Виды сварки — EMS — Сэндвич-панели, Двери для холодильных камер , Холодильные шкафы

/ TPMP_ / ЛАБ_ / СВАРКА / Виды_сварки_характеристика .чная дуговая сварка покрытыми электродами При дуговой сварке плавление кромок заготовок происходит за счет тепла
[youtube] —
/ TPMP_ / ЛАБ_ / СВАРКА / Виды_сварки_характеристика

.чная дуговая сварка покрытыми электродами

При дуговой сварке плавление кромок заготовок происходит за счет тепла сварочной дуги, возбуждаемой между электродом и кромками заготовок. Максимальная температура дуги наблюдается в осевой её части и составляет — С.

Для образования сварного соединения сварщик возбуждает дугу (рис. ) в месте будущего шва и поддерживает ее горение.

С vidy_svarki_FA.png» />варку выполняют сварочными электродами, которые вручную подают в зону горения дуги и перемещают вдоль заготовки. В процессе сварки дуга горит между стержнем электрода и основным металлом . Стержень электрода плавится и расплавленный металл каплями стекает в сварочную ванну . Пространство между свариваемыми частями заполняется жидким металлом кромок де- тали и электрода, происходит перемешивание металлов в одной ванне. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода , образуя защитную газовую атмосферу вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла. По мере движения дуги сварочная ванна затвердевает и формируется сварной шов . Жидкий шлак после остывания образует твердую шлаковую корку .

Электроды и сварочная проволока. Электроды представляют собой проволочные стержни (мерные куски стальной проволоки) с нанесенными на них покрытиями. ГОСТ на стальную сварочную проволоку предусматривает марок проволоки диаметром , — мм. Сварочную проволоку всех марок в зависимости от со- става разделяют на три группы: низкоуглеродистую (Св-А, Св- ГА и др.), легированную (Св-ХМФА; Св-ХМ и др.) и высоко- легированную (Св-XHM; Св-ХН и др.). В маркировках проволоки «Св» означает слово «сварочная», последующие буквы и цифры — ее марочный состав. Покрытия электродов способствуют:

— обеспечению стабильного горения дуги;

— защите расплавленного металла от воздействия воздуха;

— получению металла шва с заданными химическим составом и механическими свойствами.

В состав покрытия электродов входят следующие составляющие

— стабилизирующие (обеспечивающие устойчивость горения дуги);

— газообразующие и шлакообразующие (защищающие сварочную дугу и расплавленный металл);

— раскисляющие (удаляющие из жидкого металла растворенный в нем кислород);

— легирующие (повышающие механические свойства);

— связующие (создающие прочную обмазку на основе жидкого стекла).

Электроды по ГОСТ , ГОСТ и ГОСТ классифицируют по назначению и виду покрытия. По назначению электроды подразделяют на пять классов для сварки в зависимости от свариваемого материала. По виду покрытия электроды делят на электроды скислым, рутиловым, основным ицеллюлозным покрытием.Кислые покрытия имеют шлаковую основу, состоящую из руд железа и марганца в виде гематита, полевого шпата, ферромарганца и других компонентов. Электроды скислым покрытием обладают хорошими сварочно-технологическими свойствами: позволяют вести сварку во всех пространственных положениях на переменном и постоянном токе; имеют низкую чувствительность при сварке металла с недостаточно очищенными кромками от ржавчины, окалины и других загрязнений. Электроды применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей. Однако электроды токсичны в связи с выделением при сварке вредных для организма человека соединений марганца, поэтому применение их сокращается.

Рутиловые покрытия состоят из рутилового концентрата, плавикого шпата, мрамора, ферромарганца и других компонентов. Они обладают высокими сварочнотехнологическими свойствами. Их применяют для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей на постоянном и переменном токах.Основные покрытия со- держат мрамор, магнезит, плавиковый шпат, ферросилиций, ферромарганец, ферротитан и другие компоненты. Они имеют специальные сварочно-технологические свойства. Сварку выполняют, как правило, на постоянном токеобратной полярности, металл шва склонен к образованиюпор при наличии ржавчины на свариваемых кромках и воздействии воздуха при увеличении дугового промежутка. Перед сваркой требуется высокотемпературная прокалка ( — ‘С) в течение двух часов. Электроды с основным покрытием применяют для сварки ответственных конструкций из сталей всех классов.

