высокой степенью ионизации. Пары этих элементов, находясь в дуговом промежутке, обеспечивают легкость возбуждения и устойчивое горение дуги. Это свойство щелочных металлов объясняется тем, что атомы
...
Потенциалом ионизации называется отношение работы выхода электрона из атома вещества к заряду этого электрона:
...
участке «электрод — свариваемая деталь». При последующем отводе электрода от поверхности детали на 2...4 мм (рис. 7, в)
...
Анодная зона, называемая анодным пятном, расположена на "торце анода. К анодному пятну устремляются и отдают свою энергию потоки электронов, накаляя его до температуры 2500...4000°С. Столб дуги, расположенный между катодной и анодной зонами, состоит из раскаленных и ионизированных частиц. Температура в этой зоне достигает 6000...7000° С в зависимости от плотности сварочного тока.
...
В начальный момент для возбуждения дуги необходимо несколько большее напряжение, чем при ее последующем горении. Это объясняется тем, что при возбуждении дуги воздушный зазор недостаточно нагрет, степень ионизации невысокая и необходимо напряжение, способное сообщить свободным
...
электронам такую энергию, чтобы при их столкновении с атомами газового промежутка могла произойти ионизация. Увеличение концентрации свободных электронов в объеме дуги приводит к интенсивной ионизации дугового промежутка, а отсюда к повышению его электропроводности. Вследствие этого напряжение падает до значения, необходимого для устойчивого горения дуги.
...
углеродистой стали (рис. 8, б) представлена в виде кривых а (длина дуги 2 мм) и б (длина дуги 4 мм). Кривые в (длина дуги 2 мм) и г (длина дуги 4 мм) относятся к автоматической сварке под флюсом при высоких плотностях тока.
...
Напряжение, необходимое для возбуждения дуги, зависит: от рода тока (постоянный или переменный), длины дугового промежутка, материала электрода и свариваемых кромок, покрытия электродов и ряда других факторов. Значения напряжений, обеспечивающих возникновение дуги в дуговых промежутках, равных 2...4 мм, находятся в пределах 40...70 В. Напряжение (В) для установившейся сварочной дуги может быть определено по формуле
...
где а — коэффициент, по своей физической сущности представляющий сумму падений напряжений в катодной и анодной зонах, В; Ь — коэффициент, выражающий среднее падение напряжения на единицу длины дуги, В/мм; /д — длина дуги, мм.
...
Длиной дуги называется расстояние между торцом электрода и поверхностью сварочной ванны. «Короткой» называют дугу длиной 2...4 мм. Длина «нормальной» дуги — 4...в мм. Дугу длиной более в мм называют «длинной».
...
Оптимальный режим сварки обеспечивается при короткой дуге. При. длинной дуге процесс протекает неравномерно, дуга горит неустойчиво, металл, проходя .через дуговой промежуток, больше окисляется и азотируется, увеличиваются угар и разбрызгивание металла.
...
Электрическая сварочная дуга может отклоняться от своего нормального положения при действии магнитных полей, неравномерно и несимметрично расположенных вокруг дуги и в свариваемой детали. Эти поля действуют на движущиеся заряженные частицы и тем самым оказывают воздействие на всю дугу. Такое явление называется магнитным дутьем. Воздействие магнитных полей на дугу прямо пропорционально квадрату силы тока и становится заметным при сварочных токах более 300 А.
...
На отклонение дуги влияют место подвода тока к свариваемой детали (рис. 9, а, б, в)
...
Магнитное дутье в некоторых случаях затрудняет процесс сварки, и поэтому принимаются меры по снижению его действия на дугу. К таким мерам относятся: сварка короткой дугой, подвод сварочного тока в точке, максимально близкой к дуге, наклон электрода в сторону действия магнитного дутья, размещение у места сварки ферромагнитных масс.
...
При использовании переменного тока анодное и катодное пятна меняются местами с частотой, равной частоте тока. С течением времени напряжение иа
...
К этим мерам относится применение различных стабилизирующих элементов (калий, натрий, кальций и др.), вводимых в зону дуги в виде электродных покрытий или в виде флюсов.
...
Важное значение имеет сдвиг фаз между напряжением и током: необходимо, чтобы при переходе тока через нулевое значение напряжение было достаточным для возбуждения дуги.
...
Энергия мощных потоков заряженных частиц, бомбардирующих катод и анод, превращается в тепловую энергию электрической дуги. Суммарное количество теплоты С}
...
