Материал: Сварка и свариваемые материалы. Технология и оборудование

При соединении встык металла толщиной до 10 мм ручную сварку ведут справа налево. Присадочный пруток при ручной

При автоматической и полуавтоматической сварке электрод располагают перпендикулярно поверхности изделия. Угол ме­

проволока подается в головную часть сварочной ванны и на­ ходится впереди дуги по ходу сварки.

Вылет конца электрода из сопла не должен превышать 3— 5 мм, а при сварке угловых швов и стыковых с глубокой раз­ делкой 5—7 мм. Длина дуги должна поддерживаться в преде­ лах 1,5—3 мм. Для предупреждения окисления вольфрама и защиты расплавленного металла в кратере после обрыва дуги подачу защитного газа прекращают через 5—10 с, а включают подачу газа за 15—20 с до возбуждения дуги (для продувки шлангов от воздуха). Возбуждение дуги достигается либо с помощью осциллятора, либо путем касания электродом изде­ лия при уменьшенном до 7—10 А токе зажигания. При руч­ ной сварке алюминиевых сплавов в случае отсутствия осцилля­ тора дуга должна возбуждаться на угольной или медной пла­ стине.

2.2.2. Сварка плавящимся электродом

При сварке плавящимся электродом в защитных газах (СПЭЗГ) дуговой разряд существует между концом непрерывно расплавляемой проволоки и из­ делием. Проволока подается в зону дуги с помощью механизма со скоростью, равной средней скорости ее плавления; этим поддерживается постоянство средней длины дугового промежутка. Расплавленный металл электродной проволоки переходит в сварочную ванну и таким образом участвует в форми­

—возможность металлургического воздействия на металл шва за счет регулирования состава проволоки и защитного газа;

—широкие возможности механизации и автоматизации процесса сварки;

—высокая производительность сварочного процесса.

При СПЭЗГ можно выделить три основные разновидности процесса дуго­ вой сварки: сварку короткой дугой; сварку длинной дугой; процесс с периоди­ ческими перерывами в горении дуги.

Сварка короткой дугой является естественным импульсным

.процессом и осуществляется с постоянной скоростью подачи электрода. Особенностью этого процесса являются частые пе­ риодические замыкания дугового промежутка (до 150—300 за­ мыканий в секунду), что определяется такими факторами, как: напряжение между электродами, скорость подачи и диаметр

электрода, индуктивность сварочной цепи, свойства защитной среды [4].

При сварке короткой дугой имеет место в основном мелкокапельный перенос электродного металла с частотой, равной частоте коротких замыканий.

Сварка короткой дугой обладает рядом технологических преимуществ: возможность осуществления процесса при низ­ ких значениях тока и, как следствие, сварка во всех простран­ ственных положениях; высокая стабильность процесса и малые потери металла на разбрызгивание при оптимальных электри­ ческих параметрах сварочной цепи.

Сварка длинной дугой — это процесс с редкими случайными замыканиями дугового промежутка (3—10 замыканий в се­ кунду). В зависимости от режима сварки, защитного газа и применяемых сварочных материалов наблюдаются разные формы переноса металла: крупнокапельный, мелкокапельный, струйный и струйно-вращательный.

При крупнокапельном переносе капля сравнительно боль­ шого размера образуется на электроде постепенно и долго удерживается на нем. Основными силами, ответственными за крупнокапельный перенос, являются сила тяжести и сила по­ верхностного натяжения.

При взаимодействии жидкого металла капли с защитными газами по­ верхностное натяжение существенно изменяется. Азот повышает поверхност­ ное натяжение, а кислород — снижает. С повышением температуры поверх­ ностное натяжение уменьшается. С увеличением сварочного тока уменьша­ ется роль силы тяжести в формировании капли и растет сжимающее действие электромагнитных сил, способствующих отделению капли от конца электрода. Благодаря этому по мере увеличения тока уменьшается размер капель электродного металла, изменяется характер переноса металла от крупнока­ пельного к мелкокапельному, а затем при определенном значении тока, назы­ ваемом критическим, к струйному. Струйный процесс отличается высокой стабильностью размеров капель и мелким разбрызгиванием.

Определенным недостатком сварки плавящимся электродом в Аг или смеси Аг—Не является сложность поддержания ста­ бильности струйного переноса из-за высокого поверхностного натяжения жидкого металла в среде инертного газа. Для по­ вышения стабильности сварки, улучшения процесса переноса электродного металла и формирования швов к аргону добав­ ляют окислительные газы: 1—5 % 0 2 или 5—25 % СОг. Диа­ пазон токов при стабильном ведении процесса сварки расширя­ ется. Обеспечиваются лучшее формирование металла шва и меньшее разбрызгивание, лучшая форма провара по сравне­

нудительными перерывами в горении дуги обеспечивает надеж­ ный разрыв перемычки между электродом и сварочной ванной, и заданное время горения дуги после короткого замыкания мо­ жет найти практическое применение для сварки малых тол­ щин [4].

Значительная часть тепловой энергии переносится в свари­ ваемый металл электродным металлом.

Сварку плавящимся электродом обычно выполняют на токе обратной полярности. При прямой полярности скорость рас­ плавления металла в 1,4—1,6 раза выше, чем при обратной, однако дуга горит менее стабильно, с интенсивным разбрызги­ ванием.

Вылет электрода благодаря высокой плотности тока оказы­ вает существенное влияние как на энергетический баланс при сварке, так и на стабильность процесса. К примеру, оптималь­

ники питания с жесткой внешней характеристикой. При автоматической свайке, когда вылет электрода изменяется мало, можно применять источники с жёсткой и пологопадающей характеристиками.

Механизированная сварка осуществляется сварочными автоматами и по­ луавтоматами, обеспечивающими автоматическую подачу электродной прово­ локи и других сварочных материалов в зону плавления. При полуавтомати­ ческой сварке перемещение дуги вдоль свариваемого изделия осуществля­ ется сварщиком вручную. Полуавтоматы состоят из: горелки или комплекса горелок со шлангами; механизма подачи электродной проволоки; кассеты ка­ тушки для электродной проволоки; шкафа или блока управления; провода сварочной цепи и цепей управления; аппаратуры для регулирования и измере­ ния параметров газа и шлангов для газа; источника питания (см. гл. 7).

Техника сварки. К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся ток, полярность, напряже­ ние дуги, диаметр и скорость подачи электродной проволоки, расход и состав защитного газа, вылет электрода, скорость сварки.

Сварочный ток, определяющий размеры шва и производи­ тельность процесса, зависит от диаметра и состава проволоки и устанавливается в соответствии со скоростью ее подачи (рис. 2.4). В зависимости от диаметра проволоки рекомендуются оп­ ределенные пределы сварочного тока, при которых обеспечива­ ется стабильность процесса сварки. Напряжение на дуге уста­ навливается в соответствии с величиной тока и учетом форми­ рования шва, разбрызгивания металла и производительности

толщине 20—30 мм применяют двухстороннюю разделку кро­ мок с углом 60° и притуплением 2 —4 мм. Металлы большей толщины целесообразно сваривать при узкой щелевой разделке кромок за несколько проходов.

При сварке в вертикальном, горизонтальном и потолочном положениях используется проволока 0 1,2 мм, при автомати­ ческой и полуавтоматической сварке в нижнем положении — проволока 0 1,2 —3,0 мм.

2.2.3. Импульсно-дуговая сварка

Технологические возможности дуговой сварки в защитных газах можно значительно расширить, если применять в качестве источника тепла импульс­ ную (пульсирующую) дугу. Сущность способа сварки импульсной (пульси­ рующей) дугой состоит в том, что скорость и количество вводимой в изделие теплоты определяются режимом пульсации дуги, который в свою очередь устанавливается по определенной программе в зависимости от свойств сва­ риваемого материала, его толщины, пространственного положения шва и т.. п. При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена для регулирования процесса проплавления основного металла и формирования шва, при сварке плавящимся электродом — для регулирования процесса рас­ плавления и переноса электродного металла.

Сварка вольфрамовым электродом. В этом процессе дуга пульсирует с постоянным заданным соотношением импульса и паузы (рис. 2.5). Сплошной шов получают путем расплавления отдельных точек с определенным перекрытием.

Регулярность повторных возбуждений в начале каждого импульса, а также пространственная устойчивость дуги обеспе­ чиваются благодаря горению в промежутках между импуль­ сами маломощной дежурной дуги (ток порядка 10—15% от тока в импульсе). Дежурная дуга во время паузы не оказы­ вает существенного влияния на глубину проплавления. За счет правильного подбора соотношения токов импульсной и дежур­ ной дуг можно полностью устранить кратеры в точках и, та-