1.6 Достоинства и недостатки

Режимы сварки с систематическими короткими замыканиями обладают рядом технологических достоинств:

а) малым выгоранием легирующих элементов;

б) малым нагревом и короблением изделия;

в) широкой возможностью управления переносом металла.

Основной областью их применения является сварка тонколистовых конструкций, толщиной до 4...6 мм, сварка в пространственных положениях отличных от нижнего, сварка корневых швов, наплавка тонких слоев металла.

Процесс сварки в СО₂ короткой дугой тонкой проволокой нашел широкое применение в промышленности благодаря ряду преимуществ по сравнению с ручной дуговой сваркой электродами с покрытиями и автоматической сваркой под флюсом. Достигнуты определенные успехи в применении его во всех пространственных положениях.

Однако процесс имеет и недостатки, которые снижают его эффективность. К таким недостаткам можно отнести следующие:

а) большая подверженность внешним возмущениям и связанная с ней нестабильность процесса (периода каплеобразования).

б) низкие регулировочные возможности, т.к. дуга горит в узком диапазоне напряжений.

в) повышенное разбрызгивание.

Анализ процесса с короткими замыканиями показывает, что основной причиной недостатков является большая подверженность механизма коротких замыканий внешним возмущениям.

Факторы влияющие на эти недостатки в основном, подразделяются на три основные группы:

а) технологические;

б)связанные с положением шва в пространстве;

в)связанные с динамическими свойствами источника питания.

Первая группа причин связана с протеканием металлургических реакций в капли и ванне, что определяется процессом ведения сварки на повышенных режимах, которые увеличивают интенсивность металлургических реакций во время пребывания капли на электроде; применением для сварки ржавой или загрязненной проволоки, либо с высоким содержанием углерода и недостаточным количеством раскислителей; при использовании для сварки покрытых ржавчиной сталей особенно кипящих. Устранение этой группы причин возможно при ведении сварки на нормальных режимах при применении чистой проволоки, либо благодаря применению в ней активированных добавок, при применении специальных антикоррозийных покрытий, либо применение электрохимической очистки поверхности проволоки от загрязнений, при очистки кромок от ржавчины, окалины и других загрязнений, при использовании в качестве защиты среды смесей газов.

Вторая группа причин, связанная с положением сварки, в основном определяется силами действующими на каплю расплавленного электродного металла при ее переносе через дуговой промежуток. Данная группа причин значительно сокращается при ведении процесса на оптимальных режимах, которые зависят от положения сварки и условий переноса электродного металла в сварочную ванну.

Устранение третьей группы причин связывают с динамическими свойствами источника питания, представляет наиболее трудоемкую задачу и связано с оптимизацией основных параметров процесса сварки, что возможно за счет улучшения динамических свойств источника питания и применение специальных стабилизирующих систем.

1.7 Вывод

1 Несоответствие между скоростями подачи электродной проволоки и ее плавления не является основной причиной коротких замыканий при сварке в углекислом газе.

2 Природа коротких замыканий заключается в росте капель, ограничиваемом только длиной дугового промежутка. При сварке в углекислом газе этот промежуток значительно меньше возможного диаметра капли.

3 Газодинамический удар - силовое воздействие дуги - при сварке с систематическими короткими замыканиями практически не вызывает разбрызгивания металла.

4 Основной причиной разбрызгивания является электрический взрыв перемычек расплавленного металла. Ограничение энергии электрического взрыва позволяет снизить разбрызгивание до 2-3 %

5 Энергия электрического взрыва накапливается на конечной стадии короткого замыкания (за 100-150 мкс до окончательного разрушения перемычки).

Из выше сказанного необходимо разработать и исследовать процесс импульсного питания при сварке в С0₂с короткими замыканиями.

Цель работы: Повышение стабильности и эффективности процесса сварки в С0₂ с короткими замыканиями.

Задачи исследований:

1. Обоснование и принципиальная разработка методов стабилизации и управления процессом сварки в С0₂ с короткими замыканиями.

2. Исследование механизма коротких замыканий и влияние на параметры режима сварки и возмущения.

3. Определение области параметров и режимов (по диаметрам, материалам, скоростям и т.д.).

Исследование влияния параметров режима на геометрию шва и его свойства.