31

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Тихоокеанский государственный университет

Факультет автоматизации и информационных технологий

КАФЕДРА

Литейного производства и технологии металлов

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

По дисциплине

Основы технологий художественной обработки материалов

Для направления 261400.62 «Технология художественной обработки материалов»

УММО разработан в соответствии с составом УМКД

УММО составил доцент Дзюба Г.С., Мостовой Н.И., Стратечук О.В.

Конспект лекций рассмотрен и утвержден на заседании кафедры.

Протокол №__7__ от «_30___» __июня__________2012 г.

Заведующий кафедрой « 2 »___июля__2012 г. Ри Хосен

Лекция 1- 2 ч.

СВАРОЧНОЕ ПРОИЗВОДСТВО

Сваркой называется технологический процесс получения неразъемных соединений различных материалов. Сварку применяют для соединения однородных и разнородных материалов (металлов) с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и т.д.), а также пластмасс.

Все основные способы сварки можно разделить на сварку плавлением и сварку давлением.

РУЧНАЯ ДУГОВАЯ СВАРКА

Электрическая сварочная дуга и ее свойства

Электрическая сварочная дуга представляет собой электрический дуговой разряд в газах при некоторых специальных условиях. Эти условия – низкие напряжения, прикладываемые к дуговому промежутку; большие плотности тока; малая длина столба дуги; горение дуги при обычном атмосферном давлении.

Р азновидности сварочных дуг:

- дуга прямого действия между угольным или графитовым электродом и металлом свариваемой детали

1. катод – неплавящийся электрод; 2. анод – заготовка; 3. присадочный пруток; 4. электрическая дуга.

Дуга стабильна только на постоянном токе прямой полярности. Дуга обратной полярности малоустойчива.

- дуга прямого действия между плавящимся стальным электродом и металлом сваривае- мой детали

1. плавящийся электрод; 2. заготовка; 3. электрическая дуга.

Дуга стабильна на голых(непокрытых) электродах только на постоянном токе; достаточно стабильна при соответствующих покрытиях(обмазках) электродов как на постоянном, так и на переменном токе.

- дуга 3-х фазная при ручной и автоматической сварке. Характеризуется повышенной устойчивостью.

1. плавящиеся электроды; 2. заготовка; 3. электрическая дуга.

- дуга косвенного действия в атмосфере водорода между двумя неплавящимися вольфрамовыми электродами. Используется только переменный ток.

1. неплавящиеся электроды; 2. заготовка; 3. электрическая дуга.

- дуга в среде защитных газов (Ar, He, CO₂, N₂, водяной пар) неплавящимися и плавящимися электродами на переменном и постоянном токе.

- дуга в воде (подводная сварка) между стальным электродом и металлом свариваемой детали. Электроды имеют специальную обмазку.

- дуга при плавящимся электроде на переменном токе повышенной частоты (300…500 Гц). Горит стабильно.

Физические и электрические свойства дуги

Для возникновения электрического разряда газовый промежуток между электродами дол­жен быть ионизирован. При соприкосновении торца электрода и свариваемого изделия выступы шероховатых поверхностей мгновенно разогреваются током до температуры плавления и испарения вследствие большого омического сопротивления контакта. После отрыва электрода от изделия разогретый торец электрода начинает испускать электроны, устремляющиеся к аноду под действием разности потенциалов между электродами. При столкновении с элементарными частицами металлов, которые в виде паров имеются в ме­жэлектродном промежутке, электроны ионизируют их. Ионизация мгновенно охватывает межэлектродный промежуток и он становится электропроводящим. В процессе горения дуги ионизация поддерживается благодаря высокой температуре.

Напряжение на дуге складывается из: Uд = Uк + Uс.д. + Uа

Зависимость напряжения дуги от величины сварочного тока называют статической вольтамперной характеристикой дуги

1
	2	3

Сварочный ток, А

При малых значениях тока в электроде характеристика дуги падающая (1); 2- жесткая;

3 - возрастающая.

1 – практически не применяется.

2 - применяется при РДС и АДС под флюсом.

3 – при большой силе тока, в среде защитных газов.

На дугу, являющуюся проводником тока, действуют различные факторы, способствующие отклонению ее от прямолинейного направления. Это отклонение получило название магнитного дутья.

Факторы, влияющие на положение дуги: сила сварочного тока; взаимодействие магнитных полей вокруг электрода и изделия; расположение токоподвода на изделии.

Магнитное дутье иногда достигает такой силы, что ведение процесса сварки становится затруднительным (при I=300…400 А).

Параметры электрической дуги

Для создания и поддержания дуги необходимо ионизировать воздушный промежуток или специально созданную газообразную атмосферу.

В дуговом разряде выбрасывание (эмиссия) электронов происходит под влиянием 2-х факторов: высокой температуры (термоэлектронная эмиссия) и напряженности электрического поля – автоэлектронная эмиссия.

1. основной металл; 2. наплавленный металл; 3. сварочная ванна; 4. электрод; 5. обмазка; 6. расплавлений металл; 7. корка шлака; 8. жидкий металл;

а – длина дуги; в – глубина сварки.

Устойчивое горение дуги, необходимое для высокого качества сварки, достигается при длине дуги 3…5 мм.

Тепловая и световая энергия дуги выделяется неравномерно:

- на аноде выделяется примерно 40 % всего тепла;

- на катоде около 35 %;

- в столбе дуги примерно 25 %.

Температура столба дуги зависит от материала электродов:

- угольные электроды: на катоде около 3200 С , на аноде 3900 С ;

- металлические электроды: катод 2400 С , анод 2600 С ;

- в центре дуги температура достигает 6000…7000 С.

При электродуговой сварке на нагревание и расплавление металла используется