№ 1 Сущность и классификация видов сварки
Сваркой называется процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми частями при их нагревании и/или пластическом деформировании (ГОСТ 2601-84).
Это определение относится к металлам, неметаллическим материалам (стеклу, пластмассе, керамике и т.д.) и к их сочетаниям.
По ГОСТ 19521-74 предусматривается три класса сварки:
Термический.
Термомеханический.
Механический.
Эти классы определяют конкретные виды сварки. В настоящее время различают два вида сварки:
Сварка плавлением.
Сварка давлением.
Первый вид сварки относится к термическому классу. Второй вид сварки реализуется для термомеханического и механического классов.
Сварка плавлением
Сущность сварки плавлением состоит в том, что образующийся от нагрева посторонним источником жидкий металл одной оплавленной кромки самостоятельно соединяется (перемешивается) с жидким металлом второй оплавленной кромки. Создается общий объем жидкого металла, после охлаждения которого образуется металл шва.
Общий объем жидкого металла называется сварочной ванной.
При сварке плавлением сварной шов может образовываться:
только за счет переправления металла по кромкам свариваемых деталей;
за счет внесения в сварочную ванну, кроме переплавленного металла кромок, присадочного метала извне.
Зона вблизи границы оплавленной кромки свариваемого металла и шва называется зоной сплавления.
Источниками нагрева при сварке плавлением могут быть:
электрическая дуга;
газовое пламя;
химическая реакция с выделением теплоты;
расплавленный шлак;
плазма;
энергия электронного излучения;
энергия лазерного излучения.
Сварка давлением
Сущность сварки давлением состоит в пластическом деформировании металла по кромкам свариваемых частей. Пластическое деформирование достигается статической или ударной нагрузкой. Благодаря деформации, металл по кромкам подвергается трению между собой, что и приводит к установлению межатомных связей между соединяемыми частями.
Сварка давлением может выполняться без подогрева металла (механический класс сварки) или с местным нагревом (термомеханический класс сварки).
Зона, где образовались межатомные связи соединяемых деталей при сварке давлением, называется зоной соединення.
Источниками пластической деформации при сварке давлением могут быть:
взрыв;
ультразвук;
магнитный импульс.
Источником теплоты при выполнении сварки давлением с подогревом свариваемых деталей, могут служить:
печь;
химическая реакция с выделением теплоты;
электрический ток.
№ 2 Классификация сварных соединений
Сварным соединением называется неразъемное соединение двух деталей, выполненное сваркой. Сварные соединения могут быть стыковыми, угловыми, тавровыми, нахлесточными и торцевыми.
Стыковым называется соединение деталей, расположенных на одной плоскости или на одной поверхности. Условные обозначения по стандарту С1-С48.
Достоинства:
широкий диапазон толщин свариваемых деталей;
наименьший расход электродного металла на образование соединения;
надежность и удобство контроля качества соединения.
Недостатки:
необходимость точной сборки деталей под сварку;
сложность обработки кромок под сварку профильного металла (уголки,
швеллеры, тавры, двутавры).
Поэтому стыковое соединение получило наибольшее распространение в сварных соединениях.
Угловым называется соединение деталей, расположенных под углом и сваренных в месте примыкания их краев. Условные обозначения У 1-УЮ.
Тавровым называется соединение деталей, при котором торец одной детали примыкает под углом и приварен к боковой поверхности другой детали. Условные обозначения Т1-Т8.
Торцевым называется соединение двух деталей, в котором их боковые поверхности примыкают друг к другу, и свариваются в торце. Условного обозначения по стандарту не имеют.
Нахлёсточным называется соединение деталей, в котором свариваемые детали располагаются параллельно и частично перекрывают друг друга. Условные обозначения Н1-Н9. Достоинства:
отсутствие скоса кромок под сварку;
простота сборки соединения (возможность подгонки размеров за счет величины нахлестки).