При питании дуги постоянным током (рис. 11) наибольшее количество теплоты выделяется в зоне анода. Это объясняется тем, что анод подвергается более мощной бомбардировке заряженными частицами, чем катод, а при столкновении частиц в столбе дуги выделяется меньшая доля общего количества теплоты.
...
При сварке угольным электродом температура в катодной зоне достигает 3200° С, в анодной — 3900°С, а в столбе дуги среднее значение температуры составляет 6000° С. При сварке металлическим электродом температура катодной зоны составляет около 2400° С, а анодной зоны — 2600° С.
...
тали, а анод — к электроду. При этом не только обеспечивается меньший нагрев свариваемой детали,но и
...
При питании дуги переменным током различие температур катодной и анодной зон и распределение теплоты сглаживаются вследствие периодической смены катодного и анодного пятна с частотой, равной частоте тока.
...
Практика показывает, что в среднем при ручной сварке только 60...70% теплоты дуги используется на нагревание и
...
0,5...0,6, а при качественных электродах — 0,7...0,85. При аргонодуговой сварке потери теплоты значительны (г) = 0,5...0,6). Наиболее .полно используется теплота при сварке под флюсом (г) = 0,85...0,93).
...
Для характеристики теплового режима процесса сварки принято определять погонную энергию дуги, т. е. количество теплоты, вводимое в металл на единицу длины однопроходного шва, измеряемое в Дж/м. Погонная энергия фп равна отношению эффективной тепловой мощности <2э к скорости сварки у:
...
шается. Это приводит к значительному увеличению плотности тока в шейке капли. Удлинение шейки продолжается до момента касания капли поверхности сварочной ванны (рис. 12, в).
...
Установлено, что время горения дуги и короткого замыкания составляет примерно 0,02...0,05 с. Частота и продолжительность короткого замыкания в значительной степени зависят от длины сварочной дуги. Чем меньше длина дуги, тем больше коротких замыканий и тем они продолжительнее.
...
Форма и размеры капель металла определяются силой тяжести и силами поверхностного натяжения. При сварке в нижнем положении сила тяжести способствует отрыву капли, а при потолочной сварке препятствует переносу металла электрода в шов. На размеры капель большое влияние оказывают состав и толщина электродного покрытия, а также сварочный ток. Электродное покрытие, как правило, снижает поверхностное натяжение металла почти на 25...30%. Кроме того, газообразующие компоненты покрытия выделяют большое количество газов и создают в зоне дуги повышенное давление, которое способствует размельчению капель жидкого металла. При повышении сварочного тока размер капель уменьшается. Перенос электродного металла крупными каплями имеет место при сварке на малых токах электродами с тонким покрытием. При больших плотностях сварочного тока и при использовании электродов с толстым покрытием перенос металла осуществляется в виде потока мельчайших капель (струйный перенос-металла).
...
На скорость переноса капель металла в дуге действует газовое дутье, представляющее собой поток газов, направленный вдоль дуги в сторону сварочной ванны. При сварке электродом с толстым покрытием стержень / электрода (рис. 13) плавится быстрее и торец его оказывается несколько прикрытым «чехольчиком» 3 покрытия 2. Интенсивное газообразование в небольшом объеме «чехольчика» приводит к явлению газового дутья, ускоряющего переход капель металла в сварочную ванну.
...
Основным фактором, влияющим на скорость переноса металла в дуге, является электромагнитное поле. Магнитное поле оказывает сжимающее действие и ускоряет образование и сужение шейки капли, а следовательно, и отрыв ее от торца электрода. Электрическое поле, напряженность которого направлена вдоль дуги в сторону сварочной ванны, также ускоряет процесс отрыва капель. При потолочной сварке перенос капель электродного металла в сварной шов обеспечивается в основном действием магнитного и электрического полей, а также явлением газового дутья в дуге.
...
Капли металла, проходящие через дугу, имеют шлаковую оболочку, которая образуется от плавления веществ, входящих в покрытие электрода. Эта оболочка защищает металл капли от окисления и азотирования, обеспечивая хорошее качество металла шва.
...
Доля электродного металла в составе металла шва различна и зависит от способа и режима сварки, а также от вида сварного шва. При ручной сварке доля электродного металла колеблется в широких пределах
...
Производительность сварки в-значительной степени зависит от скорости расплавления электродного металла, которая оценивается коэффициентом расплавления <хр.
...
Коэффициент расплавления численно равен массе электродного металла в граммах, расплавленной в течение одного часа, отнесенной к одному амперу сварочного тока.
...
