Vetaif.ru

Авто журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Перенос металла через дугу

Особенности переноса металла при сварке: разбираем процесс подробно

Сваривание металлических изделий сопровождается сопутствующими процессами, характеризующими качество и способ обработки металла. Одной из таких явлений – перенос металла при сварке через дугу.

Процесс сварки через дугу сопровождается обязательным использованием плавящихся электродов. Также он характеризуется тем, что электродный материал плавится и переносится в сварочную ванну. Плавление и перенос металла при дуговой сварке осуществляется через капли плавящегося электрода, которые формируются на торцевой части его проволоки. Их размеры и скорость отхода в сварочную ванну связаны с исходным материалом и толщиной электродной проволоки, типом защитного газа, полярностью и силой сварочного электротока, напряжением и другими параметрами. Характер переноса металла от плавящегося электрода демонстрирует уровень стабильности сварочных работ, степень разбрызгивания, параметры обрабатываемых конструкций, а также качество создаваемого при сварке шва.

  1. Формы переноса металла
  2. Крупнокапельный перенос электродного металла
  3. Мелкокапельный перенос электродного металла

Перенос без замыканий дугового промежутка

В формировании и отрыве капель при переносе без замыканий дугового промежутка главную роль играют сила тяжести, сила поверхностного натяжения капель расплавленного металла и сила давления газов, образующихся при расплавлении металла электрода. Характер переноса и размеры капель зависят в основном от силы давления газа.

Процесс расплавления электрода сопровождается интенсивным растворением кислорода, поступающего в капли из окружающей газовой среды и шлака. Это способствует выгоранию углерода с образованием практически нерастворяющегося в металле газа — окиси углерода. По подсчетам из одного кубического сантиметра расплавленного электродного металла при сварке толстопокрытыми электродами выделяется 20—70 см 3 , а при сварке непокрытыми электродами 60—110 см 3 окиси углерода. Количество выделяющегося газа увеличивается за счет паров металла.

Газ, включая и пар, во время расплавления непокрытых электродов выделяется частично непосредственно через поверхность капель, частично собирается в виде пузырьков внутри капель.

При выделении газа непосредственно через поверхность капель без образования пузырьков создаются реактивные силы, действующие на поверхность капель. Эти силы препятствуют; отрыву капель и обусловливают их подвижность на конце электрода, увеличивающуюся с увеличением содержания углерода в электроде. Слой шлака на каплях при сварке толстопокрытыми электродами затрудняет выделение газа непосредственно через поверхность и способствует этим уменьшению подвижности капель. Большую роль играют пузырьки газа внутри капель. Давление газа в пузырьках, наряду с силой тяжести, способствует отрыву капли. При взрывах пузырьков капли электродного металла приобретают большую скорость и отбрасываются к детали.

На рис. 1 изображены составленные автором схемы развития пузырьков и отрыва капли при сварке в нижнем положении на умеренных силах тока. Пузырьки газа зарождаются обычно у границы расплавления электрода (Рис. 1, а). Зародившись, они быстро растут за счет поступления в их полости новых порций окиси углерода и пара. Одновременно пузырьки поднимаются вверх, вследствие меньшего удельного веса газа по сравнению с металлом, и концентрируются вблизи границы расплавления (Рис. 1, б). В некоторый момент газ прорывает тонкий слой жидкого металла и шлака. Происходит взрыв (Рис. 1, в), в результате которого от электрода отрывается крупная капля н образуется несколько мелких капель. К моменту взрыва возникают новые пузырьки, которые затем также растут, взрываются и отрывают определенные порции металла и шлака.

Рис. 1. Схема образованияи отрыва капель при сварке без замыканий без дугового промежуткая: 1 – электродный стержень; 2 – покрытие; 3 – расплавленный электродный металл; 4 – газовый пузырек.

Пузырьки газа могут зарождаться также на границе между металлом и шлаком. Эти пузырьки не достигают больших размеров. В результате их взрывов от сравнительно крупной капли расплавленного металла на конце электрода отрываются мелкие капли, размер которых составляет доли миллиметра.

Исследования показывают, что во время расплавления электрода одновременно образуются капли различных размеров. Весовое соотношение между ними зависит от количества образующегося газа, характера и скорости его выделения. Л это, в свою очередь, зависит от состава электродных стержней и покрытий, рода сварочного тока и полярности, силы тока.

Величина тока при этом оказывает наибольшее влияние. С увеличением тока увеличиваются температура расплавленного металла на конце электрода, скорость выделения газа, частота и интенсивность взрывов. Вследствие этого увеличивается число капель, образующихся за единицу времени, и уменьшается их размер. Например, во время сварки на прямой полярноста постоянного тока электродами ОММ-5 диаметром 5 мм получены следующие данные. При силе тока в 160 а 83,9% электродного металла переходит на деталь в виде капель размером более 5 мм. Причем за 1 сек. таких капель образуется примерно 1 шт. При токе в 315 а максимальный размер капель не превышает 4 мм. При этом 30—34% металла переходит на деталь в виде капель менее 1 мм. Таких капель образуется за секунду примерно 200—300 шт.

Рис. 2.Схема переноса электродного металла с замыканиями дугового промежутка.

Перенос электродного металла с замыканиями дугового промежутка. При сварке короткой дугой на небольших токах перенос электродного металла происходит при замыкании дугового промежутка. В таких случаях образующаяся на конце электрода капля (рис. 2, а) соприкасается с поверхностью сварочной ванны, и металл капли сливается с металлом ванны (рис. 2, б). Под действием взрыва газов и паров мостик жидкого металла разрушается, значительная часть металла капли отделяется от электрода (рис. 2, в). Затем капля образуется снова, и процесс повторяется.

В зависимости от режимов сварки число замыканий дугового промежутка может составлять от 1—2 до 30—50 в сек. В периоды между замыканиями от крупной капли идет постоянный отрыв мелких капель за счет действия выделяющихся газов.

Перенос с замыканиями дугового промежутка играет наибольшую роль при сварке в потолочном положении. В этом случае для улучшения переноса сварка должна вестись на самой короткой дуге.

Сварка плавящимся электродом в среде защитного газа — инструкция

Содержание:

  1. Введение.
  2. Сварка плавящимся электродом в газовой защитной среде.
  3. Доступные режимы сварки.
  4. Циклическая сварка короткой дугой.
  5. Сварка оптимизированной короткой дугой.
  6. Крупнокапельный процесс сварки.
  7. Режим импульсной сварки.
  8. Режим струйного переноса.
  9. Ротационный перенос металла.

Введение

Процесс GMAW-сварки используется для сплавления металлических изделий электрической дугой, которая горит между обрабатываемым изделием и плавящейся, непрерывно подаваемой проволокой. Для защиты зоны сварки подается газ через сварочную горелку, как показано на рисунке ниже.

Кислород оказывает неблагоприятное влияние на сварочный шов (появление шлаковой прослойки, коррозии, снижается механическая прочность и т.д.). Именно для защиты сварочного соединения от влияния атмосферы используется защитный газ.

Защитный газ позволяет также:

  • стабилизировать сварочную дугу;
  • улучшить перенос сварочной капли;
  • улучшить глубину провара шва;
  • обеспечить зачистку сварочному соединению;
  • повысить производительность сварочного цикла;
  • снизить вероятность прожига металла.

Сварка плавящимся электродом в газовой защитной среде

В процессе сварки плавящейся присадочной проволокой формируется шов за счет проплавления электродной проволоки и основного металла. Поэтому размер и форма шва (не считая тип и сечение металла, метод и скорость сварки и т.д.) будут зависеть от переноса присадочной капли и характера расплавления сварочной ванны.

От переноса расплавленной капли зависит качество будущего сварочного соединения. Этим процессом можно управлять, применяя разные сварочные процессы и настройки аппарата.

Доступные режимы сварки

  • струйный перенос металла;
  • крупнокапельный перенос металла;
  • циклическая сварка короткой дугой
  • сварка оптимизированной короткой дугой;
  • импульсный режим сварки;
  • ротационный режим сварки – непрерывно вращающийся перенос капли.

