КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ С ЗАДАНИЯМИ (АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОСВАРКА)


ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ
«ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ №50»
(ГБПОУ ПК №50)
КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ С ЗАДАНИЯМИ (АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОСВАРКА)
ПМ.02Выполнение технологических процессов при строительстве,
эксплуатации и реконструкции строительных объектов
Специальность 08.02.01 « Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
ПреподавательРедикульцева И.Г.
СОДЕРЖАНИЕ
1. Технология сварочных и наплавочных работ:
Полуавтоматическая и автоматическая электросварка
Полуавтоматическая и автоматическая электросварка
Механизированная сварка под флюсом

Сущность сварки под флюсом заключается в следующем: между концом электродной проволоки и свариваемым металлом возбуждается дуга, которая защищена от внешней среды слоем сыпучего материала (флюсом). Часть флюса, попадающая под влияние теплового потока сварочной дуги, плавится и за счет силового воздействия дуги переносится в хвостовую часть ванны. При этом дуга выплавляет во флюсе полость, которая защищена от воздействия атмосферы эластичной оболочкой расплавленного шлака.
По мере перемещения сварочной дуги проволока, кромки основного металла и новые порции флюса плавятся. При удалении источника тепла кристаллизуется металл ванны, образуя сварочный шов, и затвердевает жидкий шлак, который плотной коркой покрывает шов, предохраняя его от окисления и насыщения азотом.
При этом способе сварки жидкая металлическая ванночка имеет больший объём, чем при ручной сварке, поэтому ее кристаллизация идет более медленно. Это способствует лучшему удалению газов и неметаллических включений из жидкого металла ванны.
Применение флюса для защиты дуги при сварке под флюсом позволило:
1. Повысить производительность процесса сварки в 15-17 раз по сравнению со сваркой штучными электродами. Повышение производительности при сварке под флюсом достигнуто за счет:
а) повышения величины и плотности сварочного тока;
б) повышение коэффициента наплавки до 17-22 г/А ч вместо 7-10 г/А ч при ручной сварке;
в) значительного увеличения глубины проплавления свариваемого металла, что дало возможность уменьшить количество наплавленного металла;
г) повышения скорости сварки, которая может быть доведена до 200 к/ч и более;
д) снижения машинного времени сварки.
Повышение величины и плотности сварочного тока при сварке под флюсом стало возможным благодаря приближению токоподвода к дуге, т.е. уменьшению "сухого" вылета электрода, а также благодаря защитной пленке шлака вокруг дуги, что устранило угар и разбрызгивание металла электрода, выброс расплавленного металла из кратера и др.
Повышение сварочного тока позволило увеличить глубину проплавления металла, что расширило диапазон свариваемых толщин за один проход, увеличить количество расплавляемого металла в единицу времени, что позволило увеличить производительность процесса сварки.
2. Повысить качество сварного соединения за счет надежной защиты металла шва от воздействия окружающей среды; обеспечить однородность металла шва по химическому составу из-за исключения перерывов в процессе сварки (при ручной сварке перерывы вызваны необходимостью смены электродов).
3. Уменьшить расход электродного металла и электроэнергии за счет снижения доли участия электродного металла в металле шва с 70% при ручной сварке покрытыми электродами до 35% при автоматической сварке, уменьшить потери на угар, разбрызгивание и др.
4. Улучшить условия труда сварщиков, так как при сварке под флюсом отпадает необходимость в защите сварщика-автоматчика от воздействия дуги.
5. Для освоения сварки под флюсом требуется значительно меньше времени по сравнению с освоением ручной сварки.
Сварка под флюсом может осуществляться на переменном и постоянном токе при прямой или обратной полярности. Род и полярность сварочного тока накладывают характерные особенности на сам процесс сварки и параметры сварных швов: наибольший коэффициент наплавки - при сварке на постоянном токе прямой полярности, наименьший - на постоянном токе обратной полярности. Сварка на переменном токе занимает промежуточное положение.
