2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Высокопроизводительные способы дуговой сварки покрытым электродом

Высокопроизводительные способы дуговой сварки покрытым электродом

Сварка наклонным и лежачим электродами. За последние годы в передовых капиталистических странах нашла широкое применение, а в нашей стране начинает использоваться сварка наклонным и лежачим электродами. Возможность обслуживания одним рабочим нескольких сварочных постов, простота, компактность сварочных приспособлений и протекание процесса без участия сварщика позволяют этим способом сварки приблизительно по производительности к ав-оматической сварке под флюсом и превзойти полуавтоматическую сварку в углекислом газе.

При сварке наклонным покрытым электродом последний устанавливается в специальном приспособлении под углом 5—8° к изделию с опиранием конца в разделку или угол сварного соединения. Конец электрода по мере его плавления поджимается пружиной приспособления. Длина электродов 600 мм, диаметр 5—6 мм. Разработаны приспособления для сварки стыковых, тавровых и нахлесточных соединений. На рабочем месте приспособления крепятся с помощью магнитов, что позволяет их быстро устанавливать на новом месте после сгорания электрода. При сварке наклонным электродом роль рабочего сводится к перестановке приспособлений и креплению в них очередных электродов. Производительность сварки определяется числом приспособлений, которые может одновременно обслуживать один рабочий.

Кроме того, существуют приспособления, в которых для перемещения электрода используется сила тяжести. В основном применяются приспособления трех видов. Приспособление первого вида удерживается в рабочем положении двумя опорами и одной направляющей штангой, упирающейся своим концом в угол соединения. Приспособление второго вида выполнено в виде трубчатой треугольной рамы, одна из сторон рамы служит направляющей. Приспособление устанавливается непосредственно на изделие, а электрододержа-тель перед сваркой выставляется в одном и том же положении. Направляющая штанга приспособления третьего вида укреплена на плите-основании, которая с помощью магнитов может быть расположена вертикально или горизонтально. Переставляя штангу и электрододержатель, можно изменять угол между электродом и швом. Указанные приспособления позволяют обеспечить точное направление электрода по отношению к шву, регулировку длины установки электрода и тем самым размера валикового шва, автоматическое прекращение сварки при достижении огарком определенной величины.

При сварке лежачим электродом последний укладывается в разделку или угол соединения и, расплавляясь заполняет их, образуя сварной шов. Длина сварочной дуги в процессе ее горения равна толщине слоя покрытия и практически не меняет этого значения. ДЛя такого вида сварки применяли электроды с круглыми стержнями со скосом покрытия, эксцентричным покрытием или с канавкой в покрытии.

Кроме повышения производительности труда и снижения стоимости сварочных работ сварка наклонным и лежачим электродами улучшает санитарно-гигиенические условия труда.

Ванная сварка. Для соединения деталей компактного сечения (стержни арматуры, рельсы, валы) используется ванная сварка. Она выполняется в разъемных формах из меди и графита. Можно применять также остающиеся стальные формы. В форме создают ванну жидкого расплавленного металла. Электрический ток, проходя через расплавленный шлак, выделяет тепло, которое плавит основной металл. Сварку ведут на повышенном токе, что обеспечивает образование необходимой ванны жидкого металла. В течение всего процесса сварки наплавляемый металл должен находиться в жидком состоянии, поэтому электроды нужно менять по возможности быстрее. Сварку производят одним или несколькими электродами. Когда соединение заваривается наполовину, для дальнейшего ведения процесса требуется меньше тепла, поэтому дугу направляют в центр ванны. До этого момента электроду сообщают возвратно-поступательное движение вдоль зазора свариваемого соединения. Для получения сварного соединения необходимого качества наплавляют усиление, выступающее над поверхностью свариваемых элементов.

Сварка высокопроизводительными электродами. Такая сварка наиболее проста и доступна для внедрения высокопроизводительных способов ручной электродуговой сварки. В этом случае применяются обычные электроды, имеющие в покрытии железный порошок, присутствие которого в покрытии от 5 до 20% при нормальном коэффициенте веса покрытия 30—40% улучшает характер переноса металла, формирование шва и устойчивость горения дуги, уменьшает потери металла от угара и разбрызгивания. Железный порошок в количестве 50—60% массы покрытия при одном и том же диаметре электродного стержня резко увеличивает производительность сварки. Коэффициент веса покрытия у таких электродов составляет 140—180%, покрытие наносится толстым слоем, ток значительно повышается. Коэффициент наплавки высокопроизводитель-ых электродов с железным порошком в покрытии составляет в зависимости от диаметра стержня, режима сварки и коэффициента веса покрытия от 12 до 20 г/А-ч В электродах некоторых марок масса наплавленного металла в 1,5—2 раза превышает массу электродного стержня. Ниже приведены коэфициенты наплавки обычных и высокопроизводительных электродов.

Покрытия высокопроизводительных электродов могут быть рудно-кислого, фтористо-кальциевого или рутилового типа. Высокопроизводительные электроды рекомендуется применять для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистой и низколегированной сталей, работающих при статических и знакопеременных нагрузках. Необходимо использовать источники питания сварочной дуги с повышенным напряжением холостого хода.

Сварка пульсирующей дугой. Применение пульсирующего дугового разряда позволяет подобрать режим сварки таким образом, чтобы избежать стекания расплавленного металла сварочной ванны в любых пространственных положениях, увеличить проплавляющую способность сварочной дуги, снизить вероятность прожогов при сварке корневого шва, значительно упростить технику сварки и в конечном итоге повысить производительность труда и улучшить качество сварки. Поддерживая дугу постоянной, сварщик подает электрод по мере его оплавления и поступательного движения вдоль стыка без периодического отвода электрода 0т изделия. Техника сварки упрощается потому, что операции по дозированию тепловой энергии переносятся на реле пульсации дуги. С увеличением ширины Разделки кромок используют поперечные колебания электрода, стремясь к тому, чтобы максимальные телосложения приходились на кромки, а минимальные — ha середину стыка.

Пульсирующий режим сварки получают с помощью реле пульсации дуги типа РПД, выпускаемых в настоящее время для сварочных преобразователей. Ведутся работы по созданию реле пульсации для сварочных трансформаторов.

Сварка трехфазной дугой. При трехфазной сварке две фазы сварочной цепи подводят к электрододержателю, а третью — к свариваемому изделию. В качестве электродов применяют два обычных или с двумя металлическими стержнями в общей обмазке. Дуга горит между электродами и каждым электродом или стержнем и изделием. Источниками питания трехфазной дуги могут служить обычные однофазные сварочные трансформаторы, включенные между собой и по особой схеме, или специальные трехфазные трансформаторы. Сварку трехфазной дугой целесообразно вести, если необходимо наплавить большое количество металла (сварка ванным способом арматуры, исправление дефектов в стальных отливках, толстостенные изделия).

Безогарковая сварка. Применение безогарковойсварки (рис.70) позволяет не только сократить время на смену электрода, но и число электродов, уходящих при обычной сварке в огарки.

Рис. 70. Схема электрической цепи сварочного поста при безогарковой сварке
1 — безогарковый электрододержатель; 2 — электрод; 3— цилиндр бункера; 4 — графитовая пластинка бункера; 5 — основание бункера; 6— медные контакты

Рис. 71. Бункер с индивидуальной установкой электродов

Сущность безогарковой сварки заключается в том, что к концу электрододержателя при” варивается торец электрода каждый раз после расплавления очередного электрода, При таком способе креП’ пения электродов не бывает огарков. Поэтому для безо-гапковой сварки требуются специальные электрододер-жатели. Обычно элетрододержатель состоит из ручки и укрепленного в ней металлического стержня, конец которого загнут вниз под углом 30°к вертикали. К торцу отогнутого стержня приваривается торец электрода. Для ,ого чтобы к электрододержателю приваривать электрод, необходимо его включить в электрическую цепь сварочного поста. Это делается с помощью устройства, называемого бункером (рис. 71), имеющим различные конструкции. Однако при создании бункеров необходимо соблюдать два правила: через свое основание бункер должен включаться в электрическую цепь сварочного поста, а боковые стенки бункера, в случае отсутствия в его конструкции гнезд для установки отдельно каждого электрода, должны изготавливаться из неэлектропроводных материалов. Основанием бункера служит графитовая пластина, уложенная на металлическую пластину. Для подвода тока к графитовой пластине к нижней стороне металлической пластины наплавлено шесть медных контактов. Бункер ставится на металлическую пластину, которая связана с заземлением сварочного поста. Накладывая торец металлического стержня электрододержа-теля на торец электрода, сварщик замыкает сварочную цепь. Возбудив дугу, приваривает к электрододержателю торец электрода и начинает сварку.

Для безогарковой сварки обычные стандартные электроды непригодны, как правило, используют электроды, длина которых не более 350 мм. При большей длине электрод быстро плавится и падает на непрогретый основной металл. Электроды можно применять с обычным и заточенным на конус торцом. Во втором случае на приварку электрода к держателю уходит меньше времени.

