ММК Спецтехнология ЛА 2013

Рисунок 10.10. Схема полуавтоматической аргоно-дуговой сварки плавящимся электродом

При сварке плавящимся электродом применяется проволока диаметром до 2,5 мм, что дает возможность получить большую силу тока и варить большие толщины.

При гелиево-дуговой сварке (в качестве защитного газа используется гелий) дуга обладает более высокой тепловой мощностью по сравнению со сваркой в аргоне. Применяется при сварке ТНА, газогенераторов, коллекторов.

Недостатками гелиево-дуговой сварки являются большой расход гелия (по сравнению с аргоном на 30... 50%); его высокая стоимость, а также необходимость соблюдения особых мер безопасности из-за больших рабочих напряжений в дуге (Uраб ).

Импульсно-дуговая сварка. Технологические возможности дуговой сварки в защитной среде инертных газов значительно расширяются, если применять в качестве источника тепла импульсную (пульсирующую) дугу. Смысл применения импульсной дуги заключается в концентрации во времени теплового и силового воздействия на основной и электродный металл с целью регулирования технологических характеристик процесса сварки. При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена для регулирования процесса проплавления основного металла и формирования шва, при сварке плавящимся электродом — для регулирования процесса расплавления и переноса электродного металла.

При сварке вольфрамовым (неплавящимся) электродом дуга пульсирует с постоянным заданным соотношением импульса и паузы. Сплошной шов получается расплавлением отдельных точек с определенным перекрытием (рис. 10.11).

Рисунок 10.11. Схема импульсно-дуговой сварки неплавящимся электродом:

Iсв - ток сварки; tи—длительность импульса; t п— длительность паузы: S—шаг точек

Технологические преимущества импульсной дуги в наибольшей степени проявляются при сварке тонколистовых материалов. Когда шов формируется расплавлением отдельных точек, сварочная ванна имеет форму, близкую к кругу, сила поверхностного натяжения достигает максимальной величины. При этом каждая застывшая точка является жесткой связью при расплавлении и остывании последующей точки. Поэтому при импульсно-дуговой сварке неплавящимся электродом дефекты формирования шва — провисание и подрезы — практически отсутствуют.

В производстве ДЛА импульсно-дуговая сварка неплавящимся электродом используется при изготовлении трубопроводов, сильфонов, стенок камер сгорания.

При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом на основной сварочный ток непрерывно горящей дуги накладываются кратковременные импульсы тока, под воздействием которых происходит ускорение плавления конца электрода, формирование и отрыв капель металла (рис. 10.12).

Рисунок 10.12. Схема импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом: Iи —ток импульса; Iп —ток паузы;

t и — длительность импульса; t п— длительность паузы

Для импульсно-дуговой сварки плавящимся электродом характерны высокая стабильность процесса, мелкокапельный перенос металла при незначительном разбрызгивании, расширенный диапазон рабочих токов, простота процесса. Этот способ применяется при сварке агрегатов подачи.

В ряде случаев в качестве защитного газа используется углекислый газ СO2

При сварке в углекислом газе голая электродная проволока с d=0,5...2 мм подается с постоянной скоростью в зону сварки и одновременно омывается углекислым газом, который защищает плавящийся электрод и направляемый металл от действия окружающего воздуха. Окислительное действие углекислого газа компенсируется содержанием в проволоке раскислителей (Mn, Si и др.).

Сварка производится при обратной полярности («+» на плавящемся электроде).

В производстве ДЛА сварка плавящимся электродом в среде углекислого газа применяется для соединения кронштейнов и других крепежных элементов.

Электронно-лучевая сварка (ЭЛС) характеризуется минимальным взаимодействием сварочной ванны с газами воздуха, большой глубиной провара (отношение глубины провара к ширине шва 15:25)

При ЭЛС источником тепла является сфокусированный на изделии электронный пучок (луч). Кинетическая энергия электронов луча при столкновении их со свариваемыми деталями превращается в тепловую; 1...3% кинетической энергии превращается в рентгеновское (тормозное) излучение.

Источником электронов при электронно-лучевой сварке является электронная пушка (рис. 10.13). Накаливаемый катод из вольфрама или тантала испускает электроны. Изменяя накал катода, можно изменять силу тока электронного луча, а следовательно, его мощность. Электроны ускоряются в электрическом поле. При этом концентрация энергии на свариваемом участке изделия достигает нескольких десятков кВт на мм2, которая достаточна для сварки самых тугоплавких металлов (W, Та, Мо и др.).

Рисунок 10.13. Схема электроннолучевой пушки

Электронно-лучевая сварка камеры сгорания (рис. 10.14) производится в вакууме с остаточным давлением 55-10 -3... 10-3 Н/м2. При вакууме 10-7 Н/м2 содержание газов составляет около 0,00002%, т. е.

обеспечивается надежная защита свариваемого металла от взаимодействия с O2, N 2, Н 2 и др., что используется при сварке тугоплавких активных металлов (W, Мо, Nb, Та, Zr и др.).

Высокая концентрация тепла обеспечивает малую зону термического влияния, уменьшение деформаций и остаточных напряжений. Электронно-лучевая сварка широко применяется при изготовлении камер сгорания, агрегатов подачи, узлов автоматики. Сварка выполняется на установках типа ЭЛУ и СУЭЛС.