5.1 Способы сварки плавлением

5.1.1.Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием

Рис. 5.1. Схема ручной дуговой сварки

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания сварочной дуги от источников сварочного тока подводится постоянный или переменный свароч­ный ток (рис. 5.1). Дуга расплавляет металлический электродный стержень, его покрытие и основной металл изделия. Расплавляющийся металлический электродный стержень в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну. В сварочной ванне электродный металл смешивается с расплавленным метал­лом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплы­вает на поверхность. Расплавляющееся покры­тие электрода образует вокруг дуги и над поверхностью сварочной ванны газовую атмосферу из защитных газов, 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.

Глубина, на которую расплавляется основной металл, назы­вается глубиной проплавления. Она зависит от режима сварки (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.

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.

Данный способ является наиболее универсальным способом сварки металлов. Позволяет сваривать разнообразные конструкции из различных металлов (стали, чугун, медь, алюминий) в различных пространственных положениях. Качество сварного шва во многом зависит от квалификации сварщика, а так же качества сварочных материалов, режимов сварки, тщательности подготовки соединения перед сваркой.

5.1.2. Автоматическая сварка под флюсом

При этом способе сварки электрическая дуга горит под зернистым сыпучим материалом, называемым сварочным флюсом (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Схема сварки под флюсом

П од действием тепла дуги расплавляются электродная проволока и основной металл, а также часть флюса. В зоне сварки образуется полость, заполненная парами металла, флюса и газами. Газовая полость ограничена в верхней части оболочкой расплавленного флюса. Расплавленный флюс, окружая газовую полость, защищает дугу и расплавленный металл в зоне сварки от вредного воздействия окружающей среды, осуществляет металлургическую обработку металла в сварочной ванне. По мере удаления сварочной дуги расплавленный флюс, прореагировавший с расплавленным металлом, затвердевает, образуя на шве шлаковую корку. После прекращения процесса сварки и охлаждения металла шлаковая корка легко отделяется от металла шва. Не израсходованная часть флюса специальным пневматическим устройством собирается во флюсоаппарат и используется в дальнейшем при сварке.

К преимуществам этого способа сварки следует отнести: высокое качество сварного шва; высокую производительность; минимальные потери электродного металла (не более 2 %); максимально надёжную защита зоны сварки; мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги; не требует защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса; малые затраты на подготовку кадров.

К недостаткам следует отнести: высокие трудозатраты на производство, хранением и подготовку сварочных флюсов; трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия; нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.