106. Дуг овая и г азовая сварка

Процессы сварки плавлением являются наиболее

распространенными до настоящего времени, элект-

родуговая сварка занимает ведущее место.

Для получения сварочной дуги нужна электричес-

кая цепь со специальным источником питания. Дуга

горит между электродом и изделием. Для питания

дуги используется переменный или постоянный ток

от трансформаторов или преобразователей, выпря-

мителей, агрегатов.

При дуговой сварке плавящимся электродом шов

образуется за счет расплавления электрода и свари-

ваемого металла. При сварке неплавящимся электро-

дом шов заполняется металлом свариваемых частей,

но иногда присадочным металлом, подаваемым в

зону дуги со стороны. К плавящимся электродам от-

носятся стальные, медные, алюминиевые, к неплавя-

щимся — угольные, графитовые, вольфрамовые.

Сущность электродуговой сварки в том, что сва-

риваемый металл плавится теплом дуги.

При сварке постоянным током количество тепла

на электродах разное, поэтому в сварке введено по-

нятие полярности — прямой и обратной. При горении

дуги и плавлении свариваемого и электродного ме-

талла требуется защита расплава сварочной ванны

во взаимодействии с кислородом и азотом воздуха,

которая приводит к ухудшению механических свойств

металла шва. Поэтому защищают зону дуги, свароч-

ную ванну, а также электродный стержень. По спосо-

бу защиты металла от воздуха дуговую сварку раз-

деляют на следующие способы: покрытыми электро-

дами, в защитных газах, под флюсом, порошковой

самозащитной проволокой.

Длиной сварочной дуги называют расстояние

между концом электрода и поверхностью кратера (уг-

лубления) сварочной ванны.

По степени механизации сварочного процесса

дуговая сварка подразделяется на ручную, полуавто-

матическую (механизированную) и автоматическую.

Дуговая сварка широко применяется во всех отрас-

лях промышленности и строительстве.

Газовая сварка. Технологические процессы, вы-

полняемые с применением газового пламени, назы-

ваются газопламенной обработкой металлов (ГОМ).

В настоящее время в качестве горючих газов при

ГОМ применяют ацетилен, сжиженные газы на основе

пропан-бутановых смесей, природный газ, в качестве

окислителя — кислород или воздух. Газовую сварку

применяют в основном для стыковых соединений как

более простых, а также иногда — угловых или с от-

бортовкой. В последнее время газовую сварку пре-

имущественно применяют при ремонте, а также на

тех работах, где ее использование или наиболее ра-

ционально, или незаменимо.

107. Плазменная, электронно-лучевая,

лазерная сварка

Плазменной называют сварку сжатой дугой. Столб

дуги помещают в узкий канал, который ограничивает

его расширение. Устройства для получения сжатой

дуги называют плазмотронами.

Простейший плазмотрон состоит из изолятора, не-

плавящегося электрода и медного, охлаждаемого

водой сопла.

В сопло тангенциально (по касательной

к его цилиндрической поверхности) или аксиально

(вдоль оси электрода) подают плазмообразующий

инертный, нейтральный или содержащий кислород

газ, который в столбе дуги нагревается до высокой

температуры. Плазмотроны могут работать на посто-

янном и переменном токе.

Различают плазмотроны прямого и косвенного

действия. В плазмотронах косвенного действия дуга

горит между электродом и соплом. Их применяют при

обработке неэлектропроводных материалов и в ка-

честве нагревателей газов. Для сварки и резки чаще

применяют плазмотроны прямого действия. В них

дуга горит между электродом и обрабатываемым из-

делием.

Электронно-лучевая сварка. Широкое примене-

ние новых конструкционных материалов на основе

тугоплавких и высокоактивных материалов (титана,

циркония, молибдена, вольфрама и др.) потребовало

создание способа их обработки источником тепла с

высокой плотностью энергии в условиях защиты от

взаимодействия с газами воздуха (кислородом, азо-

том). Наиболее полно этим условиям отвечает элект-

ронно-лучевая технология. При электронно-лучевой

сварке кинетическая энергия пучка электронов ис-

пользуется для расплава стыка примыкающих друг к

другу деталей и образования сварного шва. Элект-

ронный луч обеспечивает высокую удельную мощ-

ность на поверхности пятна нагрева.

Формирование сварного шва при электронно-луче-

вой сварке имеет ряд особенностей, обусловленных

испарением свариваемого материала, силовым воз-

действием отдачи пара на расплавленный металл.

Сварка производится в вакууме.

Лазерная сварка. При облучении поверхности

тела светом энергия квантов (порций) света погло-

щается этой поверхностью. Образуется теплота, тем-

пература поверхности повышается. Если световую

энергию сконцентрировать на малом участке поверх-

ности, можно получить высокую температуру. На этом

основана сварка лучом оптического квантового гене-

ратора — лазера. Лазерную сварку производят на

воздухе или в среде защитных газов: аргона, СО2.

Сварные соединения отличаются высокой технологи-

ческой прочностью, деформация сварных конструк-

ций небольшая.