Недостатки:
повышенный расход основного металла на перекрытие в соединении (величина нахлестки должна быть не менее трех толщин тонкой детали; максимальная толщина всего соединения - не более 60мм);
распределение силового потока в соединении является нелинейным, поэтому оно хуже работает при переменных или динамических нагрузках, чем стыковое;
возможность проникновения влаги в щель между перекрываемыми листами, что вызывает коррозию сварного соединения;
сложность определения дефектов сварки.
При большой толщине свариваемых деталей в стыковых, угловых и тавровых соединениях на скрепляемых сваркой кромках выполняют разделку, которая обеспечивает возможность полного проплавления кромок, т.е. полного проплавления метала на всю его толщину.
№ 3 Классификация сварных швов
Сварной шов - это участок сварного соединения, который образуется в результате кристаллизации расплавленного металла при сварке плавлением или в результате пластической деформации при сварке давлением или при сочетании кристаллизации и деформации при сварке давлением или при сочетании кристаллизации и деформации.
В зависимости от типов сварных соединений различают стыковые и угловые сварные швы. Стыковые швы выполняются при сварке стыковых соединений, угловые швы - при сварке угловых тавровых и нахлесточных соединений.
В настоящее время во всем мире введена единая классификация сварных швов. Сварные швы классифицируются:
а) По форме наружной поверхности:
Нормальные (стандартные, плоски).
Выпуклые (усиленные).
Вогнутые (ослабленные).
Выпуклые швы лучше работаю при статических нагрузках, но не экономичны из-за большого расхода электродного металла.
Нормальные и вогнутые швы лучше работают при динамических и знакопеременных нагрузках, так как в них нет резкого перехода от основного металла к металлу шва (так называемых концентраторов напряжений).
Величина выпуклости и вогнутости определяется стандартами в зависимости от свариваемого металла или марки стали. Для углеродистой стали допускается выпуклость шва при сварке в нижнем положении до 2мм, в остальных положениях - не более Змм.
Вогнутость допускается во всех случаях не более Змм. Вогнутыми выполняются, как правило, угловые швы.
б) По конфигурации в пространстве:
Прямолинейные.
Криволинейные (фасонные).
Круговые (пример - сварка трубы с фланцем).
Кольцевые (пример - сварка плавлением двух труб встык).
в) По назначению:
Рабочие - швы, которые воспринимают все эксплуатационные нагрузки.
Связующие (прихваточные) - швы, которые нужны только для фиксации деталей в нужном для сварки положении и не рассчитаны на восприятие внешних нагрузок.
Подварочные - швы, которые накладываются с обратной стороны разделки перед ее заполнением основным швом.
г) По числу слоев:
Однослойные.
Многослойные.
Слой - это часть металла сварного шва, которая состоит из одного или нескольких валиков, располагающихся на одном уровне поперечного сечения шва.
Валик - это металл шва, наплавленный или переплавленный за один проход дуги.
д) По протяженности:
Непрерывные (сварной шов без промежутков по длине).
Прерывистые (шов имеет промежутки по длине).
Двухсторонние прерывистые швы называют цепными, если заваренные участки с
обеих сторон расположены друг протии друга, и шахматными, если заваренные участки с одной стороны расположены против промежутков между заваренными участками другой стороны.
Короткие прерывистые швы, накладываемые при сборе деталей для фиксации их перед сваркой, называются прихваточными. Листовые детали нахлесточных соединений иногда сваривают отдельными точками по высверленным в верхнем листе отверстиям (при малой толщине верхнего листа отверстия в нем проплавляются). Эти швы называются точечными или электрозаклепочными.
е) По отношению к направлению действующих усилий:
Продольные (фланговые).
Поперечные (лобовые).
Косые.
Комбинированные.
При продольных швах их ось располагается параллельно направлению действующих усилий, при поперечных - перпендикулярно, при косых - под каким-нибудь углом.
ж) По положению в пространстве.
Основные пространственные положения сварки определяет ГОСТ 1.1969-79. В соответствии с этим ГОСТЬ по положению в пространстве принято различать следующие швы:
Нижние - Н.
Полувертикальные - Пв.
Вертикальные - В.
Полупотолочные - Пп.
Потолочные - П.
