Бесплатная техническая библиотека

Электросварка. Основы электросварки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Сварочное оборудование

 Комментарии к статье

Сварка - это технологический процесс, позволяющий соединить две детали неразъемным соединением. В основе электросварки лежит способность металлов плавиться и сплавляться под воздействием электрической дуги.

Сварочная дуга - длительный электрический разряд в ионизированной смеси газов и паров различных материалов между электродом 1 и изделием 3, находящимися под напряжением.

В состав дуги входит (рис. 17.1): анодная область; столб; катодная область.

Рис. 17.1. Сварочная дуга

Температура дуги (5000-7000 °С) позволяет расплавлять все металлы и сплавы. На поверхности анода и катода температура дуги снижается до 3500-4000 °С.

Электрическую дугу возбуждают коротким замыканием сварочной дуги и последующим быстрым отводом электрода от свариваемого изделия.

Длина дуги практически равна диаметру электродного стержня.

Зависимость напряжения на дуге от сварочного тока называют статической вольтамперной характеристикой (ВАХ).

Рис. 17.2. Статическая вольтамперная характеристика сварочной дуги

Основными видами электросварки являются:

• электросварка штучным (или расходуемым) электродом;
• полуавтоматическая электросварка проволокой;
• аргоно-дуговая сварка нерасходуемым электродом;
• контактная сварка.

Дуговая сварка относится к сварке плавлением. При этом виде сварки плавление основного и присадочного металлов осуществляется электрической дугой, горящей между электродом и свариваемым металлом.

Расплавленные основной и присадочный металлы (электрод, проволока или лента) образуют сварочную ванну, в результате кристаллизации металла которой образуется сварной шов. Источником теплоты при дуговой сварке является сварочная дуга - устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров металла, используемых при сварке, характеризуемый высокой плотностью тока и высокой температурой.

В основе полуавтоматической и автоматической сварки в среде защитных газов лежит тот же процесс, который используется и при ручной электродуговой сварке.

Основным отличием является непрерывная подача расходуемого электрода, которым является проволока.

При полуавтоматической сварке используется несколько типов защиты изделия и сварочной ванны от окисления:

• сварка в среде защитных газов;
• сварка порошковой или флюсованной проволокой;
• сварка под флюсом.

Наиболее часто применяемыми в промышленности, в ремонтных работах и в бытовых целях являются полуавтоматы для сварки в среде защитных газов, что, в основном, обусловлено относительной дешевизной расходуемых материалов. Некоторые из этих аппаратов обладают возможностью сварки флюсованной проволокой. Но сварка под флюсом, в основном, используется для крупного промышленного и массового производства.

Аргонодуговая сварка - дуговая сварка, при которой в качестве защитного газа используется аргон. Применяют аргонодуговую сварку неплавящимся вольфрамовым и плавящимся электродами. Аргонодуговая сварка вольфрамовым электродом может быть ручной и автоматической.

Сварка возможна без подачи и с подачей присадочной проволоки. Этот процесс предназначен, главным образом, для металлов толщиной менее 3-4 мм. Большинство металлов сваривают на постоянном токе прямой полярности. Сварку алюминия ведут на переменном токе.

При прямой полярности (плюс на изделии, минус на электроде):

• лучше условия термоэлектронной эмиссии;
• выше стойкость вольфрамового электрода;
• выше допускаемый предельный ток.

Допускаемый ток при использовании вольфрамового электрода диаметром 3 мм составляет:

• при прямой полярности 140-280 А;
• при переменном токе 100-160 А;
• при обратной полярности 20-40 А.

Дуга на прямой полярности легко зажигается и горит устойчиво при напряжении 10-15 В в широком диапазоне плотностей тока.

При обратной полярности:

• возрастает напряжение дуги;
• уменьшается устойчивость ее горения;
• резко уменьшается стойкость электрода;
• повышается нагрев и расход электрода.

Эти особенности дуги обратной полярности делают ее непригодной для непосредственного применения в сварочном процессе.

Электрическая дуга обратной полярности обладает важным технологическим свойством: при ее действии с поверхности свариваемого металла удаляются окислы и загрязнения.

Это явление объясняется тем, что при обратной полярности поверхность металла бомбардируется тяжелыми положительными ионами аргона, которые, перемещаясь под действием электрического поля от плюса (электрод) к минусу (изделие), разрушают окисные пленки на свариваемом металле, а выходящие с катода (поверхности изделия) электроны способствуют удалению разрушенных окисных пленок.

Процесс удаления окислов называется катодным распылением.

Указанное свойство дуги обратной полярности используют при сварке Al и Al-сплавов, имеющих прочные окисные пленки. Но так как при постоянном токе обратной полярности стойкость вольфрамового электрода низка, то для этой цели используют переменный ток.

При этом удаление пленки, т. е. катодное распыление, происходит, когда свариваемое изделие является катодом.

При сварке неплавящимся электродом на переменном токе в определенной степени реализуются преимущества дуги прямой и обратной полярности, т. е. при этом обеспечивается устойчивость электрода и разрушение окисных пленок.

Дуга возбуждается замыканием электрода и металла угольным стержнем или кратковременным разрядом высокой частоты и напряжения с помощью осциллятора.

Ручную сварку выполняют наклонной горелкой углом вперед, угол наклона к поверхности изделия составляет 70-80°. Присадочную проволоку подают под углом 10-15°. По окончании сварки дугу постепенно обрывают для заправки кратера, при ручной сварке - ее постепенным растяжением, при автоматической - специальным устройством заварки кратера, обеспечивающим постепенное уменьшение сварочного тока. Для защиты охлаждаемого металла подачу газа прекращают через 10-15 с после выключения тока.

Типы соединений, в основном, выбираются в зависимости от толщины свариваемого металла. Кромки не разделывают у деталей, толщина которых полностью позволяет проваривать соединение дугой.

Сварку неплавящимся электродом без присадочной проволоки применяют для малых толщин. Более толстый металл требует разделки кромок, так как на толщине более 2-2,5 мм трудно выполнить отбортовку.

Для толщин более 6-8 мм применяют одностороннюю разделку кромок, часто с подкладкой для обеспечения полного провара. При толщине деталей свыше 20 тмм выполняют двустороннюю разделку.

Если при такой толщине невозможно осуществить двустороннюю сварку (например, трубы большой толщины и небольшого диаметра), делают U-образную или чашеобразную одностороннюю разделку кромок и сварку ведут в несколько проходов. Но это несколько снижает внутреннее качество швов, увеличивает количество наплавленного металла.

Начало и конец шва выполняют на приставные технологические планки, которые после сварки удаляют. Начало и конец шва удаляют применением технологических планок.

В начале и в конце обычно больше всего бывает дефектов:

• подплавление;
• незаплавленный кратер;
• погрешности неустановившегося по сечению шва;
• изъяны зажигания дуги и т. п.

Перед сваркой очищают кромки от грязи, окалины, ржавчины до металлического блеска. После сварки шов очищают стальной щеткой, придавая ему требуемый внешний вид и часто вскрывая при этом дефекты.

Вывод. Наличие на поверхности сварного шва остатков флюсовых корок, оксидов способствует коррозионному разрушению шва.

В ряде случаев шов, выполненный на алюминиевом сплаве, покрывают антикоррозионным раствором. Режим сварки в защитных газах выбирают в зависимости от толщины и марки свариваемого металла, диаметра и марки электродной проволоки с учетом обеспечения мелкокапельного переноса металла электрода.

При сварке сталей диаметры вольфрамовых электродов и оптимальные значения тока выбирают по данным таблиц, которые приводятся в соответствующих справочниках.

При аргонодуговой сварке высоколегированных сталей вольфрамовым электродом в качестве присадочного металла применяют электродные проволоки того же состава, что и для дуговой сварки данной стали под флюсом.

Автор: Корякин-Черняк С.Л.

Смотрите другие статьи раздела Сварочное оборудование.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Идеальную пену разработают в космосе 23.07.2012 Все повара знают, что изготовление идеального шоколадного мусса - наполовину искусство и наполовину наука. Об искусстве можно спорить, но науки в изготовлении вкусной пены действительно немало. Так, Европейское космическое агентство помогает пищевой промышленности понять, как образуется и удерживается пена, которую можно увидеть во многих видах продуктов питания и напитков, например, безе и кофе. Потребители хотят, чтобы шоколадный мусс сохранил свою структуру и вкус на пути из супермаркета до обеденного стола. К сожалению, многие любимые продукты теряют пену уже через несколько минут. Разработка "идеальной" пены на Земле является очень сложным делом, поскольку гравитация нашей планеты буквально раздавливает хрупкие пенные пузыри. Поэтому специалисты Европейского космического агентства изучают пену в невесомости, где образованию и развитию пузырьков ничего не мешает. ЕКА проводит исследования пены с 1980 года. Более 10 лет назад исследованиями космического агентства заинтересовалась частная пищевая компания - Nestle. Пищевую промышленность качество пены очень беспокоит, ведь стабильная пена, например, того же шоколадного мусса, создает во рту приятную бархатистость, а кофе она придает легкость. Создать пену в условиях микрогравитации не так просто, как может показаться. После нескольких экспериментов ученые пришли к выводу, что для нагнетания жидкости в специальную форму лучше всего использовать поршни с электромагнитным приводом. Первые опыты с молочным белком для Nestle провели в ходе полетов по параболической траектории, которая обеспечивает 20 секунд невесомости. В настоящее время ученые уверены в правильной работе своего оборудования и планируют провести более масштабные эксперименты на борту Международной космической станции. Это не может не радовать простых потребителей, ведь половина продуктов в нашем холодильнике созданы на основе пены и эмульсии. Если специалистам ЕКА удастся создать "идеальную" пену, это позволит без добавления "лишних" и не всегда полезных ингредиентов продлить срок их годности при сохранении вкусовых качеств.

Другие интересные новости:

▪ Леонардо - изобретатель пластмассы

▪ Математические секреты идеального снеговика

▪ Европа нагревается быстрее других континентов

▪ Смартфон Samsung для слабовидящих людей

▪ Тапочки с автопарковкой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Узлы радиолюбительской техники. Подборка статей

▪ статья Тиски из пассатижей. Советы домашнему мастеру

▪ статья Что такое клетки? Подробный ответ

▪ статья Оказание первой медицинской помощи при травмах опорно-двигательного аппарата. Медицинская помощь

▪ статья Биогазовые установки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Электропривод намоточного устройства для кромок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026