32.Строение и свойства дуги

Дуга — мощный стабильный разряд электричества в ионизированной атмосфере газов и паров металла. Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3-6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. На первом происходит разогрев торца электрода-катода, после этого электрод отводится на определенное расстояние и под действием электрического поля с торца электрода начинается процесс эмиссии. Электроны сталкиваются с газами воздуха и ионизируют их, таким образом между катодом и анодом образуется столб дуги. Температура столба дуги достигает 6000 С и столб дуги ярко светится. Свойства дуги описываются вольт-амперной характеристикой. Она представляет собой зависимость между направлением дуги и током дуги. Такой вид вольт-амперной характеристики электрической дуги связан с тем, что для газового разряда сопротивление не является постоянным, так как число заряженных частиц в нем зависит от интенсивности ионизации и в частности от тока. Поэтому электрический ток в газах не поддается закону Ома. При малых токах (до 100А) и свободной дуге интенсивно возрастает число заряженных частиц, сопротивление столба дуги падает и нужно для поддержания заряда. При дальнейшем росте тока и ограничении электродов столб дуги снижают и объем газа, участвующего в переносе заряда падает, падает скорость роста числа заряженных частиц, напряжение дуги мало зависит от тока.(2) При дальнейшем росте тока поперечное сечение столба не может увеличиваться и напряжение дуги возрастает. Самое широкое сечение имеет дуга с жесткой характеристикой, когда Uдуги не зависит от Iдуги. Но положение (2) зависит от длины. Напряжение пропорционально длине U=α-βlg (α и β опытные коэффициенты, зависят от рода металла, от вида газа, от других факторов). Αпредставляет собой сумму падений напряжения в катодной и анодной областях дуги и она не зависит от длины дуги. Для обычных стальных электродов αпримерно равна 10в. Β представляет собой среднее значение падения напряжения на единицу длины дуги. Для обычной дуги в воздухе примерно равна 2В/мм. Для сохранения постоянного напряжения дуги соответственно обеспечения стабильности выбранного режима сварки необходимо длину дуги поддерживать постоянной. Lд1< Lд2< Lд3

33.Ручная дуговая сварка. Применяемые электроды. Выбор режимов сварки.

При ручной сварке пост состоит из источника питания сварочной дуги, сварочных проводов, электрододержателя и электродов. Для защиты от излучения дуги и брызг металла сварщик имеет защитный щиток или маску и спецодежду. Дуга зажигается в результате прикосновения конца электрода, соединенного с одним полюсом источника тока, к свариваемому металлу, соединенному с другим полюсом того же источника, с последующим быстрым отводом электрода на расстояние 3-4 мм. До зажигания дуги напряжение между электродом и свариваемым изделием обычно составляет не менее 60В, в момент касания электродом изделия напряжение падает почти до нуля, а при нормальном ее горении поддерживается в пределах 16-30В в зависимости от длины дуги и типа электрода. Дуга горит между стержнем электрода и основным металлом . Стержень электрода плавится и расплавленный металл каплями стекает в сварочную ванну. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода , образуя газовую или газошлаковую защиту дуги и сварочной ванны, которая изолирует их от воздуха. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образуется сварной шов . Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва шлаковую корку . Электроды для ручной сварки представляет собой стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень изготавливают из сварочной проволоки повышенного качества. Электроды классифицируют по назначению и виду покрытия. По назначению стальные электроды подразделяют на пять классов: для сварки углеродистых и низколегированных конструкционных сталей с бв≤600 Мпа, легированных конструкционных сталей с бв≥600Мпа, легированных жаропрочных сталей, высоколегированных сталей с особыми свойствами и для наплавки поверхностных слоев с особыми свойствами. По виду покрытия электроды делят на электроды с кислым, рутиловым, основным и целлюлозным покрытием. Основным параметром режима ручной дуговой сварки является сварочный ток (А), который выбирают в зависимости от диаметра и типа металла электрода: Iсв=kdэ, где k-опытный коэффициент,dэ-диаметр стержня электрода, мм. Рсильному разбрызгиванию и уг учная сварка удобна при выполнении коротких и криволинейных швов в любых пространственных положениях — нижнем, вертикальном, горизонтальном, потолочном, при наложении щвов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы. Производительность процесса в основном определяется сварочным током. Однако ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен, так как повышение тока сверх рекомендованного значения приводит к разогреву стержня электрода, отслаиванию покрытия, ару расплавленного металла. Ручную сварку постепенно заменяют полуавтоматической в атмосфере защитных газов.