• Відкриття дугового зварювання.
  • Що таке дуга.
  • Поширення дугового зварювання.
  • Різновиди зварювання.
  • Зварювання в середовищі захисних газів.
  • Електрошлакове зварювання.
  • Висловлення К.К. Хренова.


  • Дата конвертації25.03.2017
    Розмір14.84 Kb.
    Типне встановлено

    Скачати 14.84 Kb.

    дугове зварювання

    план:




    1.Отритіе дугового зварювання.

    2. Що таке дуга.

    3. Поширення дугового зварювання.

    4.Завісімості від способу дугового зварювання.

    5.Разновідності зварювання.

    6.Висказиваніе К.К.Хренова.


















    Відкриття дугового зварювання.



    Чудовий російський винахідник Н.Г.Славянов був за освітою інженером, металургом.

    Остання чверть минулого століття стала періодом становлення електротехніки-науки про процеси, пов'язані з практичним застосуванням електричних явищ. 30-річний керівник гарматних і механічних виробництв на одному з найбільших в Росії гарматних заводів в Пермі, Н.Г.Славянов побачив в електротехніці майбутнє металургії, обробки металів. Він глибоко вивчив цю галузь науки.

    Через шість років після відкриття Н. Н. Бенардос дугового зварювання, в 1888 році Н.Г.Славянов творчо розвинув цю ідею, розробивши і застосувавши зварювання металевим електродом. Вперше в світі цей спосіб був впроваджений Славяновим на Пермському заводі.

    Він сконструював і випробував автоматичне пристосування для регулювання довжини дуги. Це був прообраз сучасних зварювальних апаратів. Винахід обессмертило його ім'я і має величезне значення і до цього дня.

    Так Славяновим була написана одна з сторінок історії найважливішої області техніки - дугового зварювання металів, знаходить саме широке застосування в сучасній промисловості та будівництві.



    Що таке дуга.

    Дуга є електричний розряд в газі між електродами, до яких підведено напругу джерела струму. Струм в дузі обумовлений так званими вільними електронами і позитивними і негативними зарядженими частинками речовини - іонами. Процес утворення цих частинок називається іонізацією. У середній частині дуги розташований стовп дуги, яскраво світиться і має температуру близько 6000 градусів за Цельсієм. Стовп закінчується на електродах катодних і анодним плямами, через які проходить весь струм дуги. Щільність струму на плямах досить велика, завдяки чому в цих зонах відбувається інтенсивне нагрівання до температури випаровування матеріалу електродів. Стовп дуги оточує полум'я - пекучих пари і гази, температура яких різко падає в міру віддалення від стовпа. Дугу переміщують при зварюванні в ручну або механічно вздовж крайок деталей, що з'єднуються, завдяки чому досягається безперервне плавлення їх і освіту сполуки - зварного шва. Глибиною проплавлення називається найбільша глибина розплавлювання основного металу в перетині шва.



    Поширення дугового зварювання.

    Особливо широке поширення набула дугове зварювання Н.Г.Славянова. Суть цього способу полягає в тому, що електрична дуга збуджується між зварюваної деталлю і металевим електродом, який плавиться в процесі горіння дуги і заповнює тим самим зварний шов. Одночасно плавляться кірки зварювальних деталей. Такий процес називається зварюванням металевим електродом.

    Залежно від способу дугового зварювання.

    Залежно від способу дугового зварювання, тобто від матеріалу застосовуваного електрода, властивості електричної дуги змінюються. Так, при горінні дуги між зварюваних металевим виробом і вугільним електродом дуги має велику довжину і дещо іншу форму ніж дуга, що горить між виробом і металевим електродом. В останньому випадку явища, що відбуваються в дузі, значно складніше, так як в дуговому проміжку крім парів, що утворюються при згорянні електрода, присутні краплі розплавленого і пари згорає в дузі електродного покриття. Якщо дуговая сварка за способом Бенардоса проводиться голим вугільним електродом, то при зварюванні за способом Славянова на плавиться металевий електрод зазвичай наноситься покриття, в залежності від складу і товщини шару, що наноситься може бути іонізуючим або так званим якісним, тобто забезпечує отримання підвищеної якості наплавленого металу.

    Іонізуючі покриття наносяться на електрод шаром, що не переривають по товщині 0,3-0,5 мм; до складу цих покриттів входять зазвичай речовини, іонізуючі дугового проміжок, тобто сприяють сталому горіння дуги навіть при живленні її від джерела змінного струму. Іонізуюче покриття ніякого захисту металу від повітря не здійснюється.

    Якісні покриття наносяться на електрод шаром, що досягає по товщині 1,5 - 3 мм; до складу цих покриттів входить шлакообразующие і газообразующие речовини, що захищають рідку ванну і краплі електродного металу від навколишнього повітря; речовини, що сприяють іонізації дуги, а також деякі легуючі елементи, що поліпшують механічні властивості наплавленого металу. За рахунок правильного підбору електродних покриттів зварної шов у багатьох випадках отримує механічні властивості вищі, ніж основний зварюваний метал.

    Зварювання вугільним електродом стали, а також чавуну і кольорових металів здійснюється з застосуванням флюсу, що наноситься на присадочні стрижні і на кромки зварювальних деталей.

    Розрізняють зварювання струмом примою і зворотної полярності. Пряма полярність - це коли позитивний висновок джерела зварювального струму приєднаний до зварювальних виробів, а негативний - до Електродотримачі. При цьому в дуговом розрядному проміжку виріб є анодом, а електрод - катодом.

    У дузі діє механічні сили, спрямовані вздовж стовпа дуги (дуття). Під дією цих сил в рідкому металі зварювальної ванни утворюється лунка, так званий кратер. В кінці швів при затвердінні металу в результаті його усадки також утворюється заглиблення, яке називається кінцевим кратером. Кінцевий кратер при необхідності або заварюють, повторно розплавляючи метал в цьому місці, або шов виходять на планку, яка видаляється після зварювання. При зварюванні шин з цієї ж мети шви виводяться в лунці вугільних брусків, формуючих стики шин з торців.

    Різновиди зварювання.

    Зварювання під шаром флюсу.

    Прагнення підвищити продуктивність зварки, поліпшити якість швів і одночасно полегшити працю зварників призвело до створення автоматичного і напівавтоматичного зварювання під шаром флюсу.

    Сутність процесу автоматичного зварювання полягає в наступним: гола електродний дріт з котушки подається в зону дуги автоматичної голівкою, що рухається уздовж шва; попереду головки з бункера по трубі на зварюються кромці подається флюс, що покриває поверхню металу в зоні шва шаром завтовшки 50 -60 мм. Електрична дуга горить під шаром флюсу в створюваному нею газом міхурі, оточеному середовищем розплавленого флюсу.

    Завдяки деякому тиску флюсу на поверхню рідкої ванни в процесі зварювання усувається розбризкування металу і виходить хороше формування шва, навіть при дуже великих токах, що досягають 1000 - 200 А. розплавляється в процесі зварювання і потім твердіє частина флюсу утворює на поверхні шва шлакову кірку. Невикористана ж, тобто нерозплавлений, частина флюсу відсмоктується назад в бункер і потім повторно використовується при зварюванні.

    Велика концентрація теплоти при горінні потужної дуги під флюсом дозволяє проводити зварювання з невеликими скосами крайок; кут скосу кромок для стали зазвичай не перевищує 30 градусів. Остання обставина призводить до меншій витраті електродного матеріалу і на краще використання дуги. Завдяки великій силі струму, що застосовується при автоматичному зварюванні під шаром флюсу, продуктивність зростає в десятки разів у порівнянні з ручною дугою дугового зварювання.

    Хороша захист розплавленого металу від навколишнього повітря, а також легування металу шва (у разі зварювання стали) що містяться у флюсі компонентами забезпечують досить високі механічні властивості зварних швів, виконаних автоматичним зварюванням.

    Широке поширення набуло напівавтоматична, так звана шлангова зварювання. Тонка (1,6 - 2 мм) електродний дріт подається за допомогою роликового механізму через шланг в Електродотримачі. Шланг використовується також для подачі стисненим повітрям в зоні зварювання флюсу, а також для підведення зварювального струму до електротримачі. Необхідна апаратура зосереджена в апаратній ящику.

    Застосування флюсу дозволяє використовувати тонку електродний дріт великий силі струму, що забезпечує глибоке поправлення металу (до 12 мм) і високу продуктивність.

    За допомогою шлангових напівавтоматів вельми зручно проводити зварювання прямолінійних, криволінійних швів, кутових та інших сполук.

    У електромонтажної практиці зварювання під шаром флюсу використовується майже виключно для з'єднання мідних шин.

    Зварювання в середовищі захисних газів.

    Різновидом дугового зварювання є електрозварювання в середовищі захисних газів (аргон, вуглекислий газ), зване іноді газоелектричним зварюванням, що не зовсім правильно відображає сутність процесу.

    Дугове зварювання в середовищі захисних газів полягає в тому, що зварювальна ванна, кінець електрода і присадочного путка, певні ділянки шва і околошовной зони основного металу вживають запобіжних засобів від окислення в процесі зварювання за допомогою газу. Цей газ подається в зону зварювання через сопло спеціального електротримачі - пальники.

    В якості захисного газу при зварювання алюмінію і міді застосовують нейтральний газ аргон, не взаємодіє з металом, а при зварювання стали - вуглекислий газ, який не є нейтральним і в кокой - то мірі вступає у взаємодію з металом.

    Аргонодуговую зварювання виконують в електродом, що плавиться, якій подається безперервно в зону зварювання спеціальним штовхає чи тягне пристроєм (напівавтоматичне зварювання), а також, що не плавиться (вольфрамовим) електродом. В останньому випадку присадочний матеріал вводиться в шов з прутка, погружаемого періодично зварювальну ванну. Для зварювання вольфрамовим електрод закріплюють у спеціальному тримачі всередині сопла, через яке до місця зварювання подається аргон.

    Плазмова зварювання.

    Плазмову зварку іноді називають зварюванням стислій дугою. Якщо звичайний електродугової розряд пропустити через вузьке сопло, "вдихаючи" і стискаючи його потоком інертного газу - аргону, то виникає так звана плазмова струмінь, що має температуру, яка сягнула 20000 градусів за Цельсієм.

    Плазмовий струмінь являє собою іонізований газ, що складається з суміші електронів, позитивних іонів та нейтральних частинок. Плазма електропровідності, але по відношенню до зовнішнього середовища електрично нейтральна. Пристрій для отримання плазмового струменя називається плазмової пальником або плазмотроном.

    До переваг плазмового зварювання відносяться підвищення продуктивності, можливість виконувати з'єднання без оброблення крайок, економія присадочного матеріалу інертного газу, а також можливість відмови в ряді випадків (наприклад, при зварюванні міді) від додаткового розігріву.

    Електрошлакове зварювання.

    Електрошлакове зварювання є неелектродуговим процесом. Виділення теплоти, необхідної для розплавлення зварювальних кромок і присадочного матеріалу, відбувається при проходженні струму через розплавлений шлак, в зазорі між крайками.

    Електрошлакове зварювання є високопродуктивним, автоматизованим процесом значно полегшує працю зварювальників. Вона допускає виконання сполук алюмінієвих шин будь-якої товщини.

    Контактна зварка.

    Контактної називається зварювання із застосуванням тиску, коли він нагрівання виробляється теплотою, що виділяється при проходженні електричного струму через перебувають у контакті з'єднуються частини.

    Розрізняє три способи електричної контактного зварювання: точкову, шовний і стикове. Стикова зварювання може виконуватися двома способами - опором і оплавленням.

    Газове зварювання.

    Газове зварювання поширена в техніці значно менше ніж електрична. Вона застосовується для виготовлення тонкостінних сталевих конструкцій, при зварюванні чавуну, і кольорових металів і при наплавленні твердих сплавів. Газове зварювання доцільно застосовувати для випадків, коли потрібно поступовий нагрів і повільне охолодження.

    При газовому зварюванні нагрівання і розплавлення металу досягаються полум'ям газозварювальних пальників в результаті спалювання в них горючих газів в середовищі кисню.



    Термітне зварювання.

    Джерелом теплоти при термитной зварюванні є порошковообразние суміші металів з оксидами інших металів. при

    Згорянні таких порошкоподібних сумішей відбувається обмінна реакція по кисню з виділенням значної кількості теплоти. При цьому метал, що входить в суміш, окислюється, а з оксиду відновлюється в чистому вигляді інший метал.

    Таким чином, джерелом кисню в терміті є оксид,

    а джерелом теплоти - пальним - метал, що входить в суміш в чистому вигляді.

    Холодне зварювання.

    Холодної зварюванням називаються з'єднання металів, що досягається спільним пластичним деформуванням елементів, що з'єднуються. Практично це здійснюється додатком тиску.

    У найпростішому випадку холодне зварювання здійснюється двома зустрічними циліндричними пуансоном, вдавлює в матеріал з'єднуються пластин, складених разом. Ступінь деформації при цьому умовно вимірюється глибиною вдавлення пуансонів у відсотках від товщини деформируемой пластини.

    Висловлення К.К. Хренова.

    К.К. Хренов відзначає, що "при аргонодугового зварюванні плавиться при щільності струму більше 100 А / мм ^ 2 змінюється характер переносу металу з електрода в шов. При щільності струму, менших вказаного значення, перенесення металу відбувається рідкісними великими краплями; при великих же щільності метал стікає з електрода частими дрібними краплями, що утворюють як би безперервну струмінь. При цьому спостерігаються більш глибоке проплавлення металу і більш щільні шви, об'ясняетсяето зусиллям електродинамічного дії дуги на зварювальну ванну (тиском), яка зростає приблизно пропорційно току.

    Значне збільшення щільності струму при аргонодугового зварюванні плавиться по ряду причин неможливо. Завдання використання переваг, пов'язаних зі збільшенням щільності струму, успішно вирішується імпульсивно - дугового зварювання, ... завдяки їй з'являється можливість управляти процесом скидання крапель металу, регулюючи величину імпульсу, збільшується продуктивність зварювання, зростає стійкість дуги і, що особливо важливо для монтажної практики, спрощується зварювання в стельовому і вертикальному положеннях і поліпшується формування шва.