Электросварка это: Электрическая дуговая сварка — Википедия – Электросварка металлов: виды, технологии, особенности — ЖК «Шотландия»

Содержание

Электросварка металлов: виды, технологии, особенности

Электросварка является самым популяным на сегодня способом сварки металла. Данный метод основан на использовании электрической дуги для плавления краев. В статье описаны физические процессы, протекающие при электросварочных работах. Приведена классификация видов электросварки и их отличия друг от друга. Описаны причины возникновения дефектов на сварных швах и методы контроля качества сварных соединений.

Что такое электросварка

Если быть точным, то электросварка – процесс жесткого неразъемного соединения металлических заготовок, путем плавления основного и присадочного металлов с их последующей кристаллизацией. Сварочные работы производятся посредством электрического тока в среде защитного газа. В процессе электросварки используется сварочный трансформатор, сварочная головка с присадочным материалом (электродом) и свариваемые между собой детали. От трансформатора на сварочную головку подается положительный заряд электрического тока, на свариваемые детали – отрицательный заряд (заземление).

При поднесении электрода к заземленному металлу под действием электрического тока происходит зажигание сварочной дуги. Электрод разогревается до температуры плавления, расплавляя при этом кромки основного металла обеих соединяемых деталей. Заряженные положительно частицы расплавленного электрода притягиваются к заземленному основному металлу и переходят в сварочную ванну, перемешиваясь с основным металлом. При остывании сварочной ванны перемешанные частицы основного и присадочного металлов кристаллизуются и образуют сварочный шов – он и является монолитным неразъёмным соединением двух металлических деталей.

! Для правильной кристаллизации расплавленного металла в сварочной ванне необходима ее полная изоляция от кислорода. Это достигается за счет подачи в область сварки защитного газа, который вытесняет молекулы кислорода из зоны кристаллизации и обеспечивает получение качественного сварного соединения.

Классификация

В зависимости от способа подачи присадочного материала к сварочной ванне различают следующие типы электросварки.

Ручная дуговая сварка плавящимся электродом

В качестве присадочного материала в данном случае выступает электрод (металлический стержень из калиброванной проволоки длинной 400 – 450 мм и диаметром 2, 3, 4, 5 мм и выше). Защитный газ образуется в результате сгорания обмазки электрода (рутила, целлюлозы и др.). Подача электрода в сварочную ванну осуществляется поступательным движением руки сварщика.

Полуавтоматическая сварка проволокой в газовой среде

В качестве сварочного материала используется сварочная проволока, намотанная на катушку. Диаметр проволоки – 1,2 или 1,6 мм. Катушка вставляется в сварочный полуавтомат с тянущим механизмом, что позволяет подавать проволоку в зону сварки нажатием на установленную на сварочной головке кнопку. В качестве защитного газа выступает подающийся под давлением углекислый газ или аргон.

Автоматическая сварка под флюсом

Намотанная на катушки сварочная проволока большого диаметра (3, 4, 5 мм) непрерывно подается в зону сварки через автоматический подающий механизм. Для защиты от кислорода на сварочную ванну автоматически подсыпается флюс, под слоем которого происходит процесс плавления и кристаллизации.

Виды дефектов сварных швов и причины их возникновения

По требованию нормативных документов механические свойства сварного соединения не должны отличаться от свойств основного металла. Причины появления дефектов вытекают из нарушений технологического процесса сварки, в котором оговорены все требования к сварочным материалам, квалификации сварщика, последовательности наложения сварочных швов, температурные режимы остывания сварного соединения.

К дефектам сварных швов относится:

деформации основного металла,
трещины,
поры,
свищи,
непровары,
подрезы,
несплавления,
нарушения геометрии сварного шва и др.

Причины могут быть следующими

Несоответствие сварочных материалов требованиям технологического процесса.

К таким несоответствиям относится: Повышенная влажность обмазки электродов; перед применением электроды должны пройти сушку в термических печах по режиму, предусмотренному технологией. Ржавчина или грязь на сварочной проволоке для автоматической или полуавтоматической сварки; сварочная проволока с отклонениями от ТУ должна проходить механическую очистку на специальных установках. Несоответствие химического состава защитного газа технологическим требованиям.
Низкий уровень квалификации сварщика. Для подтверждения своего уровня квалификации сварщики заваривают образцы, которые проходят УЗК и МПД контроль, а также механические испытания на растяжение, излом и т.д. По результатам испытания образцов сварщику присваивается соответствующий квалификационный разряд. Разряд исполнителя, требуемый для проведения сварочных работ указывается на титульном листе технологического процесса к каждому сварному узлу. Выполнение сварки менее квалифицированным сварщиком со стопроцентной гарантией приведёт к появлению дефектов.

Нарушение режимов сварки. В техпроцессе указываются оптимальные режимы настройки сварочного трансформатора, скорость подачи сварочной проволоки, толщина и очерёдность наложения сварочных валиков. Желание исполнителя повысить производительность своей работы за счёт увеличения режимов неминуемо приводит к дефектным сварным соединениям.
Нарушением режимов остывания сварного узла после сварки. Для образования сварного шва с равномерной структурой без внутренних и наружных трещин остывание должно происходить равномерно со скоростью, оговорённой в технологии. Результат нарушения этого раздела техпроцесса очевиден.