Горизонтальные - Г.
Полугоризонтальные - Пг.
«В лодочку» - Л.
Горизонтальные и полугоризонтальные швы выполняются на вертикальной плоскости. «В лодочку» свариваются только угловые швы.
Сварка в нижнем положении наиболее удобна и легко поддается механизации. Наиболее труден потолочный шов, выполнение которого требует специальных навыков. Выполнение горизонтальных и вертикальных швов несколько труднее, чем нижних, но легче потолочных. Потолочные, вертикальные и горизонтальные швы приходится обычно выполнять при изготовлении и, особенно, при монтаже крупногабаритных конструкций. Значительно реже они применяются в заводских условиях, где с помощью специальных приспособлений и оборудования удается почти полностью сваривать конструкцию только в нижнем положении.
При сварке угловых швов тавровых нахлесточных и угловых соединений лучшее формирование шва обеспечивается при его положении «в лодочку».
№4 Условное обозначение сварных швов на чертежах
Согласно Единой системе конструкторской документации (ЕСКД) изображения и обозначения швов сварных соединений на чертежах изделий должны соответствовать ГОСТ 2312-72 «Изображение швов сварных соединений».
Независимо от вида сварки условно изображают видимый шов сплошной линией, невидимый - пунктирной. Когда на чертеже боковая линия детали совпадает с линией шва, то границы шва указываются полужирной линией. Обозначение шва на чертеже отмечается выноской, состоящей из наклонной линии с односторонней стрелкой на месте шва и полки (горизонтальной линии). Характеристика шва проставляется для видимого шва - над полкой, для невидимого шва - под полкой.
Характеристика сварного шва в соответствии с ГОСТ 2312-72 состоит из следующих из следующих элементов:
Обозначение стандарта на типы и конструктивные элементы швов сварных соединений.
Буквенно-цифрового обозначения шва, принятого в стандарте.
Условного обозначения вида сварки, принятого в стандарте (иногда не указывается).
Знака профиля шва и размера его катета (только для швов угловых, тавровых и нахлесточных соединений).
Размера длины провариваемого участка (для прерывистого шва), шага и знака, обозначающего цепной или шахматный шов.
Вспомогательные знаки.
Условные обозначения от 1 до 5 отделяются друг от друга значком «дефис», условное последнее обозначение (вспомогательные значки) значком «дефис» не отделяется.
Условные обозначения способа сварки необходимо проставлять на чертеже только в случае применения в данном изделии нескольких видов сварки. При использовании только одного вида сварки это обозначение опускается. Например, У - дуговая сварка в углекислом газе, Ф - дуговая сварка под флюсом, Г - газовая сварка и др. Ручная дуговая сварка условного обозначения не имеет.
Иногда перед обозначением способа сварки указывают степень механизации процесса сварки (если применяют различную степень механизации). Например, Р - ручная дуговая сварка (штучным электродом), П - механизированная (полуавтоматическая), А - автоматизированная (автоматическая).
№ 5 Конструктивные элементы сварных соединений
К конструктивным элементам сварных соединений относятся:
Геометрические параметры сварных швов.
Форма подготовки кромок свариваемого металла.
Сборка деталей под сварку.
К основным геометрическим параметрам сварного шва в соответствии с ГОСТ 2601-84 относятся:
толщина свариваемого металла - S.
ширина шва - е.
выпуклость шва - q.
глубина провара (проплавления) - h.
толщина шва (q+h) -1
зазор - Ь.
катет углового шва - К.
расчетная высота углового шва - р.
толщина углового шва - а.
Соотношения геометрических параметров используются для визуальной оценки
качества соединения. Основными коэффициентами при этом являются:
£
Коэффициент формы шва - Kn = t
е_
Коэффициент выпуклости шва - Ку = ^
Конструктивные элементы сварного соединения определяют форму кромок металла и сборку соединения.
Зазор (Ь) - в зависимости от толщины свариваемого металла составляет 1 ...4мм. При сварке плавящимся электродом зазор обычно составляет 0...5мм. Чем больше зазор, тем больше вероятность качественного проплавления корня шва.
Притупление кромки (с) - в зависимости от толщины свариваемого металла составляет 1.. .Змм.
Угол скоса кромки (а) - обычно находится в пределах 250.. .500.
Угол разделки кромок - удвоенный скос кромок при симметричной разделке. Это понятие удобно в практике, однако присутствует не во всех стандартах.
Варианты подготовки кромок металла и его сборки для сварки определяются по стандартам на вид сварки. Применяются следующие способы подготовки кромок:
с отбортовкой кромок;
со скосом (разделкой) кромок;
без зазора и т.д.
Двухсторонняя разделка кромок стыкового соединения может быть с V-образной, U-образной, Х-образной и криволинейной разделкой кромок. Причем Х-образная разделка кромок по сравнению с V-образной позволяет уменьшить объем наплавляемого металла в 1,6-1,7 раза. Кроме того, при использовании Х-образной, U-образной или криволинейной разделки возрастает толщина свариваемого металла.
При сварке металла необходимо учитывать смещение свариваемых кромок (А) одной детали относительно другой.
Система «источник питания - дуга» должна находиться в установившемся состоянии, которое определяется точками А{ и Аг. Точку As называют точкой зажигания, а точку А2 - точкой устойчивого горения дуги. Только в этих двух точках при данной внешней характеристике источника питания имеются условия, при которых дуга может возбудиться и гореть. Сразу после зажигания система всегда автоматически переходит в нижнюю рабочую точку, в которой только возможно устойчивое горение дуги.
Ai
Если вольтамперная характеристика дуги падающая, то для устойчивого ее горения внешняя характеристика источника питания в рабочей зоне (Аг) должна быть более круто падающей.
Стабилизация зажигания (повторного возбуждения) и горения дуги достигается достаточной степенью ионизации столба дуги. Это достигается введением в состав покрытия электродов и флюсы калия, натрия, бария, лития, кальция, алюминия и др., которые, обладая низким потенциалом ионизации, образуют ионный токопроводящий канал и способствуют быстрому зажиганию и стабильному горению дуги.
Необходимо помнить , что от степени ионизации столба дуги зависит и длина дуги. Чем больше его ионизация, т.е. чем больше в нем заряженных частиц (положительных ионов и отрицательных электронов), тем более устойчиво будет гореть сварочная дуга при большей ее длине.
Зажигание дуги начинается с короткого замыкания электрода со свариваемым металлом. Из-за шероховатости поверхности торца электрода и металла, касание при коротком замыкании происходит отдельными выступающими участками, которые мгновенно расплавляются под действием выделившейся теплоты и образуют жидкую перемычку между электродом и свариваемым металлом. При отводе электрода жидкая перемычка растягивается, сечение ее уменьшается, электрическое сопротивление и температуре в ней возрастают. Когда расплавленный металл перемычки достигает температуры кипения, пары металла и газа легко ионизируются, и возникает дуга. Процесс возникновения дуги длится доли секунды.
Горение дуги имеет свои особенности в зависимости от рода используемого для сварки тока. Горение (как и зажигание) дуги лучше протекает на постоянном токе потому, что он не меняет свою полярность во времени. На переменном токе стабильность горения дуги нарушается в момент перехода тока через ноль, т.е. при смене его полярности. В этот момент температура столба дуги и электрода резко уменьшается, что ведет к уменьшению степени ионизации газа.
Происходит явление деионизации - уменьшения в столбе дуги количества заряженных электронов и ионов. Иногда процесс перехода через ноль тока совпадает по времени с процессом перехода через ноль напряжения источника питания. Это еще больше деионизирует столб дуги. Дуга в этих условиях может погаснуть и больше не возбудиться.
Поэтому чтобы обеспечить стабильность горения дуги на переменном токе, в сварочную цепь включают дроссель, который создает сдвиг фаз между током дуги и напряжением. Благодаря дросселю, при прохождении тока через ноль, напряжение поддерживает процесс ионизации в столбе дуги и наоборот.