Целлюлозное покрытие содержит органические вещества (крахмал, декстрин, древесная мука и др.) и небольшое количество шлакообразующих компонентов. Оно создает хорошую газовую защиту и образует малое количество шлака. Электроды с этим покрытием особенно пригодны для сварки при монтаже в любых пространственных положениях на переменном и постоянном токах; применяют для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей.

Достоинства ручной дуговой сваоки покрытыми электродами

— универсальность. Сварка позволяет выполнять швы в различных пространственных положениях — нижнем, вертикальном, горизонтальном ипотолочном. При этом сварку выполняют электродами диаметром не более мм;

— простотачная сварка удобна при выполнении коротких криволинейных швов, при наложении швов в труднодоступных местах, а также при монтажных работах и сборке конструкций сложной формы.

— низкая производительность, например, по сравнению с автоматической дуговой сваркой под флюсом. Это обусловлено тем, что ток при ручной сварке покрытыми электродами ограничен. Повышение тока выше рекомендованного значения приводит разогреву стержня электрода, отслаиванию покрытия, сильному разбрызгиванию и угару расплавленного металла;

— повышенная трудоемкость при многослойной сварке из-за необходимости в отбивке шлаковой корки и тщательной зачистки после каждого прохода;

— высокая дефектность вследствие образования пор и шлаковых включений по причине влажности электродов и плохой зачистки;

— возможен непровар корня шва; — необходимость высокой квалификации сварщикачную сварку постепенно еняют механизированной в атмосфере защитных газов.

чная аргонодуговая сварка неплавящимися электродами

В производственной практике сварка в атмосфере защитных газов проводится неплавящимся или плавящимся электродами.

При ручной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом в зону действия сварочной дуги подаётся непрерывно защитный газ (расход — л/мин) с помощью специальной сварочной горелки (рис. , а, б). Газ надежно защищает металл сварочной ванны и остывающий металл шва от воздействия воздуха.

В качестве защитных газов применяют инертные (аргон и гелий) и активные газы (углекислый газ, азот, водород и др.), иногда — смеси двух газов или более. В нашей стране наиболее распространено применение аргона и углекислого газа.

Аргон — бесцветный газ, в , раза тяжелее воздуха, нерастворим в жидких и твердых металлах. Аргон выпускают высшего и первого сортов, имеющих соответственно чистоту , и ,%. Поставляют и хранят аргон в стальных баллонах в сжатом газообразном состоянии под давлением МПа.

Сварку неплавящимся вольфрамовым электродом (Т= ‘С) применяют, как правило, при соединении металла толщиной , — мм. При этом возможна сварка без присадочной проволоки с расплавлением только основного металла (толщиной до мм), а также с присадочной проволокой при сварке соединений с разделкой кромок с толщиной основного металла более мм.

При сборке соединений кромки заготовок плотно прижимают к стальной или медной подкладке и жестко фиксируют.

При ручной аргонодуговой сварке (рис.,а) в сварочной горелке вольфрамовый электрод закрепляют специальными зажимными устройствами. К электроду подводят сварочный токпрямой полярности и защитный газ аргон через отверстие в рукоятке горелки. Перед сваркой сварщик включает подачу аргона в зону сварки и спустя — сек. (время прохождения аргона через коммуникации) для гарантированной защиты сварочной ванны возбуждает с помощью горелки сварочную дугу. Напряжение на дуге устанавливается — В. При автоматической или механизированной (рис., б) сварке присадочную проволоку подают механизированно в зону дуги. При сварке вольфрамовым электродом с присадкой под действием дуги кромки заготовок и присадочная проволока расплавляются, образуется сварочная ванна , которую защищает поступающий из сопла горелки аргон. При этом сварщик вручную или механизированно перемещает горелку вместе с действующей дугой и пода- чей присадочной проволоки и аргона вдоль свариваемых кромок.

Р vidy_svarki_FBAC.png» />ис Специальные сварочные горелки: а — с подачей проволоки вручную; б — с механизированной подачей проволоки — присадочный пруток или проволока; — сопло; — токоподводящий мундштук; — корпус горелки; — неплавящийся вольфрамовый электрод; — рукоять горелки; — атмосфера защитного газа: — сварочная дуга; — ванна расплавленного металла; — кассета с проволокой; — механизм подачи

В случае выполнения прерывистого шва или прихватки заготовок в отдельных точках сварщик перемещает горелку непрерывно, а дугу возбуждает и включает подачу аргона и присадочной проволоки периодически.

Неплавящиеся электроды для аргонодуговой сварки изготовляют из стержней вольфрама с добавками ( — %) оксидов тория, лантана и иттрия (вольфрам торированный и т.п.). Оксиды повышают эмиссионную способность электрода, что увеличивает устойчивость горения дуги и стойкость электрода. Выпускаются вольфрамовые электроды диаметром , — мм (при аргонодуговой сварке применяют, как правило, диаметром — мм).

Достоинства

— Высокое качество корневого шва

— Возможность сварки из легко окисляющихся металлов и сплавов

— высокое качество тонкостенных заготовок

— высокая проплавляющая способность дуги вследствие большого тома при малом сечении электрода;

— снижение расхода металла на «огарки».

— необходимость тщательной зачистки и обжига сварочной проволоки;

— необходимость в тщательной подготовке кромок;

— низкая производительность сварки неплавящимся электро- дом по сравнению со сваркой плавящимся электродом, поэтому для толщины более — мм часто применяется в комбинации с другими способами (например, корень шва — аргонодуговой, заполнение— ручной дуговой покрытыми электродами);

— чувствительность к воздействию сквозняков, при которых на- блюдается сдувание аргона;

— необходимость в постоянном токе; — повышенная склонность к порам; — высокая стоимость аргона;

— необходимость аргона высшего и первого сортов.

Механизированная сварка в среде углекислого газа

Сварку в углекислом газе выполняют только плавящимся электродом на повышенных плотностях постоянного тока обратном полярности (рис. ). Нормальное протекание процесса сварки и хорошее качество шва обеспечиваются при высокой плотности тока ( А/мм’ и более). При невысоких плотностях тока имеет место крупнокапельный перенос расплавленного металла с электрода в сварочную ванну, приводящий в условиях газовой защиты к пористости шва, малому проплавлению основного металла и к сильному его разбрызгиванию. При высоких плотностях тока перенос расплавленного металла с электрода становится мелкокапельным или струйным. В условиях действия значительных электромагнитных сил быстродействующие мелкие капли сливаются в сплошную струю жидкого металла. Такой перенос электродного металла обеспечивает глубокое проплавление основного металла, формирование плотного шва с ровной и чистой поверхностью и разбрызгивание в допустимых пределах. Также для уменьшения разбрызгивания применяют смеси газов CO+( —% или Аг+(—-. )%CO .

vidy_svarki_FBAC.png» />

Рис Схема сварки плавящимся электродом в атмосфере СО: — свариваемое изделие; — сопло; — токоподводящий мундштук; — корпус горелки; — плавящийся металлический электрод (сварочная проволока); — механизм подачи проволоки; — атмосфера СО

— сварочная дуга; — ванна расплавленного металла; — кассета с проволокой.

Достоинства сварки в среде углекислого газа:

— высокая степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха, обеспечивающая стабильное качество шва;

— возможность ведения процесса во всех пространственных положениях;

— возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования;

— высокая производительность за счет высокой плотности тока и струйного эффекта;

— низкая стоимость; — отсутствие шлака;

— сварка может быть автоматизирована или механизирована.

— необходимость тщательной зачистки и обжига сварочной проволоки;

— сильное разбрызгивание металла;

— использование для сварки низкоуглеродистых и низколегированных сталей кремнемарганцовистых проволок из-за выгорания раскислителей в зоне сварки;

— склонность к порообразованию.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Механизированы подача и перемещение электродной проволоки и подача флюса.

А vidy_svarki_BEA.png» />втоматизированы процессы зажигания дуги и заваркикратера в конце шва. В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволокой и основным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной — мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла — ванна жидкого шлака . Для сварки под флюсом характерно глубокое прославление основного металла. Под действием мощной дуги и весьма быстрого движения электрода вдоль заготовки происходит оттеснение расплавленного металла в сторону, противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода металлическая и шлаковая ванны затвердевают с образованием сварного шва , покрытого твердой шлаковой коркой . Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через токопровод .

Достоинства автоматической сварки под флюсом:.

— повышение производительности процесса сварки в — раз по сравнению с ручной дуговой сваркой достигается за счет использования больших сварочных токов (до А) и непрерывности процесса сварки;

— улучшение качества сварных соединений. Применение непокрытой проволоки позволяет приблизить токопровод на расстояние — мм от дуги и тем самым устранить опасный разогрев электрода при большом токе;

— уменьшение себестоимости м сварного шва. Плотная флюсовая защита сварочной ванны предотвращает разбрызгивание и угар расплавленного металла. При этом более полно используется теп- ловая мощность дуги (КПД дуги возрастает до , — ,) и увеличивается коэффициент наплавки а„до — г/(Ач);

— увеличение тока позволяет сваривать металл толщиной до мм за один проход без разделки кромок, с разделкой кромок — толщиной до мм.

— невозможность визуального наблюдения; — сварка только в нижнем положении; — образование шлака;

— нецелесообразно сваривать конструкции с короткими швами.

Электрошлаковая сварка

П vidy_svarki_DFF.png» />ри электрошлаковой сварке основной и электродный металлы расплавляются теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через электропроводную шлаковую ванну. Процесс электрошлаковой сварки начинается с образования шлаковой ванны в пространстве между кромками основного металла и формирующими устройствами (ползунами), путем расплавления флюса электрической дугой, возбуждаемой между сварочной проволокой и вводной планкой . Ползуны охлаждаются водой, подаваемой по трубам . После накопления определенного количества жидкого шлака дуга шунтируется шлаком и гаснет, а подача про- волоки и подвод тока продолжаются.

При прохождении тока через расплавленный шлак, в нем выделяется теплота, достаточная для поддержания высокой температуры шлака (до ‘ С) и расплавления кромок основного металла и электродной проволоки. Проволока вводится в зазор и подается в шлаковую ванну с помощью мундштука . Проволока служит для подвода тока и пополнения сварочной ванны расплавленным металлом. Как правило, электрошлаковую сварку выполняют при вертикальном положении свариваемых заготовок. По мере заполнения зазора между ними мундштук для подачи проволоки и формирующие ползуны передвигаются в вертикальном направлении, оставляя после себя затвердевший сварной шов .

В начальном и конечном участках шва образуются дефекты: в начале шва — непровар кромок, в конце шва — усадочная раковина и неметаллические включения. Поэтому сварку начинают на вводной, а заканчивают на выходной планках, которые затем удаляют газовой резкой.

Шлаковая ванна — более распределенный источник теплоты, чем электрическая дуга. Основной металл расплавляется одновременно по всему периметру шлаковой ванны, что позволяет вести сварку металла большой толщиной за один проход.

Заготовки толщиной до мм можно сваривать одним электродом, совершающим поперечное колебание в зазоре для обеспечения равномерного разогрева шлаковой ванны по всей толщине. Металл толщиной более мм сваривают тремя проволоками, а иногда и большим числом проволок, исходя из использования одного электрода на — мм толщины металла. Специальные автоматы обеспечивают подачу электродных проволок и их поперечное перемещение в зазоре.

Электрошлаковая сварка применима для углеродистых и легированных сталей; алюминия, магния, титана и их сплавов.

