Электродуговая сварка. Часть 1

Для электродуговой сварки необходима сварочная дуга, которая получает питание от специального электрического источника. Дуга горит между электродом и изделием. Для питания дуги используются переменный и постоянный ток от трансформаторов или преобразователей, выпрямителей, агрегатов.

При дуговой сварке плавящимся электродом шов образуется за счет расплавления электрода и свариваемого металла. При сварке неплавящимся электродом шов заполняется металлом свариваемых частей, но иногда присадочным металлом, подаваемым в зону дуги со стороны.

К плавящимся электродам относятся стальные, медные, алюминиевые, к неплавящимся - угольные, графитовые, вольфрамовые.

Сущность электродуговой сварки в том, что свариваемый металл плавится теплом дуги.

При сварке постоянным током количество тепла на электродах различное, поэтому в сварке введено понятие полярности - прямой и обратной. Обратная полярность - когда (+) от источника на электрододержателе, а (-) на детали, прямая - наоборот.

Материал электродного покрытия также налагает ограничения на выбор полярности. Например, угольный электрод горит с сильным разогревом при обратной полярности и быстро разрушается (на (+) больше тепла), а голая проволока лучше горит при (+) на ней и очень плохо горит, когда на ней (-), совсем не горит при переменном токе. При горении дуги и плавлении свариваемого и электродного металлов требуется защита расплава сварочной ванны от воздействия кислорода и азота воздуха, ибо последние ухудшают механические свойства металла шва. Поэтому защищают зону дуги, сварочную ванну, а также электродный стержень.

По способу защиты металла от воздуха дуговую сварку разделяют на следующие способы: с покрытыми электродами, в защитных газах, под флюсом, порошковой самозащитной проволокой.

Длиной сварочной дуги называют расстояние между концом электрода и поверхностью кратера (углубления) сварочной ванны.

По степени механизации сварочного процесса дуговая сварка подразделяется на ручную, полуавтоматическую (механизированную) и автоматическую.

При горении дуги по мере плавления электрода необходимо электрод подавать в зону сварки для поддержания постоянной длины дуги. В процессе сварки выполняются два основных движения: подача электрода или проволоки в сварочную ванну по мере его оплавления и перемещение электродного материала (дуги) по направлению свариваемых кромок.

При ручной сварке оба движения выполняются сварщиком вручную.

При полуавтоматической сварке (механизированной) подача электродного материала в сварочную ванну выполняется так называемым подающим механизмом. Подающий механизм в комплекте со шланговым держателем и источником питания представляет собой сварочный полуавтомат.

Электродуговая сварка. Часть 2

Различные конструкции подающих механизмов в комплекте со шланговым держателем позволяют осуществлять подачу сварочной проволоки (по направляющей спирали) сплошного сечения диаметром 0,8-3,2 мм. Эти диаметры применяются в производстве как самые рациональные.

При автоматической сварке подача электродной проволоки или электродной ленты, а также движения по сварочному стыку осуществляется механизмами. Такие устройства называются сварочными автоматами.

Конструктивное исполнение сварочных автоматов, возможно, самое различное - от самоходных сварочных тракторов до подвесных (на монорельсе) самоходных сварочных головок.

При сварке под флюсом дуга горит под слоем порошкообразного, зернистого флюса, который полностью закрывает дугу и место плавления металла.

Электродом служит сварочная проволока. Флюс защищает расплавленный металл от газов воздуха и улучшает качество формирования шва. При этом отсутствуют излучение, разбрызгивание металла, уменьшены газовые выделения.

Дуговая сварка под флюсом выполняется сейчас автоматами, хотя ранее применялись (ограниченно) и полуавтоматы.

Сварка порошковой проволокой выполняется в защитном газе (СО₂), а также и без газовой защиты - когда проволока самозащитная, т. е. внутри заформован (закатан) порошок из смеси необходимых веществ. Сварка порошковой проволокой в углекислом газе не отличается по схеме от сварки сплошной проволокой в СО₂

Сварка в защитных газах выполняется как с подачей плавящейся проволоки, так и неплавящимся электродом и может быть ручной, механизированной и автоматической. В качестве защитных газов применяют углекислый газ (химически активный), аргон (инертный), азот (инертный для меди, бронзы), а также смеси газов (аргон + углекислый газ).

Сварка давлением - сварка без местного нагрева (холодная сварка, ультразвуковая сварка, сварка взрывом) и с местным нагревом для ускорения пластической деформации металла в зоне сварки, например, контактная сварка, сварка трением.

Сварка трением очень широко применяется в инструментальной, автомобильной промышленности и во многих отраслях машиностроения.