Методы контроля качества сварных соединений

Требования к качеству сварных швов в машиностроении достаточно высоки. Если наружные дефекты можно обнаружить при простом визуальном осмотре сварного шва, то выявление внутренних дефектов возможно только с помощью испытаний и спецоборудования. Основная задача любого метода контроля это определение степени однородности структуры сварного шва и выявление участков с обнаруженными посторонними включениями или пустотами.

Контроль качества сварного соединения может быть следующим:

Контроль керосином. Такой вид контроля применяется для сварных швов в открытых металлических емкостях, требующих герметичных соединений деталей. В этом случае с одной стороны шов покрывается водным раствором мелового порошка. После высыхания мела с другой стороны шва наносится керосин. Через некоторое время при наличии дефектов в сварном соединении керосин проступает через них и образует темные пятна на меловом покрытии. Дефектные участки шва выбираются механическим путём и перевариваются. После чего проводится повторный контроль керосином.

Контроль давлением. Используется для контроля сварных соединений закрытых емкостей. Входные отверстия закрытой емкости герметично закрываются и вовнутрь подаётся сжатый воздух с избыточным давлением. Если на протяжении определённого времени стрелка манометра не показывает снижение давления внутри емкости, то все швы считаются годными. Если давление падает, то дефектные участки выявляют с помощью обмыливания мыльным раствором и исправляют.
Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) – применяется при выявлении наружных дефектов сварного шва. Зачищенное до металлического блеска сварное соединение покрывается специальным раствором – индикатором и просвечивается лампой с ультра-фиолетовым излучением. В случае обнаружения повышенной концентрации раствора – индикатора дефектный участок бракуется и подлежит исправлению.

Ультразвуковой контроль (УЗК) – применяется для обнаружения внутренних дефектов и основан на принципе изменения длины звуковой волны при прохождении через материалы различной плотности. Изменение длины волны при прохождении через дефектный участок фиксируется прибором и определяется глубина залегания некачественного наплавленного металла.
Рентгеноскопия. Метод контроля применяется для сложнодоступных сварных швов, к которым другие методы контроля невозможны. При прохождении через сварной шов рентгеновских лучей дефектные участки с отличной от основного состава плотностью проявляются на рентгеновском снимке. По форме и размерам дефектного участка определяется природа появления дефекта и принимается решение о браковке или разбраковке сварного соединения.

Если вас интересует сварка нержавейки, черных и цветных металлов с соблюдением стандартов качества, то компания ЗАО «Завод Пиляко» готова предложить свои услуги. Наши профессиональные сварщики проведут сварочные работы в соответсвии с самыми строгими технологичекими требованиями. Мы осуществляем ручную дуговую сварку, полуавтоматическую в газовой среде, а также аргоновую TIG (ТИГ)-сварку. Будем рады сотредничеству!

Электросварка

Дата публикации: 13 февраля 2015.
Категория: Электротехника.

Электросварка бывает двух типов: 1) дуговая и 2) электросварка методом сопротивления.

Дуговая электросварка

Дуговая электросварка изобретена русским инженером Н. Н. Бенардосном в 1882 году.

Николай Николаевич Бенардос (1842 – 1905), кроме электрической сварки и пайки металлов, изобрел способ электролитического покрытия медью корпусов железных судов. Н. Н. Бенардос является конструктором комбинированного газоэлектрического паяльника. Он впервые применил электрическую дугу для резки металлов под водой. Н. Н. Бенардос получил звание почетного инженера-электрика.

При дуговой электросварке используют тепло, выделяемое электрической дугой. При сварке по способу Бенардоса один полюс источника напряжения присоединяют к угольному стержню, а другой полюс – к деталям, которые необходимо сварить (рисунок 1). В пламя электрической дуги вводится тонкий металлический стержень, который плавится, и капли расплавленного металла, стекая на детали и застывая, образуют сварочный шов.

Рисунок 1. Электросварка по способу Бенардоса (с угольным электродом)

В 1891 году русский инженер Н. Г. Славянов предложил другой способ дуговой электросварки, который получил наибольшее распространение. Николай Гаврилович Славянов (1854 – 1897) работал на Воткинском заводе и в Мотовилихе (около города Перми). В 1893 году на Всемирной выставке Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толченого стекла (флюса).

Электросварка по способу Славянова состоит в следующем. Угольный стержень заменен металлическим электродом (рисунок 2). Плавится сам электрод, и расплавленный металл, застывая, соединяет свариваемые детали. По использовании электрода его заменяют новым.

Рисунок 2. Электросварка по способу Славянова (с металлическим электродом)

Прежде чем сваривать деталь, ее нужно тщательно очистить от ржавчины, окалины, масла, грязи с помощью зубила, напильника, шкурки.

