Способы дуговой сварки

В промышленности наиболее распространены три основных способа дуговой сварки:

- ручная дуговая сварка со специальным покрытием;

- автоматическая дуговая сварка под флюсом;

- дуговая сварка в защитных газах.

Ручная дуговая сварка(Рис. 6.5.)

Рис. 6.5. Схема ручной дуговой сварки:

1 – основной металл; 2 – шлаковая кромка; 3 – сварной шов;

4 – шлаковая ванна; 5 – газовая защитная атмосфера;

6 – покрытие электрода; 7 – стержень электрода;

8 – электродуга; 9 – сварочная ванна.

Электроды представляют собой проволочные стержни с нанесенным на них покрытием. Покрытие образует жидкий шлак, который обеспечивает защиту сварочной ванны от вредного воздействия окружающей среды, удаляемый механическим способом.

Покрытия электродов, согласно ГОСТ 9466-75, подразделяются на кислые, основные, целлюлозные, рутиловые и прочие, которые облегчают ионизацию дуги и способствует устойчивому ее горению и при расплавлении является средой, через которую осуществляется раскисление и легирование наплавленного металла с требуемым химическим составом и механическими свойствами.

Выбор режима РДС

Основными параметрами определяющие режимы сварки, являются диаметр электрода и величина сварочного тока.

Диаметр электрода (d_э) выбирается в зависимости от толщины свариваемого металла S:

S, мм 1 – 2 3 – 5 4 – 10 12 – 24 и более

d_э, мм 2 – 3 3 – 4 4 – 5 5 – 6

Величину сварочного тока (I_св.) выбирают в зависимости от диаметра и типа металла электрода:

I_св. = kd_э, (А),

где k –опытный коэффициент, равный 40 – 60 для электродов со стержнем из низкоуглеродистой стали и 35 – 40 для электродов со стержнем из высокоуглеродистой стали;

d_э – диаметр электрода, мм.

Плазменная сварка

Плазменная сварка - процесс сварки плавлением, при которой соединение деталей осуществляется при нагреве плазменной струей.

Плазменная струя - направленный поток ионизированных частиц газа, имеющий температуру 10000 – 20000 ⁰С. Плазму получают, пропуская поток газов через столб электрической дуги (рис. 6.6.). В качестве плазмообразующего газа используют аргон, водород и азот.

Рис. 6.6. Схема плазменной сварки.

Газовая сварка

Газовая сварка - процесс сварки плавлением, при котором место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым пламенем (рис. 6.7.).

Рис. 6.7. Схема газовой сварки:

1 – свариваемые детали, 2 – присадочная проволока, 3 –мундштук,

4 – газовое пламя,5 – горелка.

Сварочную ванну образуют металлы соединяемых заготовок и присадочный материал, который вводят в пламя газовой горелки. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода. В качестве горючего газа наиболее широко применяют ацетилен (С₂Н₂), так как он обеспечивает получение пламени с более высокой температурой горения – 3200⁰С. Ацетилено-кислородное пламя состоит из трех зон (рис. 6.8.).

Существует 3 вида пламени в зависимости от соотношения О₂ к С₂ Н₂:

Если β=VO₂/V С₂ Н₂=1,0 – 1,3 – это нормальное пламя;

Β ›1 - окислитель;

Β ‹1- науглероживающие.

Рис. 6.8. Распределение температуры нормального ацетилено-кислородного пламени:

1– ядро пламени, 2 – средняя зона (сварочная),

3 – факел пламени (окислительная).

Нормальным пламенем сваривают большинство сталей. При увеличенном содержании углерода, пламя обладает окислительными свойствами и может быть использовано только при сварке латуни. При увеличении содержания ацетилена пламя становится коптящим, такое пламя называют науглероживающим и применяют для сварки чугуна и цветных металлов, так как в этом случае компенсируется выгорание углерода.

6.2.4.Электронно-лучеваясварка

Сущность сварки состоит в использовании для нагрева и расплавления свариваемых кромок кинетической энергии электронов, движущихся с высокими скоростями в вакууме (рис. 6.9.).

Рис. 6.9. Схема сварки электронным лучом.

Достоинством сварки электронным лучом является высокая концентрация энергии на поверхности детали, что позволяет проплавлять заготовки толщиной до 200 мм, из всех материалов, чаще всего из разнородных и для соединения тугоплавких и химически активных металлов.