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:

Впервые преоодолена передача ВИЧ от матери к ребенку 02.01.2026

Проблема вертикальной передачи ВИЧ - от матери к ребенку - остается одной из ключевых задач глобальной медицины. Недавний отчет Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) демонстрирует историческое достижение: Бразилия впервые в своей истории полностью преодолела этот путь передачи вируса. Страна стала 19-й в мире и первой с населением более 100 миллионов человек, которая достигла такого результата. Достижения Бразилии основаны на комплексных медицинских программах, обеспечивающих своевременный доступ к диагностике и терапии для всех слоев населения. ВОЗ официально подтвердило, что уровень передачи ВИЧ от матери к ребенку снизился до менее двух процентов. Более 95% беременных женщин в стране получают регулярный скрининг на ВИЧ и необходимое лечение в рамках стандартного ведения беременности. Изначально программа тестировалась в крупных муниципалитетах и штатах с населением более 100 тысяч человек, а затем была масштабирована на всю страну. Такой подход позволил унифицировать ста ...>>

Нанослой германия увеличивает эффективность солнечных батарей на треть 02.01.2026

Разработка высокоэффективных солнечных батарей остается одной из ключевых задач современной энергетики. Недавнее исследование южнокорейских ученых позволило повысить производительность тонкопленочных солнечных элементов почти на 30%, что открывает новые перспективы для возобновляемых источников энергии, гибкой электроники и сенсорных устройств. Команда исследователей сосредоточилась на элементах на основе моносульфида олова (SnS) - нетоксичного и доступного материала, который идеально подходит для гибких солнечных панелей. До настоящего времени эффективность SnS-устройств оставалась низкой из-за проблем на границе контакта с металлическим электродом. В этой области возникали структурные дефекты, диффузия элементов и электрические потери, что существенно ограничивало возможности таких батарей. "Этот интерфейс был главным барьером для достижения высокой производительности", - отмечает профессор Джейонг Хо из Национального университета Чоннам. Для решения этих проблем ученые предлож ...>>

Электростатическое решение для борьбы с льдом и инеем 01.01.2026

Борьба с льдом и инеем на транспортных средствах и критически важных поверхностях зимой остается сложной и затратной задачей. Ученые из Virginia Tech разработали инновационную технологию, способную разрушать лед и иней без использования тепла или химических реагентов, что открывает новые возможности для безопасной и экологичной зимней эксплуатации транспорта. Исследователи обнаружили, что лед и иней образуют кристаллическую решетку с так называемыми ионными дефектами - заряженными участками, способными перемещаться под воздействием электрического поля. Эти дефекты являются ключом к управлению прочностью льда и его удалением с поверхностей. Когда на замерзшую поверхность подается положительный электрический заряд, отрицательные ионные дефекты притягиваются к источнику поля. Это вызывает разрушение кристаллической решетки льда, в результате чего часть льда буквально "отскакивает" от поверхности. Такой эффект позволяет удалять лед без применения внешнего тепла или химических средств ...>>

Случайная новость из Архива Спутники модернизированной GPS III готовятся к запуску 25.11.2015 Компания Raytheon отрапортовала об успешном завершении отработки вопросов готовности к запуску модернизированной Системы глобального позиционирования. Компания провела ряд учений (упражнений) для демонстрации готовности своих систем запуска и проверки для поддержки запуска спутников GPS III. Наземная система Raytheon будет осуществлять запусковые операции и процедуры как часть операционно-контрольной системы следующего поколения (GPS OCX), которая имеет своей задачей улучшение возможностей позиционирования, навигации и кибербезопасности как для гражданских, так и для военных пользователей по всем миру. Первый комплекс упражнений протестировал возможности, необходимые для разворачивания спутников GPS III, включая маневры на орбите, процедуры конфигурирования и отработку нештатных ситуаций в космосе. Второй комплекс продемонстрировал способность переключать контакты между многочисленными смоделированными наземными узлами Сети спутникового контроля ВВС. Третий комплекс упражнений симулировал первый захват космического аппарата после запуска. Упражнения Raytheon следуют за обновлениями Lockheed Martin для спутников GPS III, объявленными ранее в ноябре как часть Программы модернизации GPS ВВС США. Как GPS OCX, эти обновления имеют целью обеспечить дополнительную кибербезопасность гражданским и военным пользователям.

Другие интересные новости:

▪ Открыт новый вид атомарно-тонкого углеродного материала

▪ Тормозящее тепло

▪ Футбол против диабета и гипертонии

▪ Силовые разъемы Molex Micro-Fit+

▪ Вертолет Airbus на зеленом топливе

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Микрофоны, радиомикрофоны. Подборка статей

▪ статья Подобное ищет подобное. Крылатое выражение

▪ Как развивалась литературы и искусства в эпоху развитого Средневековья? Подробный ответ

▪ статья Кокорыш. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Преобразования между системами счисления – легко и с улыбкой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Хитрая механика. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025