ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ДУГОВОЙ СВАРКИ Источником нагрева при

ОСНОВНЫЕ РАЗНОВИДНОСТИ ДУГОВОЙ СВАРКИ

Источником нагрева при дуговых способах сварки является сварочная дуга, представляющая собой устойчивый электрический разряд, происходящий в газовой среде между двумя электродами или электродом и деталью. Для поддержания такого разряда нужной продолжительности необходимо применение специальных источников питания дуги (ИПД). Для питания дуги переменным током применяют сварочные трансформаторы, при постоянном токе - сварочные генераторы или сварочные выпрямители. На рис. 1 показана схема электрической цепи дуговой сварки. 1. 2. 3. 4. Рис. 1 Электрическая сварочная цепь дуговой сварки: Свариваемая деталь Сварочный электрод Сварочная дуга Источник питания дуги

Разработка дуговой сварки обусловлена открытием электрической дуги в 1802 г. русским физиком В. В. Петровым. Впервые для соединения металлических частей с помощью электрической дуги, горящей между неплавящимся угольным электродом и свариваемым изделием, было осуществлено Н. Н. Бенардосом в 1882 г. При необходимости в сварочную ванну дополнительно подавался присадочный материал. В 1888 г. русский инженер Н. Г. Славянов усовершенствовал процесс, заменив неплавящийся угольный электрод на плавящийся металлический. Тем самым была достигнуто объединение функций электрода для существования дугового разряда и присадочного металла для образования ванны. Предложенные Н. Н. Бенардосом и Н. Г. Славяновым способы дуговой сварки неплавящимся и плавящимся электродaми легли в основу разработки наиболее распространенных современных способов дуговой сварки.

Дальнейшее совершенствование дуговой сварки шло по двум направлениям: 1) изыскание средств защиты и обработки расплавленного металла сварочной ванны; 2) автоматизация процесса. По характеру зашиты свариваемого металла и сварочной ванны от окружающей среды могут быть выделены способы дуговой сварки с шлаковой, газошлаковой и газовой защитой. По степени автоматизации процесса способы разделяют на ручную, механизированную и автоматическую сварку.

Дуговая сварка покрытыми электродами (рис. 2). При этом способе процесс выполняется вручную. Сварочные электроды могут быть плавящиеся стальные, медные, алюминиевые и др. - и неплавящиеся - угольные, графитовые, вольфрамовые. Наиболее широко применяют сварку стальными электродами, имеющими на поверхности электродное покрытие. Покрытие электродов готовится из порошкообразной смеси различных компонентов и наносится на поверхность стального стержня в виде затвердевающей пасты. 1. 2. 3. 4. Рис. 2 Ручная дуговая сварка покрытыми электродами Деталь Стержень электрода Покрытие Дуга

Его назначение - повысить устойчивость горения дуги, провести металлургическую обработку сварочной ванны, и улучшить качество сварки. Сварной шов образуют за счет расплавления металла свариваемых кромок и плавления стержня сварочного электрода. При этом сварщик вручную осуществляет два основных технологических движения: подачу покрытого электрода в зону сварки по мере его расплавления и перемещение дуги вдоль свариваемого шва. Ручная дуговая сварка покрытыми электродами - один из наиболее распространенных способов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Она отличается простотой и универсальностью, возможностью выполнения соединений в различных пространственных положениях и труднодоступных местах. Существенный недостаток ее малая производительность процесса и зависимость качества сварки от квалификации сварщика.

Дуговая сварка под флюсом (рис. 3). Электрическая дуга горит между плавящимся электродом и деталью под слоем сварочного флюса, полностью закрывающего дугу и сварочную ванну от взаимодействия с воздухом. Сварочный электрод выполнен в виде проволоки, свернутой в кассету и автоматически подаваемой в зону сварки. Перемещение дуги вдоль свариваемых кромок может выполняться или вручную, или с помощью специального привода. В первом случае процесс ведется с помощью сварочных полуавтоматов, во втором - сварочных автоматов. Дуговая сварка под флюсом отличается высокой производительностью и качеством получаемых соединений. К недостаткам процесса следует отнести трудность сварки деталей небольших толщин, коротких швов и выполнение швов в основных положениях, отличных от нижних. 1. 2. 3. 4. Рис. 3 Сварка под слоем флюса Деталь Слой флюса Дуга электрод

Дуговая сварка в защитных газах (рис. 4). Электрическая дуга горит в среде специально подаваемых в зону сварки защитных газов. При этом можно использовать как неплавящийся, так и плавящийся электроды, а выполнять процесс ручным, механизированным или автоматическим способом. При сварке неплавящимся электродом применяют присадочную проволоку, при плавящемся электроде присадки не требуется. Сварка в защитных газах отличается широким разнообразием и применяется для широкого круга металлов и сплавов. 1. 2. 3. 4. Рис. 4 Сварка в защитном газе Деталь Защитный газ Электрод Дуга

Электрошлаковая сварка (рис. 5). Процесс сварки является бездуговым. В отличие от дуговой сварки для расплавления основного и присадочного металлов используется теплота, выделяющаяся при прохождении сварочного тока через расплавленный электропроводный шлак (флюс). После затвердевания расплава образуется сварной шов. Сварку выполняют чаще всего при вертикальном положении свариваемых деталей с зазором между ними. Для формирования шва по обе стороны зазора устанавливают медные, ползуныкристаллизаторы, охлаждаемые водой. Электрошлаковую сварку применяют для соединения деталей больших толщин (от 20 до 1000 мм и более). 1. 2. 3. 4. 5. Рис. 5 Электрошлаковая сварка Электрод Деталь Шлаковая ванна Сварной шов Ползуны-кристаллизаторы