Дроссель не только способствует устойчивому зажиганию и горению дуги, но и стабилизирует (уменьшает) колебания силы тока. Поэтому в настоящее время для повышения стабильности горения дуги дроссели включают и в сварочную цепь постоянного тока.
Кроме того, в современном сварочном оборудовании для улучшения возбуждения дуги применяют специальные высокочастотные устройства - осцилляторы (бесконтактное возбуждение дуги), а для обеспечения надежного повторного возбуждения дуги - специальные генераторы импульсов высокого напряжения (стабилизаторы).
Таким образом, для стабильного и устойчивого зажигания и горения сварочной дуги необходимо выполнение следующих условий:
Наличие источника питания, позволяющего быстро производить нагрев катода до необходимой температуры.
Источник питания должен обеспечивать стабильное горение дуги при изменениях напряжения в сети, рельефа поверхности свариваемого изделия, скорости подачи сварочной проволоки.
Наличие устойчивого процесса ионизации в столбе дуги.
Наличие дросселя в сварочной цепи при сварке на переменном токе.
№ 10 Особенности горения дуги на переменном токе.
Зажигание дуги начинается с короткого замыкания электрода со свариваемым металлом. Из-за шероховатости поверхности торца электрода и металла, касание при коротком замыкании происходит отдельными выступающими участками, которые мгновенно расплавляются под действием выделившейся теплоты и образуют жидкую перемычку между электродом и свариваемым металлом. При отводе электрода жидкая перемычка растягивается, сечение ее уменьшается, электрическое сопротивление и температуре в ней возрастают. Когда расплавленный металл перемычки достигает температуры кипения, пары металла и газа легко ионизируются, и возникает дуга. Процесс возникновения дуги длится доли секунды.
Горение дуги имеет свои особенности в зависимости от рода используемого для сварки тока. Горение (как и зажигание) дуги лучше протекает на постоянном токе потому, что он не меняет свою полярность во времени. На переменном токе стабильность горения дуги нарушается в момент перехода тока через ноль, т.е. при смене его полярности. В этот момент температура столба дуги и электрода резко уменьшается, что ведет к уменьшению степени ионизации газа.
Происходит явление деионизации - уменьшения в столбе дуги количества заряженных электронов и ионов. Иногда процесс перехода через ноль тока совпадает по времени с процессом перехода через ноль напряжения источника питания. Это еще больше деионизирует столб дуги. Дуга в этих условиях может погаснуть и больше не возбудиться.
Поэтому чтобы обеспечить стабильность горения дуги на переменном токе, в сварочную цепь включают дроссель, который создает сдвиг фаз между током дуги и напряжением. Благодаря дросселю, при прохождении тока через ноль, напряжение поддерживает процесс ионизации в столбе дуги и наоборот.
Дроссель не только способствует устойчивому зажиганию и горению дуги, но и стабилизирует (уменьшает) колебания силы тока. Поэтому в настоящее время для повышения стабильности горения дуги дроссели включают и в сварочную цепь постоянного тока.
Кроме того, в современном сварочном оборудовании для улучшения возбуждения дуги применяют специальные высокочастотные устройства - осцилляторы (бесконтактное возбуждение дуги), а для обеспечения надежного повторного возбуждения дуги - специальные генераторы импульсов высокого напряжения (стабилизаторы).
Таким образом, для стабильного и устойчивого зажигания и горения сварочной дуги необходимо выполнение следующих условий:
Наличие источника питания, позволяющего быстро производить нагрев катода до необходимой температуры.
Источник питания должен обеспечивать стабильное горение дуги при изменениях напряжения в сети, рельефа поверхности свариваемого изделия, скорости подачи сварочной проволоки.
Наличие устойчивого процесса ионизации в столбе дуги.
Наличие дросселя в сварочной цепи при сварке на переменном токе.
№ 11 Типы переноса электродного металла через дуговой промежуток
Для практики сварочных работ большое значение имеет знание процессов, связанных с переносом расплавленного металла электрода в сварочную ванну. В зависимости от типа переноса электродного металла изменяются:
производительность сварки;
характер формирования шва;
качество сварного соединения.
В свою очередь тип переноса металла обусловлен:
диаметром электродной проволоки (электрода);
толщиной и составом покрытия электрода (видом защитного газа);
силой сварочного тока (плотностью тока) и напряжением дуги (ее длиной);
полярностью тока (при сварке на постоянном токе);
совокупностью сил, действующих на каплю расплавленного металла при ее переносе в сварочную ванну.
Поэтому сварщик должен знать условия сварки, при которых достигается нужный тип переноса электродного металла.
Расплавляясь в процессе сварки, жидкий металл с конца электрода переходит в сварочную ванну в виде капель различного размера. За 1 секунду с конца электрода в сварочную ванну может переноситься от 1-2 до 150 капель.
Независимо от пространственного положения сварки (нижнее, потолочное, вертикальное и т.д.), капли жидкого металла всегда перемещаются вдоль оси электрода по направлению к сварочной ванне.
На каплю действуют следующие силы:
1 Гравитационная сила (сила тяжести) - старается переместить каплю по вертикали сверху вниз. В зависимости от пространственного положения шва способствует отрыву капли от электрода (в нижнем положении), препятствует отрыву (в потолочном положении) или стремится отклонить каплю от оси электрода (в вертикальном положении).
1 Сила поверхностного натяжения - обеспечивает капле сферическую форму. Обычно препятствует переносу капель с электрода в ванну. Увеличение этой силы ведет к росте размеров капель.
Электромагнитная сила - оказывает сжимающее действие на расплавленный конец электрода (пинч-эффект) и способствует отрыву капли. Кроме того, она перемещает каплю только вдоль оси электрода к сварочной ванне, что позволяет проводить сварку в любом пространственном положении. Проведенные исследования показывают, что электромагнитные силы являются преобладающими по сравнению с другими.
Сила внутреннего давления газов - способствует отрыву капли от конца электрода и дробит ее на более мелкие капли.
Кроме перечисленных сил, в дуговом промежутке на каплю действуют газовые и плазменные потоки, которые также способствуют ее переносу.
При дуговой сварке плавящимся электродом различают 3 типа переноса электродного металла через дуговой промежуток:
Крупнокапельный.
Мелкокапельный или струйный.
Перенос с образованием замыканий дугового промежутка.
Характер переноса капель с электрода в сварочную ванну зависит от силы сварочного тока и напряжения дуги:
с увеличением силы сварочного тока (его плотности) при неизменном значении напряжения дуги - размер капель уменьшается, их число в единицу времени возрастает;
с увеличением напряжения дуги при неизменном значении сварочного тока (его плотности) размер капель увеличивается, их число в единицу времени уменьшается.
При сварке непокрытыми электродами на малых токах жидкий металл с конца электрода переходит в сварочную ванну в виде крупных капель с кратковременным замыканием дугового промежутка. При сварке покрытыми электродами и под флюсом на обычных плотностях тока - в виде капель различного размера без замыканий дугового промежутка. При сварке в защитных газах и под флюсом тонкой проволокой на повышенных плотностях тока наблюдается мелкокапельный (струйный) перенос металла.
Большое значение для формирования необходимого типа переноса имеет состав и толщина покрытия электрода. Для электродов с основным покрытием характерен крупнокапельный перенос металла в широком диапазоне режимов сварки. Это обусловлено высоким поверхностным натяжением металла на торце электрода, поскольку металл и покрытие электрода хорошо раскислены.
Для электродов с кислым и рутиловым покрытиями характерен мелкокапельный перенос электродного металла. Малый размер капель обусловлен сравнительно низким поверхностным натяжением на торце электрода. Это объясняется тем, что в покрытии электрода и дуговом промежутке содержится значительное количество кислорода. Размер капель при этом существенно зависит от силы сварочного тока. При низких плотностях тока формируются сравнительно крупные капли, с увеличением плотности тока размер капель резко снижается. Для электродов с рутиловым и кислым покрытием изменение напряжения дуги (ее длины) практически не отражается на переносе электродного металла.
При увеличении толщины покрытия у электродов с основным покрытием содержание кислорода в каплях снижается, что вызывает рот размеров капель. У электродов с рутиловым и кислым покрытием при увеличении толщины покрытия наблюдается повышение содержания кислорода в каплях и, как следствие, уменьшение их размеров.
В общем виде уменьшению размеров капель переносимого электродного металла способствуют электромагнитные силы и силы давления газов.
Таким образом, от толщины покрытия электрода и его состава зависит содержание кислорода в дуговом промежутке, которое оказывает решающее влияние на силы поверхностного натяжения, удерживающие каплю на торце электрода.
При сварке еа постоянном токе его полярность также оказывает влияние на размеры переносимых капель. Размер капель увеличивается при низкой плотности тока на обратной полярности. При высокой плотности тока на прямо полярности и низком напряжении дуги также наблюдается рост размеров капель переносимого электродного металла.
При сварке с большой плотностью тока проволокой малого диаметра возникает струйный перенос электродного металла. При струйном переносе образуются мелкие капли, которые следуют друг за другом в виде непрерывной цепочки (струи). Струйный перенос возможен лишь в некотором диапазоне значений сварочного тока, который называют критическим. При сварке на токах ниже критического наблюдается уже капельный перенос металла. При чрезмерно высоком значении силы тока стабильный струйный перенос переходит во вращательно-струйный. Для него характерно повышенное разбрызгивание, непостоянство длины дуги, напряжения и силы тока.
Струйный перенос металла имеет преимущества перед капельным по следующим причинам:
При капельном переносе размер капель и частота их образования не являются постоянными, что ведет к значительным колебаниям тока и напряжения дуги, осложняя получение высококачественного шва. Струйный перенос имеет большую стабильность процесса.
Струйный перенос приводит к меньшему выгоранию легирующих элементов в сварочной проволоке, к повышению чистоты металла капель и, как следствие, металла шва.
Струйный перенос характеризуется значительно меньшим разбрызгиванием, значительно большей глубиной проплавления металла и значительно большей скоростью плавления сварочной проволоки.
При струйном переносе электродного металла увеличивается производительность процесса сварки, и улучшаются возможности качественного формирования шва.
При струйном переносе сила тяжести мелких капель невелика, что позволяет эффективно использовать этот процесс во всех пространственных положениях.
Таким образом, при выборе режимов сварки необходимо обеспечивать условия мелкокапельного или струйного переноса электродного металла на свариваемое изделие. Поэтому даже при ручной дуговой сварке покрытыми электродами ее необходимо вести на больших плотностях тока и малом напряжении дуги (короткая дуга).
№14 Основные пространственные положения сварки
В соответствии с ГОСТ 11969-79 все сварные швы по положению в пространстве подразделяются на:
нижние (Н);
полувертикальные (Пв);
вертикальные (В);
иолупотолочные (Пп);
потолочные (П);
полугоризонтальные (Пг);
горизонтальные (Г);
«в лодочку» (Л).
В соответствии с Квалификационными характеристиками профессии сварщики 2- го разряда должны уметь выполнять сварные швы в нижнем положении, 3-его разряда - во всех пространственных положениях, кроме потолочного; 4, 5, 6-го разрядов - во всех пространственных положениях.
Полугоризонтальные и горизонтальные швы выполняются только на вертикальной плоскости. Сварные швы «в лодочку» выполняются только для угловых швов.
Наиболее просто свариваются швы в нижнем положении. Поэтому в хорошо оснащенном сварочном производстве имеются специальные приспособления и механизмы (кантователи, манипуляторы, поворотные стенды и др.), которые позволяют производить сварку практически полностью в нижнем положении, удобном для сварщика.
№ 15 Выполнение швов в нижнем положении
Нижнее положение наиболее удобно для сварки, так как капли электродного металла легко переходят в сварочную ванну под действием собственного веса, и жидкий металл не вытекает из нее, а газы и шлак без помех выходит на поверхность металла. Кроме того, легко наблюдать за процессом формирования шва. Поэтому по возможности сварку следует вести в нижнем положении.