Сваривание на сегодня является самым широко применяемым способом создания неразъемных соединений металлов и их сплавов. Электродуговая сварка была изобретена во Франции в начале 20 века и используется в любом, самом дальнем уголке Земли.
Электродуговая сварка
Содержание
- Что собой представляет метод электродуговой сварки
- Характеристики электрической дуги
- Виды и методы электродуговой сварки
- Преимущества
- Недостатки
- Виды аппаратов и виды включений
- Электроды и защитные газы
- Область применения
- Основы безопасности процесса сварки
- Требования госстандартов
- Вам также могут быть интересны статьи:
Что собой представляет метод электродуговой сварки
Основы электродуговой сварки были разработаны в конце 19 века русским инженером Бернадосом.
Технология электродуговой сварки основана на расплавлении примыкающих друг к другу областей двух свариваемых деталей теплом, получаемым от электрической дуги. Область расплавленного металла – так называемая сварочная ванна — перемещается вслед за электродугой. Застывая, она образует неразъемное соединение двух заготовок — сварочный шов.
Принцип электродуговой сварки
Электрическая дуга возбуждается в воздушном промежутке между деталями и электродом. Для этого применяют источник напряжения. Он выдает небольшое напряжение- 70-100 вольт, но должен развивать большой ток — сотни ампер. Чаще всего используются источники постоянного тока — они дают более стабильную дугу и меньше разбрызгивают расплавленный металл.
Особенность технологии состоит в том, что расплавленный металл, особенно цветные металлы и высоколегированные стали, активно реагирует с кислородом воздуха и с азотом. Для защиты сварочной ванны применяют различные газы:
- аргон;
- углекислый;
- гелий и другие инертные газы.
Газы образуются в процессе сгорания обмазки стержня или подаются в рабочую зону из баллона.
Схема электродуговой сварки
Электродуговая сварка может проводиться как плавящимся электродом, металл которого войдет в состав материала шва, так и неплавящимся. В этом случае флюсовые добавки насыпают вдоль линии шва в виде порошка.
Характеристики электрической дуги
Электрическая дуга с физической точки зрения представляет собой постоянно действующий разряд в газовой среде.
Одна из важных характеристик дуги — перепад напряжения.
Если держатель присоединен к положительному разъему источника тока, его называют анодом, если к отрицательному — катодом. Если электродуговые работы ведутся переменным током, то анод и катод меняются местами 50 раз в секунду.
Сварочная дуга Возбуждение сварочной дуги
Расстояние между электродом и деталью называют искровым, или дуговым промежутком. Электрический ток может протекать через газ только в том случае, когда в нем есть заряженные частицы, ионы и электроны. Их нет в газе, находящемся в спокойном состоянии. Чтобы они появились, газ требуется ионизировать. Это и происходит при электрическом разряде, который далее поддерживает сам себя.
Виды и методы электродуговой сварки
Применяемый вид электродуговой сварки определяется:
- свариваемыми материалами;
- толщиной заготовок;
- условиями сварки.
По степени автоматизации процесса дуговой сварки различают
- ручную электродуговую сварку;
- полуавтоматическую — вместо стержня используется сварочная проволока, которая подается в рабочую зону специальным механизмом, также автоматизирована подача защитных газов;
- автоматическую — Проводится в атмосфере защитных газов без участия человека.
Ручная электродуговая сварка Полуавтоматическая дуговая сварка Схема полуавтоматической сварки
По типу применяемого электрода оазличают сварку: плавящимся ( включая полуавтоматическую) инеплавящимся, используемым только в качестве проводника тока к зоне дуги.
Преимущества
Электродуговой метод обладает очевидными достоинствами:
- высокая мобильность;
- малое время подготовки ;
- низкая стоимость в расчете на килограмм шва;
- высокая производительность;
- способность работать от бытовой электросети (в случае применения сварочных инверторов);
- широкая доступность оборудования, сопутствующих и расходных материалов.
Недостатки
Как и у любого метода, у электродуговой сварки существуют и недостатки:
- для обеспечения стабильно высокого качества шва сварщику требуется приобрести значительный опыт;
- обмазка склонны к отсыреванию, это приводит к появлению дефектов;
- для сварки цветных металлов требуется применять специальные сварочные материалы, оборудование и методы.
- качество соединения зависит от внешних погодных условий.
Недостатки электродугового метода побуждают ученых и инженеров вести упорные работы по его совершенствованию, разработке новых сварочных материалов, оборудования и приемов работы.
Виды аппаратов и виды включений
Самый простой и дешевый вид сварочного источника — это мощный понижающий трансформатор. Данный вид аппаратов отличается большим весом и габаритами, вызывает броски напряжения в питающей электросети. Они морально устарели и используются только в самых глухих углах и в некоторых узкоспециальных применениях.
Современным типом оборудования для электродуговой сварки является инвертор. Его устройство во много раз сложнее, чем у трансформатора, зато он лишен его недостатков.
Инвертор:
- обладает малым весом и габаритами;
- не влияет на питающую электросеть;
- обеспечивает стабильные параметры дуги;
- легок в освоении и использовании.
Инвертор выдает постоянный ток.
Сварочные инверторы
Следующей ступенью развития специального оборудования стал полуавтомат. Источник тока в нем инверторного типа. Полуавтомат ведет сварку сварочной проволокой, которая подается через горелку специальным механизмом. Вместо флюсовой обмазки также через горелку подаются защитные газы из баллона. Полуавтомат отличается высокой производительностью и стабильностью работы. Его дороговизна окупается при больших объемах работ.
Инвертор позволяет работать в разных режимах подключения- с прямой и обратной полярностью. Прямая полярность используется в большинстве случаев сварки большинства металлов и конструкционных сталей.
Для сварки металлов, отличающихся высокой химической активностью в нагретом состоянии, применяют обратную полярность. При этом сварку ведут с использованием порошковых флюсов и присадочной проволоки
Электроды и защитные газы
Электрод — один из главных участников процесса. От его правильного подбора во многом зависит качество соединения.
Плавящийся электрод не только подает ток в зону дуги. Плавясь, он понемногу стекает в сварочную ванну, его металл входит в состав материала шва.
Флюсовая обмазка, сгорая в огне электродуги, выделяет защитные газы. Их облачко скапливается над сварочной ванной, вытесняя кислород и азот, содержащиеся в воздухе. Твердые остатки сгорания флюса образуют на поверхности шва корочку шлака, которую после остывания удаляют механическим способом.
Электроды
При сварке неплавящимся стержнем в зону дуги требуется вводить присадочную проволоку.
Область применения
Область применения электродуговой сварки самая широкая. Везде, где нужно быстро, и недорого и качественно соединить металлические заготовки в строительную конструкцию или изделие – можно увидеть вспышки электросварки.
Сюда входят:
- заводы металлоизделий;
- машиностроительные производства;
- строительство любого масштаба — от гидроэлектростанций и космодромов — до заборов и сараев.;
- аэрокосмические предприятия;
- судостроение;
- производство транспорта;
- предприятия по выпуску бытовых приборов;
- и многое другие.
Сфера применения электродугового метода постоянно растет. С распространением сварочных инверторов электродуговой метод стал технологией, доступной любому домашнему мастеру.
Основы безопасности процесса сварки
Основные вредные факторы электродуговых работ — это:
- ультрафиолетовое излучение дуги;
- высокая температура расплавленного металла;
- вредные газы;
- поражения электрическим током.
Чтобы избежать неприятных последствий, следует
- пользоваться средствами индивидуальной защиты: маской сварщика, респиратором, защитными перчатками;
- одежа и обувь должна быть огнеупорной, плотной, не оставлять открытых участков кожи;
- перед началом работы проверять оборудование на отсутствие механических повреждений, нарушений изоляции и отсутствия утечки газов.
Меры безопасности при сварке
Нельзя также загромождать рабочую зону и работать со случайных опор.
Требования госстандартов
Типы сварных соединений, спецификации сварочных материалов, методики проведения электродуговыхработ регламентируются ГОСТами России и соответствующими их международными стандартами. Этим нормам надо следовать для обеспечения качественной, производительной и безопасной работы. Самые употребительные из них — это:
- ГОСТ 5264-80 описывает виды и способы выполнения сварочных швов ;
- ГОСТ 14771-76 регламентирует использование защитных газов при сварочных работах;
- ГОСТ 26291-79 посвящен типам электродов и соответствующих им режимов сварки.
Скачать ГОСТ 5264-80
Скачать ГОСТ 14771-76
По мере освоения профессии, роста квалификации и сложности работ сварщик все чаще обращается к государственным стандартам.
Источник: