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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Процессоры Intel Alder Lake vPro 05.03.2022 Компания Intel представила 12-е поколение мобильных и настольных процессоров Core с технологиями vPro. По сути, данные чипы являются копиями уже представленных ранее "обычных" моделей Alder Lake, но обладают более высоким уровнем защиты данных и инструментами для удаленного администрирования. Поэтому данные чипы в первую очередь позиционируются как решения для бизнеса, но при этом их можно найти и рознице. Новые процессоры Alder Lake vPro включают особенности, которые были представлены в составе мобильных процессоров Core vPro 11-го поколения (Tiger Lake) год назад. Среди них технологии Intel Control Flow Enforcement Technology (CET) и Intel Threat Detection (TDT). Теперь они стали частью технологии Intel Hardware Shield для защиты программного обеспечения в системах, работающих под управлением Windows. Компания также добавила в Hardware Shield новые виды защит от программ-вымогателей, ПО для криптомайнинга и других атак. Обновленные технологии защиты процессоров Alder Lake vPro, как объясняет Стефани Холфорд (Stephanie Hallford), вице-президент Intel и главный менеджер подразделения клиентских бизнес-платформ, занимаются мониторингом "хорошего" и "плохого" поведения приложений. Новые технологии защиты разработаны с учетом возможности блокирования атак типа Living off the land, задача которых сводится в интеграции вредоносного кода в уже существующее легитимное программное обеспечение для последующей атаки на всю систему. В составе процессоров Alder Lake vPro также применяются технологии Total Memory Encryption Multi-Key (TME-MK) и Intel Virtualization Technology with Redirect Protection (VT-rp). Их задачи связаны с обеспечением аппаратной поддержки новых возможностей виртуализации, которые компания Microsoft планирует добавить в будущие версии своих операционных систем.

Другие интересные новости:

▪ Freecom Hard Drive XS 3.0 - внешний жесткий диск с USB 3.0

▪ 7-нм процессоры Ryzen Pro 4000 для бизнес-ноутбуков

▪ Мусорный датчик

▪ Электромотоцикл Lightning Strike

▪ Зеленая энергетика все популярнее

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Интересные факты. Подборка статей

▪ статья Термоядерная установка. История изобретения и производства

▪ статья При каких условиях робот-андроид вызывает у людей неприязнь? Подробный ответ

▪ статья Начальник отдела аренды. Должностная инструкция

▪ статья Быстродействующий измеритель температуры. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Казеиновый клей из молока. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026