2. Определение основных параметров процесса дуговой сварки (наплавки)

2.1. Общие положения

Основные параметры процесса дуговой сварки (наплавки) определяют геометрические размеры сварных швов (наплавок) и их свойства, поэтому правильное определение параметров процесса непосредственно связано с обеспечением высокого качества и надежности изделий.

Основные параметры процесса электродуговой (или газо­электрической) сварки (наплавки) можно разделить на две группы:

I. Параметры, определяемые независимо от способа сварки (наплавки): род (постоянный, переменный) и полярность (прямая, обратная) тока, сила сварочного тока 1_св, напряжение на дуге Uд.

24

2. Специфические параметры для определенных способов сварки (наплавки): скорость сварки V_cв , скорость подачи электродной проволоки V_пp, количество флюса или защитного газа, вылет электрода и целый ряд других параметров.

При определении основных параметров различных процессов сварки и наплавки рекомендуется пользоваться схемами приведенными на рис. 2.1—2.4 (см. стр. 26 и 27).

2.2. Определение рода тока и его полярности

Технологические свойства дуги в значительной мере опрe -деляются родом и полярностью сварочного тока.

Сварочный ток применяется двух родов: переменный и по -стоянный.

Понятие полярности тока относится только к постоянному току, так как при переменном токе полярность изменяется с частотой 50 Гц.

Полярность бывает: прямая — когда «минус» источника постоянного тока подключен к электроду (катоду), а «плюс» к изделию (аноду), и обратная, когда «плюс» -— на элек­ троде.

При прямой полярности па изделии выделяется до 70% теплоты дуги, что обеспечивает глубокое проплавленне свариваемого металла. При обратной полярности напряжение дуги выше, чем при прямой. При этом на аноде (электроде) выделяется большое количество энергии, что приводит к значительному его разогреву и увеличению скорости плавления. При использовании переменного тока количество теплоты, выделяющееся на электроде ai изделии примерно одннаковое.

Род и полярность тока оказывают значительное влияние на форму и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги, и скоростью плавления электрода. При сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавления на 40—50%, а на переменном на 15—20% меньше, чем на постоянном обратной полярности. Поэтому швы, в которых требуется небольшое количество электродного металла и большая глубина проплавления (стыковые и угловые без разделки кромок) целесообразно выполнять на постоянном токе обратной полярности.

Род и полярность тока имеют существенное значение при сварке в инертных газах алюминия, титана и сплавов на их основе, а также жаропрочных сталей к ряда цветных метал-

25

26

27

лов. В частности, при сварке алюминиевых сплавов рекомен­дуется применение переменного или постоянного тока обрат­ной полярности, так как препятствующая сварке окисная пленка Аl₂О₃ разрушается вследствие действия эффекта ка­тодного распыления, при бомбардировке катода ионами ар­гона.

Сварка на переменном токе отличается меньшей устойчи­востью горения дуги по сравнению со сваркой на постоянном токе. Однако сварка на переменном токе более экономична. Поэтому, если возможно применение как переменного, так и постоянного тока, обычно отдается предпочтение сварке на переменном токе.

Вопрос о том, какую полярность выбрать при сварке на постоянном токе, решается в каждом случае отдельно. При этом следует меть в виду, что в некоторых случаях (в зави­симости от марки флюса, рода защитного газа и марки элек­тродной проволоки) глубина проплавления, ширина шва, про­изводительность процесса и устойчивость горения дуги в зна­чительной мере зависят от полярности (табл. 2.2).

Горячую сварку серого чугуна ведут электродами ОМЧ-1 на постоянном токе прямой полярности. В заводской марки­ровке ставится цифра, обозначающая рекомендуемый. род тока и полярность. Цифра «ноль» в маркировке означает ис­пользование постоянного тока обратной полярности [1, т. 2, с. 37—38].

Сварка и особенно наплавка в среде защитных газов обыч­но ведется с использованием постоянного тока обратной по­лярности, что уменьшает разбрызгивание, повышает устой­чивость горения дуги и способствует лучшему формированию металла шва.

Газоэлектрическая сварка алюминиевых сплавов произво­дится с использованием неплавящегося вольфрамового элек­трода на переменном токе и плавящимся электродом на по­стоянном токе. •

2.3. Определение параметров режима сварочного процесса