Сварка в защитных газах плавящимся электродом

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ...

скачать книгу Сварка в защитных газах плавящимся электродом

Сварка в защитных газах во многих случаях обеспечивает более высокую производительность, чем ручная дуговая сварка, позволяет механизировать сварочные работы, облегчить труд сварщиков и повысить культуру производства В книге обобщен большой теоретический и практический материал по сварке в защитных газах
...
Сущность, классификация и виды процессов сварки Для получения при дуговой сварке высококачественных соединений необходима защита зоны дуги и расплавленного металла от вредного воздействия воздуха, а в ряде случаев также легирование и металлургическая обработка металла шва
...
Защитный газ выбирают в зависимости от рода свариваемых материалов, технологических задач, требований, предъявляемых к сварным соединениям, и других условий
...
Во внутреннем потоке газа горит дуга и находится капля электродного металла, а жидкая металлическая ванна защищается смесью внутреннего и наружного потоков
...
Установление стабильного течения процесса сварки — это отрезок времени, на протяжении которого происходит установление процесса до заданного режима сварки
...
Прекращение процесса сварки — отрезок времени, на протяжении которого происходит переход от стабильного течения процесса до обрыва дуги при окончании сварки
...
Все факторы, уменьшающие длину перегоревшего участка электрода и увеличивающие максимальную длину дуги до обрыва, сокращают продолжительность установления стабильного процесса сварки
...
Уменьшить длительность установления процесса сварки можно, использовав технологические приемы, например быстрорасплавляющиеся токопроводящие вставки и др
...
Процесс можно считать стабильным, если электрические и тепловые характеристики его не изменяются во времени или же изменяются по определенной программе
...
Гашение дуги достигается, например, наложением на дугу импульса тока противоположной полярности, снижением напряжения питания источника и естественным обрывом дуги
...
Процессом сварки в защитных газах можно уп равлять путем изменения электрофизических характеристик дугового разряда введением в дугу веществ, понижающих или повышающих эффективный потенциал ионизации дугового газа,
...
Гашение дуги достигается, например, наложением на дугу импульса тока противоположной полярности, снижением напряжения питания источника и естественным обрывом дуги
...
Процессом сварки в защитных газах можно уп равлять путем изменения электрофизических характеристик дугового разряда введением в дугу веществ, понижающих или повышающих эффективный потенциал ионизации дугового газа,
...
Те части электродов, на которые опирается дуга и через которые проходит основной ток дуги, называют активными пятнами, на положительном электроде — анодным, а на отрицательном — катодным пятном
...
Около электродов происходят скачки падения потенциалов, вызванные условиями прохождения электрического тока на границе между ионизированным газом и металлическими электродами
...
В результате эффективный потенциал ионизации смеси оказывается близким к потенциалу ионизации компонента, имеющего наиболее низкий потенциал ионизации
...
При испарении с катода нейтральные атомы материала катода в области катодного падения потенциала интенсивно ионизируются и электрическое поле положительного объемного заряда препятствует их переносу в столб дуги
...
Таким образом, параметры плазмы можно изменять в широких пределах путем изменения эффективного потенциала ионизации дугового газа, например активированием электродной проволоки или изделия
...
При этом снижение эффективного потенциала ионизации газа в столбе дуги приводит к уменьшению напряженности электрического поля и температуры столба, увеличению размеров дуги и, как следствие, к понижению концентрации энергии дуги
...
Например, присутствие в столбе водорода, обладающего наибольшей теплопроводностью и наименьшей вязкостью по сравнению с аргоном, гелием, азотом и углекислым газом, приводит к повышению напряженности электрического поля в столбе
...
Среднюю величину напряженности электрического поля обычно определяют делением общего падения напряжения в столбе дуги на длину дуги и считают, что она не изменяется по длине
...
