5.1 Термическая сварка

5.1.1 Электродуговая сварка

Свойства электрической дуги.Электродуговая сварка- наиболее распространенный способ соединения металлических деталей, при котором источником тепла является электрическая дуга.

Электрическая дуга представляет собой непрерывный поток электронов и ионов, образующихся между двумя электродами в той или иной сфере.

Для создания и поддержания дуги необходимо использовать воздух или газ в дуговом промежутке. Эта ионизация обеспечивается электронами, вылетающими с поверхности отрицательно заряженного электрода. Эти электроны сталкиваются с атомами или молекулами газообразных веществ, находящихся в пространстве между электродами и ионизируют их.

Эмиссия электронов с катода происходит под действием двух факторов: высокой температуры (электронная эмиссия) и напряженности электрического поля (автоэмиссия).

Температура электронной дуги зависит от материала электродов:

при угольных электродах на катоде она составляет около 3200°С, - на аноде 3900°С; при металлических электродах соответственно 2400°С - и 3600°С. В центре дуги по ее оси температура достигает 6000-7000°С. Дуга возникает при пропускании тока между металлическим электродом и основным материалом.

В практике применяют два способа дуговой электросварки: сварка неплавящимся электродом и сварка плавящимся металлическим электродом.

При первом способе, сварка обычно производится угольным или вольфрамовым электродом. Сварка осуществляется постоянным током.

Второй способ сварки, сварка производится плавящимся электродом.

Различают три вида сварочной дуги - закрытую, защищенную и открытую.

Ручная дуговая сварка

Ручную дуговую сварку выполняют сварочными электродами, которые подают в дугу и перемещают вдоль заготовки.

Электроды для ручной сварки - представляют собой проволочные стержни с нанесенными на них покрытиями. Стержень электрода изготавливается из специальной сварочной проволоки повышенного качества. Все марки сварочной поволоки в зависимости от состава разделяют на три группы: углеродистую (Св - 0,8; Св - 10 ГС и др.), легированную (Св-18ХМА; Св-10Х5М и др.) и высоколегированную (Св-0,6Х19Н10М5Т; Св-07Х25Н13 и др.). Сварочную проволоку используют как для изготовления стержней покрытых электродов, так и при автоматической дуговой сварке под флюсом, и как присадочный материал. Ручная аргонодуговая сварка - малопроизводительна и может выполняться только сварщиком высокой квалификации.

Автоматическая дуговая сварка

Процесс отличается от ручной сварки покрытыми электродами следующим: сварку ведут непокрытой электродной проволокой, дугу и сварную ванну защищают флюсом, подача и перемещение электродной проволоки механизированы. Автоматизированы процессы зажигания дуги и заварка кратера в конце шва.

5.1.2 Сварка в среде защитных газов

Сущность процесса. В зону действия сварочной дуги подается непрерывно с помощью специальной сварочной горелки защитный газ, надежно защищающий металл сварочной ванны и остывающий металл шва.

В качестве защитных газов в нашей стране наиболее широкое применение имеют инертные газы - аргон, гелий (иногда их смесь) и активный газ - углекислый газ (СО₂).

Аргонодуговая сварка

Этим способом можно сваривать неплавящимся вольфрамовым электродом без присадки и с присадкой и плавящимися электродами вручную, полуавтоматическим и автоматическими методами. В качестве присадочного материала и плавящегося электрода применяют в большинстве случаев проволоку (d=0,5-3 мм) по химическому составу близкую к составу свариваемого материала.

Сварку неплавящимся электродом применяют, как правило, при соединении металла толщиной 0,1-6 мм, плавящимся электродом -от 2мм и более.

Аргонодуговую сварку осуществляют способами:

• ручной сваркой неплавящимся (вольфрамовым) электродом,

• полуавтоматической и автоматической сваркой неплавящимся электродом,

• полуавтоматической и автоматической сваркой плавящимся электродом.