58. Электрическая дуговая сварка

Электрическая дуговая сварка является одним из наиболее распространенных способов сварки плавлением (рис. 42).

Рис. 42. Схемы ду­говых способов сварки плавлением:

а — ручной; б — авто­матической под флюсом; в — неплавящимся элек­тродом в защитных rазах; е — плавящимся электродом в защитных газах.

К свариваемым заготовкам 1 (рис. 42, а) и к электроду 2 подводится постоянный или переменный ток от специального источника тока 3 и возбуждается электрическая сварочная дуга 4 — стабильный электрический разряд в ионизированных парах или газах. Элек­тропроводимость промежутка 1, в котором возбуждается и функ­ционирует дуга, обусловлена электронами и ионами, возникаю­щими в результате термической ионизации. Температура, необ­ходимая для ионизации в момент возбуждения дуги, получается вследствие выделения теплоты при коротком замыкании электрода на деталь; в установившемся процессе ионизация проис­ходит под действием высокой температуры дуги.

Максимальная температура дуги наблюдается в осевой ее части и составляет 6000 °С. На поверхностях электродов темпе­ратура обычно близка к температуре кипения материала элек­тродов. Тепловая мощность дуги зависит от величины силы тока и напряжения . Меньшая часть теплоты сварочной дуги теряется в окружающей атмосфере, а большая часть идет на нагрев и плав­ление основного и присадочного металлов.

Для питания сварочной дуги применяют специальные источ­ники тока, по своим характеристикам существенно отличные от источников тока для освещения, питания электродвигателей, тепловых установок и др. Сварочные источники тока должны обес­печивать стабильную дугу при относительно невысоком напря­жении и легкое регулирование величины тока, постоянство тока при изменении длины дуги и должны безаварийно выдерживать режим короткого замыкания. Применяют источники переменного тока (сварочные трансформаторы) и постоянного тока (генера торы или выпрямители), которые обеспечивают большую ста­бильность дуги и поэтому предпочтительнее.

Дуговую сварку можно выполнить плавящимся и неплавя­щимся электродами. В качестве плавящегося электрода рекомен­дуют применять металлический стержень состава, идентичного составу свариваемых заготовок. В качестве неплавящегося элек­трода применяют, как правило, вольфрамовый стержень. Сварку неплавящимся электродом можно вести без присадки или с при­менением присадочного материала, подаваемого непосредственно в дугу. Разновидности дуговой сварки плавлением различают в за-бисiшости от степени автоматизации и рода защиты расплавлен­ного металла от воздействия окружающей атмосферы.

59. Ручная дуговая сварка.

При ручной дуговой сварке (рис.42, а) возбуждение дуги, ее поддержание, опускание электрода по мере его плавления и пере­мещение электрода вдоль свариваемых заготовок осуществляет сварщик.

В качестве электродов в этом случае применяют прутки из сварочной проволоки, покрытые специальным составом. В покры­тия электрода вводят элементы, способствующие стабилизации дуги и осуществляюшие защиту расплавленного металла от вред­ного воздействия окружающей среды, раскисление и легирование металла шва. По назначению электроды подразделяют: для сварки конструкционных углеродистых, низколегированных и легированных сталей, а также цветных металлов и сплавов и для наплавочных работ. Основным требованием, предъявляемым к электродам, является обеспечение необходимой прочности и нуж­ного структурного состава металла шва.

Электроды подразделяют на типы, обозначаемые буквой Э и последующей цифрой, указывающей предел прочности металла шва, выполненного данным электродом. Например, Э-42, Э-55, ... Э-125 и т. д. Электроды каждого типа могут иметь несколько марок, определяющих систему легирования металла шва. На практике чаще всего применяют электроды диаметром 2—6 мм. Чем больше толщина свариваемого металла, тем больше должен быть диаметр электрода. Ручную дуговую сварку широко применяют в машинострое­нии при сварке заготовок из сталей и цветных металлов благодаря своей универсальности и возможности вести процесс во всех про­странственных положениях: нижнем, вертикальном, потолоч­ном. Основные недостатки этого способа — малая производитель­ность и необходимость высокой квалификации оператора.