Появление паров металла катода, имеющих, как правило, более низкий потенциал по сравнению с дуговым газом, приводит к понижению катодного падения потенциала
...
Например, нанесение на катод при сварке в защитных газах щелочных, щелочноземельных и редкоземельных элементов или их соединений уменьшает катодное падение и разогрев катода
...
При сварке плавящимся электродом в защитных газах эти потоки оказывают большое влияние на характер плавления и перенос электродного металла, а также проплавление изделия
...
Основными причинами возникновения плазменных потоков являются интенсивное поверхностное испарение электродов в активных пятнах и сжатие столба дуги у электродов
...
При наличии сужения дуги у электродов в результате изменения сечения столба по длине дуги возникает градиент плотности тока, а следовательно, и перепад избыточного давления
...
что в рабочем диапазоне токов замедляется рост концентрации заряженных частиц, а увеличению сечения столба препятствует собственное магнитное поле и магнитное поле тока, текущего по электроду
...
напряженности электрического поля, а не в результате увеличения концентрации заряженных частиц и поперечных размеров столба дуги как при падающей вольт
...
Это обусловлено изменением параметров плазмы дуги, что находит свое выражение в различной напряженности электрического поля Е, и изменении приэлектродных падений потенциала ик
...
В общем виде процесс сварки в защитных газах плавящимся электродом стационарной и нестационарной дугой может быть описан вольт амперными характеристиками устойчивого течения процесса сварки
...
Установлено, что эти характеристики зависят от рода защитного газа, диаметра и состава электродной проволоки, программы изменения энергии процесса, силы тока, полярности, вылета и нагрева электрода и не зависят от внешней характеристики источника питания
...
Характеристики устойчивого течения процесса сварки могут быть использованы для оценки стабильности процесса при изменении параметров режима и внешних характеристик источни Ю Н В
...
Большие изменения напряжения сварки и длины дуги при случайных колебаниях вылета, неизбежных, например, при полуавтоматической сварке, могут привести при питании от источников с крутопадающей и возрастающей внешней характеристикой к нарушениям процесса
...
Перенос электродного металла Перенос металла с электрода на изделие является одной, из важнейших характеристик сварки плавящимся электродом в защитных газах
...
Большие изменения напряжения сварки и длины дуги при случайных колебаниях вылета, неизбежных, например, при полуавтоматической сварке, могут привести при питании от источников с крутопадающей и возрастающей внешней характеристикой к нарушениям процесса
...
Перенос электродного металла Перенос металла с электрода на изделие является одной, из важнейших характеристик сварки плавящимся электродом в защитных газах
...
Местом приложения электродинамической силы при отрыве капли от электрода можно условно принять плоскость, в которой жидкая шейка минимальна, и в расчетах принимать
...
В начале сварки и при нарушениях процесса наблюдается резкое увеличение разбрызгивания в результате выброса нерасплавленной части электрода и расплескивания ванны
...
Такой перенос электродного металла возможен при импульсном ведении процесса, а стационарной дугой — при сварке порошковой проволокой, например в углекислом газе проволокой рутилового типа на средних и больших токах
...
При сварке нестационарной дугой можно принудительно, независимо от силы тока и напряжения сварки, задавать желаемый вид переноса электродного металла, что позволяет расширить диапазон режимов и технологические возможности сварки в защитных газах плавящимся электродом
...
Образование капли на элек троде и сброс ее в направлении оси электрода достигается путем импульсного повышения силы тока в определенных пределах, зависящих от рода защитного газа, материала и диаметра электрода, пространственного выполнения сварки и ряда технологических задач
...
Однако приложенного усилия недостаточно для полного преодоления сил поверхностного натяжения, и через некоторое время после окончания импульса сила поверхностного натяжения и давление дуги возвращают каплю в первоначальное положение на электроде
...
В третьем случае электрод интенсивно подплавляется, жидкий металл на электроде вытягивается в сторону ванны, капля отрывается от электрода до окончания импульса
...