Читать еще:  Оборудование для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом

Плазменная сварка. В последние годы большие работы ведутся по созданию аппаратуры и внедрению высокопроизводительного, обеспечивающего хорошее качество сварного соединения, способа сварки плазменной дугой, которая образуется при обжатии дуги, горящей в аргоне.

Сварка плазменной дугой позволяет устранить недостатки, присущие элетродуговой сварке в аргоне: высокая концентрация теплового потока дает возможность получить сварные соединения с глубоким проплавлением и небольшой ширины при повышенной скорости сварки, уменьшаются зона термического влияния и деформация, изменение длины дуги в определенных пределах не влияет на глубину проплавления.

Для устранения выдувания жидкого металла из сварочной ванны применяют плазменные горелки с вторичным фокусирующим и защитным газом. Вторичный газ подается под углом к оси горелки и омывает столб плазменной дуги, охлаждая его и обеспечивая высокую концентрацию плазменного потока при сравнительно малой скорости истечения газа из первичного сопла.

Повышение концентрации теплового потока достигается также при использовании импульсного или пульсирующего тока. В этом случае расширяется область регулирования теплового режима и еще больше уменьшается теплоотвод в свариваемый металл.

Для ручной плазменной сварки металла толщиной 1—5 мм применяется установка УПСР-300-2, в комплект которой входят стандартный сварочный выпрямитель ВД-303 и аппаратный шкаф с горелкой. Масса горелки около 0,4 кг. Для плазменной сварки можно использовать также транзисторные аппараты АП-4 и АП-5, заменив обычную горелку для аргонодуговой сварки плазменной.

Строительный справочник | материалы — конструкции — технологии

Вы здесь

Высокопроизводительные способы ручной дуговой сварки

Чтобы облегчить труд сварщика и повысить производительность труда в промышленности, применяют различные высокопроизводительные способы сварки:

Сварка пучком электродов . Принцип этого способа состоит в том, что два или несколько электродов соединяют в пучок (в двух-трех местах, контактные концы сварива­ют друг с другом), которым при помощи обычного электрододержателя ведут сварку. При сварке пучком электродов дуга возникает между свариваемым изделием и одним из его стержней, по мере оплавления последнего переходит на соседний, т. е. дуга горит попеременно между каждым из электродов пучка и изделием. В результате этого нагрев стержней электродов внутренним теплом будет меньше, чем при сварке одностержневым электродом при той же величине тока. Поэтому при сварке пучком можно устанавливать большую величину тока, чем при сварке одинарным электродом такого же диаметра. А это в свою очередь позволяет увеличить производительность труда.

Сварка с глубоким проваром . Составы некоторых покрытий, нанесенные на стержень электрода более толстым слоем, чем обычно, позволяют сконцентрировать поток тепла сварочной дуги, повысить ее проплавляющее действие — увеличить глубину расплавления основного металла. Сварка в таких случаях ведется короткой дугой, горение которой поддерживается за счет опирания козырьком покрытия на основной металл. Этот способ применяют в основном при сварке угловых и тавровых соединений.

Сварка наклонным электродом . При данном способе сварки оплавляющийся конец электрода опирается о свариваемые кромки, а сам электрод перемещается вдоль линии соединения по мере заполнения разделки кромок.

Сварка лежачим электродом . Сущность этого способа заключается в том, что электрод с качественным покрытием укладывается в разделку шва. Длина дуги в процессе горения равна толщине слоя покрытия. Для сварки лежачим электродом используют электроды диаметром 6—10 мм, длину которых подбирают равной длине шва, но не более 800— 1000 мм. Для удержания уложенного электрода в разделке, а также для изоляции и защиты дуги применяют медные накладки.

Сварка электродами больших диаметров . Для сварки этим способом применяют электроды диаметром 8, 10, 12 мм (при величине тока 350, 450 и 600 А). Сварка электродами больших диаметров имеет следующие недостатки:

  • большая масса электрододержателя с электродом приводит к быстрой утомляемости сварщика;
  • электродами больших диаметров трудно выполнять сварку в узких местах;
  • при сварке электродами больших диаметров возникает значительное магнитное дутье.

Ванная сварка . Сварка широко применяется при соединении стержней арматуры железобетонных конструкций, железнодорожных рельсов и т. д. Ее выполняют одним или несколькими электродами.

Чаще всего применяют электроды УОНИ-13/55У и УОНИ-13/85У при повышенной величине тока, что обеспечивает разогрев свариваемых элементов для создания большой ванны жидкого металла. Ванну жидкого металла удерживают специальной формой. Сварку начинают в нижней части формы в зазоре между торцами стержней, передвигая электрод вдоль этого зазора.

В процессе сварки наплавлямый металл все время должен находиться в жидком состоянии, поэтому электроды следует менять как можно быстрее. Когда уровень жидкого металла будет находиться выше середины сечения стержней, тепловое действие дуги уменьшают, для чего ее направляют в среднюю часть ванны. Для получения прочного сварного шва его выполняют с усилением; уровень шва должен быть выше поверхности стержней.

В конце процесса сварки для ускорения охлаждения ванны периодически прерывают дугу. Для экономии металла применяют разъемные формы, изготовленные из меди или керамики.

Сварка трехфазной дугой . Сущность способа состоит в следующем: в держатель, имеющий два токоподвода, закрепляют электрод, представляющий собой два электродных стержня в общем слое покрытия или два обычных электродных стержня с качественным покрытием. Через токопроводы в держателе к электродным стержням подводят две фазы сварочной цепи. Третью фазу подводят непосредственно к детали. Во время сварки дуга горит между двумя электродами и между каждым электродом и изделием.

Сварку трехфазной дугой применяют при изготовлении конструкций, требующих значительного объема наплавленного металла, при наплавке твердых сплавов, исправлении дефектов в стальном литье, при сварке соединений, требующих глубокого проплавления, и при сварке ванным способом стальной арматуры диаметром 60—120 мм.

Сущность способа заключается в том, что электрод не закрепляется в держателе, а приваривается к нему торцом, что позволяет использовать весь металл его стержня. Применение этого способа сварки позволяет несколько уменьшить число перерывов на смену электродов и на 10—15% сократить расходы сварочных материалов.

Безогарковая сварка . Недостатком этого способа сварки является некоторое ухудшение условий манипулирования электродом и перегрев электрододержателя.

ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ СПОСОБЫ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Сварка электродами с высоким коэффициентом наплавки.

Под производительностью наплавки понимают ко­личество электродного металла, наплавленного на заготовку в

Единицу времени. Производительность наплавки можно пг кысить до 18 г/(А-ч) введением в покрытие электрода ЗО. 65і л;елез. него порошка. К высокопроизводительным покрытым электрода^, относятся электроды марок ЭРС-1, АНО-1, АНО-5, ‘Ю-1з АНО-19, ОЗС-З, 03С-6 к др. Например, электроды АНО-1, ■ ^С-Э АНО-19 0 4 мм обеспечивают наплавление металла в к чЄст ве 65. 70 г/мин, з тс время как обычные электроды HO-4 ОЗС-4 и др.) — только 23.„30 г/мин. Сварку высокопро, ыоди тельными электродами можно выполнять только в нижнем і на клонном (до 15°) положениях.

Сзаока электродами больших диаметров. Применение таких электродов позволяет вести сварочный процесс при большой си­ле тока (до 600 А) и тем самым увеличить количество металла, наплавляемого в единицу времени. Для сварки используют элек­троды 0 8; 10 и 12 мм

Сварке, пучком электродов. Этот способ сварки заключается в одновременной работе двумя и более электродами, изолирован­ными друг от друга. Ток подводится одновременно ко всем элек­тродам. Дуга горит между заготовкой и ближним к ней элект­родом. Повышение производительности сварки примерно на 30 % достигается за счет повышения силы сварочного тока и уменьшения вспомогательного времени на смену электродов.

Сварка ультракороткой дугой с глубоким проплавлением. При этом способе (рис. 8.1) используют специальные электроды,

Рис. 8.1. Схема сварки ультракороткой дугой с

Глубоким проплавлением: 1, 2 — свариваемые заготовки, 3 — шлак, 4 — наплавлен­ный металл

Например ПНИИЛСС-УКД, с покрытием, содержащим тугоплав­кие жаропрочные компоненты и способствующим у величе я. ю глубины проплавлення. Масса покрытия достигает 60. 80 % сы стержня.

Электрод опирается на заготовку кромкой покрытия, обра; вавшейся в результате расплавления стрежня, и перемещаете^ с повышенной скоростью. Угол наклона электрода составляет 7С.

О к поверхности заготовки. Сварка выполняется короткой ду — при повышенной силе тока. Повышение производительности достигается увеличением доли расплавленного основного метал­ла В шве.

Сварка ультракороткой дугой требует тщательной подготов­ки соединяемых заготовок: поверхность кромок должна быть очищена от ржавчины, зазор между кромками не должен пре­вышать Ю % толщины заготовки. Способ примененяют в осноч — пом при выполнении угловых и тавровых соединений.

