Вопрос 69

Дуговая сварка под водой.

Разработка специального оборудования для подводной полуавтоматической сварки также потребовала решения ряда сложных задач, которые были успешно завершены созданием полуавтомата для подводной сварки А1660.

Механизированная подводная сварка применяется для строительства и ремонта металлоконструкций различного назначения. Проводятся работы по дальнейшей механизации и автоматизации процесса подводной сварки. Разрабатываются автоматы, которые смогут осуществлять сварку под водой с минимальным участием человека. Совершенствуются системы дистанционного наблюдения и управления процессом.

Не исключена возможность применения в указанных условиях контактной стыковой сварки оплавлением. Предварительные эксперименты и опытно-промышленная проверка разработанной в ИЭС им. Е.О. Патона установки для автоматической стыковой сварки оплавлением труб под водой при строительстве и ремонте морских трубопроводов подтвердили перспективность использования этого способа сварки.

Очевидно, что в ближайшем будущем необходимо будет совершенствовать как «мокрый», так и «сухой» способы сварки, а также разрабатывать новые механизированные способы сварки и оборудование, пригодные для использования на километровой глубине.

Вопрос 70

Плазменная сварка металлов.

Плазменная сварка

Плазменная дуга характеризуется весьма высокой температурой (до 30000 0С) и широким диапазоном регулирования ее технологических свойств.

По-сравнению с аргонодуговой сваркой в связи с более высокой проплавляющей способностью плазменная сварка имеет следующие преимущества:

повышенную производительность;

меньшую зону термического влияния;

более низкие деформации при сварке;

пониженный расход защитных газов;

более высокую стабильность горения дуги;

меньшую чувствительность качества шва от изменения длины дуги (ввиду её неизменной геометрии по длине (рисунок 1).

Для получения плазменной дуги служит устройство, называемое плазмотроном. Существует два способа подключения плазмотрона для генерации дуги прямого действия (рисунок 2,а) и для генерации дуги косвенного действия, называемой плазменной струёй (рисунок 2,б).

Плазмотроны, подключаемые для генерации дуги называют плазмотронами прямого действия, а для генерации плазменной струи косвенного действия. Чаще плазмотроны косвенного действия конструктивно отличаются от плазмотронов прямого действия системой охлаждения соплового узла плазмотрона, у первых она более эффективна.

В плазмотронах прямого действия плазменная дуга возбуждается между стержневым (как правило, вольфрамовым) электродом, вмонтированным в газовую камеру, и свариваемым изделием. Сопло электрически нейтрально от электродного (катодного) узла и служит для сжатия и стабилизации дуги.

Вопрос 71

Элекроннолучевая сварка.

лектронно-лучевая сварка

Сущность процесса состоит в использовании кинетической энергии потока электронов, движущихся с высокими скоростями в вакууме. Для уменьшения потери кинетической энергии электронов за счет соударения с молекулами газов воздуха, а также для химической и тепловой защиты катода в электронной пушке создают вакуум порядка 10-4... 10-6 мм рт. ст.

Техника сварки

При сварке электронным лучом проплавление имеет форму конуса (рисунок 1). Плавление металла происходит на передней стенке кратера, а расплавляемый металл перемещается по боковым стенкам к задней стенке, где он и кристаллизуется.

1 - электронный луч; 2 - передняя стенка кратера;

3 - зона ристаллизации; 4 - путь движения жидкого металла

Проплавление при электронно-лучевой сварке обусловлено в основном давлением потока электронов, характером выделения теплоты в объеме твердого металла и реактивным давлением испаряющегося металла, вторичных и тепловых электронов и излучением. Возможна сварка непрерывным электронным лучом. Однако при сварке легкоиспаряющихся металлов (алюминия, магния и др.) эффективность электронного потока и количество выделяющейся в изделии теплоты уменьшаются вследствие потери энергии на ионизацию паров металлов. В этом случае целесообразно сварку вести импульсным электронным лучом с большой плотностью энергии и частотой импульсов 100 ... 500 Гц. В результате повышается глубина проплавления. При правильной установке соотношения времени паузы и импульса можно сваривать очень тонкие листы. Благодаря теплоотводу во время пауз уменьшается протяженность зоны термического влияния. Однако при этом возможно образование подрезов, которые могут быть устранены сваркой колеблющимся или расфокусированным лучом.