Абсолютные значения параметров этих импульсов зависят от рода защитного газа, материала и диаметра электродов, частоты следования импульсов, силы тока и напряжения сварки
...
Соотношения между величиной и длительностью импульса выбирают с учетом ряда технологических факторов, например толщины металла, необходимой глубины провара, положения шва в пространстве и др
...
Первая — принудительное перемещение капли на электроде до соприкосновения с ванной — осуществляется импульсом тока путем воздействия электродинамической силы
...
Значительная скорость плавления электрода и беспорядочные колебания крупных капель приводят к большему разбрызгиванию, чем при сварке на обратной полярности
...
, затягивается переход капли в ванну, в результате чего при сварке на низких и средних напряжениях нерасплавленный конец электродной проволоки погружается в ванну жидкого металла, которая при погасании дуги часто движется навстречу электроду
...
С повышением напряжения длина дуги и размер капель увеличиваются, число коротких замыканий уменьшается, а затем процесс протекает без коротких замыканий
...
Процессы, протекающие во время импульса тока, в значительной степени определяют стабильность сварки, расплавление электрода, отрыв капли с электрода, интенсивность металлургических реакций, форму и размеры шва и другие характеристики процесса
...
Процессы, протекающие во время импульса тока, в значительной степени определяют стабильность сварки, расплавление электрода, отрыв капли с электрода, интенсивность металлургических реакций, форму и размеры шва и другие характеристики процесса
...
При отрыве капли от электрода после окончания импульса, а также в конце импульса при малой величине импульса тока средняя скорость плавления электрода почти такая же, как и при сварке без импульсов
...
Сварка в двух концентрических потоках газов С целью экономии аргона и гелия, а также для управления формой и глубиной провара применяют сварку в двух концентрических потоках газов
...
Расход газов подбирают таким, чтобы аргон или гелий полностью защищал дугу и сварочную ванну, а поток азота или углекислого газа улучшил защиту зоны сварки и участка уже затвердевшего шва
...
Энергетические и металлургические особенности сварки Основным источником теплоты при сварке плавящимся электродом в защитных газах является электрическая дуга Помимо дуги, теплота может выделяться также при нагреве электродной проволоки на вылете проходящим током или при дополнитель
...
При сварке стационарной дугой мгновенная мощность процесса сварки не изменяется во времени, а при сварке нестационарной дугой изменяется по определенной программе
...
Концентрация энергии в столбе значительно меньше и передается путем теплопередачи Потоки плазмы значительно усиливают теплопередачу и могут существенно влиять на перераспределение энергии между электродами
...
При сварке тонкой электродной проволокой при больших плотностях тока в электроде доля теплоты, выделяющейся на вылете, может быть близка к доле теплоты, выделяющейся в активном пятне, в результате скорость плавления электрода существенно возрастает
...
Нагрев и расплавление электрода, а также температура капли и испарение ее существенно зависят от характера подвода и передачи теплоты от дуги к электроду, т
...
Если же, как на прямой полярности, дуга значительную часть времени перемещается по боковой нерасплавленной части электрода, то эффективность использования теплоты дуги на расплавление электрода возрастает
...
Установлено, что характер поступления теплоты на электрод и расплавление его зависят от программы изменения мгновенной мощности процесса, формы и размеров активного пятна и характера переноса электродного металла
...
Так, при сварке стационарной дугей при крупнокапельном переносе в инертных газах на обратной полярности активное пятно в большинстве случаев располагается на нижней части капли и передача теплоты от дуги к электроду происходит путем теплопередачи через жидкую каплю
...
При струйном переносе электродного металла активное пятно охватывает нижнюю конусообразную часть электрода и размеры слоя жидкого металла, отделяющего нерасплавленную часть электрода от активного пятна, намного меньше, чем в первом случае
...
При этом во время импульса теплота распространяется через всю каплю и повышение температуры в месте перехода от капли к твердому электроду может быть достигнуто только через определенное время
...
Во втором случае к моменту окончания импульса, примерно совпадающему с моментом отрыва капли, активное пятно успевает распространиться по всей поверхности капли, но не достигает твердого электрода
...
Нагрев изделия при сварке в инертных газах в общем случае характеризуется высокой концентрацией теплового потока и охлаждением изделия с одной стороны потоком защитного газа
...
Как отмечалось, инертные газы не взаимодействуют с металлами Однако при сварке в инертных газах вследствие высоких температур в зоне дуги протекают реакции взаимодействия между элементами, входящими в состав основного и электродного металлов, а также испарение элементов
...
Однако при сварке в защитных газах следует ожидать зависимости средней температуры ванны как от режимя сварки, так и от диаметра электрода и вида переноса капель
...
Удельная поверхность и длительность взаимодействия капли на электроде должны определяться по данным киносъемки или по закономерностям изменения размеров капли Оценка удельной поверхности и длительности взаимодействия по произведению конечных размеров капли на полное время жизни капли не отражает кинетики взаимодействия, и ее можно использовать только для приближенной оценки
...
В общем виде при капельном переносе электродного металла интенсивность металлургических реакций, опре деляемых в основном кинетическими факторами, можно оценить коэффициентом СшМь,
...
Длительность взаимодействия металла ванны с газом можно приближенно принимать равной длительности пребывания металла в ванне в жидком состоянии, которое оценивают величиной
...
Реакции при сварке в инертных газах существенно зависят также от состава свариваемого материала, загрязнения инертного газа азотом, водородом и кислородом, которые при высоких температурах в зоне дуги диссоциируют
...
Парциальное давление газов над металлом зависит от наличия в капле легкоиспаряющихся элементов, которые уменьшают парциальное давление газов и их взаимодействие с металлом
...
Взаимодействие с азотом зависит от температуры газа и металла, парциального давления газа у границ раздела, а также от удельной поверхности и длительности взаимодействия
...
На попадание водорода в металл шва оказывает влияние общее парциальное давление водорода, наличие паров воды, кислорода и элементов, обладающих высоким сродством к водороду
...
Особенности техники сварки Эффективность газовой защиты Надежная защита зоны сварки газом является одним из основных условий получения шва высокого качества
...
При сварке в аргоне и гелии для улучшения истечения газа внутреннюю полость сопла делают параболической или конической с цилиндрической частью на выходе
...
Дуга в гелии, азоте и их смесях с аргоном обладает более высокой концентрацией энергии, обеспечивает большую глубину провара и позволяет вести сварку на больших скоростях, чем в аргоне
...
Сварку рекомендуют вести с определенными вылетами электрода, обеспечивающими получение стабильного процесса, производительность расплавления электрода и точность его направления по шву
...
Наиболее заметное влияние вылета электрода проявляется при сварке тонкой проволокой и проволокой, обладающей высоким удельным электрическим сопротивлением
...
Требования к качеству подготовки и сборки соединений под сварку плавящимся электродом в инертных газах зависят от рода свариваемого материала, типа соединения, толщины металла и расположения шва в пространстве
...
Разделка кромок при сварке со свободным формированием вертикальных, горизонтальных и потолочных швов обычно делается так же, как при сварке неплавящимся электродом
...
Электрод располагают снизу вверх, дугу направляют на передний край ванны жидкого металла, стремясь уменьшить ее стенание и одновременно проплавить корень шва
...

Электродуговая сварка и наплавка под керамическими флюсами
Теория сварочных деформаций и напряжений
Конденсаторные машины для контактной сварки
Сварка в защитных газах плавящимся электродом
Сварка строительных металлоконструкций порошковой проволокой
Сварка и резка в промышленном строительстве. 2 т. Т. 1
Сварка и резка в промышленном строительстве. В 2 т. Т. 2 / Б.Д. Малышев, Е.К. Алексеев, А.Н. Блинов и др.; Под ред. Б.Д. Малышев

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

admin

Сварка в защитных газах плавящимся электродом