Читать еще:  Электроды по алюминию для инверторной сварки

Сварка наклонным электродом. При этом способе сварки электрод имеет постоянный или изменяющийся угол наклона.

Рис. 8.2. Схема сварки наклонным электродом

С постоянным углом наклона: I — электрод, 2 — стойка, 3 — свариваемая заготовка

Ввом случае сварочный процесс ведут имеющим толстое по­крытие электродом с постоянным углом его наклона в пределах 30. 45 (рис. 8.2). Во втором случае по мере расходования элект­рода его нижний торец перемещают в направлении сварки, а верхний опускают вниз. Во время плавления электрода на его торце образуется козырек из материала покрытия, препятствую­щий короткому замыканию между электродом и заготовкой. Для Данного способа сварки используют электроды ОЗС-12, ОЗС-17Н и ОЗС-22Н 0 6. 10 мм.

Сварка лежачим электродом — это способ дуговой сварки, при которой неподвижный плавящийся электрод с толстым по­крытием укладывают вдоль свариваемых кромок.: прижимают к заготовке массивным медным бруском с продольной канавкой (рис. 8.3). С целью возбуждения дуги между торцом электрода

Сварку начинают в нижней части формы в зазоре между тор­цами стержней, передвигая электрод вдоль зазора по мере за­полнения последнего расплавленным металлом. Для получе­ния качественнего соединения металл шва в процессе веего ник­ла сварки должен находиться в расплавленном состоянии. Сверку

Виды ручной дуговой сварки. Высокопроизводительные способы ручной дуговой сварки

Сварка с глубоким проплавлением

Высокопроизводительный способ ручной дуговой сварки с глубоким проплавлением также часто называют «сварка методом опирания». Схема данного вида ручной дуговой сварки показана на рисунке слева.

Для того, чтобы обеспечить большую глубину проплавления, электроды для ручной дуговой сварки (поз.4 на рисунке) должны быть с утолщённым покрытием. При использовании таких электродов, металлический стержень плавится быстрее защитного покрытия, в результате чего на конце электрода получается своеобразный «футляр». Опираясь этим «футляром» на свариваемый металл (поз.5 на рисунке), электрод перемещают вдоль разделки кромок, не совершая, при этом, поперечных перемещений.

В результате, электродный металл сплавляется с основным металлом, образуя сварной шов (поз.2 на рисунке). Образовавшийся шлак (поз.1 на рисунке) остаётся на поверхности шва. Если требуется получить узкий сварной шов, то необходимо сильнее нажимать на электрод в направлении сварки. Если же требуется выполнить широкие швы, то нажим на электрод рекомендуется ослабить.

Данный способ сварки позволяет увеличить производительность за счёт уменьшения объёма наплавляемого металла. Короткая электрическая дуга и высокая концентрация теплоты в зоне сварки позволяют гораздо глубже проплавить основной металл. В закрытой «футляром» зоне сварки (поз.3 на рисунке), разбрызгивания металла почти нет и его угар сведён к минимуму. При выборе режимов ручной дуговой сварки с глубоким проплавлением, возможно увеличение силы тока на 40-60% от номинальной.

Такой вид сварки хорошо подходит при сварке угловых швов, тавровых соединений, при сварке швов в нижнем положении, или «в лодочку» и позволяет повысить производительность до 70% от обычной. Наиболее распространённым электродом для ручной дуговой сварки глубоким проплавлением является электрод марки ЦМ-7с. Применяются, также, электроды марок МЭЗ-04, но они не так эффективны. Такой способ сварки несложно освоить даже сварщику с невысокой квалификацией.

Сварка пучком электродов

Сущность процесса сварки пучком электродов состоит в том, что несколько электродов с защитным покрытием закрепляют друг с другом тонкой проволокой в трёх местах. Оголённые от покрытия концы электродов скрепляют между собой сварочными прихватками. Схема сварки показана на рисунке:

Сварочный ток подводят одновременно ко всем электродам. Возбуждение дуги происходит на том электроде, который находится ближе всего к свариваемому металлу. В процессе сварки электрическая дуга переходит от одного электрода к другому. Использование такого способа ручной дуговой сварки позволяет избежать большого нагрева электродов, поэтому, появляется возможность устанавливать большую силу тока.