достоинства электрошлаковой сварки по сравнению с автоматической сваркой под Флюсом:

— повышенная производительность, обусловленная непрерывностью процесса сварки, выполнением шва за один проход при любой толщине металла и увеличением сварочного тока в , — раза;

— лучшая макроструктура шва в результате отсутствия многослойности и получения более однородного по строению однопроходного шва;

— меньшие затраты на выполнение м сварочного шва вследствие повышения производительности, упрощения подготовки кромок заготовок, а также расхода проволоки, флюса и электроэнергии;

— толщина свариваемого металла может достигать мм; — отсутствие подготовки кромок;

— возможность любой высоты вертикального шва.

Недостатки электоошлаковой сварки:

— образование крупного зерна в шве и околошовной зоне вследствие едленного нагрева и охлаждения. После сварки не- обходима термическая обработка (отжиг илинормализация) для измельчения зерна в металле сварного соединения;

— сварка только вертикальных швов.

Газовая (ацетиленокислородная) сварка

П vidy_svarki_CD.png» />ри газовой сварке заготовки и присадочный материал в виде прутка или проволоки расплавляют высокотемпературным пламенем газовой горелки. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода.

При газовой сварке заготовки нагреваются более плавно, чем при дуговой; это и определяет основные области ее применения: для сварки металлов толщиной , — мм; легкоплавких цветных металлов и сплавов; для металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения, например инструментальных сталей, чугуна, латуней; для пайки и наплавочных работ; для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках. При увеличении толщины металла производительность газовой сварки резко снижается, свариваемые изделия значительно деформируются. Это ограничивает применение газовой сварки.

Достоинства газовой сварка:

— более плавный нагрев и медленное охлаждение в сравнении с дуговой сваркой;

— относительная дешевизна и возможность использования в полевых условиях;

— возможность сварки в труднодоступных местах;

— удобство сварки цветных металлов из-за возможности использовать флюсы и припои;

— возможность сварки тонкостенных заготовок.

Недостатка газовой сварки:

— низкое качество свариваемых изделий в сравнении с дуговой сваркой;

— при сварке элементов толщиной свыше мм медленный нагрев приводит к короблению;

— ограничения по толщине заготовок (до мм);

— затрудненность сварки легированных сталей (как правило, сваривают только углеродистые стали);

— склонность к пережогу металла.

Контактная стыковая сварка

Контактной сваркой называется сварка с применением давления, при которой нагрев производится теплом, выделяемым при прохождении электрического тока через находящиеся в контакте соединяемые части.

По технологическому признаку контактная сварка бывает: стыковая; точечная; шовная.

Стыковая сварка — разновидность контактной сварки, при ко- торой соединение свариваемых частей происходит по поверхности стыкуемых торцов. Свариваемые заготовки закрепляют в зажимах стыковой машины. З vidy_svarki_DC.png» />ажим установлен на подвижной плите, перемещающейся в направляющих; зажим укреплен на неподвижной плите. Сварочный трансформатор соединен с плитами гибкими шинами и питается от сети через включающее устройство. Плиты перемещаются, и заготовки сжимаются под действием силы Р, создаваемой механизмом осадки. Стыковую контактную сварку, при которой нагрев металла выполняется без оплавления соединяемых торцов называютстыковой сваркой сопротивлением, а при нагреве торцов до температуры оплавления —стыковой сваркой оплавлением. Для правильного формирования сварного соединения необходимо, чтобы процесс протекал в определенной последовательности.

Она зависит от теплофизических свойств металла, конфигурации стыка и размеров заготовки.

Стыковой сваркой сопротивлением соединяют заготовки малым сечением (до мм’), так как при больших сечениях нагрев будет неравномерным. Сечения соединяемых заготовок (рис.) должны быть одинаковыми по форме и с простым периметром (круг, квадрат, прямоугольник с малым отношением сторон). Сваркой сопротивлением можно сваривать низкоуглеродистые, низколегированные конструкционные стали, алюминиевые сплавы.

Стыковая сварка оплавлением имеет две разновидности: непрерывным ипрерывистым оппавлением. При непрерывном оплавлении между заготовками, установленными в зажимах машины, оставляют зазор, подключают источник тока и равномерно сближают заготовки. Соприкосновение происходит вначале по отдельным небольшим площадкам, через которые протекает ток высокой плотности. При этом под действием магнитного поля расплавленный и кипящий металл выбрасывается наружу. После достижения равномерного оплавления всей поверхности стыка заготовки осаживают. Цикл сварки непрерывным оплавлением показан на рис

При прерывистом оплавлении зажатые заготовки сближают, приводят их в кратковременное соприкосновение и вновь отводят на небольшое расстояние. Быстро повторяя одно за другим сближения и разъединения, выполняют оплавление всего сечения. Затем выключают ток и сдавливают заготовку. Под давлением часть расплавленного металла вместе с оксидами выдавливается из зоны сварки.

Сварка оплавлением имеет преимущества перед сваркой сопротивлением. В процессе оплавления выравниваются все неровности стыка, а оксиды и загрязнения удаляются, поэтому не требуется особой подготовки места соединения. Можно сваривать заготовки с сечением сложной формы, а также заготовки с различными сечениями, разнородные металлы (быстрорежущую и углеродистую стали, медь и алюминий и т.д.).

Стыковой сваркой сваривают изделия из стали, меди, латуни. Это длинномерные трубчатые конструкции, колеса, кольца, инструменты, рельсы, арматура железобетона, детали кнутой формы и т.п.

Контактная точечная сварка

Точечная сварка — разновидность контактной сварки, при которой соединение элементов происходит на участках, ограниченных площадью торцов электродов, подводящих ток и передающих усилие сжатия. При точечной сварке заготовки собирают внахлестку. Соприкасающиеся с медными электродами поверхности свариваемых заготовок нагреваются медленнее их внутренних слоев. Нагрев продолжают до пластичного состояния внешних и до расплавления внутренних слоев. После этого выключают ток и несколько увеличивают, а затем снимают давление. В результате образуется литаясварная точка.

Т vidy_svarki_ED.png» />очечная сварка в зависимости от расположения электродов по отношению к свариваемым заготовкам может быть двусторонней и односторонней.

При двусторонней сварке (рис.,а) две заготовки сжимают между электродами точечной машины. При односторонней сварке (рис.,б) ток распределяется между верхним и нижним листами и , причем нагрев осуществляется частью тока, протекающего через нижний лист. Для увеличения тока, проходящего через нижний лист, предусмотрена медная подкладка . Односторонней сваркой можно соединять заготовки одновременно двумя точками. Режим

точечной сварки определяется теми же параметрами, что и при стыковой сварке.

Весь цикл сварки состоит из четырех стадий: сжатие свариваемых заготовок между электродами; включение тока и разогрев места контакта до температуры плавления, сопровождающийся образованием литого ядра точки; выключение тока и увеличение сжатия для улучшения структуры сварной точки; снятие сжатия. Ileред сваркой место соединения очищают от оксидных пленок (наждачным кругом или травлением),

Режимы сварки бывают мягкие (большая продолжительность сварки, плавный нагрев, уменьшенная плотность тока) для соединения углеродистых и низколегированных сталей ижесткие (меньшее время сварки, больше сжатие, концентрированный нагрев) — для коррозионно-стойких сталей, алюминиевых и медных сплавов, а также металла толщиной до , мм.

Точечной сваркой изготовляют штампосварные конструкции при соединении отдельных штампованных элементов сварными точками. В этом случае упрощается технология изготовления сварных узлов и повышается производительность. Точечную сварку применяют для изготовления изделий из низкоуглеродистых, углеродистых, низколегированных и высоколегированных сталей, алюминиевых сплавов.

Многоточечная контактная сварка — это разновидность контактной сварки, когда за один цикл сваривается несколько точек. Многоточечную сварку выполняют по принципу односторонней точечной сварки. Машины для многоточечной сварки могут иметь от одной пары до ста пар электродов; соответственно можно сваривать — точек за одну установку изделия. Многоточечной сваркой сваривают одновременно и последовательно. В первом случае все электроды сразу прижимают к изделию, что обеспечивает меньшее

виды сварки

Получите бесплатно консультацию по номеру: +7 927 6920275