Рисунок 3. Пример сварочного шва, получившегося после применения электродуговой сварки

Для создания устойчивой дуги и получения прочного шва металлические электроды обмазывают специальными составами. Такая обмазка во время плавления электрода при работе также плавится и, заливая сильно нагретые поверхности свариваемых деталей, не дает им окисляться.

Замедленная съемка работы дуговой сварки:

Электросварка методом сопротивления

Если сложить вплотную два куска металла и пропустить по ним сильный электрический ток, то за счет выделения тепла в месте касания кусков (ввиду большого переходного сопротивления) последние прогреются до высокой температуры и сварятся.

Рисунок 4. Контактная электросварка

В настоящее время электросварка как и дуговая, так и методом сопротивления прочно вошла в промышленность и получила очень широкое распространение. Сваривают листовую и угловую сталь, балки и рельсы, мачты и трубы, фермы и котлы, суда и так далее. Сваркой выполняют новые и ремонтируют старые детали из стали, чугуна и цветных металлов.

Видео электросварка методом сопротивления:

Ученые и изобретатели нашей страны разработали множество новых методов применения электросварки. Профессор К. К. Хренов предложил способ подводной электросварки, широко использованный при строительстве газопровода Саратов – Москва. Автоматическая сварка, предложенная академиком Е. О. Патоном, позволяет очень быстро и высококачественно сваривать металлы в массовом производстве. Академик В. П. Никитин сконструировал сварочный аппарат, позволяющий производить сварку с помощью наиболее распространенного сейчас переменного тока. Аппарат имеет особую деталь – осциллятор, назначение которого заключается в том, чтобы вырабатывать переменный ток высокого напряжения и очень высокой частоты, что обеспечивает устойчивое горение дуги при сварке тонких и толстых металлических деталей.

При замыкании и размыкании рубильником или выключателем электрических цепей, а также замыкании и размыкании контактов приборов и аппаратов электрическая искра, возникающая между контактами, и нередко следующая за ней электрическая дуга плавят металл, и контакты обгорают или свариваются, нарушая работу установки. Это явление называется электрической эрозией (от латинского слова «эрого» — выгрызаю). Искра при своем появлении как бы «грызет» металл. Для борьбы с искрой иногда между контактами параллельно искровому промежутку включают конденсатор определенной емкости.

Инженеры Б. Р. Лазаренко и И. Н. Лазаренко использовали свойство электрической искры «грызть металл» в сконструированной ими электроэрозионной установке. Работа установки в основном состоит в следующем. К металлическому стержню подводится один провод от источника напряжения. Другой провод присоединяется к обрабатываемой детали, находящейся в масле. Металлический стержень заставляют вибрировать. Электрическая искра, возникающая между стержнем и деталью, «грызет» деталь, проделывая в ней отверстие, одинаковое с формой сечения стержня (шестигранное, квадратное, треугольное и так далее).

Источник: Кузнецов М. И., «Основы электротехники» — 9-е издание, исправленное — Москва: Высшая школа, 1964 — 560с.

Электросварка — это… Что такое Электросварка?

Электросварка

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрической дугой.

Температура электрической дуги превосходит температуры плавления всех существующих металлов. Электросварка не изменяет химического состава материала.

История

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу в которой описал явление электрической дуги и возможность её применения для электросварки.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1888 год — Н. Г. Славянов впервые в мире применил на практике дуговую сварку металлическим (плавящимся) электродом под слоем флюса. В присутствии государственной комиссии он сварил коленчатый вал паровой машины.

19ХХ год — Патон, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от источников сварочного тока подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне электродный металл смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение.

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т.п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Источники

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

Синонимы:

Москвина, Марина Львовна
Кубок Федерации футбола СССР

Смотреть что такое «Электросварка» в других словарях:

электросварка — электросварка … Орфографический словарь-справочник
ЭЛЕКТРОСВАРКА — ЭЛЕКТРОСВАРКА. При контактной Э. через свариваемые металлы пропускают электрический ток, к рый нагревает их до точки плавления. Она производится специальными электросварочными машинами. При дуговой Э. к месту сварки ток подводится помощью тонкого … Большая медицинская энциклопедия
ЭЛЕКТРОСВАРКА — контактная электросварка, сварка … Большая политехническая энциклопедия
ЭЛЕКТРОСВАРКА — сварка, при которой свариваемые части нагреваются электрическим током. Различают электросварку дуговую и контактную … Большой Энциклопедический словарь
ЭЛЕКТРОСВАРКА — ЭЛЕКТРОСВАРКА, электросварки, мн. нет, жен. (тех.). Сварка металлов при помощи электрического тока. см. электро…. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова
ЭЛЕКТРОСВАРКА — (Electric welding) см. Сварка. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское Издательство НКВМФ Союза ССР, 1941 … Морской словарь
электросварка — сущ., кол во синонимов: 2 • сварка (20) • электрогазосварка (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Электросварка — Электросварка: способ получения сварного шва путем контактной электросварки сопротивлением, при которой свариваемые кромки механически прижимают друг к другу, а тепло для сварки выделяется вследствие сопротивления приложенному или наведенному… … Официальная терминология
электросварка — Группа способов сварки, использующая для нагрева металла электрическую энергию. Примечание Электрический нагрев позволяет получить температуры, превосходящие температуры плавления существующих металлов, не изменяет химического состава материала,… … Справочник технического переводчика
электросварка — 4.54 электросварка (electric welding): Способ получения шва сваркой электросопротивлением, при которой свариваемые кромки прижимаются друг к другу под механическим воздействием, а тепло для сварки выделяется вследствие сопротивления приложенному… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Электросварка принцип работы и основные режимы работы

