Навигация:
Главная → Все категории → Каменные работы

Электродуговая сварка


Электродуговая сварка

Дуговая сварка основана на явлении возникновения электрической дуги между электродом и свариваемыми деталями. При касании электрода к свариваемому изделию вследствие имеющихся на них микроскопических неровностей замыкание всегда происходит в местах точечных контактов-выступов. Большая плотность тока, проходящего через эти контакты, обеспечивает быстрый нагрев их до высоких температур и мощную эмиссию электронов. При последующем отводе конца электрода от поверхности изделия на 2—5 мм происходит ионизация газа в межэлектродном зазоре. В таких условиях достаточно иметь на концах анода и катода (изделие и электрод) напряжение порядка 50 в, чтобы установился стационарный дуговой разряд (горение дуги). Температура столба дуги превышает 5000°С. Благодаря этому на поверхности электрода образуется слой расплавленного металла, который в виде капель переходит с электрода на свариваемое изделие, где смешивается с расплавленным металлом шва. При этом конец электрода в некоторые моменты касается изделия, производя короткие замыкания; плотность тока резко повышается, суженные места электрода вскипают и происходит разрыв между каплей и остальной частью электрода. Это явление имеет характер взрыва, сопровождаемого треском, характерным для горения душ.

Перенос расплавленного металла всегда происходит независимо от направления тока от электрода к изделию (основному металлу).

Под влиянием электромагнитных сил в зоне горения дуги происходит движение газов, образующихся при расплавлении конца электрода, которое направлено от электрода к изделию. Это движение газов создает так называемое давление дуги на расплавленный металл изделия и образует в нем углубление (кратер), вытесняя жидкий металл сварочной ванны из зоны горения дуги и тем самым способствуя более глубокому расплавлению металла изделия. Толщина слоя основного металла, перешедшего в расплавленное состояние, называется глубиной провара. При обычной ручной сварке глубина провара достигает 1 — 2 мм, а при специальных видах сварки, автоматической или методами глубокого проплавления она значительно увеличивается- Если разогрев основного металла изделия будет недостаточным при сварке, то он может вообще не перейти в жидкое состояние, присадочный металл (металл электрода) застынет на изделии отдельной массой и молекулярного соединения металлов в один сплав не произойдет. Такое явление называется непроваром.

При чрезмерном разогреве изделия возможно интенсивное проникновение кислорода воздуха внутрь стали свариваемого изделия и ее загрязнение окислами, а также выгорание углерода, марганца и других необходимых компонентов стали. Такое явление называют пережогом, что резко снижает прочность стали и не может быть исправлено. Пережженный металл надо полностью удалять из сварного соединения.

Находясь в жидком состоянии, металл электрода и сварочной ванны поглощает из воздуха кислород и азот, которые частично, растворяясь в нем, делают структуру наплавленного металла хрупкой и неоднородной,склонной к старению.

Вредные влияния воздушной среды особенно резко проявляются при сварке голыми электродами, когда металл электрода остается без защиты. К тому же незащищенный металл шва быстро остывает и при наличии достаточного количества углерода закаливается; выделяемые из расплавленного металла газы, а также попадающие в него неметаллические включения не успевают выйти на поверхность и остаются внутри шва в виде пузырьков и шлаковых включений. Шов получается хрупким и пористым с неоднородной структурой.

Рис. 1. Схема сварочной дуги:
1 — электрод, 2 — кратер, 3 — длина дуги, 4 — провар, 5 — металл изделия, 6 — наплавленный металл

Указанные вредные влияния в значительной степени можно устранить, если для сварки применяют электроды, покрытые специальной обмазкой, и если сварка производится короткой дугой. Длиной дуги считают расстояние между дном кратера сварочной ванны и концом электрода. Чем она короче, тем быстрее расплавленный металл электрода пройдет через газовый промежуток и тем меньше вредное действие воздуха на качество шва.

Чрезмерное увеличение длины дуги усугубляет вредное воздействие воздушной среды, уменьшает устойчивость горения дуги, которая стремится уклониться от места сварки, рассеивая тепло по большой площади, из-за чего получается плохой провар и ухудшается качество шва. Кроме того, при длинной дуге повышается угар и разбрызгивание металла.

Электродуговая сварка производится как на постоянном, так и на переменном токе. При сварке постоянным током к изделию обычно подключают провод, соединенный с плюсовым контактом машины, а к электроду — провод от минусового контакта машины. Такое соединение сварочной цепи называется соединением с прямой полярностью. Обратное соединение (плюс на электроде и минус на изделии) называется соединением с обратной полярностью.

Чаще пользуются прямой полярностью, так как при постоянном токе на положительном электроде выделяется большое количество тепла, которое используется для лучшего прогрева свариваемого изделия. Этим свойством постоянной цепи пользуются в обратном порядке при сварке тонких листов, чтобы их не прожечь, например при прихватке волнистой кровельной стали и т. д.

Экономически более выгодна сварка на переменном токе, поэтому на постоянном токе сваривают только наиболее ответственные конструкции, кожухи доменных печей, трубопроводы высокого давления и др.



Похожие статьи:
Подготовка к возведению зданий и сооружений

Навигация:
Главная → Все категории → Каменные работы

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум