Сущность и особенности способов дуговой сварки в защитных газах

РЕЖИМЫ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ

Цель работы: освоить методику подбора режимов сварки в защитных газах.

Общие методические указания

Сущность и особенности способов дуговой сварки в защитных газах

При сварке в защитном газе электрод, дуга и сварочная ванна защи­щены от воздействия окружающего воздуха струей защитного газа.

В качестве защитных газов применяют инертные газы (аргон, гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), для чего используют иногда смеси двух газов и более. Наибольшее применение нашли аргон и углекислый газ.

Аргонодуговая сварка. Сварку осуществляют неплавящимися и пла­вящимися электродами. Сварку неплавящимся (вольфрамовым) элект­родом ведут на постоянном токе прямой полярности (рис. 3.1). В этом случае дуга легко зажигается и горит устойчиво при напряжении 12... 18 В. При обратной полярности возрастает напряжение дуги, уменьшается устойчивость ее горения и снижается стойкость электрода.

Рис. 1. Схема процесса дуговой сварки в инертных газах: 1- электрод; 2 - присадочная проволока; 3 - изделие; 4 - сварной шов;5 - дуга; б - поток защитного газа; 7 - горелка

Однако при обратной полярности под воздействием дуги с поверх­ности свариваемого металла удаляются оксиды. Это свойство дуги ис­пользуют при сварке алюминия, магния и их сплавов, применяя для пи­тания дуги переменный ток.

При сварке неплавящимся электродом на переменном токе сочета­ются преимущества дуги на прямой и обратной полярностях. Для повы­шения эффективности и устойчивости процессов питание дуги перемен­ным током осуществляют от специальных источников тока. Сварку в аргоне плавящимся электродом выполняют на автоматах или в виде механизированного варианта

2. Устройство, принцип работы и технологические возможности постов ручной аргонодуговой сварки и механизированной сварки в С0₂

Установка для аргонодуговой сварки УДГ-301 и полуавтомат для сварки в углекислом газе ПДГ-305 или подобный ему. Упрощенная схема установки для ручной аргонодуговой сварки переменным током представлена на рис.2. Она состоит из источника питания дуги 1 (трансформатора), осциллятора 2, балластного реостата 3, баллона с защитным газом 4, газоэлектрической горелки 5, редуктора и контрольных приборов (амперметра, вольтметра, расходомера газа).

Источник питания с повышенным напряжением холостого хода в сочетании с осциллятором необходим для легкого и быстрого возбуждения дуги и ее устойчивого горения, так как потенциал возбуждения и ионизация инертных газов значительно выше, чем у азота, кислорода и паров металла.

Рис. 2. Упрощенная схема ручной аргонодуговой сварки переменным

Током

Рис. 3. Упрощенная схема сварочного полуавтомата в среде СО₂

Изделие (10) на рис. 3 получают при использовании сварочного полуавтомата для сварки в СО₂, который состоит из сварочной горелки 1, подающего механизма 2, обеспечивающего поступление проволоки в сварочную горелку по гибкому шлангу, блока управления процессом сварки 3, который имеет электрическую связь со всеми элементами полуавтомата.

Сварочная горелка представляет собой ручной инструмент, обеспечивающий направленную подачу проволоки, токопровод к ней и газо­вую защиту зоны горения дуги. Защитный газ поступает в горелку из баллона 4, проходя последовательно через подогреватель 5, редуктор-расходомер 6 и отсекающий клапан 7. На сварочной горелке предусмот­рена клавиша управления 8 для подачи сигналов в блок управления о начале и окончании сварки. Остальные технологические команды вы­дает блок управления (продувка шланга газом, включение источника тока 9, подача проволоки и сварка, выключение тока и после некоторой выдержки - прекращение и подача газа).

В процессе ознакомления в лаборатории со схемами и натурными образцами сварочного оборудования необходимо уделить внимание назначению и устройству следующих элементов и узлов:

а) в аргонодуговой установке УДГ-301:

• источнику питания и осциллятору;

• горелкам, баллонам для аргона, запорной и регулирующей арматуре и контрольно-измерительным приборам;

б) в полуавтомате ПДГ-305:

• источнику питания и механизму подачи сварочной проволоки;

• горелкам, баллонам для СО₂, осушителям, запорной и другой арматуре, контрольно-измерительным приборам.

Необходимо также выписать технические характеристики и энергетические показатели установки УДГ-301 и полуавтомата ПДГ-305, ознакомиться с правилами их подключения и безопасной работы на них.

При аргонодуговой сварке важнейшим параметром режима, который определяется в первую очередь, является величина сварочного тока. Поскольку для качественного формирования шва необходим струйный перенос электродного металла, то нужны повышенные плотности токов. Сварочный ток, при котором начинается струйный перенос, называется критическим.

Метод расчета критического тока, а также критической скорости подачи электрода предложен в работе.

, А (1)

, м/ч (2)

где b - безразмерная константа;

К_кр - постоянная, равная удельной тепловой мощности, выделяющейся в вылете при его нагреве проходящим током, на единицу длины вылета;

l - вылет электрода, мм; d_э - диаметр электрода, мм;

α - температурный коэффициент сопротивления;

с - удельная теплоемкость; ρ - плотность; ρ₀ - удельное сопротивление.

Для пользования формулами (1,2) необходимо знание всех входящих величин и потому для некоторых марок проволок они приведены в табл.1. табл. 2.

Таблица 1

Дата добавления: 2015-08-03