Наибольшая глубина провара - при сварке на постоянном токе обратной полярности, наименьшая - на постоянном токе прямой полярности. Сварка на переменном токе занимает в этом случае промежуточное положение.
Ширина шва подчиняется также определенной зависимости: на постоянном токе прямой полярности она меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности. При сварке на переменном токе ширина шва занимает промежуточное положение (во всех случаях имеется в виду, что сварка должна выполняться с одинаковыми параметрами режимов сварки).
Сварка под флюсом на переменном токе более технологична (отсутствует магнитное дутье) и экономически целесообразна. Поэтому, где это технически оправдано, следует стремиться выполнять сварку под флюсом на переменном токе. Однако применение постоянного тока обратной полярности при сварке под флюсом позволяет получать более высококачественные сварные соединения.
Распределить, в каких случаях возможно применение видов сварки:
для ответственных конструкций; в специальных случаях (на медной или флюсомедной подкладках); для конструкций из низколегированных и среднелегированных сталей; для конструкций в северном исполнении
Сварка под флюсом на постоянном токе обратной полярности Сварка под флюсом на постоянном токе прямой полярности
для ответственных конструкций в специальных случаях (на медной или флюсомедной подкладках);
для конструкций из низколегированных и среднелегированных сталей для конструкций в северном исполнении lefttopТехнология и техника автоматической сварки под флюсом
Механические свойства и качество сварных швов при автоматической сварке под флюсом определяются составом электродной проволоки, флюса и свариваемого металла, родом и полярностью сварочного тока, а также технологией сварки.
Сварочная проволока в зависимости от состава и способа изготовления может быть углеродистой, легированной и высоколегированной в соответствия с ГОСТ 2246-70. Для сварки под флюсом промышленностью выпускаются проволоки диаметром (мм): 1,6; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 8,0. Электродные проволоки всех диаметров поставляются в бухтах, пригодных для непосредственного использования их в сварочных автоматах. Для лучшей защиты поверхности проволоки от коррозии, по требованию заказчика, проволока может поставляться с омедненной поверхностью. Слой меди на поверхности проволоки улучшает возбуждение дуги при сварке и обеспечивает надежный токоподвод.
Получение качественных швов при автоматической сварке под флюсом достигается за счет применения соответствующего сочетания флюсов и проволоки и правильного выбора режима сварки.
Для сварки углеродистых и некоторых низколегированных сталей применяются в основном марганцовистые, высококремнистые флюсы. Для сварки под флюсом низколегированных сталей повышенной прочности применяются основные и высокоосновные низкокремнистые флюсы.
Основной объем работ по автоматической сварке выполняется электродными проволоками диаметром 3, 4 и 5 мм. Режимы сварки выбираются в зависимости от толщины свариваемого металла, вида разделки кромок, количества проходов и способа удержания сварочной ванны (на медной охлаждаемой подкладке, флюсовой подушке, ручной подварке).
Режимы сварки определяется следующими параметрами: сварочным током (величина тока прямо пропорциональна подаче электродной проволоки), напряжением дуги, диаметром сварочной проволоки, вылетом электрода, скоростью сварки, а также углом наклона электрода или изделия. При правильном выборе режима сварки, марки электродной проволоки и флюса, швы при сварке под флюсом имеют механические свойства не ниже свойств - основного металла.


СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СВАРКИ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА
Благодаря высокой производительности сварка под слоем флюса широко применяется во многих отраслях народно о хозяйства. Этот способ был разработан под руководством академика АН УССР Е. О. Патона в 1940 г. Применение флюса обеспечивает надежную защиту расплавленного металла от окисления азотирования. Это позволяет получить металл шва с высокими механическими свойствами. При сварке под слоем флюса разбрызгивания металла, имеющего место при сварке открытой дугой, не происходит. Расход электроэнергии при сварке под флюсом ниже, чем при ручной дуговой сварке. Последнее связано с меньшими потерями тепла в окружающую среду. При полуавтоматической сварке подача проволоки производится механизмом, а перемещение держателя вручную. Флюс при полуавтоматической сварке подается в зону горения дуги или из бункера, закрепленного на держателе, или по шлангу от специального флюсового питателя. При автоматической сварке перемещение сварочной проволоки относительно изделия производится механизмом. Кроме того, уборка не сплавившейся части флюса при автоматической сварке производится специальным флюсовым отсасывающим механизмом. Процесс сварки под слоем флюса может вестись на переменном токе, а также на постоянном токе при прямой и обратной полярности.
Поскольку при сварке под слоем флюса разбрызгивание электродного металла не происходит, ее можно вести при больших плотностях тока, чем ручную сварку. В связи с этим при сварке под слоем флюса значительно повышая скорость сварки и соответственно производительность труда. Следует также отметить, что при сварке под слоем флюса качество сварных соединений получается высоким. Обязательным условием для получения высокого качества сварных соединений является настройка оборудования, правильная подготовка кромок под сварку, а также правильная сборка сварных конструкций.
ПОДГОТОВКА КРОМОК И СБОРКА КОНСТРУКЦИЙ
В связи с применением большой силы тока и хорошим использованием тепла электрической дуги при сварке под флюсом образуется сравнительно большая ванна жидкого металла. При скоростных методах сварки под слоем флюса длина этой ванны составляет 100- 150 мм и более. Кроме того, при сварке под слоем флюса образуется большое количество расплавленного шлака. В связи с этим при сварке под слоем флюса необходимо предусматривать специальные меры для борьбы с протеканием металла и расплавленного шлака через зазоры. Эти меры необходимы также для борьбы со стеканием металла и шлака в случае сварки цилиндрических изделий. Борьба с протеканием жидкого металла и шлака может вестись путем уменьшения зазоров между соединяемыми кромками заготовок, а также путем специальных приспособлений в виде флюсовых подушек, медных или стальных подкладок.
Схема процесса сварки под слоем флюса. При сварке под слоем флюса необходимо также обеспечить постоянство размеров разделки, что оказывает большое влияние на равномерность сечения шва. Подготовка кромок при сварке под слоем флюса должна вестись механизированными способами. При относительно небольшой толщине металла (до 6-10 мм) подготовку кромок следует вести путем строжки. При большей толщине следует применять механизированную кислородную резку с помощью полуавтоматов и автоматов. Этот способ резки особенно выгодно применять в случае подготовки со скосом кромок, когда невозможна строжка заготовок пакетом.
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СВАРКИ ПОД СЛОЕМ ФЛЮСА
Для сварки под слоем флюса применяют полуавтоматы и автоматы. В полуавтоматах удачно сочетаются высокая производительность автоматической сварки с универсальностью и маневренностью ручной дуговой сварки. Полуавтоматами производят сварку труднодоступных соединений, а также сварку сплошными прерывистыми и криволинейными швами. В сварочном производстве широко применяют два основных типа шланговых полуавтоматов:
а) полуавтоматы со ступенчатым регулированием скорости подачи электродной проволоки и бункером для подачи флюса, закрепленном на держателе (ПШ-5, П1П-5);б) полуавтоматы с плавным регулированием скорости и подачей флюса через шланг (ПДШМ-500).
Тип полуавтомата выбирают исходя из конкретных условий сварки. Если в конструкции преобладают наружные и открытые швы, а размеры изделия сравнительно не велики, то следует применять ПШ-5, ПШ-54. При сварке труднодоступных швов и швов внутри сосудов, а также при сварке на высоте (с лестниц) более удобны полуавтоматы ПДШМ-500. При работе ими не требуются частые перерывы для заполнения бункера флюсом и переноски подающего механизма. Полуавтомат ПШ-5 и ПШ-54. В комплект этих полуавтоматов входит: сварочная головка держатель с пусковой кнопкой, бункер для флюса и механизм подачи электродной, шкаф управления и источник питания. Полуавтомат предназначен для сварки переменным или постоянным током при толщине металла от 3 до 20 мм. Скорость подачи проволоки регулируется сменными шестернями в пределах от 1,0 до 10 м/мин. Подача проволоки в сварочную головку осуществляется подающим механизмом через гибкий токоведущий шланг длиной 3,5 м. Диаметр электродной проволоки 1,2- 2,0 мм. Сварочный ток от 80 до 650 а. Полуавтомат ПШ-54 отличается от ПШ-5 в основном токоведущем ступенчатой коробки скоростей механизма подачи проволоки и несколько упрощенной конструкцией держателя.. Полуавтомат ПДШМ-500. В комплект полуавтомата входит шкаф управления, механизм подачи электродной проволоки, сварочная головка, флюсоподающий аппарат, шланга (один для подачи проволоки и подвода сварочного тока длиной 4,0 ж, второй для подачи флюса длиной 15 ж) и источник питания. Флюс через сито засыпается в флюсоподающий аппарат в количестве 35 кг, и под давлением воздуха в 1,5-2,5 атмосфер через резиновый шланг подается в зону сварки.
Для сварки применяется проволока диаметром от 1,6 до 2,5 мм, ток постоянный или переменный до 500 а._ Электрическая схема полуавтомата обеспечивает парное регулирование скорости подачи проволоки, которое осуществляется с помощью потенциометра. Полуавтомат обеспечивает сварку стыковых, угловых и нахлесточных соединений при толщине металла от 3 до 20 мм. Портативность аппаратуры полуавтомата, удобство и простота выноса электрода на значительное расстояние от механизма подачи делают возможным использовать его в автоматических установках различных назначений.
Автоматы для сварки под флюсом Сварочные автоматы осуществляют непрерывную подачу электродной проволоки в зону сварки. Подача и уборка флюса, а также перемещение проволоки относительно изделия осуществляются вспомогательными механизмами, которые конструктивно могут быть не связаны с самой головкой. Сварочные головки работают на переменном и постоянном токе. По характеру действия они делятся на две группы: с независимой (или постоянной) скоростью подачи электродной проволоки и с автоматическим регулированием длины дуги. В настоящее время создано и практически применяется в сварочном производстве пять типов автоматов:
сварочные тракторы;
самоходные сварочные головки;
подвесные сварочные головки;
шланговые автоматы;
специальные автоматы (для приварки шпилек, для сварки электрозаклепками и др.).
Из этих автоматов наиболее широкое использование нашли сварочные тракторы и самоходные головки. Сварочные тракторы. Отличительной особенностью сварочных тракторов является то, что они перемещаются непосредственно по изделию или по легким переносны направляющим. Эти автоматы сравнительно легки по весу и малы по габаритам. Универсальный сварочный трактор ТС-17М переносного типа применяется для дуговой сварки под флюсом переменным или постоянным током. Им можно сваривать прямолинейные и кольцевые швы стыковых соединений с разделкой и без разделки кромок, а также угловые и нахлесточные соединения при толщине металла от 2 до 20 мм. При сварке внутренних кольцевых швов диаметр изделия должен быть не менее 1200 мм.



Сварка в защитном газе
Сварка неплавящимся электродом в защитных газах (СНЭЗГ) — это процесс, в котором в качестве источника теплоты применяют дуговой разряд, возбуждаемый между вольфрамовым электродом и изделием. В качестве неплавящегося электрода наиболее широко применяют вольфрамовые стержни. Они служат только для подвода тока к зоне дуги. Электроды имеют круглую форму. Для сварки в среде инертных газов применяются электроды диаметром 5—10 мм из чистого вольфрама (ЭВЧ), вольфрама с присадками: диоксида тория (ЭВТ), оксидов лантана (ЭВЛ) иттрия (ЭВИ).
Широкое применение вольфрама для сварки обусловлено его тугоплавкостью (температура плавления 3500°С; температура кипения 5900°С) и высокими электропроводностью и теплопроводностью, самой низкой скоростью испарения. Вольфрам - самый тугоплавкий из известных материалов (по температуре плавления уступает лишь углероду). Попытки замены вольфрама другим, более дешевым материалом пока не увенчались успехом.
Электродные стержни изготавливают из чистого вольфрама или из вольфрама с добавкой около 2% окиси тория и циркония, либо окиси лантана, либо окиси иттрия 1—3,5 %. Добавка тория снижает эффективный потенциал ионизации, в результате чего облегчается процесс зажигания и увеличивается устойчивость дугового разряда и повышается стойкость электрода, увеличивает примерно на 30—50 % допустимый сварочный ток. Наличие в вольфрамовом электроде тория позволяет значительно повысить плотность тока, так как при этом конец электрода не меняет формы в процессе сварки. Окись тория добавляется в вольфрамовый порошок перед формовкой и спекания электрода. Цирконий наносят на поверхность вольфрамового электрода. Положительное влияние на стойкость вольфрамового электрода оказывает шлифовка его поверхности. Для облегчения манипулирования электродом сплошной вольфрамовый стержень в некоторых случаях заменяют гибким тросиком, сплетенным из большого числа проволок. Вольфрамовый электрод ввиду его окисления используется только при сварке с защитой области дуги инертными газами. Вольфрамовые электроды обеспечивают максимальную токовую нагрузку по сравнению с другими типами вольфрамовых электродов. Они рекомендуются для сварки, как на переменном, так и на постоянном токе.
Пример условного обозначения электрода марки ЭВЛ диаметром 2,0 мм длинной - 150мм: «Электрод вольфрамовый ЭВЛ-2-150 — ГОСТ 23949—80».
У нас в стране широкое распространение получили электроды марок ЭВЛ и ЭВИ. Они выдерживают большую токовую нагрузку и имеют повышенную эрозионную стойкость при сварке по сравнению с электродами марки ЭВЧ. Диаметр вольфрамового электрода выбирается в зависимости от величины сварочного тока.
Применяемые вольфрамовые электроды должны отвечать требованиям ГОСТ 23949—80 .
Электроды диаметром 3,0 мм и более допускается маркировать снятием фасок 1мм ∙ 45°. Маркировка должна быть нанесена на одном из концов электрода. Маркировка может быть нанесена на торец в виде полосы или точки на поверхности у торца на 5—10 мм.
Эрозия вольфрамовых электродов в большой мере зависит от рода и значения сварочного тока, марки электрода, эффективности его охлаждения и условий газовой защиты. Если охлаждением электрода при данном значении сварочного тока поддерживается температура, при которой термоэмиссия электронов достаточна для обеспечения потребной плотности тока, то эрозия в этом случае минимальная. При переохлаждении электрода увеличиваются доля ионного тока между электродом и плазмой столба, тепловой поток в тело электрода, а вместе с ним и эрозия. При аргонодуговой сварке на токах до 500А удельный расход вольфрама колеблется в зависимости от технологических условий в пределах 1∙10-8—8∙10-6 г/(А∙с). Поэтому вопрос о выборе оптимального теплового режима вольфрамового электрода является весьма важным.
Боковая поверхность и конец электрода при правильном выборе параметров режима сварки и размеров электрода должны блестеть, матовая поверхность означает, что тепловая нагрузка на электрод превышает рекомендуемую. Если поверхность электрода после сварки приобретает синий, черный цвет или имеет зеленый налет, это означает, что расход аргона недостаточен или время продувки аргона после отключения дуги мало.
При длительной работе вольфрамового электрода на его рабочей поверхности у торца образуются наросты окислов вольфрама, так называемые коронки, которые могут приводить к произвольному перемещению катодного пятна и блужданию дуги по поверхности сварочной ванны. Вероятность образования «коронки» уменьшается при интенсивном охлаждении электрода и улучшении газовой защиты.
Заточка вольфрамовых электродов должна производиться твердыми дисками с мелким зерном для избегания образования заусенцев и бороздок на торце электрода. Круг, на котором затачиваются вольфрамовые электроды, не должен применяться для других материалов, чтобы исключить попадание загрязнений. Вольфрамовые электроды используются с заточкой под углом 20—90°.
Диаметр притупления вольфрамового электрода (катода) и угол заточки влияют на проплавляющую способность дуги. При уменьшении диаметра притупления повышается концентрация теплового потока, растет давление дуги и плотность тока. Острая заточка электрода исключает блуждание катодного пятна по поверхности электрода.
Глубина проплавления монотонно увеличивается при уменьшении диаметра притупления электрода.
Изменение угла заточки приводит к изменению формы и размера столба дуги. При углах заточки 15—75° столб имеет коническую форму, при больших углах форма столба дуги приближается к цилиндрической, а пятно нагрева сокращается.
Стойкость электродов, от которой в значительной мере зависят производительность сварки и качество сварных соединений, определяется материалом электродов, их конструкцией, условиями охлаждения, режимом сварки и чистотой поверхности свариваемых заготовок. Материал электродов должен иметь высокие тепло- и электропроводность, температуру разупрочнения, а также достаточную прочность и твердость.
ОБОРУДОВАНИЕ И АППАРАТУРА ДЛЯ ДУГОВОЙ СВАРКИ В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ
В комплект технологического оборудования, необходимого для выполнения сварочных работ при дуговой механизированной и автоматической сварке в защитных газах, кроме источников питания дуги и сборочно-сварочных приспособлений входят газовая аппаратура, приборы газовой магистрали, сварочные аппараты (полуавтоматы, подвесные головки для автоматической сварки, сварочные тракторы). Газовая магистраль состоит из баллона с газом, подогревателя и осушителя, которые применяют только при использовании углекислого газа, а также из редуктора, расходомера, газоэлектрического клапана и шланга, соединяющего эти элементы со сварочной горелкой.
При выпуске жидкой углекислоты из баллона она испаряется, температура газа резко уменьшается. Чтобы предупредить замерзание влаги в каналах редуктора и закупорку их льдом, между вентилем баллона и редуктором устанавливают электрический подогреватель.
Осушитель предназначен для поглощения влаги, содержащейся в углекислом газе.
Осушитель высокого давления, устанавливаемый до понижающего редуктора, имеет малые размеры и требует частой замены влагопоглотителя, что неудобно в работе. Осушитель низкого давления, имеющий значительные размеры, устанавливают после понижающего редуктора. Он не требует частой замены влагопоглотителя. Его целесообразно применять главным образом при централизованной газовой разводке.
Редуктор служит для понижения сетевого давления или давления, под которым газ находится в баллоне, до рабочей величины и автоматического поддержания рабочего давления неизменным независимо от давления в баллоне или в сети.
При сварке в аргоне применяют редукторы АР-10, АР-40, АР-150, однако могут применяться и кислородные редукторы, например одноступенчатый редуктор ДШ-1-65.
Расходомеры предназначены для измерения расхода защитного газа. Применяются расходомеры двух типов: поплавкового и дроссельного.
Каждый тип ротаметра имеет свою градуировочную шкалу.
О примерном расходе защитного газа можно судить по показанию манометра низкого давления газового редуктора. Для этого на выходе редуктора устанавливают дроссельную шайбу - дюзу с небольшим, калибровочным отверстием. Скорость истечения газа через отверстие и, следовательно, расход газа будут пропорциональны давлению газа в рабочей камере. Этот принцип использован в редукторе У-30, который применяется при сварке в углекислом газе.

Шланговые полуавтоматы, предназначенные для сварки в защитных газах, содержат следующие основные элементы: горелку с держателем, шланг для подвода к горелке электродной или присадочной проволоки, механизм подачи проволоки с катушкой для нее и блок управления полуавтоматом. Эти элементы, отличающиеся конструктивными особенностями, входят во все разновидности полуавтоматов.

Рис. Полуавтоматическая сварка в среде защитного газа

Сварка в среде защитных газов предотвращает негативное влияние химических реакций между расплавленным металлом и окружающей средой: атмосферными и другими газами и жидким шлаком. Основное влияние на качество сварного шва оказывают кислород, азот и водород. При неправильном ведении процесса сварки водород образует поры в шве, а кислород и азот существенно ухудшают механические свойства наплавленного металла.
Кроме этого необходимо также очищать (рафинировать) металл шва от серы и фосфора, являющихся вредными примесями в стали. Сера попадает в сварочную ванну из основного металла, сварочной проволоки ,покрытий и флюсов. Избавиться от появления сульфида железа FеS, являющегося причиной возникновения горячих трещин (красноломкость), позволяют марганец и кальций, содержащиеся в сварочной проволоке и обмазке электрода.
Увеличение фосфора в металле шва снижает ударную вязкость, особенно при низких температурах. Удаление фосфора достигается за счет его окисления и удаления в шлак.
ПРИ СВАРКЕ В СО2 газ оттесняет от сварочной зоны окружающий воздух и защищает расплавленный металл от проникновения азота. Газ СО2 распадается при высокой температуре на СО и О2, при этом кислород активно окисляет металл сварочной ванны, для предотвращения чего в состав сварочных проволок Св-08ГС или Св-08Г2С вводится большое количество элементов раскислителей (марганец и кремний).
Кроме углекислоты в качестве защитных газов применяют: аргон, гелий (инертные газы); кислород, водород, азот (активные газы, в т.ч. СО2); смеси газов (аргон+СО2+О2, аргон+О2, аргон+СО2).
Аргонокислородную смесь (до 5% О2) применяют при сварке малоуглеродистых и легированных сталей. В процессе сварки капельный перенос металла переходит в струйный. Это позволяет увеличить производительность сварки и уменьшить разбрызгиваемость металла.
Смесь аргона с углекислым газом позволяет устранить пористость в сварных швах, повысить стабильность горения дуги и улучшить формирование шва.
Также применение смесей на основе аргона уменьшает количество оксидных включений и измельчает зерно, улучшая микроструктуру металла, увеличивает глубину провара шва, повышает его плотность, что в конечном итоге увеличивает прочность свариваемых конструкций.
Производительность сварки по сравнению с традиционной (в защитной среде СО2) увеличивается в два раза. Это происходит из-за меньшего поверхностного натяжения расплавленного металла, вследствие чего на 70-80% снижается разбрызгивание и набрызгивание электродного металла. Незначительное количество брызг и поверхностного шлака во многих случаях исключает работы по зачистке свариваемых элементов.
Выбор защитного газа для сварки
Аргон имеет перед гелием следующие преимущества:
а) Он тяжелее гелия в 10 раз и на 25% тяжелее воздуха, поэтому при равных условиях (т. е. при сварке одинаковых швов равного размера) расход аргона меньше расхода гелия на 30-35%.
б) Общая стоимость защитного газа для сварки при использовании аргона значительно ниже, чем при использовании гелия.
в) При сварке в среде аргона длина дуги имеет меньшее значение, чем при сварке в среде гелия. Небольшие изменения длины дуги в аргоне не вызывают изменений в проплавлении металла, в то время как при сварке в среде гелия это имеет место; поэтому при сварке вручную аргон предпочитают из-за более легкого управления процессом, в особенности при сварке тонкого материала.
г) В среде аргона легче сваривать металлы малых толщин также и потому, что напряжение дуги в среде аргона при любом токе меньше, чем в среде гелия. Следовательно, при одном и том же сварочном токе в дуге выделяется меньше тепловой энергии. Кроме того, изменение сварочного тока приводит к меньшим изменениям тепловой энергии дуги.
д) Может быть применен больший сварочный ток при одинаковом количестве вводимого тепла, что облегчает зажигание дуги.
е) Так как мощность дуги в аргоне меньше, чем в гелии, то потери тепла при сварке в среде аргона будут меньшими.
Наряду с достоинствами аргон по сравнению с гелием обладает рядом недостатков:
а) Так как напряжение дуги в аргоне приблизительно вдвое меньше, чем в гелии, то при одинаковом токе дуга, горящая в среде аргона, выделяет в 2 раза меньше энергии. Это выражается в меньшей скорости сварки и в необходимости применять более мощный источник питания дуги при сварке изделий с большой толщиной стенки.
б) Применение аргона для автоматической сварки приводит к усложнению схемы автоматических устройств ввиду пологой формы кривой зависимости напряжения от длины дуги.
На основании сказанного сделайте вывод по вопросу о выборе инертного газа для сварки:
1) при ручной сварке тонкого металла рационально применять аргон;
2) в остальных случаях, а также при автоматической сварке с электрическим регулированием длины дуги целесообразнее применять гелий или смесь из 80% гелия и 20% аргона.
3) металл шва при использовании гелия в качестве защитного газа отличается большей жидкотекучестью и легко смачивает кромки, способствуя образованию гладких угловых швов с вогнутым контуром.
Выбор газа и рода тока для дуговой сварки металлов в защитной среде инертного газа

БАЛЛОНЫ УГЛЕКИСЛОТНЫЕ

Газообразная двуокись углерода и жидкая ( ГОСТ 8050-85 ) высокого давления содержится в баллонах по ГОСТ 949-73 вместимостью до 50 л (дм3) рабочим давлением 200 кгс/см2 при температуре окружающего воздуха рабочей зоны не выше плюс 60 град. Цельсия и коэффициенте заполнения 0,72 кг/дм3. Баллон углекислотный 40л
При использовании баллонов с другим рабочим давлением коэффициент заполнения не должен превышать:
Р раб - 100кгс/см2 - 0,29 кг/л
Р раб - 125кгс/см2 - 0,47 кг/л
Р раб - 150кгс/см2 - 0,60 кг/л
Баллоны поступающие от потребителей должны иметь остаточное давление двуокиси углерода не ниже 4 кгс/см2.

БАЛЛОНЫ АРГОНОВЫЕ И ДЛЯ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Аргон и гелий хранятся и транспортируются в стандартных баллонах при давлении 150 атмосфер.
В баллоне номинальной емкостью 40 л помещается около 6 м3 газа (отнесенного к 20°С и 1 атмосфера).
Штуцер вентиля у баллона для аргона или гелия имеет правую нарезку диаметром 26,442 мм (профиль по ГОСТ 6357-52) такую же, как и у вентиля для кислородных баллонов.
Баллон для хранения гелия, согласно ГОСТ 949-41, окрашивается в коричневый цвет и снабжается надписью «Гелий», выполняемой белой краской.
Баллон для хранения технического аргона окрашивается в черный цвет и снабжается белой полосой вверху в месте начала скругления горловины. У сферы на верхней части баллона имеется надпись: «Аргон технический».
Баллон для хранения чистого аргона отличается тем, что нижняя половина его окрашивается в черный цвет, а верхняя - в белый. На верхней части баллона черными буквами написано: «Аргон чистый».
Так как гелий и аргон - инертные, химически неактивные газы, то опасность взрывов, связанная с образованием взрывоопасных смесей в баллоне, отсутствует. Отсюда следует, что хранение и обращение с баллонами, содержащими гелий или аргон, связано с меньшей опасностью, чем хранение и обращение с баллонами, содержащими кислород. Однако нельзя утверждать, что баллоны с гелием или аргоном совершенно безопасны при всех условиях.
Взрыву могут способствовать сильные удары баллонов при их падении, толчках и т. д. и нагрев баллонов посторонними источниками тепла.
При нахождении баллона в цехе и установке его в вертикальном положении он должен быть прикреплен к раме цепью или с хомутом.
Опрокидывание баллона с техническим аргоном для удаления из него сконденсированной влаги можно выполнять только вдвоем. Сняв колпак и заглушку, баллон перевертывают, упирают в опорную плиту сборника, и рабочий слегка поворачивает баллон вокруг вертикальной оси против часовой стрелки. Поворот баллона прекращают при появлении из штуцера вентиля струи жидкости. При прекращении вытекания жидкости из баллона, последний поворачивают по часовой стрелке до закрытия вентиля.После удаления сконденсированной влаги баллон вновь ставят вентилем вверх и прикрепляют хомутиком к рампе.

Приложенные файлы

  • docx avtomat.doc
    Редикульцева
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий