- •Конспект лекций по курсу Металловедение и сварка Для специальности
- •Введение
- •1. Основы металловедения
- •1.1. Общие представления о строении металлов
- •1.1.1. Общие сведения
- •1.1.2. Понятие о плавлении и кристаллизации металлов и сплавов
- •1.1.3. Строение слитка
- •1.2. Структурное строение металлов
- •1.3. Полиморфизм (аллотропия)
- •1.4. Реальное строение металлов
- •1.4.1.Точечные дефекты
- •1.4.2. Линейные дефекты
- •1.5 Диаграмма прочность – плотность дефектов
- •1.6 Строение сплавов
- •1.7 Твердые растворы
- •1.8 Химические соединения
- •1.9 Механические смеси
- •1.10 Правило фаз (закон Гиббса)
- •1.11 Правило обрезков или правило рычага
- •1.12 Диаграмма состояния 1-го рода для сплавов, образующих механические смеси из чистых компонентов
- •1.13 Диаграмма состояния 2-го рода для сплавов с полной растворимостью компонентов в твердом и жидком состоянии
- •1.14 Диаграмма состояния 3 рода для сплавов с ограниченной растворимостью в твердом состоянии
- •1.15 Диаграмма состояния 4 рода сплавов образующих химические соединения
- •1.16 Диаграммы состояния системы с наличием полиморфного превращения
- •1.17 Связь между типом диаграммы состояния и свойствами сплавов
- •2. Железо и его соединение с углеродом
- •2.1 Диаграмма состояния Fe – цементит (метастабильная)
- •2.2 Классификация сталей
- •3 Физико-механические свойства материалов
- •3.1 Общие сведения
- •3.2 Определение механических свойств при растяжении
- •3.3 Ударная вязкость
- •3.4 Твердость материалов
- •3.4.1 Статические методы определения твердости
- •3.4.2 Динамические методы определения твердости
- •4. Сварка
- •4.1 Классификация способов сварки
- •4.2 Сварные соединения
- •4.2.1 Основные типы сварных соединений
- •4.2.2 Условные изображения и обозначения швов сварных соединений
- •4.3 Расчет сварных соединений на прочность
- •4.4 Понятие о свариваемости
- •4.5 Сварочные материалы
- •4.5.1 Проволока стальная сварочная
- •4.5.2 Порошковая проволока
- •4.5.3 Стальные покрытые электроды
- •4.54 Сварочные флюсы
- •4.5.5 Газы для сварки
- •4.5.6 Сварочные материалы для сварки арматурных и закладных изделий
- •4.6 Источники питания сварочной дуги
- •4.6.1 Свойства электрической сварочной дуги
- •4.6.2 Электрические характеристики источников питания
- •4.6.4 Требования к источникам питания
- •4.6.5 Классификация источников питания
- •4.6.6 Обозначение источников питания
- •4.6.7 Сварочные трансформаторы
- •4.6.3 Регулирование силы сварочного тока в трансформаторе
- •4.6.8 Сварочные генераторы
- •4.6.9 Сварочные выпрямители
- •4.6.10 Классификация сварочных полуавтоматов
- •4.6.12 Конструктивные особенности основных узлов сварочных полуавтоматов
- •4.6.13 Инструменты и приспособления сварщика
- •4.6.14 Обслуживание сварочного оборудования
- •5. Контроль сварных соединений
- •5.1 Дефекты сварных соединений
- •5.2 Методы контроля сварных швов
- •5.2.1 Внешний осмотр и измерения
- •5.2.2 Контроль аммиаком
- •5.2.3 Капиллярная дефектоскопия
- •5.2.4 Радиационная дефектоскопия
- •5.2.5 Ультразвуковой метод контроля
- •5.2.6 Магнитный метод дефектоскопии
- •5.2.7 Магнитографический метод контроля
- •5.2.8 Контроль плотности соединений
- •5.2.9 Методы контроля с разрушением сварных соединений
- •5.3 Устранение дефектов сварки
- •5.4 Последствия дефектов сварки
- •Литература
- •Приложение а – Выбор электродов
- •Приложение б – Выбор проволоки при сварке закладных изделий
- •Приложение в – Выбор проволоки для монтажных соединений
4.6.4 Требования к источникам питания
Напряжение холостого хода (при разомкнутой сварочной цепи) должно быть в 2 – 3 раза выше напряжения горения дуги, что необходимо для ее легкого возбуждения. В то же время напряжение на зажимах источника при нормальных условиях работы сварщика, т. е. при соблюдении им всех правил техники безопасности, должно быть для него безопасным. Обычно это напряжение равно 50 – 70 В. Максимальное напряжение холостого хода установлено: для источников переменного тока – 80 В; для источников постоянного тока – 90 В.
Величина тока короткого замыкания (в источниках с падающей характеристикой) должна быть ограничена, а именно Iкз = (1,1 – 1,5)Iсв. В отдельных случаях требуется, чтобы ток короткого замыкания был вдвое больше сварочного. Если величина тока короткого замыкания будет чрезмерна, то это вызовет перегрев электрода, особенно его покрытия, а также перегрев источника и его повреждение.
При изменении напряжения на дуге сварочный ток не должен существенно изменяться. В противном случае небольшие изменения длины дуги в процессе сварки (напряжение на дуге зависит от ее длины) привели бы к нарушению режима.
Источник питания должен иметь устройство для регулирования сварочного тока. В источниках питания для механизированной сварки в защитных газах режим регулируется изменением напряжения.
4.6.5 Классификация источников питания
Источники питания сварочной дуги классифицируют по следующим признакам:
по роду тока – на источники переменного (сварочные трансформаторы) и постоянного (преобразователи, агрегаты и выпрямители) тока;
по внешней характеристике – на источники с крутопадающими, пологопадающими, жесткими, возрастающими и смешанными вольт-амперными характеристиками;
по числу одновременно питаемых постов – на однопостовые и многопостовые;
по характеру привода – на источники с электрическим приводом и независимым (от двигателя внутреннего сгорания) приводом;
по особенности горения дуги – на источники для сварки свободно горящей дугой и сжатой;
по способу установки и монтажа – на стационарные и передвижные;
по принципу действия и конструктивному оформлению – на сварочные трансформаторы с нормальным магнитным рассеянием (с отдельной реактивной обмоткой на общем магнитопроводе), увеличенным магнитным рассеянием (с подвижным магнитным шунтом и подвижными обмотками); сварочные выпрямители с кремниевыми или селеновыми вентилями; преобразователи с независимой намагничивающей и последовательной размагничивающей обмотками, расщепленными полюсами; агрегаты-генераторы с двигателями внутреннего сгорания (бензиновые карбюраторного типа и дизели);
по назначению – на источники питания для ручной дуговой сварки, автоматической и механизированной сварки под флюсом, сварки в защитных газах, плазменной сварки и резки, электрошлаковой сварки, а также источники питания специального назначения (для трехфазной сварки, многодуговой).
Сварочные трансформаторы, благодаря своим технико-экономическим показателям, имеют преимущества по сравнению с источниками постоянного тока. Они проще в эксплуатации, долговечнее, обладают более высоким КПД.
Источники постоянного тока предпочтительнее в технологическом отношении: при их применении повышается устойчивость горения дуги, улучшаются условия сварки в различных пространственных положениях и т. д.