Циклическая сварка короткой дугой

В режиме циклической сварки короткой дугой (короткими периодическими замыканиями) используется присадочный материал сечением от 0,5 до 1,6 мм, с рабочим током от 100 до 200 Ампер и напряжением от 15 до 22 Вольт.

Читать еще:  Течет радиатор печки что делать


Рисунок режима циклической сварки короткой дугой

На рисунке выше показан процесс сварки, когда в один из периодов коротких замыканий 8 и 9 расплавленный металл силой поверхностного натяжения стягивается в каплю на торце электрода. В результате создается правильная сфера и правильные условия для сплавления со сварочной ванной. При этом достигается максимальная величина напряжения и длина дуги.

Во время сварочного цикла скорость подачи присадочного материала постоянная, при этом есть изменения в плавлении проволоки в 3 и 4 периодах ниже скорости подач. В результате чего кончик электрода приближается с каплей к сварочному шву до короткого замыкания (период 4 – напряжение и длина дуги уменьшаются). При этом капля расплавленной проволоки переходит в сварочный кратер и процесс повторяется.

Короткое замыкание резко увеличивает ток сварки, в результате происходит разрыв перемычки жидкого металла между основным металлом и электродом (8 период). В этот момент капля отрывается и разрушается, происходит разбрызгивание металла. Высокий ток пытается перейти через узкую перемычку между ванной и каплей, приводя к выплеску металла.

Циклическая сварка короткой дугой применяется для тонкостенных металлов, может использоваться для сварки полуавтоматом для любого пространственного положения.

Сварка оптимизированной короткой дугой

Крупнокапельный процесс сварки

Данный метод сварки характеризуется изменением величины сварочной дуги (от 22 до 28 Вольт) и сварочного тока от 200 до 290 Ампер. В результате меняется перенос присадочного металла и характер расплавления, происходит переход от сварки короткими замыканиями короткой дугой к сварке с редким коротким замыканием или без него. Нерегулярный перенос в ванну присадочного металла затрудняет сварку в потолочных положениях, ухудшается характеристика дуги, увеличивается разбрызгивание металла и угар.

Крупнокапельный перенос осуществляется при небольшой плотности тока, с крупной каплей больше самого электрода. Применение защитных газов позволяет исключить разбрызгивание металла, кроме углекислого газа. Конец присадочной проволоки расплавляется в среде углекислого газа энергией дуги, которая передается через расплавленную каплю. При этом увеличивается разбрызгивание металла, шов формируется волнистый и грубый, дуга неустойчива.

Чтобы снизить разбрызгивание, нужно держать кончик электрода ниже поверхности заготовки, ближе к сварочной ванне, в пределах плотности сварочной дуги. При этом достигается быстрый глубокий провар металла.

Режим импульсной сварки

Такой метод сварки характеризуется мгновенным изменением мощности сварочной дуги. Теплота, выделяемая дугой, недостаточная для расплавления присадочной проволоки с той скоростью, с которой она подается. В результате этого уменьшается длина дуги.

В период импульса тока осуществляется быстрое расплавление проволоки с формированием сварочной капли. Резкое увеличение электродинамической силы приводит к сужению шейки капли, сбрасывая ее в сварочную ванну в любых пространственных положениях.

В результате формируются качественные швы без разбрызгивания, с контролируемой дугой. При импульсном режиме сварки применяется одиночный импульс или группа импульсов, разными или одинаковыми параметрами. В первом случае первые или первый импульсы ускоряют расплавление проволоки, а сброс капли в сварочный шов обеспечивают последующие импульсы. При этом металл в шов переносится мелкими каплями без разбрызгивания. При импульсной сварке наблюдается электромеханическая вибрация, которая позволяет удалить газовые пузырьки из сварочного шва, обеспечивая ему высокую плотность.

Изменяя ток импульса и дуги, можно управлять размером и формой шва, скоростью расплавления проволоки и другими параметрами. Контролируемое тепловложение обеспечивает качественную сварку тонкостенных цветных и черных металлов. Импульсная сварка алюминия позволяет снизить пористость на поверхности металла за счет применением проволоки большего диаметра. Напряжение дуги в импульсном режиме от 28 до 35 Вольт, а пиковый ток может достигать 300-350 Ампер, гарантируя высокое кратковременное тепловложение в обрабатываемый металл.