В настоящее время ручная сварка дугой – это один из основных способов объединения нескольких металлических деталей. Активно используется при создании конструкций из металла. Сварка применяется также активно, как литье, штампование, прокат заготовок будущих металлических изделий или их частей. Благодаря ручной сварке с помощью дуги, удалось заменить дорогие и сложные в изготовлении металлические изделия, произведенные способом цельной штамповки. Итак, давайте рассмотрим принцип работы электрической сварки.

Как работает электросварка?

Как известно, металл плавится под воздействием высоких температур. Высокую температуру, которая нужна для расплавки основного металла (и электродного стержня), получают в процессе образования электрической дуги. Расплавленные металлы (электродные и основные), перемешиваются в образовавшийся во время процесса сварочной ванночке. После ее затвердевания получается сварной шов. Электрод, сделанный из стали, покрывается специальным веществом. При его плавлении создается защитный слой в виде той самой сварочной ванночки, которая состоит из шлака и облака из газов. Эта своеобразная защита необходима для того, чтобы уберечь будущий сварной шов от азота и других газов, которые содержатся в окружающей среде.

Для поддержания электрической дуги, электрод и свариваемую деталь подвергают воздействию высокого электрического напряжения. Это осуществляется с помощью особого электрического устройства. Во время воздействия высокой температуры дуги края деталей, подверженных сварке (в том числе и электрод), приобретают жидкую форму (просто говоря, плавятся). Во время этого процесса, появляется так называемая сварочная ванночка, которая первое время является расплавленной. Внутри дуги температура достигает 4 тыс. градусов, иногда бывает и выше. В этой ванночке материал электрода и изделия смешиваются, образуя сварной шов, шлак же, находящийся в расплавленном виде всплывает наверх. Тем самым образуется специальное защитное покрытие. Специальный трансформатор позволяет зажечь дугу и поддерживает ее устойчивое состояние. Такой трансформатор называется сварочным аппаратом.

Разновидности видов электрической сварки

На сегодняшний день электрическая сварка осуществляется посредством переменного и постоянного тока. При соединении металлических деталей и создании единой конструкции, используются специальные выпрямители (при сварке посредством постоянного тока). Кроме того, могут использовать разного рода преобразователи. Во время сваривания деталей посредством переменного тока используют особые сварочные трансформаторы. Эти устройства имеют особую конструкцию. Наиболее часто используется электросварка с использованием дуги. В этом случае, используется электрод, который плавится в этой дуге. Применяют такой вид сварки при соединении цветметаллов, чугунных и стальных деталей и т.д.

Некоторая информация о присадочной проволоке и электродах

Во время сварки посредством постоянного тока, получаемые сварные швы содержат малое количество брызг расплавленного и застывшего металла. Во время сварки применяют два вида электродов: плавкие и неплавкие (угольные). Когда работают с плавким электродом, то шов формируется благодаря расплавлению электрода. Если работа идет с угольным электродом, то плавится специальная присадочная проволока, вводящаяся вовнутрь сварочной ванночки. Во время ручной дуговой сварки, с вводом присадочной проволоки, края свариваемого изделия плотно состыкуются друг с другом.

Во время работы с неплавким электродом, дуга находится между угольным электродом и изделием, подлежащим сварке. Края свариваемого изделия и присадочная проволока достаточно сильно разогреваются и быстро плавятся. Образовавшаяся сварная ванночка содержит расплавленный металл. В процессе застывания, металл кристаллизуется и тем самым создает сварной шов. Метод сварки неплавким электродом прекрасно подойдет для сваривания цветметаллов, или же наплавки особенно твердых сплавов.

Во время работы с плавким электродом, электрод под воздействием температуры электрической дуги начинает плавиться вместе с подлежащим плавке изделием. Застывая, расплавленный металл формирует сварной шов. Метод популярен, и часто используется при ручной дуговой сварке. Однако, такой способ сварки имеет свои плюсы и минусы, о которых стоит поговорить ниже.

Плюсы и минусы ручной дуговой сварки

Для осуществления процесса сварки нужно приобрести специальное оборудование. От цены оборудования зависит и его функционал. Итак, вот основные функции, которые может выполнять хороший сварочный аппарат:

Сваривание материала в разных пространственных направлениях.
Сваривание материала в труднодоступных местах.
Быстрый переход между свариваемыми металлами.
Ручная электрическая дуговая сварка – это прекрасный способ для сваривания разнообразных сталей, эта возможность стала доступной благодаря широкому выбору электродов.
Процесс сварки достаточно прост. К тому же, сварочный аппарат компактен, и его транспортировка не составит труда.

Однако, без минусов не может быть и плюсов. Вот основные недостатки ручной электрической дуговой сварки:

Возникают вредные условия для организма во время сварки.
От квалификации сварщика зависит качество сварного шва и изделия в целом.
Достаточно малая эффективность в сравнении с другими технологиями сварки. Также отмечается достаточно низкий коэффициент полезного действия.

Стоит помнить, что благодаря освоению процесса работы с ручным сварочным аппаратом, вы без труда сделаете множество полезных вещей для дачи, загородного дома и гаража.

Некоторая информация о дуге электросварки

От теории, перейдем к практике. Прежде чем привести дугу в рабочее состояние, сварщик кончиком электрода касается части металла, подлежащего сварке. После он сразу же отводит электрод на 3 мм. После осуществления этой операции и вспыхивает дуга. Перед «высеканием» дуги следует закрыть лицо щитком сварочной маски. Именно тогда вспыхивает дуга, равноудаленная длина которой поддерживается посредством постепенного опускания самого электрода, в меру его плавления. Есть и второй способ «активизации» дуги. Специалист проводит электродом по металлу, а после убирает его на короткое расстояние. При этом способе также вспыхивает дуга.

От дуги зависит и качество сварного шва

Дуга должна быть короткой. А вот почему: благодаря короткой дуге, появляется лишь малое количество капель расплавленного металла. При большом количестве капель, сварной шов будет непрочным. Также электрод плавится в медленном, спокойном темпе, выдавая ровный пучок искр. А это, в свою очередь, увеличивает глубину проплавления. Если глубина проплавки будет небольшой, то электрод в процессе окисления начнет разбрызгиваться, это, в свою очередь, сделает шов неровным и содержащим много оксидов (которые также негативно влияют на прочность шва).

Контролируется длина дуги по звуку, который издается при горении. Оптимальная длина дуги определяется благодаря равномерному однотонному звуку. Слишком длинная дуга издает достаточно резкий звук, который нередко прерывается, а также сопровождается разного рода хлопками. Бывают случаи, когда дуга обрывается. Для того, чтобы исправить последствия, дугу возбуждают снова и заваривают то место, где образовался срыв дуги. После осуществления этой операции дальше продолжают осуществлять сварку.

Во время сварки важных мест, к примеру, несущих каркасов строений, или же конструкций, которые будут подвержены износу и переменным нагрузкам, дугу зажигают вне зоны сварного шва. Если поступить иначе, то поверхность будет опалена, что в свою очередь, приведет к разрушению сварного шва в этом месте. Для сварки подобных конструкций должен привлекаться высококвалифицированный сварщик, умеющий на уровне автоматизма контролировать длину дуги и профессионально выполнять ее зажигание.

Важно помнить о длине дуги, от нее зависит качество сварного шва и всего изделия в целом. Кроме этого, сварщик должен уметь придать сварному шву требуемую форму, для того, чтобы изделие было прочным и выглядело эстетично. Выполняются эти операции вручную, без применения особых технологий

Влияние режима сварки на шов

Тип сварочного шва не зависит от его размера. Подразделяют следующие виды сварочных швов: угловой, стыковой, и т.д. Определяются типы благодаря режиму сваривания. Самый главный показатель шва – это коэффициент формы при его проваре. Этот коэффициент представляет собой отношение глубины сварного шва к его ширине. Метод ручной электросварки дугой способен регулировать этот показатель. Коэффициент меняется посредством уменьшения ширины шва. Большая глубина проплава достигается уменьшением его ширины. И наоборот, увеличение ширины проплава уменьшает его глубину.

Влияние параметров тока на сварку

В процессе сварки ключевую роль играет сила тока. С ее увеличением увеличивается глубина проплава. С уменьшением, глубина также уменьшается. На ширину шва сила тока практически не оказывает никакого влияния. В зависимости от плотности металла, нужно подбирать оптимальную силу тока. Многое зависит от вида тока. Работа с постоянным током делает шов уже. На высоких значениях, к примеру, более 3В, изменение сварного шва становится достаточно заметным. Также стоит помнить о том, что ручная электрическая сварка требует наличие электродов разного диаметра.

Электрическая дуговая сварка — это… Что такое Электрическая дуговая сварка?

Электродуговая ручная сварка покрытым электродом

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление вольтовой электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1803 год — В. В. Петров опубликовал книгу «Известия о гальвани-вольтовых опытах…», где описал способы изготовления вольтова столба, явление электрической дуги и возможность её применения для электроосвещения, электросварки и электропайки металлов.

