37. Опишіть технологію електричного зварювання. Наведіть характеристику електричної дуги.

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрической дугой.

Температура электрической дуги превосходит температуры плавления всех существующих металлов. Электросварка не изменяет химического состава материала.

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

Сварочной дугой называют мощный, длительно существующий электрический разряд между находящимися под напряжением электродами в смеси газов и паров. Дуга характеризуется высокой температурой и большой плотностью тока. Сварочная дуга как потребитель энергии и источник питания дуги (сварочный трансформатор, генератор или выпрямитель) образует взаимно связанную энергетическую систему. Различают два режима работы этой системы: 1) статический, когда величины напряжения и тока в системе в течение достаточно длительного времени не изменяются; 2) переходной (динамический), когда величины напряжения и тока в системе непрерывно изменяются. Однако во всех случаях режим горения сварочной дуги определяется током (I_Д), напряжением (U_Д), величиной промежутка между электродами (так называемым дуговым промежутком) и связью между ними.

Устойчивость сварочной дуги определяется соотношением между током и напряжением.

38. Перерахуйте критерії вибору електродів та режимів зварювання.

Все параметры режима сварки можно разделить на основные и дополнительные. Основные параметры- это величина и полярность тока, диаметр электрода, напряжение на дуге, скорость сварки. Дополнительные параметры - состав и толщина покрытия электрода, положение электрода и положение изделия.

Влияние основных параметров.

Сварочный ток. Увеличение его вызывает (при одина­ковой скорости сварки) рост глубины проплавления (провара), что объясняется изменением погонной энергии (теплоты, приходящейся на единицу длины шва) и частично изменением давления, оказываемого столбом дуги на поверхность сварочной ванны

Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40—50% больше, чем постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. При сварке переменным током глубина провара на 15—20% меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности.

Напряжение определяет, главным образом, ширину шва. На глубину провара напряжение оказывает весьма незначительное влияние. Если при увеличении напря­жения скорость сварки увеличить, ширина шва уменьшится.

Сила тока в основном зависит от диаметра электро­да, а также от длины его рабочей части, состава покрытия, положения сварки. Чем больше ток, тем выше производительность, т. е. больше наплавляется металла.

Однако при чрезмерном для данного диаметра электрода токе электрод быстро нагревается выше допустимого предела, что приводит к снижению качества шва и повышенному разбрызгиванию.

Основными требованиями, предъявляемыми к электродам, являются:

- Легкость и высокая скорость образования электрической дуги (поджига);

- Обеспечение устойчивого горения сварочной дуги;

- Равномерность образование шлакового слоя на поверхности расплавленного металла;

- Возможность быстрого и легкого удаления шлакового слоя с поверхности застывшего сварочного шва;

- Обеспечение получения сварочного шва высокого качества: отсутствие раковин, пор, трещин, непроваров и других внешних и внутренних дефектов.

Конечно, на качество получаемого сварочного шва влияет множество факторов, но электроды все же играют решающее значение.

При выборе электродов в первую очередь руководствуются составом металла, из которого они изготовлены, а также их диаметром, выбираемым в зависимости от толщины соединяемых деталей.

Основными характеристиками электродов, кроме вышеназванных, являются следующие параметры:

- Величина временного сопротивления разрыву;

- Относительное удлинение, которым обладает материал электрода;

- Величина ударной вязкости;

- Угол изгиба.

Выбор электродов для выполнения сварочных работ и основные типы покрытий, которые для них используются.

Одним из основных показателей, которому соответствуют сварочные электроды, является тип покрытия или обмазки, которая на них нанесена. Существует несколько основных типов покрытий, которые используются для производства электродов:

- Кислые покрытия, обозначаемые буквой «А»;

- Рутиловые покрытия — «Р»;

- Основные покрытия — «Б»;

- Целлюлозные покрытия — «Ц»;

- Смешанные — «П».

Сварочные электроды, кроме типа покрытия, классифицируют, также по следующим параметрам:

- Тип материала, из которого изготовлены электроды;

- Диаметр электрода;

- Тип стали, для сварки которой они предназначены;

- Толщина слоя покрытия, нанесенного на электроды;

- Характер шлака, который образуется в процессе сварки и расплавлении покрытия;

- Характеристики металла шва, формируемого при сварке;

- Каким может быть пространственное положение швов, для получения которых используются электроды;

- Тип электрического тока: его род и полярность, который может использоваться для сварки.

Выбирая электроды для сварки различных марок стали, важно обеспечить сочетаемость состава их металлического сердечника с материалом свариваемых деталей или элементов различных конструкций. Для того, чтобы облегчить такой выбор, электроды выпускают и классифицируют по следующими основным типам:

- Для сварки углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей — «У»;

- Для сварки легированных конструкционных сталей — «Л»;

- Для сварки легированных теплоустойчивых сталей — «Г»;

- Для сварки высоколегированных сталей, обладающих особыми свойствами — «В».