Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 114
Текст из файла (страница 114)
Большие преимущества плазменная дуга имеет при сварке труб, где ее применение обеспечивает резкое повышение производительности. Так, например, замена аргонодуговой сварки труб из нержавеющей стали с толщиной стенки 2,3 и 7 мм сваркой плазменной дугой позволяет увеличить скорость сварки на 50— 200% . При сварке труб с толщиной стенок до 3,8 мм содержание водорода в смеси с аргоном рекомендуется повышать до 15%.
Сварку труб с большей толщиной стенок следует вести при меньшем содержании водорода (5 — 7%). Режимы сварки продольных стыков труб из нержавеющей стали приведены в табл. 18. Сварка микроплазмениой дугой. Микроплазменной дугой (сила тока 0,1— !О А) сваривают листы толщиной 0,025 — 0,8 мм из углеродистой и нержавеющей стали, меди, инконеля, хастеллоя, ковара, титана, тантала, молибдена, вольфрама и других металлов и сплавов. Микроплазменная дуга находит широкое применение в радиоэлектронике и приборостроении для сварки тонких листов и фольги.
По сравнению с аргоноговой сваркой изменение длины микроплазменной дуги оказывает значительно дуг меньшее влияние на качество сварного соединения. Исходя из допусти мого 20%-ного изменения поперечного сечения пятна нагрева при сварке, длина плазменной дуги может колебаться в пределах -+.1,27 мм, в то время как длина дуги при обычной дуговой сварке в аргоне ограничивается при тех же условиях + 0,127 мм. 458 Специальные виды сварки 459 Плазменная сварка | Защитный газ Ток, А Расход, л/ч Состав Скорость сварки, см/мнн Толщннз листов, мм Коооозионно-стойкая сталь 7,6 710 Аг !О 12,7 0,76 0 боб!6 егг 20,2 0,25 38,1 ЫО 3%Н6+Аг 0,5%Н,+Аг 60%Но+Аг 12,7 0,12 33 1,6 15,2 0,08* ' 0,02* ' 0,5% Н 6+ Аг 12,7 0,3 Титан 22,9 !4 12 5,8 0,56 0,'38 75'/ Не+Аг 566 12,7 15,2 0,20 0,02 50% Не+ Аг Инконель 66,6 1%Н6+Аг 75%Не+Аг 6! / ." ! 666 Кастеллой 25,4 20,'З 25,5 0,Ы 0,25 0',1г Аг 566 Медь 10 0,08* Рнс.
104. Схема комбинированного способа — плазменно-дуговой сварки плавящимся электродам: 1 — нсточпнк тока с падающей внешней характеристикой; 2— осцнллятор; 3 — вольфрамовый злектрод; 4 — злектродна я проволока; 8 — токоподвод; Š— защнтный газ; 7 — плазмообразующнй газ; 8 — нсточннк тока с жесткой внешней характернстнкой: 2 — медное сопла; 10 — плазменная дуга; 11 — сварочная дуга; 12 — сварнваемое нзделне оо С отбортовкой кромок. Защнтн Толщнпа листов, мм Ток, А Расход, л/ч Коррозионно-стойкая сталь 12,7 78,8 0 5%Но+Аг ' 4о/ Но+Аг Аг 0,5%Н,+Аг 1о/ Но+Аг 650 ббб 4 з,г 0,24 0,18 12,7 38,! 2 1,6 0,!3 12,7 0,02 650 0,3 18. Режимы плазменной сваркн продольных стыков труб нз коррознонно-стойкой стали Вольт-амперные характеристики плазменной дуги показывают, насколько велики вазможности механизации процесса сварки.
Высокие градиенты потенциала в столбе такой дуги (0,79 — 7,9 Вlмм в зависимости от тока и состава газа) позволяют получать большое отклонение напряжения при не- 5 значительном изменении длины дуги (до 10 В при отклонении длины дуги -+:1,27 мм). Это обстоял тельство весьма важно для автоматического пад- 1 держания длины дуги при механизированной сварке. Кроме того, при сварке плазменной дугой б возможно резкое изменение направления сварки при высокой скорости, например на 45' при скорости 75 см/мин. Типичные режимы сварки ли- Р став встык некоторых материалов приведены в 1Р 11 табл.
19. Небольшие добавки водорода в защитный аргон улучшают теплопередачу от дуги к изделию. Гелиево-аргоновые смеси рекомендуется применять для сварки титана и других активных металлов, чтобы исключить их загрязнение. Хорошие результаты дает микроплазма при сварке угловых соединений (табл. 20). При необходимости сварку ведут с присадочным металлом. Плазмеино-дуговая сварка плавящимся электродом. Этот способ представляет собой сочетание сварки плазменной дугой и сварки плавящимся электродом в среде инертного газа (рис.
104) Электродную проволоку подают по оси плазменной дуги, а вольфрамовый электрод, расположенный в дуговой камере плазменной горелки, наклонен под некоторым углом к аси горелки. В некоторых конструкциях плазменных горелок вольфрамовый электрод отсутствует, и его заменяет внутреннее сопла. Плавящийся электрод питается от отдельного источника тока с жесткой внешней характеристикой. Производительность расплавления электродной проволоки, которая зависит от ряда параметров процесса сварки (силы тока, диаметра проволоки, полярности тока, диаметра сопла и др.), может достигать 30 кг/ч (табл. 21).
19. Режимы мнкроплазменной сварки листов встык (плазмообразующнй газ — аргон: расход Гт л/ч; диаметр сопла 0,76 мм) 566 -75ооНе+Аг 15,2 20„режнмы сварки угловых соеднненнй мнкроплазмой (расход плазмообразующего аргона 17 л/ч; днаметр сопла 0,76 мм) 460 461 Специальные виды сварки Сварка и резка под водой Продолжение табл. 20 Параметры дуги Электродная проволока СВАРКА И РЕЗКА ПОД ВОДОЙ 25 41 46 170 134 264 0,5 1,2 1,6 1,2 1,6 0,66 1,68 4,62 Низкоуглеродистая сталь Прямая 42 49 220 470 35 38 11,4 Низколегированная сталь 41 45 48 39 52 33 43 126 105 92 12Ь 100 85 10Ь 0 225 300 250 470 !!Ь 390 1,26 5,40 13,2ю 7,2 29,4 э' 1,68 21,0ю 30 37 3Ь 47 21 36 Низкоуглеродистая сталь Коррозионно-стойкая сталь Обратная 1,2 Алюминий '! При вращении дуги. 21.
Производительность расплавления электродной проволоки Этот комбинированный способ сварки обеспечивает возможность получения проплавления различной формы, вплоть до узкого, присущего сварке плазменной дугой. При сварке на обратной полярности обоих электродов при большом токе на плавящемся электроде наблюдается вращение дуги, в результате чего образуется широкий шов с неглубоким проплавлением. Погонная энергия сварки регулируется изменением тока в плазменной дуге: вольфрамовый электрод — изделие. Режимы сварки листов из алюминиевого сплава комбинированным способом приведены в табл. 22.
22. Режимы сварки алюминиевого сплава А!мя81 проволокой того же состава Сварка плазменной струей. Применение плазменной струи, выделенной из столба дуги (дуга горит между вольфрамовым электродом и соплом горелки), для сварки металлов ограничено.
Опыты показали, что при сварке плазменной струей тепловая энергия, вводимая струей в свариваемое изделие, мала. Расход газа при сварке должен быть небольшим, так как в противном случае расплавленный металл выдувается из зоны соединения. При малых расходах газа 60 — 70% энергии дуги идет на нагрев сопла плазменной головки и лишь 20 — 30% энергии дуги вводится в сварнваемое изделие. Вследствие этого скорость сварки невелика.
Подводная сварка. Способ дуговой сварки под водой основан на способности дуги устойчиво гореть в газовом пузыре при интенсивном охлаждении окружающей водой (рис. 106). Газовый пузырь образуется за счет испарения и разложения воды, паров н газов расплавленного металла и обмазкн электрода. Вокруг горящей дуги выделяется большое количество газов, что приводит к повышению давления в газовом пузыре и частичному выделению газов в виде пузырьков на поверхности воды. Вода разлагается в дуге на свободный водород и кислород; последний соединяется с металлом, образуя окислы.
Взвешенные в воде продукты сгорания металла и обмазки, состоящие преимущественно нз окислов железа, образуют облако взвесей, которое затрудняет наблюдение за дугой. Устойчивое горение дуги под водой можно объяснить принципом минимума энергии Штеенбека, т. е. усиленное охлаждение какого-либо участка дуги компенсируется увеличением количества выделяемой энергии на нем. Для компенсации тепловых потерь из-за охлаждающего действия воды и наличия большого количества водорода напряжение на дуге под водой требуется более высокое (30— 35 В. варку под водой выполняют на постоянном и переменном токе.
На постоянном токе дуга горит более устойчиво. чем на переменном, так как постоянный ток 462 Сиейиальные виды сварки Сварка и резка под водой 463 о 'СЧ ! с» и и и и о и х и и и О о и о х х В О и и и и $ о и »» и » о О. х нозэп Змаэибену! еихи кенээвэб11 и о х и » О О и и и М— и и шегоц 4 1 5 чкоз венка -обн ненэебн оеэьаж эоаоншобоц % о и О и О о х о О и х н Я б ) 7 2 о и и и О. и о и о оо и Д о » и и и о х » о и ° » $ л и о с» а и О о й о» и и О и о и и и о а И,О 5 и о» и и Рис. !06.
Электроды для подвод- ной сварки и резки: Рис. 105. Принципиальная схема горения дуги под водой: 1 — шлак; з — дуга; 3 — газовый пузырь; 4 — козырек; о — сварочная ванна;  — облако мути; 7 — металлический стержень;  — обмазка; 9— водонепроницаемое покрытие; ( — пузырьки газа а — плавящийся электрод для сварки; б — трубчатый электрод для резки; в — карборундовый электрод для резки; 1 — металлический стержень; 2— покрытие;  — стальная трубка; е— канал для кислорода;  — водонепроницаемое покрытие; в — карборундовый стержень; 7 — металлическая оболочка х и О х оо и о и О. О и О.
и и Д щ и а ох и О о й О оо О о'» О и О. о» разлагает воду еще до возбуждения дуги, а переменный ток разлагает воду и образует газовый пузырь в момент короткого замыкания под действием высокой температуры. С увеличением глубины и давления окружающей среды устойчивость дуги не нарушается; возрастает только напряжение и увеличивается ток.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