Коэффициент расплавления зависит от ряда факторов. При обратной полярности коэффициент расплавления больше, чем при прямой полярности, так как температура анода выше, чем катода. Состав покрытия электрода и его толщина также влияют на коэффициент расплавления. Это объясняется, во-первых, значением эффективного потенциала ионизации газов, а во-вторых, изменением теплового баланса дугового промежутка. Коэффициент расплавления при ручной дуговой сварке составляет 6,5...14,5 г/(А • ч). Меньшие значения имеют электроды с тонким покрытием, а большие — электроды с толстым покрытием.
...
Для оценки скорости сварки пользуются коэффициентом наплавки ан. Этот коэф-фицяент оценивает массу электродного металла, введенного в сварной шов.
...
за угара и разбрызгивания. Эти потери при ручной сварке достигают 25...30%, а при автоматической сварке под флюсом составляют только 2...5% от количества расплавленного электродного металла. Знание этих коэффициентов позволяет произвести расчет потребного количества электродного металла для сварки шва установленного сечения и определить скорость сварки шва.
...
Коэффициент расплавления численно равен массе электродного металла в граммах, расплавленной в течение одного часа, отнесенной к одному амперу сварочного тока.
...
необходимого для поддержания устойчивого горения дуги. При переходе капель электродного металла в сварочную ванну происходят частые короткие замыкания сварочной цепи. Вместе с этим изменяется длина сварочной дуги. При каждом > коротком замыкании напряжение падает до нулевого значения. Для последующего восстановления дуги необходимо напряжение порядка 25...30 В. Такое напряжение должно обеспечиваться за время не более 0,05 с, чтобы поддерживать горение дуги в период между короткими замыканиями. Следует учесть, что при коротких замыканиях сварочной цепи развиваются большие токи (токи короткого замыкания), которые могут вызвать перегрев в проводке и обмотках источника тока.
...
Эти условия процесса сварки в основном и определяют требования, предъявляемые к источникам питания свврочной дуги. Для обеспечения устойчивого процесса сварки источники питания дуги должны удовлетворять следующим требованиям:
...
напряжение холостого хода должно быть достаточным для легкого возбуждения дуги и в то же время не должно превышать нормы безопасности. Максимально допустимое напряжение холостого хода установлено для источников постоянного тока — 90 В, а для источников переменного тока — 80 В;
...
напряжение устойчивого горения дуги (рабочее напряжение) должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги. С увеличением длины дуги напряжение должно быстро возрастать, а с уменьшением — быстро падать. Время восстановления рабочего напряжения от 0 до 30 В после каждого короткого замыкания (при капельном переносе металла от электрода к свариваемой детали) должно быть менее 0,05 с;
...
ток короткого замыкания не должен превышать сварочный ток более чем на 40...50%. При этом источник тока должен выдерживать продолжительные короткие замыкания сварочной цепи. Это условие необходимо
...
Промышленностью выпускаются следующие типы источников питания сварочной дуги: сварочные преобразователи, сварочные аппараты переменного тока, сварочные выпрямители.
...
внешнюю характеристику, используя размагничивающее действие магнитного потока якоря. На рис. 15 показана схема сварочного генератора такого типа. Генератор имеет четыре основных (Ыг
...
и устойчивом горении дуги ее характеристика смещается с положения // и занимает положение ///, а напряжение возрастает до значения, указанного точкой 3. Эта точка соответствует режиму устойчивого горения сварочной дуги. Ток короткого замыкания (точка 4)
...
Наибольшее распространение в строительстве получили однопостовые генераторы с расщепленными полюсами и генераторы с размагничивающей последовательной обмоткой.
...
магнитного потока генератора, а отсюда к уменьшению напряжения на основных щетках генератора. Чем больший ток протекает по обмотке якоря, тем больше магнитный поток Фя, тем больше снижается напряжение. При коротком замыкании сварочной цепи напряжение на основных щетках почти достигает нулевого значения.
...
Сварочный ток регулируют в два приема — грубо и точно. При грубом регулировании смещают щеточную траверсу, на которой расположены все три щетки генератора. Если сдвигать щетки по направлению вращения якоря, то размагничивающее действие потока якоря увеличивается и сварочный ток уменьшается. При обратном сдвиге размагничивающее действие уменьшается и сварочный ток увеличивается. Таким образом устанавливают интервалы больших и малых токов. Плавное и точное регулирование тока производят реостатом, включенным в цепь обмотки возбуждения. Увеличивая или уменьшая реостатом ток возбуждения в обмотке поперечных полюсов, изменяют магнитный поток Фп, тем самым изменяют напряжение генератора и сварочный ток.
...
В генераторах с расщепленными полюсами поздних выпусков сварочный ток регулируют изменением числа витков секционированных обмоток полюсов генератора и реостатом, вклю-
...
ченным в цепь обмотки возбуждения. Реостат устанавливается на корпусе генератора и имеет шкалу с делениями в амперах. По такой схеме работают генераторы СГ-300М-1, используемые в преобразователях ПС-300М-1.
...
Принципиальная схема генератора с размагничивающим действием последовательной обмотки возбуждения, включенной в сварочную цепь, представлена на рис. 17. Генератор имеет две обмотки: обмотку возбуждения / и размагничивающую последовательную обмотку 2. Обмотка возбуждения питается либо от основной и дополнительной щеток (Ь
...
вательиой обмоткой. Регулирование тока произ водят реостатом цепи основной обмотки возбуждения. Двигатель с варочного агрегата специально переоборудован для режима длительной стационарной работы: он имеет автоматический центробежный регулятор скорости вращения; ручное регулирование для работы при малых скоростях; автоматическое выключение зажигания при внезапном увеличении скорости. Сварочный агрегат смонтирован на жесткой металлической раме с катками для перемещения. Наличие крыши и боковых металлических штор, защищающих от атмосферных осадков, позволяет использовать агрегат для работы на открытом воздухе.
...
буждения. При рабочем режиме сварочный ток, проходя через последовательную обмотку, создает магнитный поток, совпадающий по направлению с магнитным потоком обмотки независимого возбуждения. Тем самым обеспечивается жесткая или возрастающая вольт-амперная характеристика.
...
На рис. 20 представлен преобразователь такого типа ПСГ-350, состоящий из сварочного генератора постоянного тока ГСГ-350 и трехфазного асинхронного электродвигателя АВ-61-2 мощностью 14 кВт. Генератор имеет обмотку независимого возбуждения и подмагничивающую последовательную обмотку. Обмотка независимого возбуждения питается от внешней сети через селеновые выпрямители и стабилизатор напряжения, который исключает влияние колебаний напряжения в сети на ток возбуждения. Последовательная обмотка разделена на две секции: при включении в сварочную цепь части витков генератор работает на режиме жесткой характеристики, а при использовании всех витков обмотки генератор дает возрастающую внешнюю характеристику. Генератор и двигатель размещены в общем корпусе и смонтированы на тележке.
...
Для сварки в защитных газах, а также для полуавтоматической и автоматической сварки применяют генераторы с жесткой или возрастающей внешней характеристикой. Такие генераторы имеют обмотки независимого возбуждения и подмагничивающую последовательную обмотку. При холостом ходе э. д. с. генератора наводится магнитным потоком, который создается обмоткой независимого воз-
...
напряжения многопостовои генератор (рис. 21) имеет параллельную обмотку возбуждения /, создающую магнитный поток Ф\ и последовательную обмотку 3, создающую магнитный поток Фа
...
При холостом ходе э. д. с. генератора индуцируется только магнитным потоком Ф\, так как в последовательной обмотке ток отсутствует. Напряжение генератора достаточно для зажигания дуги. Во время сварки появляется ток в обмотке якоря и, следовательно, в последовательной обмотке возбуждения. При этом появляется магнитный поток Фг и э. д. с. будет индуцироваться суммарным потоком Ф\ + Ф/.
...
Многопостовой сварочный преобразователь ПСМ-1000 (рис. 22) состоит из сварочного генератора постоянного тока типа СГ-1000 и трехфазного асинхронного двигателя, смонтированных в одном корпусе. Генератор СГ-1000, шестиполюсный, с самовозбуждением, имеет параллель-
...
Универсальные преобразователи ПСУ-300 и ПСУ-500-2, предназначенные для ручной сварки, автоматической сварки под флюсом, а также автоматической и полуавтоматической сварки в защитных газах, обеспечивают как падающую, так и жесткую внешнюю характеристику. В этих преобразователях, переключая независимую и последовательную обмотки генератора, можно создавать размагничивающий и подмагничивающий потоки и соответственно получать ту или иную характеристику.
...
При работе на строительной площадке или заводе нескольких сварочных постов, расположенных недалеко друг от друга, применяют многопостовой сварочный преобразователь. Внешняя характеристика многопостового сварочного генератора должна быть жесткой, т. е. независимо от количества работающих постов напряжение генератора должно быть постоянным. Для получения постоянного
...

Справочник конструктора металлических конструкций
Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности
Сварка пластмасс ультразвуком
Основы сварочного дела
Газовая сварка и резка металлов
Специальные стали
Трансформаторы для электродуговой сварки

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

admin

Основы сварочного дела