К примеру, если используются три электрода диаметром 3мм, то силу сварочного тока устанавливают 300А. Потери на угар и разбрызгивание металла не увеличиваются. Такой способ сварки позволяет увеличить производительность сварочных работ на 50-100%. Из-за постоянного подогревания электродов, коэффициент их наплавки увеличивается. Недостаток такого способа сварки состоит в том, что не получается проварить корень сварного шва из-за большого размера пучка электродов. Поэтому, для провара корня шва используют тонкий электрод, а затем, заплавляют шов пучком электродов.

Сварка трёхфазной дугой

Сварка трёхфазной дугой производится двумя электродами (схема б) на рисунке). При этом электроды изолированы друг от друга. К держателю электродов подаются две фазы источника тока. Третья фаза подаётся на свариваемый металл. Одновременно зажигаются и горят три дуги: между каждым электродом и изделием и между самими электродами.

Схемы ручной дуговой сварки трёхфазной дугой представлены на рисунке. Они обеспечивают более устойчивое горение дуги, улучшают коэффициент использования теплоты дуги и дают возможность уменьшить напряжение холостого хода. Для такого вида сварки применяют электроды марок ЦМ-7, ОММ-5, УОНИ-13.

Существуют и другие разновидности сварки трёхфазной дугой: сварка двумя отдельными электрододержателями (схема б) на рисунке), или сварка одним электрододержателем, в то время, как второй электрод уложен вдоль разделки шва и изолирован от свариваемого металла (схема в) на рисунке). А также схема сварки пучком электродов, из которых сварочный ток подводится только к двум. Остальные электроды холостые, т.е. не входят в состав цепи плавятся от теплоты дуги.

Данный способ применяется как при сварке в нижнем положении, так и при сварке в любых наклонных положениях. Способ хорошо подходит для сварки угловых швов «в лодочку» и тавровых швов.

Сварка ванным способом

Сваркой ванным способом (схема а) на рисунке) соединяют стыки арматур железобетонных конструкций. Сущность такой сварки заключается в том, что к стержню арматуры приваривают металлическую форму, в которой, за счёт электрической дуги, формируют ванну расплавленного металла. Металл постоянно поддерживается дугой в жидком состоянии. Далее, расплавленный металл начинает плавить концы свариваемых стержней. Когда это происходит, ванну остужают, и получается сварное соединение.

При сварке вертикальных швов роль формующей ванны исполняет листовая штампованная форма (см. схему б) на рисунке). Штампованная форма сваривается с нижним стержнем, а край верхнего стержня прихватками соединяется с нижним. Затем, получившуюся формующую ванну заполняют жидким металлом. Для удаления шлака в боковых её стенках электродом прожигают отверстия. После удаления шлака, отверстия заваривают.

Для сварки ванным способом устанавливают большую силу сварочного тока. К примеру, при использовании электродов диаметром 5-6мм, силу тока устанавливают 400-450А. Если сварка металлов происходит при низких температурах, то силу тока увеличивают на 10-12%.

При этом, рекомендуемый зазор между свариваемыми кромками составляет не меньше двух диаметров электрода. При сварке используются один, или несколько электродов одновременно. Хорошие результаты показывают электроды марок УОНИ-13/55, типа Э50А. Ванный способ ручной дуговой сварки позволяет существенно сократить потребление электроэнергии и расход электродов, повысить производительность за счёт снижения трудоёмкости. Всё это, в совокупности, уменьшает себестоимость процесса сварки.

Классификация способов сварки

Исходя из технических, технологических и физических особенностей сварочных операций, классификация способов и видов сварки насчитывает свыше 150 наименований. Основой для их различения по физическим критериям служит вид энергии, под действием которой образуется сварное соединение. По этому признаку процессы сваривания делят на три класса.

К первому из них, термическому, относят способы сварки с применением только энергии теплоты. Это традиционные дуговая и газовая сварка, плазменный и электрошлаковый процессы, а также способы, использующие электронные и лазерные лучи.

Следующий класс, называемый термомеханическим, объединяет способы, в которых сварные соединения производятся совместным воздействием энергии теплоты и давления. Сюда относят способы контактной сварки и диффузионной, а также кузнечную, дуго- и газопрессовую.

Третий класс, о чем говорит его название – механический, включает те разновидности сварки давлением, при проведении которых задействована энергия механического действия, то есть холодная сварка и осуществляемая с помощью взрыва и ультразвука.

Согласно техническим характеристикам сварочные операции подлежат классификации, исходя из метода обеспечения защиты материала в зоне сваривания, степени механизации сварки и ее непрерывности. Отличительные особенности в каждой разновидности сварки устанавливаются отдельно. Так, способы ручной дуговой сварки металлов способны иметь различия по уровню автоматизации процесса, характеристикам используемых электродов и типу обеспечения защиты.

Читать еще:  Электроды по нержавеющей стали маркировка

Способы дуговой сварки

Во всех основных способах дуговой сварки плавлением в качестве источника для осуществления нагрева служит сварочная дуга. Она представляет собой обладающий устойчивостью разряд электричества, который возбуждается в среде газа между заготовкой и электродом либо парой электродов. Исходя из вида используемого сварочного электротока, для питания дуги разработаны разные источники: трансформаторы – для переменного тока и генераторы с выпрямителями – для постоянного.

Во время горения дуги требуется защита расплавов металлов обрабатываемой детали и электрода от негативного действия атмосферных газов, способных растворяться в металлах и ухудшать качество формируемого шва. По типу защиты основные способы газовой сварки разделяют на несколько разновидностей: сварку в вакууме, в среде защитных газов, самозащитной порошковой проволокой, под флюсом, покрытыми электродами или с комбинацией защитных технологий. Характер выбранной защиты также определяет, будет ли она шлаковой, газовой или газошлаковой.

Сварка с помощью электродов

В зависимости от вида применяемого электродного материала сварку классифицируют на производимую плавящимися или неплавящимися электродами. В качестве плавящихся используют металлические проволоки либо стальные стержни, а также медные, алюминиевые, титановые и никелевые электроды. К неплавящимся относят электроды, выполненные из вольфрама, графита и угля.

В выборе способа сварки чугуна, например, также важна степень автоматизации процесса. Этим критерием различается сварка, выполняемая ручным либо механизированным способом, а также полностью автоматическую. Их отличие в способе подачи электродного материала в зону сваривания и передвижения оборудования вдоль линии шва.

Популярными способами механизированной сварки алюминия, к примеру, являются сварка с помощью покрытых электродов, под флюсом и с защитой газовой средой. Первая из них выполняется вручную с использованием штучных электродов, имеющих специальное поверхностное покрытие. Такая обмазка производится порошковой смесью, состоящей из разнообразных элементов в зависимости от целей: повышения устойчивости горящей дуги, обеспечения защиты расплава, его металлургической обработки или получения шва с заданными качествами.

Для сварки арматуры ванным способом часто используется сварочный процесс в среде защитных газов. В ходе такой сварки в область горения дуги посредством сопла горелки подают защитные газы, которые оттесняют от ванны с электродом атмосферный воздух, тем самым защищая их от негативного воздействия. Сварка под слоем флюса проходит внутри образующегося при этом пузыря под воздействием паров металла и флюсового материала. Расплавляемый флюс не только защищает зону горения дуги, но и существенно улучшает качество получаемого шва. Эта технология не подходит лишь для сварки труб неповоротным способом.

Технология с использованием для плавления основного металла с присадочным газокислородного пламени высокой температуры относится к газовой сварке. Это один из популярных способов сварки труб. В качестве горючего для кислородного сгорания в нем служат ацетилен, пропан-бутановая смесь, водород, природный газ, пары бензина, керосина и другие газы.

Особенности бездуговых способов сварки

К бездуговым способам относят электрошлаковую сварку. В ней для плавления основного и электродного металлов используется тепло, выделяемое в процессе пропускания сварочного электротока через расплав электропроводного шлака. Этот высокопроизводительный способ применяется при соединении заготовок больших толщин от 5 см до нескольких метров.

При производстве тонкостенных конструкций применяется плазменная сварка. Ее процесс заключается в пропускании газового потока под действием давления через высокой плотности электроразряд. Целью операции служит получение плазмы – ионизированного газа высокой температуры, расплавляющего свариваемые кромки.

Особенностью термитной сварки является операция горения термитной смеси. Его результатом служит образование расплава металла, оплавляющего кромки соединяемых заготовок и заполняющего зазор между ними. Процесс проходит в огнеупорной форме с расположенным наверху тигелем, куда засыпают термит – специальный порошок, состоящий из алюминия с железной окалиной.

С совершенствованием технологий получили распространение электронно-лучевая и лазерная сварка. Первая проводится в вакууме в ходе бомбардировки свариваемого участка электронами, излучаемыми при нагревании катодом из вольфрама или металлокерамики. При втором способе для нагрева используется энергия лазерного излучения.

Высокопроизводительные способы дуговой сварки покрытым электродом

Сварка электродами с высоким коэффициентом наплавка.

Под производительностью наплавки понимают ко­личество электродного металла, наплавленного на заготовку в

единицу времени. Производительность наплавки можно пг.-;Ь! СИт до 18 г/(А-ч) введением в покрытие электрода З0…65г:„ л;елеЗ него порошка. К высокопроизводительным покрытым электродам относятся электроды марок ЭРС-1, АНО-1, АНО-5, ‘-40-18 АНО-19, ОЗС-З, ОЗС-6 и др. Например, электроды АНО-1, • ОС-з* АНО-19 0 4 мм обеспечивают наплавление металла в к «ест> ве 65…70 г/мин, з тс время как обычные электроды, ЛИО-4 ОЗС-4 и др.) — только 23…30 г/мин. Сварку высокопро, — Роди­тельными электродами можно выполнять только в нижнем і на — клокном (до 15°) положениях.

Сзарка электродами больших диаметров. Применение таких электродов позволяет вести сварочный процесс при большой си­ле тока (до 600 А) и тем самым увеличить количество металла, наплавляемого в единицу времени. Для сварки используют элек­троды 0 8; Юн 12 мм

Сварке пучком электродов. Этот способ сварки заключается в одновременной работе двумя и более электродами, изолирован­ными друг от друга. Ток подводится одновременно ко всем элек­тродам. Дуга горит между заготовкой и ближним к ней элект­родом. Повышение производительности сварки примерно на 30 % достигается за счет повышения силы сварочного тока и уменьшения вспомогательного времени на смену электродов.

Сварка ультракороткой дугой с глубоким проплавлением. При этом способе (рис. 8.1) используют специальные электроды,

Рис. 8.1. Схема сварки ультракороткой дугой с глубоким проплавлением:

1, 2 — свариваемые заготовки, 3 — шлак, 4 — наплавлен­ный металл

например ПНИИЛСС-УКЛ, с покрытием, содержащим тугоплав­кие жаропрочные компоненты и способствующим увеличе:-‘.ю глубины проплавления. Масса покрытия достигает 60…80 % j:

Электрод опирается на заготовку кромкой покрытия, обра; •* вавшейся в результате расплавления стрежня, и перемещаете» с повышенной скоростью. Угол наклона электрода составляет 7С.

g5° к поверхности заготовки. Сварка выполняется короткой ду — й ПРИ повышенной силе тока. Повышение производительности достигается увеличением доли расплавленного основного метал­ла в шве.

Сварка ультракороткой дугой требует тщательной подготов­ки соединяемых заготовок: поверхность кромок должна быть

очишен3 от ржавчины, зазор между кромками не должен пре­вышать Ю % толщины заготовки. Способ примененяют в осноч — пом при выполнении угловых и тавровых соединений.

Сварка наклонным электродом. При этом способе сварки электрод имеет постоянный или изменяющийся угол наклона.

Рис. 8.2. Схема сварки наклонным электродом с постоянным углом наклона:

7 — электрод, 2 —стойка, 3 — свариваемая заготовка

В первом случае сварочный процесс ведут имеющим толстое по­крытие электродом с постоянным углом его наклона в пределах

30.. .45° (рис. 8.2). Во втором случае по мере расходования элект­рода его нижний торец перемещают в направлении сварки, а верхний опускают вниз. Во время плавления электрода на его торце образуется козырек из материала покрытия, препятствую­щий короткому замыканию между электродом и заготовкой. Для данного способа сварки используют электроды ОЗС-12, ОЗС-17Н и ОЗС-22Н 0 6… 10 мм.

Сварка лежачим электродом — это способ дуговой сварки, при которой неподвижный плавящийся электрод с толстым по­крытием укладывают вдоль свариваемых кромок. прижимают к заготовке массивным медным бруском с продольной канавкой (рис. 8.3). С целью возбуждения дуги между торцом электрода

/ — покрытый электрод, 2 — свариваемая заготовка, 3 — массивный медный брус, 4 — свариваемая кромка, 5 — медная или графитовая подкладка; стрелкой показано направление движения сварочной луги

и заготовкой используют угольные или металлические стержни. Для данного способа сварки применяют электроды ОЗС-12 и СЗС-17Н диаметром до 10 мм. Длина электрода должна пример­но на 50 мм превышать длину шва, но составлять не более 1200 мм. Режимы выполнения стыковых швов при сварке заго­товок из низкоуглеродистых и низколегированных сталей приве­дены в табл. 8.1.

Ванную сварку широко применяют при соединении стерж­ней, арматуры железобетонных конструкций, рельсов и др. Сущ-

8.1. Режимы выполнения стыковых швов лежачим электродом

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector