3. Забруднення металу шва. Методи боротьби із забрудненнями.

Білет №12

1. Зварювальна дуга та її будова.

Залежно від способу підведення зварювального струму, роду струму та інніих ознак розрізняють такі види зварювальної дуги:

– дуга прямої дії (рис. 3.1, а) горить між електродом і основним металом;

– дуга непрямої дії (рис. 3.1, б) горить між двома електродами, а основний метал не увімкнений в електричне коло;

– трифазна дуга (рис. 3.1, б) горить між двома плавкими електродами і основним металом;

– стиснена дуга (рис. 3.1, г) горить між електродами і стиснена газом (плазмова дуга).

Рис. 3.1. Види зварювальної дуги:

а — прямої дії; б — непрямої дії; в — трифазна; г — стиснена

Зварювальна дуга — це ділянка електричного кола, на якій проходить спад напруги і яка поділяється на три області: катодну та анодну плями й стовп дуги (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Будова електричної дуги і розподіл напруги на її областях:1 — катодна пляма; 2 — стовп дуги; З — анодна пляма

Катодна пляма є джерелом електронів. Температура її досягає 2400~2600°С (для сталевих електродів). У катодній плямі виділяється близько 38% загальної кількості тепла, а спад напруги (UK) пов'язаний з витратами на емісію та розгін електронів і становить 12-17 В.

Стовп дуги є провідником електричного струму, де утворюються вторинні електрони та іони. Стовп дуги нейтральний. У ньому одночасно знаходиться однакова кількість заряджених частинок протилежних знаків. Процес з'єднання позитивних іонів з електронами й утворення нейтральних атомів називається рекомбінацією. У стовпі дуги виділяється близько 20% її загального тепла, а спад напруги (Uс) зростає при збільшенні довжини дуги (Lд) і становить 2-12 В. Температура стовпа дуги залежить від сили зварювального струму і досягає 6000-8000Х. Температура краплі металу на кінці електрода дорівнює 2150°С, а при перельоті через стовп дуги — 2350°С. Середня температура зварювальної ванни становить 1770°С.

Анодна пляма є місцем входу електронів і має температуру 2400-2600°С, але в результаті бомбардування електронами на ній виділяється більше тепла (42%), ніж на катодній плямі. Спад напруги на анодній плямі (Ua) пов'язаний з витратами енергії на бомбардування анода електронами й дорівнює 2-11 В. Поверхня анодної плями під впливом сильного бомбардування має увігнуту форму, яку називають кратером

Загальний спад напруги на дузі вираховують за формулою:

Ua = UK+Uc+ Ua = 16÷40 В.

2. Зовнішні дефекти, їх причини і способи усунення.

Деякі зовнішні дефекти часто підлягають як поверхневі нещільності швів (особливо характерно для внутрішніх дефектів). До них відносяться підрізи, незаварені кратери, горбистість, пропали, свищі тощо.

Підрізи — дефекти зварного з'єднання, місцеве зменшення товщини основного металу у вигляді канавок, які розташовуються вздовж межі зварного шва (рис 22.4 я). Підрізи відносять до зварних дефектів, які дуже часто зустрічаються при зварюванні кутових швів з високою напругою дуги і у випадку неточного ведення електрода. Одна з кромок проплавляється глибше, метал стікає на горизонтально розташовану деталь і його не вистачає для заповнення канавки.

У стикових швах підрізи утворюються рідше. Часто при підвищеній напрузі дуги і великій швидкості зварювання утворюються двобічні підрізи. Такі підрізи утворюються й у випадку збільшення кута розробки при автоматичному зварюванні.

Однобічні підрізи можуть спричинювати зміщення електрода з осі стику і неправильне ведення електрода, особливо при зварюванні горизонтальних швів на вертикальній площині.

Напливи — дефекти зварного з'єднання, які утворюються при натіканні металу шва на основний метал, але з ним не сплавляється (рис. 22.4 б). Напливи можуть утворитися через недостатність напруги дуги, наявності на зварних кромках товстого шару окалини, лишньої кількості присадкового матеріалу. В кільцевих поворотних стикових швах поява напливів викликається неправильним розташуванням електрода відносно зеніту. Напливи можуть мати невелику довжину або бути протяжними.

Пропали — дефекти зварювання, які проявляються витіканням металу зварної ванни через отвір у шві з утворенням у ньому порожнини (рис. 22.5).

Причиною виникнення пропаду може бути велика сила зварювального струму, збільшення зазору між кромками, недостатня товщина підкладної стрічки або її нещільне прилягання. При зварюванні поворотних кільцевих швів появі пропалів сприяє зміщення електрода від зеніту у бік обертання виробу. Це викликає стікання рідкого металу з-під кінця електрода; виникає більш активна пропалююча дія дуги. Дефектні місця повинні бути видалені й заварені заново.

Кратери — дефекти зварних швів у вигляді заглиблень, які залишаються в місцях обриву дуги (рис. 22.6).

Усадочні крихкості в кратерах часто є причиною утворення тріщин. Тому дефектні місця повинні бути зачищені та заварені. У випадках механізованих видів зварювання застосовують вивідні планки, на яких закінчують шви. Потім планки з кінцями швів і кратерами на них видаляють. В електричних схемах автоматів передбачають такі елементи, які забезпечують можливість автоматичного заварювання кратера.

Свищі — дефекти у вигляді порожнин у зварних швах, які виходять на їх поверхню (рис. 22.7).

Свищі, як правило, розвиваються з канальних пop. Значна кількість поверхневих дефектів сигналізує також про наявність внутрішніх дефектів.