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1893 год — На Всемирной выставке в Чикаго Н. Г. Славянов получил золотую медаль за способ электросварки под слоем толчёного стекла.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

1932 год — К. К. Хреновым впервые в мире в Советском Союзе осуществлена дуговая сварка под водой.^[1]

1939 год — Е. О. Патоном разработаны технология автоматической сварки под флюсом, сварочные флюсы и головки для автоматической сварки, электросварные башни танков, электросварной мост.

Описание процесса

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.^[2]

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Классификация

Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса, рода тока и полярности, типа сварочной дуги, свойств сварочного электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают:

ручную дуговую сварку
полуавтоматическую дуговую сварку
автоматическую дуговую сварку

Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определённой длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

При ручной дуговой сварке (ММА -Manual Metal Arc) указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке (MIG/MAG -Metal Inert/Active Gas) плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

При автоматической дуговой сварке под флюсом механизируются операции по возбуждению дуги, поддержанию определённой длины дуги, перемещению дуги по линии наложения шва. Автоматическая сварка плавящимся электродом ведётся сварочной проволокой диаметром 1-6 мм; при этом режим сварки (ток, напряжение, скорость перемещения дуги и др.) более стабилен, что обеспечивает однородность качества шва по его длине, в то же время требуется большая точность в подготовке и сборке деталей под сварку.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

дугу прямого действия (зависимую дугу)
дугу косвенного действия (независимую дугу)

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают

способы сварки плавящимся электродом
способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание — сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9.

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

открытую
закрытую
полуоткрытую дугу

При открытой дуге визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры. Открытая дуга применяется при многих способах сварки: при ручной сварке металлическим и угольным электродом и сварке в защитных газах. Закрытая дуга располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом, и она невидима. Полуоткрытая дуга характерна тем, что одна её часть находится в основном металле и расплавленном флюсе, а другая над ним. Наблюдение за процессом производится через светофильтры. Используется при автоматической сварке алюминия по флюсу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG)
дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Стабилизирующие покрытия представляют собой материалы, содержащие элементы, легко ионизирующие сварочную дугу. Наносятся тонким слоем на стержни электродов (тонкопокрытые электроды), предназначенных для ручной дуговой сварки.

Защитные покрытия представляют собой механическую смесь различных материалов, предназначенных ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, стабилизировать горение дуги, легировать и рафинировать металл шва.

Наибольшее применение имеют средне — и толстопокрытые сварочные электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

В последнее время получает распространение плазменная сварка, где дуга между инертными неплавящимися электродами используется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, например — водяного пара. Известна также сварка атомарным водородом, получаемым в дуге между вольфрамовыми электродами, и выделяющем тепло при рекомбинации в молекулы на свариваемых деталях.

Аргонодуговая сварка относится к виду сварки плавлением. Сварка плавлением разделяют на сварку плавящимся и не плавящимся электродом. Аргонодуговая сварка это сварка не плавящимся электродом. В качестве электрода применяют вольфрамовые стержни. Они имеют различный диаметр.

При аргонодуговой сварке вольфрамовые электроды выбирают от толщины металла. Вольфрам относят к тугоплавким металлам. Поэтому, назначение вольфрамовых электродов в зажигании и поддержании сварочной дуги.

Аргонодуговую сварку относят к видам газоэлектрической сварки. Газы защищают сварочную зону от воздействий ветра, осадков и других погодных явлений. Так же алюминий, титан, никель подвержены окислению. Применение газов защищает их от окислительных процессов. В аргонодуговой сварке применяют инертные газы: аргон, гелий и их смеси. Основным газом считают аргон. Поэтому, сварка получила название аргонодуговая сварка. Аргон производят трех сортов. Сорт аргона, для аргонодуговой сварки, зависит от содержания в нем чистого аргона. Для разного вида стали, применяют различный сорт аргона. Аргон поставляют в баллонах. Электрическая часть аргонодуговой сварки, предназначена для образования сварочной дуги и ее параметров. Основным элементом ее является источник питания (сварочный аппарат). На нем выставляют силу и напряжение сварочного тока. Основным рабочим органом аргонодуговой сварки есть газоэлектрическая сварочная горелка. В нее, вставляют вольфрамовый электрод и подают аргон из баллона. Аргон подается по резиновым шлангам. Электрод из вольфрама, закрепляют механическим способом. Так же, в сварочную горелку кабелями подают ток. Рабочий процесс аргонодуговой сварки состоит в том, что сварщик нагревает электрической дугой кромки свариваемых деталей. Затем, подносит сварочную проволоку и расплавляет ее и кромки до получения сварного шва. Сварочную проволоку, для аргонодуговой сварки, подбирают по составу свариваемой марки и вида стали. Ее поставляют на производство в мотках. Сварщик нарезает ее, для удобства, по размерам сварочного шва. На производстве сварочную проволоку называют присадкой. Она должна быть без ржавчины и обезжирена. Используют аргонодуговую сварку не только для цветных металлов, но для нержавеющих и углеродистых сталей. Аргонодуговую сварку применяют в промышленных цехах и на стройплощадке. На стройплощадках, в избегание попадания ветра в зону сварки, устанавливают сварочную палатку. Выполняют аргоновую сварку в специальных кожаных перчатках. В процессе аргонодуговой сварки, сварщик использует две руки. Это требует высокой квалификации сварщика. На производстве, сварщики аргонодуговой сварки имеют 5-6 разряды. Преимуществом аргонодуговой сварки считают геометрически однородный качественный шов. Шов получают без дефектов. Так же исключены шлаковые образования . Шов выдерживает большие нагрузки на изгиб, сжатие и растяжение. Аргонодуговая сварка выделяет меньше вредных газов в работе для сварщика. Сведен риск получения ожогов, работников при сварке. Аргонодуговая сварка это один из эффективных и высококачественных видов сварки на производстве!

Примечания

↑ «Справочник молодого электросварщика по ручной сварке», Г. Г. Чернышов, В. Б. Мордынский, Москва, «Машиностроение», 1987; стр. 66
↑ «Сварочное дело: Сварка и резка металлов: учебник для нач. проф. образования/Г. Г. Чернышов.- М.: Издательский центр «Академия», 2008г.- стр. 496

Источники

Ссылки

Дуговая сварка — это… Что такое Дуговая сварка?

Дуговая сварка — процесс, при котором теплота, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счёт электрической дуги, возникающей между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

История электросварки

(См. Электротехника)

1802 год — В. В. Петров открыл явление электрической дуги и указал, что появляющийся «белого цвета свет или пламя, от которого оные угли скорее или медлительнее загораются, и от которого тёмный покой довольно ясно освещён быть может».

1882 год — Н. Н. Бенардос изобрёл электрическую сварку с применением угольных электродов.

1905 год — В. Ф. Миткевич впервые в мире предложил применять трёхфазную дугу для сварки металлов.

Патон, Евгений Оскарович

Классификация

По степени механизации различают:

ручную дуговую сварку
полуавтоматическую дуговую сварку
автоматическую дуговую сварку

При ручной дуговой сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются человеком вручную без применения механизмов.

При полуавтоматической дуговой сварке плавящимся электродом механизируются операции по подаче электродной проволоки в сварочную зону, а остальные операции процесса сварки осуществляются вручную.

По роду тока различают:

По типу дуги различают

дугу прямого действия (зависимую дугу)
дугу косвенного действия (независимую дугу)

По свойствам сварочного электрода различают

способы сварки плавящимся электродом
способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым)

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

открытую
закрытую
полуоткрытую дугу

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием)
дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом)
дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами)
дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов)
дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс)

Cм. также

Источники

Wikimedia Foundation. 2010.

техника зажигания дуги и особенности процесса

Электродуговая сварка — один из самых распространенных в быту, мелкосерийном производстве и промышленности видов сварки. Ее также можно назвать дуговой сваркой плавлением.

Каждому начинающему сварщику полезно знать основы дуговой сварки — принцип ее действия, условия, которые необходимы для возникновения высокотемпературной дуги, виды сварочных аппаратов для бытового применения, и некоторые отдельные параметры и особенности процесса.

Основной физический принцип

В основе электродуговой сварки лежит не один, а сразу два электрических принципа: явление короткого замыкания, с которым знакомы все, имеющие набор школьных знаний по электричеству, и явление пробоя. Вот на нем стоит остановиться внимание.

Имеется в виду пробой диэлектрика, который происходит в результате насыщения его межатомного пространства частицами, несущими электрический заряд. Положительный заряд несут ионы, отрицательный — электроны.

Теоретически пробой возможен для любого диэлектрика (в определенных условиях), но в случае электродуговой сварки используется конкретно пробой воздушного пространства между электродом и массой (деталью).

Технологический процесс подразумевает создание на электроде заряда тока низкого напряжения, но большой силы — порядка 80-200 А, и огромной плотности — до нескольких тысяч А/см².

Когда электродом касаются массы, то есть другого материала с высокой электропроводностью, в случае сварки металла, то возникает короткое замыкание, инициирующее мощное электрическое поле.

В этом поле и происходит пробой. Вследствие насыщения заряженными частицами прослойка воздуха превращается из диэлектрика в проводник тока.

Именно в этот момент и возникает сварочная дуга, давая название электродуговой сварке. Температура в зоне соприкосновения дуги с металлом может достигать 5000 °C.

Области сварочной дуги

Дуга замыкает цепь между электродом и массой. С точки зрения теории сварного дела, в сварочной дуге выделяют несколько областей:

катодную;
анодную;
приэлектродную.

Катод — это «минус», источник тока (напомним, что ток образуют движущиеся электроны — отрицательные частицы). Анод соответственно — «плюс».

Анодная область отдает ионы в результате бомбардировки потоком электронов, поэтому на аноде всегда образуется так называемый кратер — вогнутое пятно, площадь которого зависит от площади электронной бомбардировки.

Электродуговые установки постоянного тока имеют фиксированные анод и катод. В аппаратах переменного тока анод с катодом постоянно меняются местами. Это вызывает нестабильность сварочной дуги, сильное разбрызгивание металла и другие неприятные факторы, а кроме того, не позволяет производить сварку определенных металлов, для которых требуется особая техника.