Режим струйного переноса

Данный метод сварки характеризуется высокой плотностью постоянного тока (с импульсами или без импульсов) на обратной полярности в среде инертных газов с мелкокапельным переносом присадочного металла. При этом наблюдается непрерывный перенос струей присадочного металла в ванну с конца электрода. Стабильная ровная дуга с направленным потоком капель по оси от кончика электрода в сварочный шов. Гладкая поверхность шва, контролируемая глубина проплавления. Перенос сварочного металла изменяется с капельного на струйный при резком возрастании величины сварочного тока до «критических» величин для данного сечения электрода.

Получить струйный перенос при прямой полярности тока нет возможности. В режиме струйного переноса диаметр сварочных капель будет меньше или равняться диаметру электрода. Скорость плавления присадочного материала достигает 42-340 мм/с. Струйный метод переноса металла осуществляется при высокой стабильности дуги с рабочим напряжением 28-40 Вольт и сварочным током 290-450 Ампер. Широко используется для качественного соединения металлов сечением свыше 7 миллиметров.

Борьба с магнитным дутьем

Уже понятно, что эффект магнитного дутья просто мешает специалистам работать. Теперь осталось только понять, как бороться с этой проблемой. Абсолютно полностью устранить магнитное поле невозможно, а вот сделать так, чтобы оно не оказывало воздействия на результат сварочных работ, можно. Сразу оговоримся, что существуют определенные общепринятые нормы. Обычно специалисты при работе с важными объектами ориентируются на стандарт СТО Газпром 2-2.2-136-2007. В инструкции очерчен максимально допустимый предел намагниченности, который установлен на показателе в 2 мТл или 20 Гс. В случае, если остаточная намагниченность переступает этот рубеж, специалисту стоит приступить к размагничиванию.

Всего же принято выделять три уровня намагниченности стуков трубопроводов: слабый до 20 Гс, средний — 20–100 Гс, высокий — свыше 100 Гс.

Конечно, истории известны случаи, когда сварщикам приходилось справляться с намагниченностью без дополнительных приспособлений, просто подстраиваясь под угол и силу отклонения дуги. Но получить шов достойного качества таким методом просто не получится. Поэтому мы предлагаем вашему вниманию три основных способа борьбы с намагниченностью:

  • Импульсный. В его основе приложение нескольких импульсов магнитного поля к свариваемой поверхности. При этом направлены они должны быть в противоположную сторону относительно уже имеющегося поля. В результате этого общая намагниченность заметно снижается.
  • Циклический. В данном случае размагничивание происходит благодаря приложению знакопеременного поля с амплитудой, которое постепенно уменьшается. При этом тут просматривается определенная закономерность. Чем будет больше проницаемость детали и ее толщина, тем ниже требуется частота поля.
  • Компенсационный. Он считается самым простым и часто используемым. Суть метода в том, что к трубе прикладывают постоянное поле, которое обычно создают специальные магниты. Вектор его направлен навстречу намагниченности. Таким образом происходит компенсация, сварщик может спокойно выполнять свою работу. При этом по окончанию работ магниты убирают, тем самым отключая поле.

В нашем каталоге вы найдете все необходимое не только для размагничивания, но и для дальнейших работ. Мы предлагаем инверторы, комплектующие, аксессуары, расходные материалы, магниты для устранения магнитного дутья при сварке по отличным ценам и с быстрой доставкой. Заходите, выбирайте и заказывайте!

Окончание сварки. Заварка кратера

Начало и конец сварного шва являются зоной наибольшей вероятности образования дефектов. Поэтому правильно завершать процесс сварки очень важно. Если нет возможности закончить сварку на выводных планках, то нужно использовать специальные приемы заварки кратеров.

Кратером называет воронкообразное углубление в месте обрыва дуги, образующиеся в результате усадки металла. При завершении наплавки валика (шва) кратер должен быть обязательно заправлен. Чтобы правильно заварить кратер нужно задержать электрод в месте окончания сварного шва на несколько секунд, а затем отвезти его назад на ранее наплавленный валик на 5-10 мм и медленно растягивая дугу отвезти электрод. Если не получилось правильно закончить сварку то нужно в месте обрыва дуги, вновь произвести зажигание и полностью заплавить кратер.

Читать еще:  Зачем нужен абсорбер в автомобиле

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

ПЛАВЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОДА ПРИ ДУГОВОЙ СВАРКЕ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ Черных А.В.

ISSN (печатный вариант): 2073-0071

Ключевые слова

дуговая сварка, магнитное поле, плавление электрода, капля, свойства сварных соединений, arc welding, magnetic field, electrode melting, drop, welded joints properties

Просмотр статьи

⛔️ (обновите страницу, если статья не отобразилась)

Ваш браузер не поддерживает фреймы

Аннотация к статье

Одним из важных технологических факторов сварки является плавление и перенос электродного металла через дугу. Показать проблемы при плавлении электрода, а также идеи и методы, используемые для их решения, направленные на разработку эффективной технологии являлось целью исследований. Определены основные характеристики, влияющие на скорость расплавления электрода. Показано, что использование внешних магнитных полей, способствует повышению эффективности расплавления электрода при неизменной электрической мощности. Установлены форма и размеры электродных капель в магнитном поле. Рассмотрен вопрос о противоустойчивости формы капли. Исследованы химический состав и механические свойства сварных соединений. На основе проведенных исследований, была разработана технология сварки мостовых металлоконструкций в магнитном поле.

Текст научной статьи

Изучению влияния внешних электромагнитных полей на кинетику плавления и каплеперенос электродного металла через электрическую сварочную дугу посвящен ряд публикаций [1-3] и др. В работе рассмотрен механизм воздействия внешнего магнитного поля на кинетику плавления электрода, т.к. от особенностей плавления и переноса жидкого металла через электрическую дугу зависят энтальпия, температура, металлургические реакции, производительность сварки и т.п. Математическая модель, описывающая зависимость между средней скоростью плавления электрода и основными характеристиками каплепереноса: частотой отрыва и толщиной отрывающейся капли представлена в работах [2,4] и определяется уравнением (1). (1) Для подтверждения полученной зависимости выполняли скоростную киносъемку расплавления электрода [2,4]. Результаты экспериментальных исследований и расчета , по выражению (1), представлены в табл.1 и на рис.1. С увеличением частоты и размеров переносимых капель скорость плавления электрода растет табл.1. Таблица 1 Толщина капли (), частота отрыва () и сравнительные скорости расплавления электрода (экспериментальные и расчетные, соответственно) , мм , Гц ,м/ч ,м/ч 1,95 11 99 109 0,78 29 107 115 0,59 43 125 129 0,48 58 135 141 Это объясняется тем, что жидкий металл является теплоизолирующей прослойкой, препятствующей передаче тепла от дуги к твердому металлу электрода. Т. к. известно [5], что теплопроводность расплавленного металла скачкообразно падает на 30-40% по сравнению с теплопроводностью такого же металла, находящегося в твердой фазе. Рис. 1 Кинетика роста и отрыва капли на торце электрода (кадры киносъемки): верхний ряд — при обычной сварке; нижний — при сварке в магнитном поле В магнитном поле капля на торце электрода под действием электромагнитных сил начинает вращаться [2,3,6]. Для определения её формы запишем уравнения Эйлера в виде проекций массовых сил на координатные оси Оxyz: ; ; , где — угловая скорость вращения капли; X,Y,Z проекции массовых сил на оси координат; x, y, z — текущие координаты рассматриваемой точки в объеме капли. Давление сил, действующих на элементарный объем: , где — плотность жидкого металла электрода. После интегрирования уравнений Эйлера общее решение примет вид (2) Последнее выражение представляет собой уравнение эллипсоида вращения [2] рис.2. Выполнив несложные преобразования [2] окончательно получим , (3) где — коэффициент поверхностного натяжения; — радиус электрода; I — сварочный ток; В — величина магнитной индукции. Рис.2 Схема капли на торце электрода в продольном магнитном поле По соотношению (3) был выполнен расчет толщины капли, в магнитном поле находящейся на электроде (табл. 2). Тепловые потери в жидкой капле находили по уравнению теплопередачи [7] (задача Стефана). Температура в капле на границе фазового перехода от твердого металла к расплавленному равна = 1812 К. На поверхности (фазовый переход жидкость — дуга) равна температуре кипения = 3013 К. Примем, что по оси OZ температура распределяется по линейному закону [8]. Тогда справедливо выражение: (4), где — средняя длина пути, по которому распространяется теплота от дуги через жидкую каплю к твердому металлу электрода. Отсюда: Таблица 2 Зависимость и от индукции магнитного поля Индукция магнитного поля на уровне капли, В мТл Толщина капли, мм Коэффициент расплавления, г/А ч расчетная экспери-ментальная расчетный экспери-ментальный 25 1,8 1,9 8,9 12,0 55 1,3 1,4 12,0 13,4 110 1,1 1,1 13,3 14,4 140 1,0 1,0 13,9 14,8 Примечание. I = 225 А; = 1,2 Н/м; = 1 мм. , (5) где и — соответственно плотности входящего и выходящего из капли тепловых потоков, (Вт с/); с — удельная теплоемкость (Дж/кг К); — скрытая теплота плавления (Дж/кг). После интегрирования (5) с учетом (4) получим выражение для определения коэффициента расплавления электродного металла (г/А ч). (6), где — КПД источника для питания электрической сварочной дуги; U — напряжение дуги (35 В); — скорость плавления электрода; — средняя температура капель [8]. Результаты расчета представлены в табл. 2. Продольное магнитное поле позволяет увеличить коэффициент расплавления электродного металла (за счет уменьшения ) (6) в среднем на 40% по сравнению с обычной сваркой без увеличения общей тепловой мощности дуги. Противоустойчивость — движение, где наличие устойчивости является нежелательным [9]. Исследуем противоустойчивость заряженной капли идеально проводящей жидкости, имеющей форму осесимметричного эллипсоида вращения a=b>c. (рис.2). Обозначим обобщенную координату, отсчитываемую от положения равновесия, через q. Кинетическая энергия капли при вращательном движении [10]; потенциальная энергия силы тяжести в однородном поле [11], где С — постоянный коэффициент. Положительность коэффициента С следует из того, что процесс формирования и отрыва капли от электрода носит линейный периодический характер с сигналами треугольной формы [1,2]. Размеры капли растут, начиная от некоторой положительной величины до некоторого предельного значения. Силой вязкого трения пренебрегаем при температурах значительно выше температуры плавления металла [2]. Уравнение Лагранжа возмущенного движения в случае потенциальных сил (за невозмущенное принимаем состояние покоя q = 0, ) имеет вид . Учитывая выражения для Т и П, получим: . Положим , тогда . Уравнение возмущенного движения: . (7) В качестве функции Ляпунова возьмем полную механическую энергию [12]: Е = Т+П или . Тогда: , . Из (7) . Следовательно, . Так как , то . Таким образом, эллипсоидная форма капли не является устойчивой. Неустойчивость жидкой капли в магнитном поле возникает при вытягивании усеченного шара в эллипсоид вращения. Форма поверхности капли в магнитном поле в момент отрыва с электрода показана на рис. 1 (последний кадр внизу справа). Исследовали скорость расплавления электрода диаметрами 2-5 мм при автоматической сварке под флюсом в диапазоне токов 200-1000 А. Скорость расплавления оценивали коэффициентом расплавления (). Выполняли наплавку на пластины размерами 12х200х500 мм из стали 10ХСНД, применяемой в мостостроении. Внешнее продольное магнитное поле генерировали с помощью электромагнита, закрепленного на сварочной головке соосно с электродом. Индукцию магнитного поля изменяли в интервале 0-100 мТл. В магнитном поле увеличивается скорость расплавления электродной проволоки и, следовательно, табл.2. При увеличении индукции до 40 мТл на уровне свариваемого металла наблюдается практически линейный рост . Дальнейшее увеличение индукции не влияет на коэффициент расплавления [2]. Физико-металлургические процессы, протекающие в капле, должны обеспечить металл шва такого химического состава, при котором были бы получены необходимые его свойства, определяемые условиями эксплуатации. При сварке происходит сложная физико-химическая обработка электродного и свариваемого металла, завершающаяся в жидком металле шва. Исследовали химический состав сварных швов. Содержания легирующих элементов Cr, Mn, Ni, Si, Cu, а также углерода (С) и серы (S) определяли спектральным методом. Результаты представлены на рис. 3. Рис. 3 Содержание легирующих элементов в металле шва в зависимости от индукции магнитного поля [2] В магнитном поле с увеличением индукции содержание легирующих элементов C, Cr, Ni, Cu в металле шва растет. Это связано с тем, что, во-первых, с повышением скорости плавления электрода уменьшаются перегрев капли и их выгорание; во-вторых, центробежные силы способствуют дроблению электродных капель, в результате увеличиваются время и площадь контакта жидких металла и флюса; в-третьих, с выравниванием температур осевых и периферийных зон расплава в капле и в свариваемом металле из-за их вращения [2,3]; в-четвертых, вращение жидкого металла образует вихревые потоки, которые обладают свойством понижать температуру среды, в которой они возникли [3]. Содержание S практически не изменяется рис. 3. Микроструктура сварных соединений из стали 10ХСНД ферритно-перлитная. Кристаллы растут ортогонально к границе между твердой и жидкой фазами. Количественные исследования микроструктуры по зонам сварного соединения, представлены в табл. 3. Проводили сравнительные испытания механических свойств соединений, сваренных в магнитном поле и по обычной технологии. Таблица 3 Результаты металлографических исследований сварных соединений Зоны сварного соединения Номер зерна Характеристика и структура зерна Сварка без магнитного поля Сварка в магнитном поле Сварка без магнитного поля Сварка в магнитном поле Металл шва 3 3 Столбчатая мелкодисперсная То же Участок перегрева 4-5 4-5 Крупнозернистая То же Участок перекристал-лизации 9-10 9-10 Мелкодисперсная То же Пределы текучести и прочности , относительное удлинение определяли по стандартной методике табл. 4 [2]. Прочность и пластичность швов, выполненных в магнитном поле, удовлетворяют требованиям отраслевого стандарта [2] табл.4. Таблица 4 Сравнительные механические свойства сварных соединений [2] Сварка Скорость плавления электрода, м/ч Индукция магнитного поля, мТл Скорость сварки, м/ч , % МПа Без магнитного поля 146 — 26 545 625 24 В магнитном поле 250 50 36 520 660 24 Выводы Перспективным направлением повышения производительности дуговой сварки плавящимся электродом является увеличение коэффициента расплавления электродного металла за счет более эффективного использования тепловой мощности. Средняя скорость плавления электрода определяется частотой и размерами переносимых капель. Капля в магнитном поле не является устойчивой. При сварке в продольном магнитном поле, увеличивается количество эффективной теплоты поступившей на электрод и повышается скорость расплавления последнего. Механические свойства сварных швов, выполненных в магнитном поле удовлетворяют требованиям отраслевого стандарта. Экспериментальные зависимости подтверждают теоретические расчеты и позволяют определять необходимые скорости плавления электрода и сварки в продольном магнитном поле при разработке технологии.

Читать еще:  06682 Датчик положения дроссельной заслонки

вторник, 20 ноября 2012 г.

При горении дуги на поверхности торца электрода образуется слой расплавлен­ного металла, который собирается в каплю. Капли могут достигать больших размеров и перекрывать столб дуги, создавая короткое замы­кание, после чего образовавшийся мостик .из жидкого металла раз­рывается, дуга возникает вновь, и процесс каплеобразования повто­ряется. Размеры и количество капель (20—50 в секунду) в единицу времени зависят от силы тока и полярности, химического состава и физического состояния электрода, состава покрытия и пр. Крупные капли (3—4 мм) образуются при сварке тонкопокрытыми электро­дами, мелкие капли (до 0,1 мм) — при сварке толстопокрытыми элек­тродами и при большой плотности тока. Мелкокапельный перенос обеспечивает лучшую стабильность горения дуги и формирование металла шва. А при некоторых условиях (сварка в аргоне током выше критического) наблюдается струйный перенос металла. Перенос капель происходит под воздействием следующих сил: электродинамическая сила является главной при переносе капель, она сжимает жидкий металл у торца электрода, способствует от­делению капель и переносу их в сварочную ванну. Так как на элек­троде плотность тока всегда больше, чем на изделии (а значит, и напряжение), то эта сила всегда направлена по оси электрода к изделию;

сила поверхностного натяжения стремится уменьшить величину поверхности жидкой капли и придать ей форму шара. В виде шара капля формируется на конце электрода, перемещается в дуге и втя­гивается в общую ванну расплавленного металла. Сила поверхност­ного натяжения удерживает жидкий металл от вытекания из ванны при потолочной сварке;

сила реактивного действия газов («газовое дутье») возникает за счет частичного превращения электродного металла в пары и рас­ширения их под действием высокой температуры дуги и за счет дав­ления газов, образовавшихся при сгорании электрод»/’ ‘ покрытия. Эта сила направлена по оси электрода к изделию;

сила внутреннего газового давления возникает газов, поглощенных жидким металлом. С повыw/ газы расширяются и разрывают каплю.

Сварочные выпрямители

Аппараты, которые преобразуют переменный ток в постоянный ток, необходимый для сварки, называют выпрямителями. Они состоят из следующих составляющих:

  • Силовой трансформатор;
  • Дроссель насыщения;
  • Регулятор напряжения (тока);
  • Выпрямитель (блок)
  • Дроссель;
  • Пускорегулирующие приборы;
  • Измерительное оборудование;
  • Защитная аппаратура.

Выпрямитель проводит преобразование силовой энергии, он выравнивает нужные показатели электричества для получения нужного качества сварочных работ. Схем составления выпрямительных блоков несколько, их выбирают в зависимости от вида сварки, конструкции силовой части прибора.

Температура электросварки

Температура дуги доходит до 7 тысяч градусов. Она выше температуры, которую выдерживает любой из металлов. Именно поэтому и происходит плавление металла и его соединение с другим материалом.

Как правильно сваривать металл

Научится правильно держать электрод и двигать ванну для хорошего результата недостаточно. Необходимо знать, некоторые тонкости поведения соединяемых металлов. А особенность заключается в том, что шов «тянет» детали, из-за чего их может перекосить. В результате форма изделия может сильно отличаться от задуманной.

Технология электросварки: перед началом наложения шва, детали соединяют прихватками — короткими швами, расположенными на расстоянии 80-250 мм друг от друга

Потому перед работой детали закрепляют струбцинами, стяжками и другими приспособлениями. Кроме того делают прихватки — короткие поперечные швы, проложенные через несколько десятков сантиметров. Они скрепляют детали, придавая изделию форму. При сварке стыков их накладывают с двух сторон: так возникающие напряжения компенсируются. Только после тих подготовительных мероприятий начинают сварку.

Как выбрать ток для сварки

Научиться варить электросваркой невозможно, если не знать, какой выставлять ток. Он зависит от толщины свариваемых деталей и используемых электродов. Их зависимость представлена в таблице.

Но при ручной электродуговой сварке все взаимосвязано. Например, в сети упало напряжение. Выдать необходимый ток инвертор просто не может. Но даже в этих условиях работать можно: можно медленнее двигать электрод, добиваясь хорошего прогрева. Если и это не помогло, меняете тип движения электрода — несколько раз проходя по одному месту. Еще один способ — поставить тоньше электрод. Комбинируя все эти методы можно добиться хорошего сварного шва даже в таких условиях.

Как правильно варить сваркой вы теперь знаете. Осталось отработать навыки. Выбирайте сварочный аппарат, покупайте электроды и сварочную маску и приступайте к практике.

Чтобы закрепить информацию и допускать меньше ошибок, посмотрите видео-урок по сварке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector