Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Способы возбуждение дуги и траектории ее перемещения при ручной сварке

Читайте также:
  1. Fluxes are used to improve the quality of the weld in submerged arc welding. (Флюсы используются для улучшения качества шва при дуговой сварке под флюсом).
  2. А25.Реакции окислительно-восстановительные. Коррозия металлов и способы защиты от нее.
  3. Адаптация к внешней среде. Способы адаптации к внешней среде
  4. Алмазы, «международный терроризм» и новые способы управления глобальными рынками
  5. Аппаратные способы решения проблемы некогерентности
  6. Бензомоторный ручной механизированный инструмент.
  7. Виды оценки основных средств. Способы начисления амортизации. Учет поступления и выбытия основных средств.
  8. Внешние признаки человека, способы их фиксации и использования в расследовании преступлений.
  9. Возбуждение и торможение
  10. ВОЗБУЖДЕНИЕ НЕНАВИСТИ ЛИБО ВРАЖДЫ, А РАВНО УНИЖЕНИЕ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ДОСТОИНСТВА

Зажигать дугу можно двумя способами. При одном способе электрод приближают вертикально к по­верхности изделия до касания металла и быстро отводят вверх на необ­ходимую длину дуги. При другом концом электрода вскользь "чиркают" по поверхности свариваемого металла. Применение того или иного способа зажигания дуги зависит от условий сварки и от навыка сварщика.

Для регулирования глубины проплавления основного металла и ширины шва сварщику часто приходится перемещать электрод не только вдоль, но и поперек шва. регулируя тем самым распределение теплоты дуги поперек шва и по его длине. Поперечные перемещения электрода обычно совер­шают с постоянными частотой и амплитудой относительно оси шва. Траектории перемещений конца элек­трода, которые электросварщики наиболее часто применяют, представлены на рис. 2.

При сварке с поперечными колебаниями получают уширенный валик, ширина кото­рого обычно составляет (2... 4) dэл, а форма проплавления зависит от тра­ектории поперечных колебаний конца электрода, т.е. от условий ввода теплоты дуги в основной металл.

 

Рис. 2. Траектории выполнения сварки

 

По окончании сварки - обрыве дуги следует правильно заварить кратер. Кратер является зоной с наибольшим количеством вредных примесей ввиду повышенной скорости кристаллизации металла, поэтому в нем наиболее вероятно образование трещин. По окончании сварки не следует обрывать дугу, резко отводя электрод от изделия. Необходимо прекратить все перемещения электрода и медленно удлинять дугу до об­рыва; расплавляющийся при этом электродный металл заполнит кратер. При сварке низкоуглеродистой стали кратер иногда выводят в сторону от шва - на основной металл. При случайных обрывах дуги или при смене электродов дугу возбуждают на еще не расплавленном основном металле перед кратером и затем проплавляют металл в кратере.

 

З А Г О Л О В О К…..!

Глубина, на которую расплавляется основной металл, называется глубиной проплавления. Она зависит от силы сварочного тока и диаметра электрода, пространственного положения сварки, скоро­сти перемещения дуги по поверхности изделия (торцу электрода и дуге сообщают поступательное движение вдоль направления сварки и попереч­ные колебания), от конструкции сварного соединения, формы и размеров разделки свариваемых кромок и т.п.

Размеры сварочной ванны зависят от режима сварки и обычно находятся в пределах: глубина до 7 мм, ширина 8... 15 мм, длина 10... 30 мм. Доля участия основного металла в форми­ровании металла шва (см. гл. 2) обычно составляет 15... 35 %.

Расстояние от активного пятна на расплавленной поверхности элек­трода до другого активного пятна дуги на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Расплавляющееся покрытие электрода образует вокруг дуги и над поверхностью сварочной ванны газовую атмосферу, которая, оттесняя воздух из зоны сварки, препятствует взаимодействиям его с расплавленным металлом. В газовой атмосфере присутствуют также пары основного и электродного металлов и легирующих элементов. Шлак, покрывая капли электродного металла и поверхность расплавленного металла сварочной ванны, способствует предохранению их от кон­такта с воздухом и участвует в металлургических взаимодействиях с рас­плавленным металлом.

Кристаллизация металла сварочной ванны по мере удаления дуги приводит к образованию шва, соединяющего свариваемые детали. При случайных обрывах дуги или при смене электродов кристаллизация ме­талла сварочной ванны приводит к образованию сварочного кратера (уг­лублению в шве, по форме напоминающему наружную поверхность сва­рочной ванны). Затвердевающий шлак образует на поверхности шва шлаковую корку.

 

 

Ввиду того, что от токоподвода в электрододержателе сварочный ток протекает по металлическому стержню электрода, стержень разогревает­ся. Этот разогрев тем больше, чем дольше протекание по стержню сва­рочного тока и чем больше величина последнего. Перед началом сварки металлический стержень имеет температуру окружающего воздуха, а к концу расплавления электрода температура повышается до 500... 600°С (при содержании в покрытии органических веществ - не выше 250°С). Это приводит к тому, что скорость расплавления электрода (количество расплавленного электродного металла) в начале и конце различна. Изме­няется и глубина проплавления основного металла ввиду изменения ус­ловий теплопередачи от дуги к основному металлу через прослойку жид­кого металла в сварочной ванне. В результате изменяется соотношение долей электродного и основного металлов, участвующих в образовании металла шва, а значит, и состав и свойства металла шва, выполненного одним электродом. Это - один из недостатков ручной дуговой сварки покрытыми электродами.

Длина дуги зависит от марки и диаметра электрода, пространствен­ного положения сварки, разделки свариваемых кромок и т.п. Нормальная длина дуги считается в пределах L д = (0,5... 1,1)dэл (dэл - диаметр элек­трода). Увеличение длины дуги снижает качество наплавленного металла шва ввиду его интенсивного окисления и азотирования, увеличивает потери металла на угар и разбрызгивание, уменьшает глубину проплавления основного металла. Также ухудшается внешний вид шва.

Во время ведения процесса сварщик обычно перемещает электрод не менее чем в двух направлениях. Во-первых, он подает электрод вдоль его оси в дугу, поддерживая необходимую в зависимости от скорости плавления электрода длину дуги. Во-вторых, перемещает электрод в на­правлении наплавки или сварки для образования шва. В этом случае об­разуется узкий валик, ширина которого при наплавке равна примерно (0,8... 1,5) dэл и зависит от силы сварочного тока и скорости перемеще­ния дуги по поверхности изделия. Узкие валики обычно накладывают при проваре корня шва, сварке тонких листов и тому подобных случаях.

 

 

При правильно выбранном диаметре электрода и силе сварочного то­ка скорость перемещения дуги имеет большое значение для качества шва. При повышенной скорости дуга расплавляет основной металл на малую глубину и возможно образование непроваров. При малой скорости вслед­ствие чрезмерно большого ввода теплоты дуги в основной металл часто образуется прожог, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны. В некоторых случаях, например при сварке на спуск, образование под ду­гой жидкой прослойки из расплавленного электродного металла повышен­ной толщины, наоборот, может привести к образованию непроваров.

Иногда сварщику приходится перемещать электрод поперек шва, регулируя тем самым распределение теплоты дуги поперек шва для по­лучения требуемых глубины проплавления основного металла и ширины шва. Глубина проплавления основного металла и формирование шва главным образом зависят от ви­да поперечных колебаний элек­трода, которые обычно совер­шают с постоянными частотой и амплитудой относительно оси шва (рис. 3.13).

При сварке с поперечными колебаниями получают уширенный валик, ширина кото­рого обычно составляет (2... 4) dэл, а форма проплавления зависит от тра­ектории поперечных колебаний конца электрода, т.е. от условий ввода теплоты дуги в основной металл.

 

Рис. 3.13. Траектории выполнения сварки

 

По окончании сварки - обрыве дуги следует правильно заварить кратер. Кратер является зоной с наибольшим количеством вредных примесей ввиду повышенной скорости кристаллизации металла, поэтому в нем наиболее вероятно образование трещин. По окончании сварки не следует обрывать дугу, резко отводя электрод от изделия. Необходимо прекратить все перемещения электрода и медленно удлинять дугу до об­рыва; расплавляющийся при этом электродный металл заполнит кратер. При сварке низкоуглеродистой стали кратер иногда выводят в сторону от шва - на основной металл. При случайных обрывах дуги или при смене электродов дугу возбуждают на еще не расплавленном основном металле перед кратером и затем проплавляют металл в кратере.

Положение электрода относительно поверхности изделия и про­странственное положение сварки оказывают большое влияние на форму шва и проплавление основного металла (рис. 3.14). При сварке углом на­зад улучшаются условия оттеснения из-под дуги жидкого металла, тол­щина прослойки которого уменьшается. При этом улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу и растет глубина его про­плавления. То же наблюдается при сварке шва на подъем на наклонной или вертикальной плоскости. При сварке углом вперед или на спуск рас­плавленный металл сварочной ванны, подтекая под дугу, ухудшает теп­лопередачу от нее к основному металлу - глубина проплавления умень­шается, а ширина шва возрастает (сечения швов на рис. 3.14).

 

Рис. 3.14. Способы выполнения сварки:

а - углом назад; б - углом вперед; в - на подъем; г-на спуск

 

При прочих равных условиях количество расплавляемого электродно­го металла, приходящегося на единицу длины шва, остается постоянным, но распределяется на большую ширину шва и поэтому высота его выпук­лости уменьшается. При наплавке или сварке тонколистового металла (толщина до 3 мм) для уменьшения глубины провара и предупреждения прожогов рекомендуется сварку выполнять на спуск (наклон до 15°) или углом вперед без поперечных колебаний электрода.

Для сборки изделия под сварку (обеспечения заданного зазора в сты­ке, положения изделий и др.) можно применять специальные приспособле­ния или короткие швы - прихватки. Длина прихваток обычно составляет 20... 120 мм (больше при более толстом металле) и расстояние между ни­ми 200... 1200 мм (меньше при большей толщине металла для увеличения жесткости). Сечение прихваток не должно превышать 1/3 сечения швов. При сварке прихватки необходимо полностью переплавлять.

Техника сварки в нижнем положении. Это пространственное по­ложение позволяет получать сварные швы наиболее высокого качества, так как облегчает условия выделения неметаллических включений, газов из расплавленного металла сварочной ванны. При этом также наиболее благоприятны условия формирования металла шва, так как расплавлен­ный металл сварочной ванны от вытекания удерживается не расплавившейся частью кромок.

Стыковые швы сваривают без скоса кромок или с V-, Х- и U-образным скосом. Положение электрода относительно поверхности изделия и готового шва показано на рис. 3.15. Стыковые швы без скоса кромок в зависимости от толщины сваривают с одной или двух сторон. При этом концом электрода совершают попе­речные колебания с амплитудой, определяемой требуе­мой шириной шва. Следует тщательно следить за равномерным расплав­лением обеих свариваемых кромок по всей их толщине и особенно стыка между ними в нижней части (корня шва).

 

Рис. 3.15. Положение электрода при сварке в нижнем положении:

а - поперек оси шва; б — сбоку

 

Однопроходную сварку с V-образным скосом кромок обычно вы­полняют с поперечными колебаниями электрода на всю ширину разделки для ее заполнения так, чтобы дуга выходила со скоса кромок на необра­ботанную поверхность металла. Однако в этом случае очень трудно обеспечить равномерный провар корня шва по всей его длине, особенно при изменении величины притупления кромок и зазора между ними.

При сварке шва с V-образным скосом кромок за несколько проходов обеспечить хороший провар первого слоя в корне разделки гораздо легче. Для этого обычно применяют электроды диаметром 3... 4 мм и сварку ведут без поперечных колебаний. Последующие слои выполняют в зави­симости от толщины металла электродом большего диаметра с попереч­ными колебаниями. Для обеспечения хорошего провара между слоями предыдущие швы и кромки следует тщательно очищать от шлака и брызг металла.

Заполнять разделку кромок можно швами с шириной на всю раздел­ку или отдельными валиками (рис. 3.16). В многопроходных швах по­следний валик (11 на рис. 3.16, в) для улучшения внешнего вида иногда можно выполнять на всю ширину разделки (декоративный слой).

 

Рис. 3.16. Поперечные сечения стыковых швов:

а - однопроходных; б - многослойных; в - многопроходных;

I-VI-слои; 1-11 - проходы

 

 

Рис. 3.17. Схемы сварки:

а - на весу; б - на остающейся стальной подкладке; в - с предварительным подварочным швом; г - удаление непровара в корне шва для последующей подварки; О- основной шов; П- подваренный шов.

 

Сварку стыковых швов можно выполнять различными способами (рис. 3.17). При сварке на весу наиболее труд­но обеспечить провар корня шва и формирование хорошего обратного валика по всей дли­не стыка. Требуется большой опыт сварщика для обеспече­ния провара корня шва и пре­дупреждения прожогов. Для этого применяют электроды малого диаметра, что снижает производительность сварки. В тех случаях, когда имеется доступ к стыку с обеих сторон, возможно применение подкладок: ос­тающейся стальной и съемных медной, керамической, стекловолоконной. Для предупреждения вытекания расплавленного металла из сварочной ванны необходимо плотное поджатие их к свариваемым кромкам. Креп­ление съемных подкладок под стыком осуществляется различными спо­собами: с помощью магнитов, клиньев, самоклеящейся алюминиевой ленты и др.

Применение подкладок позволяет использовать для сварки корневого шва электроды повышенного диаметра и, значит, увеличенного сварочного тока. Однако остающиеся подкладки увеличивают расход металла и не всегда технологичны. При использовании медных подкладок возникают трудности точной установки кромок вдоль формирующей канавки.

Если с обратной стороны возможен подход к корню шва и допусти­ма выпуклость обратной стороны шва, целесообразна подварка корня швом небольшого сечения с последующей укладкой основного шва (рис. 3.17, в). В некоторых случаях при образовании непроваров в корне шва после сварки основного шва дефект в корне разделывают газовой, воз­душно-дуговой строжкой или механическими методами (рис. 3.17, г) с последующим выполнением подварочного шва.

Сварку угловых швов в нижнем положении можно выполнять двумя приемами. Сварка вертикальным электродом в лодочку (рис. 3.18, а) обеспечивает наиболее благоприятные условия для провара корня шва и формирования его выпуклости. По существу, этот прием напоминает сварку стыковых швов с V-образным скосом кромок, так как шов форми­руется между свариваемыми поверхностями.

Рис. 3.18. Положение электрода и изделия при сварке:

а — в лодочку; б — наклонным электродом; в - внахлестку; г - углового соединения

 

Однако при этом способе требуется тщательная сбор­ка соединения под сварку с минимальным зазором в стыке для предупреждения вытекания из него расплав­ленного металла.

При сварке наклон­ным электродом (рис. 3.18, 6 - г) трудно обеспе­чить провар шва по нижней плоскости (ввиду натекания на нее расплавленного ме­талла) и предупредить под­рез на вертикальной плос­кости (ввиду отекания рас­плавленного металла). По­этому таким способом обычно сваривают швы с катетом 6... 8 мм. При сварке угловых швов на­клонным электродом труд­но также обеспечить глу­бокий провар в корне шва, поэтому в односторонних или двусторонних швах без скоса кромок может образоваться непровар (рис. 3.19, а), который при нагружении шва послужит началом развития трещин. Для предупреж­дения этого в ответственных соединениях при толщине металла 4 мм и более необходим односторонний скос, а при толщине 12 мм и более -двусторонний скос кромок.

При сварке наклонным электродом многопроходных швов первым выполняют шов на горизонтальной плоскости (рис. 3.19, б). Формирова­ние последующего валика происходит с частичным удержанием расплав­ленного металла сварочной ванны нижележащим валиком. При сварке угловых швов применяют поперечные колебания электрода. Особенно важен правильный выбор их траектории при сварке наклонным электродом с це­лью предупреждения возникновения указанных выше дефектов.

Рис. 3.19. Сварка угловых швов:

1-6 - последовательность наложения швов

 

Сварка швов в положениях, отличающихся от нижнего, требует повы­шенной квалификации сварщика в связи с возможным под действием сил тяжести вытеканием расплавленного металла из сварочной ванны или падением капель электродного металла мимо сварочной ванны. Для пре­дотвращения этого сварку следует вести по возможности наиболее ко­роткой дугой, в большинстве случаев с поперечными колебаниями.

Расплавленный металл в сварочной ванне от вытекания удерживает­ся в основном силой поверхностного натяжения. Поэтому необходимо уменьшать размер сварочной ванны, для чего конец электрода периоди­чески отводят в сторону от ванны, давая возможность ей частично закри­сталлизоваться. Ширину валиков также уменьшают до двух-трех диамет­ров электродов. Применяют пониженную на 10... 20 % силу тока и элек­троды уменьшенного диаметра (для вертикальных и горизонтальных швов не более 5 мм, для потолочных не более 4 мм).

Сварку вертикальных швов можно выполнять на подъем (снизу вверх, рис. 3.20, а) или на спуск. При сварке на подъем нижележащий закристаллизовавшийся металл шва помогает удержать расплавленный металл сварочной ванны. При этом способе облегчается возможность провара корня шва и кромок, так как расплавленный металл стекает с них в сварочную ванну, улучшая условия теплопередачи от дуги к основному металлу. Однако внешний вид шва - грубочешуйчатый. При сварке на спуск получить качественный провар трудно: шлак и расплавленный ме­талл подтекают под дугу и от дальнейшего стекания удерживаются толь­ко силами давления дуги и поверхностного натяжения. В некоторых слу­чаях их оказывается недостаточно, и расплавленный металл вытекает из сварочной ванны.

Рис. 3.20. Положение электрода при сварке швов:

а - вертикальных; б - потолочных; в - горизонтальных

 

Сварка горизонтальных стыковых швов (рис. 3.20, в) более затруд­нена, чем вертикальных, из-за стекания расплавленного металла из сварочной ванны на нижнюю кромку. В результате возможно образование подреза по верхней кромке. При сварке металла повышенной толщины обычно делают скос только одной верхней кромки, нижняя помогает удерживать расплавленный металл в сварочной ванне. Сварка горизон­тальных угловых швов в нахлесточных соединениях не вызывает трудно­стей и по технике не отличается от сварки в нижнем положении.

Сварка швов в потолочном положении (рис. 3.20, б) наиболее слож­на и ее по возможности следует избегать. Сварку выполняют периодиче­скими короткими замыканиями конца электрода на сварочную ванну, во время которых металл сварочной ванны частично кристаллизуется, что уменьшает объем сварочной ванны. В то же время расплавленный элек­тродный металл вносится в сварочную ванну. При удлинении дуги обра­зуются подрезы. При сварке этих швов ухудшены условия выделения из расплавленного металла сварочной ванны шлаков и газов. Поэтому свойств металла шва несколько ниже, чем при сварке в других простран­ственных положениях.

Техника сварки прорезных соединений практически не отличается от рассмотренной выше техники сварки стыковых или угловых швов.

В зависимости от протяженности шва, толщины и марки металла, жесткости конструкции и т.д. применяют различные приемы последова­тельности сварки швов и заполнения разделки (рис. 3.21). Они позволяют уменьшить деформации и остаточные сварочные напряжения. Сварку напроход обычно применяют при сварке коротких швов (до 500 мм).

Швы длиной до 1000 мм лучше сваривать от середины к концам или об-ратноступенчатым методом. При последнем способе весь шов разбивают на участки по 150... 200 мм, которые должны быть кратны длине участка, наплавляемого одним электродом. Сварку швов в ответственных кон­струкциях большой толщины выполняют блоками, каскадом или горкой, что позволяет влиять на структуру металла шва и сварного соединения и его механические свойства.

-

Рис. 3.21. Сварка швов:

а - напроход; б - от середины к концам; в - обратноступенчато; г - блоками; д - каскадом; е - горкой. Стрелками указаны последовательность и направление сварки в каждом слое (1-5)

Техника сварки кольцевых стыков труб. Сварка кольцевых сты­ков трубопроводов имеет некоторые специфические особенности. Обыч­но сваркой выполняют швы на трубах диаметром от десятков миллимет­ров до 1440 мм при толщине стенки до 16 мм и более. При толщине стен­ки труб из низкоуглеродистых и низколегированных сталей до 8... 12 мм сварку можно выполнять в один слой. Однако многослойные швы имеют повышенные механические свойства, определяемые положительным влиянием термического цикла последующего слоя на металл предыдуще­го слоя, поэтому сварку труб преимущественно выполняют в два слоя и более. Рекомендуемое число слоев шва зависит от толщины стенки:

Толщина стенки (мм)................... 4... 5 6... 9 10... 12 13... 15

Число слоев (не менее)................. 2 3 4 5

Наиболее распространена сварка труб с V-образной разделкой кро­мок с суммарным углом скоса кромок 50... 60°. Перед сваркой стыки собирают в специальном приспособлении или на прихватках:

Стыки труб можно сваривать в поворотном, когда трубу можно вращать, или в неповоротном положении. Сварку швов первого типа вы­полняют обычно в нижнем положении без особых трудностей, хотя сложно проварить корень шва, так как его формирование ведется чаще всего на весу. Сварка неповоротного стыка требует высокой квалифика­ции сварщика, так как весь шов выполняют в различных пространствен­ных положениях. Можно сваривать двумя способами: каждое полукольцо сверху вниз или снизу вверх. Первый способ возможен при использова­нии электродов диаметром 4 мм, дающих мало шлака (с органическим покрытием), короткой дугой с опиранием образующегося на конце элек­трода козырька на кромки без поперечных колебаний электрода или с небольшими его колебаниями. При сварке снизу вверх процесс ведут со значительно меньшей скоростью с поперечными колебаниями электрода диаметром 3... 5 мм.

 

 

Основное преимущество способа сварки покрытыми - универсальность по свариваемым материалам, по виду сварных соединений и конструкций. Практически все конструкционные металлические материалы (стали, чугуны, медные, никелевые, алюминиевые сплавы). Все виды соединений во всех пространственных положениях начиная с толщины один миллиметр, в том числе в труднодоступных местах.

Преимущество - простота применяемого оборудования, низкая стоимость его приобретения и эксплуатации.

Недостатки: присутствие субъективного фактора (результат зависит от сварщика), соответственно, требуется подготовка высококвалифицированных рабочих, высокий уровень заработной платы. Нет стабильности качества получаемых соединений, т.е. больше затраты на контроль и исправление дефектов.

Недостаток - низкая производительность по сравнению с механизированными способами сварки. Скорость однопроходной ручной сварки штучными электродами - 10...20 м/час.

 

Основная область применения: строительно-монтажные и ремонтные работы в строительстве и промышленности.

Этот способ применяется также для наплавки в мелкосерийном производстве и ремонте. Иногда используется для резки тонколистового материала.

 

Оборудование для сварки покрытыми электродами: трансформаторы или выпрямители, обычно, нестабилизированные. Сварка на переменном токе, в связи с отсутствием потерь на выпрямление, даёт экономию примерно 15% электроэнергии. Поэтому углеродистые и низколегированные стали целесообразно варить на переменном токе. Для высоколегированных сталей электроды имеют, обычно, основное покрытие, поэтому сварка ведётся на постоянном токе обратной полярности. На обратной полярности, при использовании плавящихся электродов, дуга горит значительно стабильнее, кроме того, на больших токах (более 300 А) тепловыделение на аноде заметно больше, чем на катоде. Разница может достигать 30%, что нужно для увеличения скорости расплавления электродного металла.

 

2.Ознакомление с оборудованием, используемым для РДС;

3.Ознакомление с требованиями к организации рабочего места для ручной дуговой сварки в помещениях (в цехах предприятий, лабораториях) и в монтажных условиях.

 




Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 23 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Сущность способа| Покрытые электроды.

lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.015 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав