Сущность и классификация процесса сварки. Степень механизации процесса ручной дуговой сварки

Сварка как процесс. Виды сварки

Как происходит сварка.

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. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

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.

КлассификацияКлассификация 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 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.

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:* электрическая дуга, питаемая постоянным током прямой полярности (минус на электроде)* электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности* электрическая дуга, питаемая переменным током

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)* 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.

Газопламенная сварка

Источником теплоты является газовый факел, образующийся при сгорании смеси кислорода и горючего газа. В качестве горючего газа могут быть использованы ацетилен, водород, пропан, бутан, блаугаз, МАФ, бензин, бензол, керосин и их смеси. Тепло, выделяющееся при горении смеси кислорода и горючего газа, расплавляет свариваемые поверхности и присадочный материал с образованием сварочной ванны. Пламя может быть окислительным, «нейтральным» или восстановительным, это регулируется количеством кислорода.

* В последние годы в качестве заменителя ацетилена применяется новый вид топлива — сжиженный газ МАФ (метилацетилен-алленовая фракция). МАФ обеспечивает высокую скорость сварки и высокое качество сварочного шва, но требует применения присадочной проволоки с повышенным содержанием марганца и кремния (СВ08ГС, СВ08Г2С). МАФ гораздо безопаснее ацетилена, в 2-3 раза дешевле, и удобнее при транспортировке. Благодаря высокой температуре сгорания газа в кислороде (2927 °C) и высокому тепловыделению (20800 Ккал/м³) газовая резка с использованием МАФ гораздо эффективнее других газов в том числе и ацетилена.

* Огромный интерес представляет применение для газовой сварки использование дициана ввиду весьма высокой температуры сгорания (4500 °C). Препятствием к расширенному применению использования дициана для сварки и резки является его повышенная токсичность. С другой стороны эффективность дициана весьма высока и сравнима с электрической дугой, и потому дициан имеет значительную перспективу для дальнейшего прогресса в развитии газопламенной обработки. Пламя дициана с кислородом истекающее из сварочной горелки имеет резкие очертания, очень инертно к обрабатываемому металлу, короткое и имеющее пурпурно-фиолетовый оттенок. Обрабатываемый металл (сталь) буквально «течет», и при использовании дициана допустимы очень большие скорости сварки и резки металла.

* Значительным прогрессом в развитии газопламенной обработки с использованием жидких горючих может дать применение ацетилендинитрила и его смесей с углеводородами ввиду самой высокой температуры сгорания (5000 °C). Ацетилендинитрил склонен при сильном нагреве к взрывному разложению, но в составе смесей с углеводородами гораздо более стабилен. В настоящее время производство ацетилендинитрила очень ограниченное и продукт дорогой, но при развитии производства ацетилендинитрил может весьма ощутимо развить области применения газопламенной обработки во всех ее областях применения.

Электрошлаковая сварка

Источником теплоты служит флюс, находящийся между свариваемыми изделиями, разогревающийся проходящим через него электрическим током. При этом теплота, выделяемая флюсом, расплавляет кромки свариваемых деталей и присадочную проволоку. Способ находит своё применение при сварке вертикальных швов толстостенных изделий.

xn--80aaag5b7acdc.xn--p1ai

Сварка. Понятие, сущность процесса.

Сварка представляет собой процесс получения неразъемного соединения посредством установления непрерывных межатомных связей между соединяемыми деталями при их нагревании и (или) пластическом деформировании.

Всего существует около 200 способов.

Все существующие способы сварки, можно разделить на две основные группы: сварку давлением (контактная, газопрессовая, трением, холодная, ультразвуком) и сварку плавлением (газовая, термитная, электродуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная).

Самое широкое распространение получили различные способы электрической сварки плавлением, а ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты служит электрическая дуга.

Наибольший объём среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка - сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную.

Электрическую сварку плавлением в зависимости от характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок можно разделить на следующие основные виды сварки:

1. электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга;

2. электрошлаковая, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через

который протекает электрический ток;

3. электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным потоком электронов, излучаемых раскалённым катодом;

4. лазерная, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным сфокусированным мощным световым лучом микрочастиц - фотонов.

При электрической дуговой сварке основная часть теплоты, необходимая для нагрева у плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты дуги кромки свариваемых деталей и тори плавящегося электрода расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания дугового разряда, получаете; от источников питания дуги постоянного или переменного тока. Классификация дуговой сварю производится в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока и полярности типа дуги, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают ручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку. Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определенной длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают следующие способы сварки: без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием), со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом), шлакогазовой (толстопокрытыми электродами), газовой защитой (в среде защитных газов – аргон, азот, углекислый газ и др.), с комбинированной зашитой (газовая среда и покрытие или флюс). Стабилизирующие покрытия представляют co6oй 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 электроды, предназначенные для ручной дуговой сварки и наплавки, изготовляемые в специальных цехах или на заводах.

Применяются также магнитные покрытия, которые наносятся на проволоку в процесс сварки за счёт электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходи электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке. Иногда это ещё сопровождается дополнительной подачей защитного газа.

При ручной сварке указанные операции, необходимые для образования шва, выполняются рабочим-сварщиком вручную без применения механизмов.

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

При автоматической 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.

Сущность и классификация процесса сварки. Конспект

Конспект. Ручная электро-дуговая сварка.

... ... ...

Введение:

Сварка является одним из технологических процессов, как в области машиностроения, так и в строительной индустрии.

Несмотря на большие масштабы использования в промышленности различных видов механизированной сварки, объем применения ручной дуговой сварки сегодня не только не снижается, но и возрастает, что связано с созданием новых материалов и нового оборудования для ручной дуговой сварки.

Электрическая дуга впервые была открыта в 1802 г. профессором физики Санкт-Петербургской медико-хирургической академии В.В. Петровым.

А в 1882 году русский изобретатель Н.Н. Бенардос применил электрическую дугу для соединения металлов. В 1885 году он получил патент под названием «способ соединения и разъединения металлов непосредственным действием электрического тока», используя для этого дугу, горящую между угольным электродом и металлом и питающую электрической энергией от аккумулятора.

Русский инженер-металлург и изобретатель Н.Г. Славянов в 1888 году разработал способ сварки металлическим электродом, в 1891 году он получил два патента под названием «способ и аппараты для электрической отливки металлов» и «способ электрического уплотнения металлических отливок». Бенардос предложил различные способы сварки наклонными металлическими электродами и устройства, в которых подача электрода в зону дуги выполнялась за счет давления пружины.

Однако низкий уровень развития техники в России с тех лет не позволяют использовать и широко развивать идеи Петрова, Бенардоса, Славянова.

Выдающуюся роль в теоретической разработке сварных процессов сыграли видные ученые К.В. Любавский, К.К. Хренов, Г.А. Николаев, Н.О. Окерблам, Н.Н. Рыкалин, Е.О. Патон, В.П. Никитин и др.

Сварка - процесс получения неразъемного соединения двух или более деталей из твердых металлов (материалов) путем их местного сплавления или совместного деформирования с нагревом и без нагрева с получением на границе их раздела прочных межатомных связей, за счет сплавления основного и присадочного материала.

Все виды сварки можно разделить на две основные группы: сварка плавлением и сварка давлением.

При сварке плавлением, кромки свариваемых деталей и присадочный материал расплавляются теплотой сварочной дуги или газовым пламенем, образуя сварочную ванну. При кристаллизации металла сварочной ванны рост кристаллов начинается с сплавленных кристаллов основного металла.

При сварке давлением совместная направленная пластическая деформация свариваемых металлов способствует соприкосновению и перемешиванию их атомов и образованию межатомной связи.

Классификация видов сварки металлов по физическим признакам. В зависимости от формы энергии, используемой для образования сварного соединения, различают три класса сварочных процессов: термический, термомеханический, механический.

Вид сварки – объединяет сварочные процессы по виду источника энергии непосредственно используемого для образования сварного соединения.

К термическому классу относятся виды сварки осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии, а именно: дуговая, электрошлаковая сварка, электронно-лучевая, плазменно-лучевая, тлеющим разрядом, световая, индукционная, газовая сварка, термитная сварка и литейная.

К термомеханическому классу относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии и давления, а именно: контактная сварка, диффузионная, индукционно-прессовая, газопрессовая, дугово-прессовая, шлакопрессовая, термитно-прессовая, печная и др.

К механическому классу относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления, а именно холодная сварка, взрывом, ультразвуковая сварка, сварка трением и магнитоимпульсная.

Классификация видов сварки металлов по техническим признакам:

К техническим признакам относятся: способ защиты металла в зоне сварки, непрерывность процесса и степень механизации сварки.

По способу защиты металла различают сварку в воздухе, в вакууме, в защитных газах, под флюсом, в пене и с комбинированной защитой.

По непрерывности процесса: прерывистые и непрерывные.

По степени механизации: ручные, механизированные, автоматизированные и автоматические.

< Ручная дуговая сварка
Характеристики основных видов сварки. Конспект >

weldzone.info

Ручная электро-дуговая сварка

Введение:

Сущность и классификация процесса сварки

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения двух или более деталей из твердых металлов (материалов) путем их местного сплавления или совместного деформирования с нагревом и без нагрева с получением на границе их раздела прочных межатомных связей, за счет сплавления основного и присадочного материала.

^ совместная направленная пластическая деформация свариваемых металлов способствует соприкосновению и перемешиванию их атомов и образованию межатомной связи.

К термическому классу относятся виды сварки осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии, а именно: дуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, плазменно-лучевая, тлеющим разрядом, световая, индукционная, газовая, термитная и литейная.

^ относятся виды сварки, осуществляемые плавлением с использованием тепловой энергии и давления, а именно: контактная, диффузионная, индукционно-прессовая, газопрессовая, дугово-прессовая, шлакопрессовая, термитно-прессовая, печная и др.

^ относятся виды сварки, осуществляемые с использованием механической энергии и давления, а именно холодная взрывом, ультразвуковая, трением и магнитоимпульсная.

Классификация видов сварки металлов по техническим признакам:

По непрерывности процесса: прерывистые и непрерывные.

По степени механизации: ручные, механизированные, автоматизированные и автоматические.

Характеристики основных видов сварки

1. Автоматическая сварка под флюсом – сущность заключается в том, что сварочная дуга горит между электродной проволокой и свариваемым изделием под слоем сыпучего флюса. Теплотой дуги расплавляется основной металл (кромки свариваемого изделия), сварочная проволока и флюс.

^ – заключается в следующем: в начальный период под флюсом возникает сварочная дуга, за счет теплоты дуги флюс расплавляется и образуется электропроводный шлак, который должен обладать значительным Омическим сопротивлением. Сварочная дуга после расплавления флюса с образованием электропроводного шлака угасает, а ток проходя по электропроводному расплавленному шлаку выделяет такое количество теплоты, которое достаточно для плавления последующей порции флюса, основного металла и проволоки.

^ – этот вид сварки выполняется в камерах с разряжением (вакууме). Теплота образуется за счет бомбардировки поверхности металла электронами имеющие большие скорости.

4. Газовая сварка – основана на плавлении свариваемого и присадочного металлов высокотемпературным газокислородным пламенем.

5. Световая сварка – по виду источника света подразделяется на солнечную, лазерную и искусственными источниками света.

^ – состоит в том, что свариваемые детали помещают в огнеупорную форму, а в установленный сверху тигель засыпают термит – порошкообразную смесь алюминия с железной окалиной. При горении термита развивается высокая температура (более 200°Ć) образуется жидкий металл, который при заполнении формы оплавляет кромки свариваемых изделий и заполняет зазор образуя сварной шов.

^ . При этом виде сварки место соединения разогревается и расплавляются теплотой выделяемой при прохождении электрического тока через контактируемые метало свариваемых деталей; при приложении в этом месте сжимающего усилия образуется сварное соединение. По форме соединения бывает точечная, шовная, стыковая, рельефная сварка.

^ осуществляется за счет взаимной диффузии атомов контактирующих частей при относительно длительном воздействии повышенной температуры и незначительной пластической деформации.

^ основана на нагревании концов стержней или труб по всей длине окружности многопламенными горелками до пластического состояния или плавления и последующего сдавливания стержней внешним усилием.

^ основана на совместном воздействие на свариваемые детали механических колебаний ультразвуковой частоты и небольших сжимающих усилий.

11. Сварка трением. При вращении одного из стержней и соприкосновении его с другим, концы стержней разогреваются и с приложением осевого усилия свариваются.

12. Холодная сварка основана на способности срастания кристаллов металла при значительном давлении.

^ Этот вид сварки основан на разогреве токами высокой частоты концов стыкуемых стержней или труб до пластического состояния с последующим приложением осевых усилий для получения неразъемного соединения.

Виды сварных соединений и швов

Неразъемное соединение, выполненное сваркой, называется сварным соединением. В зависимости от взаимного расположения в пространстве соединяемых деталей различают соединения: стыковые, угловые, тавровые и нахлесточные.

Стыковые сварные соединения (Рис. 1, а) – свариваемые элементы располагаются в одной плоскости или на одной поверхности. Устанавливается 32 вида стыковых соединений. Обозначаются С1, С2, С3, С4 и т.д.

Рисунок 1. Типы сварных соединений.

а) стыковое; б) нахлесточное; в) тавровое; г) угловое.

Нахлесточные сварные соединения (Рис. 1, б). Свариваемые элементы расположены параллельно и перекрывают друг друга. Величина перекрытия должна быть в пределах 3-420 мм. Обозначаются Н1, Н2.

Тавровые сварные соединения (Рис. 1, в). Отличительной особенностью этих соединений является то, что одна из соединяемых деталей торцом устанавливается на поверхности другой и приваривается, образуя в сечении как бы букву Т (отсюда и название – тавровое). Обозначаются Т3, Т6 и т.д.

Угловые сварные соединения (Рис. 1, г) – сварное соединение двух элементов, расположенных под прямым углом и сваренных в месте примыкания их краев.

Классификация сварных швов

По виду сварного соединения – стыковые и угловые.

По положению сварного соединения в котором выполняются сварные швы бывают: «в лодочку» нижние, полугоризонтальные, горизонтальные, полувертикальные, вертикальные, полупотолочные и потолочные.

По конфигурации сварного соединения швы бывают прямолинейные кольцевые и криволинейные.

По протяженности сварного соединения – сплошные и прерывистые.

По применяемому виду сварки разделяются на швы ручной дуговой сварки, автоматической и механизированной под флюсом, швы дуговой сварки в защитных газах, швы электрошлаковой сварки, электрозаклепочные, контактной, газовой, паянных соединений.

^ на швы, выполненные без прокладок и подушек, на съемных и остающихся стальных прокладках, на медных, флюса медных, керамических и асбестовых подкладках.

По количеству наложения швов бывают односторонние, двусторонние, многослойные и многопроходные.

По применяемому для сварки материалу швы сварных соединений подразделяются на швы из углеродистых и легированных сталей, швы цветных металлов, биметалла, винипласта и полиэтилена.

По расположению свариваемых деталей относительно друг друга швы могут быть под острым, тупым, прямым углом, а также располагаться в одной плоскости.

По действующему на шов усилию швы бывают фланговые, лобовые, комбинированные и косые.

По объему наплавленного металла нормальные, ослабленные и усиленные швы.

По форме свариваемой конструкции на изделии продольные и поперечные.

Оборудование для ручной дуговой сварки

Классификация источников питания сварочной дуги.

Источники питания сварочной дуги классифицируются по следующим основным признакам:

1. По роду сварочного тока – бывают переменного и постоянного тока.

К источникам переменного тока относятся сварочные трансформаторы и генераторы повышенной частоты.

Источниками постоянного тока являются сварочные преобразователи и сварочные выпрямители.

2. По виду внешних вольтамперных характеристик (ВАХ) источники питания сварочной дуги бывают с пологопадающей ВАХ (для автоматной сварки).

С жестокой и возрастающей ВАХ применяемых при сварки в защитных газах и электрошлаковой сварке, с крутопадающей ВАХ – для ручной дуговой сварки.

3. По количеству используемых сварочных дуг бывают однопостовые или многопостовые.

4. По способу установки источники бывают стационарными, или передвижными – переносными.

Сварочные трансформаторы

Трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием. Комплект источников питания состоит из понижающего трансформатора и регулятора реактивной катушки. Понижающий трансформатор, основой которого является могнитопровод, изготовлен из большого количества тонких пластин, трансформаторной стали, стянутых между собой шпильками. На магнитопроводе имеется первичная и вторичная (понижающая) обмотки из медного или алюминиевого провода. Дроссель состоит из магнитопровода набранного из листовой трансформаторной стали, на котором расположены витки медного или алюминиевого провода рассчитанного на прохождение сварочного тока максимальной величины. На магнитопроводе имеется подвижная часть, которую можно перемещать с помощью винта.

Рисунок 2. Схема сварочного трансформатора.

Устройство и обслуживание сварочных преобразователей

Для питания электрической дуги постоянным током выпускаются передвижные стационарные сварочные преобразователи.

Однопостовой сварочный преобразователь ПСО-500 состоит из двух машин: из приводного электродвигателя и сварочного генератора ГСО-500 постоянного тока расположенных в общем корпусе. Якорь генератора и ротор двигателя расположены на общем валу.

Генератор работает по принципу электромагнитной индукции. При вращении якоря его обмотка пересекает магнитные силовые линии магнитов, в результате чего в обмотках якоря наводится переменный электрический ток, который с помощью коллектора преобразуется в постоянный ток. Величина тока возбуждается, и режим работы сварочного генератора плавно регулируется реостатом в цепи независимого возбуждения.

Сварочные выпрямители

Сварочные выпрямители – это устройства, преобразующие переменный ток в постоянный с помощью полупроводниковых диодов - вентилей. Сварочный выпрямитель состоит из трансформатора с устройством для регулирования сварочного тока и выпрямительного блока.

Сварочные выпрямители имеют следующие преимущества: отсутствие вращающихся частей и большую долговечность, высокий КПД и меньшие потери холостого хода, меньшую массу и большую маневренность, бесшумность в работе.

Инструмент, принадлежности и спецодежда электросварщика

К инструментам и принадлежностям электросварщика относятся электрододержатель, щеток или маска, специальный молоток с зубилом, стальная щетка, металлические клейма для маркировки сварных швов и ящик или сумка для хранения и переноски электродов и инструмента. Сварочные провода марки КРПТ нужны для подвода тока от силовой сети к сварочным аппаратам. От сварочных аппаратов к рабочим местам сварочный ток поступает по гибкому проводу марки ПРГ, АРП или ПРГД с резиновой изоляцией длиной не менее 3м сечением от 16 до 70мм2 Длина кабеля не более 30÷40м.

Электроды ручной дуговой сварки

При ручной дуговой сварке плавлением применяют неплавящиеся и плавящиеся электроды, а также другие вспомогательные материалы.

Плавящиеся электроды изготовляют из сварочной проволоки, согласно ГОСТ2246-70 разделяются на углеродистую, легированною и высоколегированною. Всего в ГОСТ включено 77 марок проволоки. Первые две цифры указывают на содержание в проволоки углерода в сотых долях процента. Затем буквой и цифрой поочередно указываются наименование и содержание в процентах легирующих элементов. При содержании легирующих элементов в проволоке менее 1% ставится только буква этого элемента.

Mn	Г	марганец	W	В	вольфрам	V	Ф	ванадий
Si	С	кремний	Se	Е	селен	Co	К	кобальт
Cr	Х	хром	Al	Ю	алюминий	Cu	Д	медь
Ni	Н	никель	Ti	Т	титан	B	Р	бор
Mo	М	молибден	Nb	Б	ниобий	N	А	азот

sm.znaimo.com.ua

Классификация сварки плавлением | Рудетранс

Все существующие способы сварки можно разделить на две основные группы: сварку давлением (контактная, газопрессовая, трением, холодная, ультразвуком) и сварку плавлением (газовая, термитная, электродуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная).

Простейшие виды сварки плавлением известны с глубокой древности, например литейная сварка. Современная схема сварки плавлением показана на рисунке.

К соединяемым деталям в месте сварки подводят сварочное пламя; производят местное расплавление деталей до образования общей сварочной ванны жидкого металла. После удаления сварочного пламени металл ванны быстро охлаждается и затвердевает, в результате детали оказываются соединёнными в одно целое. Перемещая пламя по линии сварки, можно получить сварной шов любой длины. Сварочное пламя должно иметь достаточную тепловую мощность и температуру; сварочную ванну нужно образовывать на сравнительно холодном металле: теплопроводность металлов высока и быстро образовать ванну может только очень горячее пламя. Опыт показывает, что для сварки стали толщиной несколько миллиметров температура сварочного пламени должна быть не ниже 2700-3000°C . Пламя с меньшей температурой или совсем не образует ванны или образует её слишком медленно, что даёт низкую производительность сварки и делает её экономически не выгодной. Источники тепла, развивающие столь высокие температуры, появились относительно недавно.

Сварочное пламя расплавляет как металл, так и загрязнения на его поверхности, образующиеся шлаки всплывают на поверхность ванны. Горячее пламя сильно нагревает металл на поверхности, значительно выше точки плавления; в результате меняется химический состав металла и его структура после затвердевания; изменяются и механические свойства. Затвердевший металл ванны, так называемый металл сварного шва обычно по своим свойствам отличается от основного металла, незатронутого сваркой. Сварка плавлением отличается значительной универсальностью; современными сварочными источниками легко могут быть расплавлены почти все металлы, возможно соединение разнородных металлов.

Характерный признак сварки плавлением; выполнение её за один этап-нагрев сварочным пламенем, в отличие от сварки давлением.

электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга;
электрошлаковая , где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток;
электронно-лучевая , при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным потоком электронов, излучаемых раскалённым катодом;
лазерная , при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным сфокусированным мощным световым лучом микрочастиц-фотонов.

При электрической дуговой сварке основная часть теплоты, необходимая для нагрева и плавления металла, получается за счет дугового разряда, возникающего между свариваемым металлом и электродом. Под действием теплоты дуги кромки свариваемых деталей и торец плавящегося электрода расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания дугового разряда, получается от источников питания дуги постоянного или переменного тока. Классификация дуговой сварки производится в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока и полярности, типа дуги, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха и др.

По степени механизации различают сварку вручную, полуавтоматическую и автоматическую сварку. Отнесение процессов к тому или иному способу зависит от того, как выполняются зажигание и поддержание определенной длины дуги, манипуляция электродом для придания шву нужной формы, перемещение электрода по линии наложения шва и прекращения процесса сварки.

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

При автоматической 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 дуги, питаемые постоянным током прямой (минус на электроде) или обратной (плюс на электроде) полярности или переменным током. В зависимости от способов сварки применяют ту или иную полярность. Сварка под флюсом и в среде защитных газов обычно производится на обратной полярности.

По типу дуги различают дугу прямого действия (зависимую дугу) и 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. Основной металл не является частью сварочной цепи и расплавляется преимущественно за счёт теплоотдачи от газов столба дуги. В этом случае питание дуги осуществляется обычно переменным током, но она имеет незначительное применение из-за малого коэффициента полезного действия дуги (отношение полезно используемой тепловой мощности дуги к полной тепловой мощности).

По свойствам электрода различают способы сварки плавящимся электродом и неплавящимся (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 и 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 следующие способы сварки: без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием), со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом), шлакогазовой (толстопокрытыми электродами), газовой защитой (в среде газов) 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.

Применяются также магнитные покрытия, которые наносятся на проволоку в процессе сварки за счёт электромагнитных сил, возникающих между находящейся под током электродной проволокой и ферромагнитным порошком, находящемся в бункере, через который проходит электродная проволока при полуавтоматической или автоматической сварке. Иногда это ещё сопровождается дополнительной подачей защитного газа.

www.rudetrans.ru

способы сварки и технология. Классификация способов сварки

Сварка – это получение неразъемных соединений путем нагрева и расплавления кромок соединяемых деталей. Если раньше ей подвергали только металлы, то сегодня таким методом соединяют и другие материалы, например, пластмассу.

Можно говорить о том, что сварное соединение – это то, которое было получено путем плавления или сварки давлением. Безусловно, есть огромное количество методов получения необходимого результата. К примеру, существует такой элемент, как электрическая дуга, именно с ее помощью и осуществляется сварка. Способы сварки есть самые различные, мы постараемся все их рассмотреть.

Немного истории. Классификация

Ковка металла – первый сварочный процесс. Необходимость в ремонте металлических изделий, а также создание более совершенных деталей стало предпосылкой к освоению сварочных процессов. Так, в 1800-1802 годах была открыта электрическая дуга. С ней делали различные эксперименты. В конце концов люди научились делать сварные соединения посредством электрической дуги. На территории России активно ведется подготовка квалифицированных сварщиков, постоянно разрабатываются новые технологии, принципиально иные подходы и т.п. Ярким примером отличной теоретической и практической базы является учебный институт имени Баумана.

В настоящее время существует порядка 150 методов, по которым осуществляется сварка. Способы сварки разделяются по физическим, техническим, а также технологическим признакам. Так, по физическим показателям можно выделить три большие группы:

Термический – это вид сварки, осуществляемой при использовании тепловой энергии. Сюда можно отнести газовую, дуговую, лазерную и др. сварку.
Термомеханический – вид сварки, подразумевающей использование не только тепловой энергии, но и давления. Это может быть контактное, диффузионное, кузнечное соединение и т.п.
Механический вид сварки. В таких случаях используется механическая энергия. Наиболее широко распространена холодная сварка, взрывом, трением и др.

Каждый отдельно взятый вид отличается затратами энергии, экологичностью, а также оборудованием, которое используется во время работы.

Газопламенная сварка

В данном случае основным источником тепла выступает пламя, которое выделяется в результате сгорания топлива в смеси с кислородом. На сегодняшний день известно более десятка газов, которые могут быть использованы. Самые популярные – это ацетилен, МАФ, пропан и бутан. Выделяемое тепло плавит поверхности вместе с присадочным материалом.

Оператор регулирует характер пламени. Оно может быть окислительным, нейтральным или восстановительным, что зависит от количества кислорода и газа в смеси. В последние годы активно используется МАФ, который обеспечивает не только высокую скорость сварки, но и отличное качество шва. Но в это же время необходимо использовать более дорогостоящую проволоку с большим содержанием марганца и кремния. На сегодняшний день это самая актуальная смесь для газовой сварки, что обусловлено безопасностью и высокой температурой сгорания в кислороде (2430 градусов по Цельсию).

Многое зависит от состава металла, который планируется сваривать. Так, в зависимости от этого параметра выбирается количество присадочных прутков, а при учете толщины металла – их диаметр. При тщательной предварительной подготовке получается идеальная сварка.

Все способы сварки (газовой) имеют общую черту, которая заключается в плавном нагреве поверхности. Вот почему они подходят для работы со стальными листами в 0,5-5 мм, цветными металлами, а также с инструментальной сталью и чугуном.

Давайте более подробно рассмотрим некоторые способы газовой сварки. Их довольно много.

Левая, правая и сквозная сварка

При толщине листа не более 5 мм чаще всего используют левый вид газовой сварки. Соответственно, горелка перемещается справа налево, а присадочный прут находится впереди. Пламя направляется от шва и хорошо прогревает обрабатываемое место и присадочную проволоку. Техника изменяется в зависимости от толщины металла. Если лист меньше 8 мм, то горелка продвигается только вдоль шва. Если же больше 8 мм, то необходимо попутно выполнять колебательные движения в поперечном направлении для улучшения качества шва. Преимущество левого способа заключается в том, что оператор хорошо видит обрабатываемое место, и он может обеспечить равномерность.

Принципиальное отличие правой сварки в том, что она более экономична. Обусловлено это тем, что пламя горелки направлено не от шва, а к нему. Такой подход позволяет сварить металлы максимальной толщины, при этом угол раскрытия кромок небольшой. Горелка двигается слева направо, а за ней идет присадочный прут.

Конечно, если рассматривать способы газовой сварки, то обязательно стоит упомянуть о сварке сквозным валиком. Применяется она тогда, когда нужно получить вертикальное стыковое соединение. Суть заключается в том, что в нижней части стыка делается небольшое сквозное отверстие. При перемещении горелки верхняя часть отверстия плавится, а когда вводится присадка, заваривается нижняя часть. Когда толщина листа слишком большая, работа ведется с обеих сторон и выполняется двумя операторами.

Ванный способ сварки арматуры

Многие из нас знакомы с арматурой, которая активно используется в монолитно-каркасном строительстве. Ее применяют в блоках перекрытия, сваях и т.п. Давайте детально рассмотрим особенности такой сварки. Чаще всего она используется для горизонтальных стержней. Суть метода заключается в том, что в месте стыка заваривается стальная форма. Затем в ней создается ванна расплавленного металла за счет теплоты дуги. Получается так, что торцы свариваемой арматуры плавятся и образуют общую ванну. Соответственно, при остывании образуется полноценное соединение.

Но перед началом ванной сварки необходимо подготовить стержни. Делается это следующим образом: поверхности, а также торцы зачищаются, при этом удаляется любой вид загрязнения, например, ржавчина, окалина и грязь. Для этого подойдет щетка по металлу. Кстати, важно зачищать арматуру на длину 30 мм в месте сварки. Стержни устанавливаются соосно. При этом зазор не должен превышать полтора диаметра электрода (в месте торца).

Процесс протекает под большими токами. К примеру, при электроде в 6 мм сварочный агрегат работает при токе в 450 Ампер. Если речь идет о низких температурах, то ток увеличивают на 10-12%. Кроме того, работа может быть выполнена сразу несколькими электродами. Стоит обратить внимание на то, что данный метод позволяет снизить трудоемкость процесса, себестоимость изделия, а также расход электроэнергии. На сегодняшний день ванный способ сварки арматуры является самым популярным и надежным. Это обусловлено низким потреблением электроэнергии и высоким качеством соединения.

Сварка давлением (пластическая)

Данный вид сварки еще называется холодным. Обусловлено это тем, что во время выполнения соединения не происходит дополнительный нагрев обрабатываемой поверхности. Данный метод основан на пластической деформации металлов при сжатии или скольжении. Работы выполняются при нормальных или отрицательных температурах без диффузии. Данный метод считается одним из самых старых.

Для получения шва высокого качества используются специальные устройства, вызывающие деформацию обрабатываемых поверхностей, которые должны быть предварительно зачищены. В результате образуется монолитное и довольно прочное соединение. Существуют различные виды и способы сварки (пластической). В настоящее время их три: точечная, шовная и стыковая.

Холодной сваркой можно соединять такие материалы, как медь, свинец, алюминий, кадмий, железо и др. Наиболее предпочтительной пластическая сварка является тогда, когда необходимо выполнять работы с разнородными материалами, которые довольно чувствительны к нагреву.

Безусловно, нельзя не отметить, что основное и главное преимущество сварки давлением заключается в том, что не нужно подключать мощный источник электроэнергии для предварительного нагрева поверхности. Кроме того, шов, полученный таким образом, является не только прочным, но и однородным, а также устойчивым к коррозии. Тем не менее, есть и некоторые недостатки. Заключаются они в том, что работать можно только с металлами высокой пластичности. Если одни способы сварки труб могут быть применены, то другие – нет, и приходится использовать плавление. Это касается водопроводов и газовых магистралей.

Классификация способов сварки. Продолжение

Сам по себе процесс протекает следующим образом. Детали, которые необходимо соединить, устанавливают в непосредственной близости друг к другу. После этого подводится мощный источник тепла, который плавит соединяемые детали.

Расплавленный металл (без каких-либо дополнительных механических воздействий) добавляется в общую сварочную ванну. Когда источник тепла удаляют от места сварки, шов охлаждается, и наплавленный металл образует весьма прочное соединение. Основная проблема заключается в том, что источник тепла должен обладать высокой мощностью и температурой. К примеру, для работы со сталью, медью или чугуном необходимо устройство с температурой в 3 тысячи градусов по Цельсию. Если целенаправленно понизить этот показатель, то производительность сварки резко упадет, и процесс станет неэффективным.

Классификация способов сварки плавлением в зависимости от источника тепла существует следующая:

Дуговая сварка. В качестве источника тепла используется электрическая дуга, которая горит между электродом и свариваемой поверхностью.
Плазменная сварка. Источник тепла – сжатая электрическая дуга. Через нее с большой скоростью (сверхзвуковой) продувается газ, который приобретает свойства плазмы.
Электрошлаковая – металл нагревается от расплавленного флюса, через который протекает электрический ток.
Электронно-лучевая сварка – нагрев осуществляется от кинематической энергии электронов. Они движутся в вакууме под воздействием электрического поля.
Лазерная сварка производится путем нагрева металла через оптический луч квантового генератора. При этом диапазон излучения может быть световым или инфракрасным.
Газовая сварка – плавление обрабатываемой поверхности за счет сгорания газово-кислородной смеси.

Дуговая сварка и ее виды

На сегодняшний день наиболее важной для многих отраслей промышленности является электрическая дуговая сварка. Если подсчитать количество действующих установок, занятость среди специалистов, а также число продукции, то такой способ получения высококачественных швов лидирует по всему миру. Давайте рассмотрим основные способы дуговой сварки. На сегодняшний день их несколько.

Наиболее распространенной является автоматическая сварка. Суть ее заключается в том, что некоторые движения оператора автоматизируются. Например, подача электрода и его перемещение вдоль шва осуществляются без участия человека (в отличие от полуавтоматического режима). Такой подход хорош тем, что качество шва и производительность несколько увеличиваются, а травмоопасность понижается. Зачастую используется защитный газ, который нужен для предотвращения азотирования и окисления сварного соединения во время выполнения работ.

Существует еще и ручная сварка, которая заключается в том, что плавящиеся кромки соприкасаются и возбуждают электрическую дугу (при неплавящемся электроде). После того как присадочный материал нагревается и плавится, получается ванна, которая впоследствии и создает шов. Стоит обратить ваше внимание на то, что способы сварки электродом при помощи электрической дуги классифицируются по нескольким техническим признакам. Например, по типу используемых газов (активные и инертные), по степени механизации (ручная, автоматическая и т.п.) и по другим признакам.

Более подробно о ручной дуговой сварке

Мы уже рассмотрели в общих чертах принцип получения сварного соединения в ручном режиме. Давайте разберемся в этом вопросе более подробно. На сегодняшний день существуют способы ручной дуговой сварки, каждый из которых уникален по-своему. Например, в процессе могут быть использованы различные электроды: плавящиеся и неплавящиеся. Если выбирается второй вид, то соединение шва осуществляется следующим образом: кромки прикладывают друг к другу, а графитовый или угольный электрод подносят к обрабатываемой поверхности и создают дугу. В результате образуется ванночка, которая через некоторое время затвердевает и образует сварной шов. Данный метод наиболее актуален для работы с цветными металлами и их сплавами, а также используется для наплавки.

Еще один способ заключается в использовании плавящегося электрода со специальной обмазкой. Такой метод можно назвать классическим, если вести речь о ручной сварке, так как он наиболее распространен и используется довольно давно. Единственное отличие от вышеописанного способа заключается в том, что электрод плавится вместе с поверхностью. В итоге получается общая ванночка, которая застывает после удаления дуги и образует высококачественный сварной шов. Выбор способа сварки зависит от конкретной ситуации, материала, его состава и много другого.

Несколько важных моментов

Мы рассмотрели основные способы сварки. Их условно разделяют на три большие группы: холодная, горячая и газовая. Однако стоит заметить, что иногда используются особые способы получения шва. Нужно это тогда, когда речь идет о химически активных металлах и их сплавах. Кстати, такие материалы все чаще используются в строительстве для возведения ответственных узлов. В таких случаях работы выполняются при низком содержании кислорода и азота в воздухе, а источник должен быть с высокой температурой. Ярким примером является плазменная, а также лучевая сварка. Во втором случае источник луча похож на кинескоп и имеет напряжение порядка 30-100 кВ.

Куда сложнее и интереснее с точки зрения получения качественного соединения плазменная сварка. С ее сутью мы уже немного разобрались. В процессе есть такие ключевые особенности, как проводимость электрического тока плазмой. Газ, образующий плазму, помимо основной своей задачи еще и защищает шов от окислительных процессов и азотирования. Можно с уверенностью говорить, что это достойный внимания метод, однако есть и некоторые ограничения. К примеру, источник питания должен иметь напряжение более 120 В, да и установка весьма дорогостоящая и сложная.

Заключение

Вот мы и разобрались с тем, что такое сварка. Способы сварки есть различные. В большинстве случаев перед оператором стоит задача получить не только качественный, но и прочный шов, который будет выдерживать механические воздействия в течение длительного времени. Для этого существуют различные способы сварки электродом, например, плавящимся или нет. Кроме того, технология может отличаться в зависимости от техники мастера. Кому-то удобно выполнять работу левой сваркой, кому-то – правой.

Даже элементарные способы сварки арматуры должны выполняться по инструкции. Согласитесь, будет не очень приятно, если перегородка завалится только потому, что сварщик схалтурил и решил немного сэкономить.

На сегодняшний день все большее распространение получают сложные и дорогостоящие виды получения соединения. Обусловлено это некоторыми факторами. Во-первых, технический прогресс приводит к тому, что далеко не всегда можно использовать кузнечную сварку из-за хрупкости конструкции. Во-вторых, стараются получить высокое качество шва, который не разрушался бы при длительных динамических и вибрационных нагрузках. Этого добиться несложно, особенно если учитывать, что удары и вибрация – самые главные враги сварного соединения. Но современная сварка (способы сварки) постоянно совершенствуется, разрабатываются всё новые подходы к укреплению и получению прочных и качественных стыков.

fb.ru

Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки

Статья "Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки"

Дорошенко Ирина Викторовна, преподаватель, кандидат технических наук, доцент ТОГБПОУ «Многоотраслевой колледж», г. Моршанск, Тамбовская область

Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки

Дуговая сварка металлическими электродами с покрытием в настоящее время остается одним из самых распространенных методов, используемых при изготовлении сварных конструкций. Это объясняется простотой и мобильностью применяемого оборудования, возможностью выполнения сварки в различных пространственных положениях и в местах, труднодоступных для механизированных способов сварки. Начальной и окончательной операцией создания конструкций в большинстве случаев является ручная дуговая сварка. Нет сомнений, что значительная доля общего выпуска сварных конструкций по-прежнему будет приходиться на единичное производство. Позиции ручной дуговой сварки здесь очень прочны. Существенный недостаток ручной дуговой сварки металлическим электродом - малая производительность процесса и зависимость качества сварного шва от практических навыков сварщика. Повышение производительности ручной дуговой сварки является весьма актуальной задачей в связи с тем, что в промышленности, строительстве и других, отраслях народного хозяйства ручной сваркой занимаются еще десятки тысяч рабочих электросварщиков. Непрерывное развитие сварки и расширение объема сварочных работ, повышение уровня механизации и автоматизации сварки возлагает на всех работников сварочного дела, в том числе и на молодые кадры техников сварочного производства, большие задачи по освоению передовой сварочной технологии и оборудования, повышению производительности труда, улучшению качества сварных конструкций, борьбе за ускорение темпов развития сварочной техники. Надо стремиться стать мастерами своего дела. Для этого необходимо в первую очередь хорошо изучить основы процесса сварки и непрерывно совершенствовать свое мастерство, стремясь к увеличению выпуска и повышению качества сварных изделий, экономии металла, сварочных материалов, электроэнергии, снижению себестоимости сварочных работ и повышению производительности труда. Одним из основных направлений научно-исследовательской деятельности Моршанского многоотраслевого колледжа, выбранных для изучения основ процесса сварки со студентами, является исследование возможности повышения производительности сварки. Изучение и исследование возможности повышения производительности процесса сварки проводилось на базе сварочной мастерской техникума и было разбито на три этапа. 1.1. Первый этап – подготовительный. Приобретались навыки техники сварки на малоамперном дуговом тренажере сварщика (модель МДТС 05М1). Тренажер сварщика — это симулятор движений сварщика во время сварки с отображением процесса сварки и полученных результатов. Сварка — вредный высокотемпературный процесс с образованием брызг расплавленного металла, с ультрафиолетовым излучением и выделением сварочных дымов и аэрозолей. Кроме того, для качественного проведения процесса сварки, необходимы определенные навыки и затраты. Это связано с подготовкой большого количества образцов для сварки, последующей их утилизацией, расходом сварочных материалов и газов. Применение тренажеров сварщика с использованием технологии виртуальной реальности решает эти проблемы, позволяет улучшить качество подготовки и снизить затраты на практические работы. В процессе тренажа на экране монитора компьютера отображались текущие параметры имитируемого сварочного процесса , осуществлялась обратная связь с исследователем непосредственно во время выполнения процесса сварки путем автоматической подачи звуковых сигналов (звуковая подсказка) и тем самым оперативно корректировались действия процесса сварки. Окончанием тренировочных сварок на тренажере являлось тестирование на нем и, соответственно, допуск к работе на реальном сварочном оборудовании. 1.2. Второй этап – исследовательский. Проведен комплекс экспериментов в сварочной мастерской техникума с использованием источника для дуговой сварки инверторного типа МАГМА – 315 (3ф380В), электрод УОНИ-13/55 с коэффициентом наплавки 9 г/(А*ч).

Для проведения эксперимента проводилась сварка пластин с изменением параметров процесса сварки. В процессе проведения эксперимента изменялась марка материала, марка и диаметр электрода, длина дуги, способ сварки, вольтамперная характеристика. При этом секундомером засекалось время выгорания электрода. Производительность процесса дуговой сварки оценивалось по количеству проплавленного в единицу времени основного металла и количеству наплавленного металла, определяемого как избыток массы конструкции после сварки по сравнению с массой до сварки. Производительность сварки плавящимся электродом определяется коэффициентами расплавления и наплавки. Собственно говоря, коэффициент наплавки демонстрирует производительность сварки. Производительность сварки определяется количеством наплавленного металла:

G = αн•I•t,

где G — масса наплавленного металла, г; αн — коэффициент наплавки, г/А*ч; t — время горения дуги, ч; I — сварочный ток, А. Результаты проведения эксперимента и его обработки приведены в таблице 1 и на графиках зависимости коэффициента наплавки от величины сварочного тока. Таблица 1. Результаты эксперимента и его обработка

ЭКСПЕРИМЕНТ				ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
Ток I, А	НапряжениеU, В	Время выгорания электрода,t,		Коэффициент расплавления,ар, г/А*ч	Коэффициентнаплавки,ан, г/А*ч	Производительность сварки, G,г
Ток I, А	НапряжениеU, В	секунды	часы	Коэффициент расплавления,ар, г/А*ч	Коэффициентнаплавки,ан, г/А*ч	Производительность сварки, G,г
1	2	3	4	5	6	7
Электрод УОНИ-13/55, dэл = 2мм, lд = 0,5мм, mэл = 7,34г,наклон выходной характеристики 1,5 В/А,способ сварки «с опорой на козырек»
40	24	65	0,018	10,07	9,06	6,52
50	28	54	0,015	9,67	8,7
60	25	40	0,011	10,98	9,88
70	26	36	0,01	10,36	9,32
80	25	29	0,008	11,33	10,19
90	32	34	0,0096	8,39	7,55
Электрод УОНИ-13/55, dэл = 3мм, lд = 0,5мм, mэл = 19,28г,наклон выходной характеристики 1,5 В/А,способ сварки «с опорой на козырек»
60	22	94	0,026	12,1859	10,967	17,109
70	20	83	0,023	11,807	10,627
80	20	72	0,02	11,881	10,693
90	21	65	0,018	11,734	10,561
100	22	58	0,016	11,881	10,693
110	22	57	0,0158	10,937	9,844
120	23	54	0,015	10,561	9,505
130	24	50	0,0139	10,5202	9,468
Электрод УОНИ-13/55, dэл = 2мм, lд = 2мм, mэл = 7,34г,наклон выходной характеристики 1,5 В/А,способ сварки «на весу»
40	24	65	0,018	10,0694	8,55	6,16
50	27	50	0,014	10,357	8,8
60	25	41	0,0115	10,507	8,93
70	30	36	0,01	10,357	8,8
80	32	31	0,0087	10,41	8,85
90	35	29	0,008	10,069	8,55

Анализируя со студентами изменение коэффициента наплавки при увеличении силы сварочного тока в процессе проведения сварочных работ в различных условиях, видно, чем больше ток, тем выше производительность. Однако при значительном увеличении сварочного тока для применяемого диаметра электрода — последний может быстро нагреваться теплом Ленца — Джоуля, что резко понизит качество сварного шва, так как металл шва и зона сплавления основного металла будут перегреты. Было отмечено, что перегрев электрода увеличивает разбрызгивание металла. 1.3. Третий этап – заключительный Все сварочные швы, полученные в результате проведения эксперимента, проходили проверку качества с помощью ультразвукового дефектоскопа УД – 21РТ. При контроле на дисплей дефектоскопа выводились изображение сварного шва в плане (аналог рентгеновского снимка) и осциллограммы сигналов. Сопоставляя результаты проверки качества сварного шва с помощью ультразвукового дефектоскопа УД – 21РТ и анализ графиков изменения коэффициента наплавки при изменении силы сварочного тока, наглядно видно, где имеются резервы повышения производительности проведенного процесса сварки, на что следует обратить внимание в последующей профессиональной деятельности, какие параметры сварки являются оптимальными. Таким образом, выбранное направление выбрано с целью понимания сущности и социальной значимости профессии сварщика, эффективного выполнения профессиональных задач, осуществления поиска и использования способов и приёмов сварки конструкций.

Литература

Колганов Л.А. Сварочные работы. – М.: «Дашков и К0», 2008.
Левадный В.С., Бурлака А.П. Сварочные работы. Практическое пособие. – М.:Аделант, 2007.
Чернышов Г.Г. Сварочное дело. - М.:ACADEMA, 2008.
Чернышов Г.Г.Технология электрической сварки плавлением. - М.:ACADEMA, 2006.
Виноградов В.С. Электрическая дуговая сварка. - М.:ACADEMA, 2008.
Казаков Ю.В Сварка и резка материалов. - М.:ACADEMA, 2008.
. ГОСТ 5264-80. Сварные соединения ручной дуговой сваркой. Утвержден Постановлением Госстандарта СССР от 27 октября1989 г. № 3222.

Сущность и классификация процесса сварки. Степень механизации процесса ручной дуговой сварки

Сварка как процесс. Виды сварки

Сварка. Понятие, сущность процесса.

Похожие статьи:

Сущность и классификация процесса сварки. Конспект

Ручная электро-дуговая сварка

Классификация сварки плавлением | Рудетранс

способы сварки и технология. Классификация способов сварки

Немного истории. Классификация

Газопламенная сварка

Левая, правая и сквозная сварка

Ванный способ сварки арматуры

Сварка давлением (пластическая)

Классификация способов сварки. Продолжение

Дуговая сварка и ее виды

Более подробно о ручной дуговой сварке

Несколько важных моментов

Заключение

Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки

Статья "Исследование повышения производительности процесса ручной дуговой сварки"

Комментарии