Виды аппаратов и виды включений

Сварочный аппарат самого простого типа для электродуговой сварки — трансформаторный. По сути своей он представляет трансформатор, понижающий напряжение и увеличивающий ток. Этот аппарат варит переменным током.

Процесс имеет ряд описанных выше недостатков, кроме того, трансформаторный аппарат для преобразования тока промышленной частоты очень громоздкий и тяжелый.

Поэтому там, где требуется мобильность, чаще всего применяются сварочные инверторы. Эти устройства сначала преобразуют переменный ток от бытовой сети в ток высокой частоты, а затем преобразуют его в постоянный — выпрямляют. Эти устройства имеют значительно меньшие габариты и массу.

Электродуговая сварка инвертором позволяет, во-первых, добиться высокой стабильности дуги, что означает лучшее качество шва, а во-вторых, использовать разные режимы подключения — с прямой и обратной полярностью.

Полярность прямая, когда электрод подключается к катоду, а масса к аноду, то есть сварка идет «от плюса к минусу». Такой электродуговой сваркой соединяют большинство металлов.

Но в некоторых отдельных случаях, например, для сварки коррозионностойких (нержавеющих) сталей и некоторых других химически активных металлов может использоваться обратная полярность — электрод к аноду, а масса к катоду.

Работа с обратной полярностью, как правило, идет под флюсом, образующим защитную газовую среду, и с присадочной проволокой.

Электроды и защитные газы

Видов электродуговой сварки, различающихся по применяемым материалам, довольно много, но базовое различие одно: по типу электрода. Классификация здесь следующая. Сварка может быть плавящимся электродом и электродом, не расплавляющимся при работе (неплавящимся). Что это значит?

Электрод — металлический контакт, стержень, имеющий оболочку из специального состава. Прогорая, эта оболочка образует защитную газовую среду, предохраняя расплав от окисления.

Но при этом плавящийся электрод является еще и присадкой, его основной металл входит в состав сварного соединения. Электродуговая сварка неплавящимся электродом требует ввода в сварочную ванну (непосредственно в точку, где происходит реакция) дополнительной присадочной проволоки.

Существует много разновидностей металлических и неметаллических электродов для электродуговой сварки, в том числе угольных и графитовых.

Каждый из них подбирается под конкретный металл и способ сварки. Кроме того, в определенных случаях применяется сварка в защитном газе (в основном для химически активных металлов). В качестве газов могут применять гелий, аргон и углекислоту.

Все эти способы диктуют свои подходы к собственно методике работы. Могут различаться виды сварочных аппаратов, виды горелок. Например, в полуавтомате для электродуговой сварки в защитной среде через сопло горелки подается одновременно и защитный газ, и присадка.

Могут использоваться различные вспомогательные материалы, такие, как флюсы, поэтому описать универсальный способ создания шва достаточно сложно. Но, тем не менее, некоторые базовые принципы присутствуют.

Как научиться

Проще всего осваивать электродуговые сварочные работы, начав с бытового инвертора, подключаемого к сети 220 В. После того как вы научитесь правильно варить в домашних условиях, можно будет переходить к обучению более сложным технологиям, таким, как, например, аргонодуговая сварка.

Кроме инвертора понадобятся:

плотная одежда с длинными рукавами;
сварочные перчатки или рукавицы;
маска;
молоток;
зубило;
металлическая щетка;
пачка универсальных электродов;
заготовка в виде куска толстого металла — лучше всего обычной стали.

Надо подключить электрод к катоду (минусу) аппарата с помощью специального держателя. Плюс, соответственно, надо подать на заготовку. Осталось только включить аппарат электродуговой сварки.

Электрическая дуга зажигается постукиванием или чирканьем по массе. После вспышки необходимо отдалить электрод от металла примерно на 5 мм. Возникнет дуга, и металл начнет плавиться.

Существует два способа вести электрод — острым углом от себя и на себя. Первый способ сложнее, но позволяет делать менее глубокий шов (это нужно в работе с тонким металлом). Второй — проще, это стандартный метод работы.

Электрод при электродуговой сварке нужно вести не по прямой, а зигзагообразными движениями, чтобы получался шов, похожий на строчки швейной машинки. Ход электрода должен перекрывать обе стороны соединяемых листов.

Тренироваться сначала нужно просто на кусочке стали, потом — переходить на сварку листового металла.

Требования госстандартов

На электродуговую, как и на многие сварки плавлением, существуют свои ГОСТы, которые обязательны к выполнению на любом производстве. Они описывают классификацию сварки металлов, методы оценки качества, специфику применяемых присадок и флюсов, и многое другое.

В частности, ГОСТ 11533-75 описывает автоматическую и полуавтоматическую дуговую сварку под флюсом, ГОСТ 14771-76 — дуговую сварку в защитных газах. Сварщики, работающие на предприятии, обязаны знать требования госстандартов минимум в своей конкретной области.