Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 40

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 40)

Подвод тока к электродной проволоке и ориентация конца ее по отношению к свариваемым кромкам достигаются при помощи мундштука 4. Подвод тока к изделию обеспечивают неподвижные или подвижные контактные устройства (струбцины, щетки и пр.). Режим существования дуги при сварке под флюсом определяется силой тока, напряжением и длиной дуги. Температура столба дуги достигает 6000 — 6000 К. В процессе сварки электрод и расплавленный основной металл со всех сторон окружены слоем 5 флюса, насыпаемым на основной металл из флюсоаппарата б, работающего обычно от заводской сети сжатого воздуха. Высоту и ширину слоя устанавливают исходя из условия обеспечения эффективной изоляции зоны сварки от окружающего воздуха и создания плотного формирующего жидкий металл барьера. Обычно высота слоя лежит в пределах 20 — 60 мм.

При нагреве и плавлении флюс выделяет газы и пары, способствующиэ стабилизации дугового разряда. Дуга находится в заполненном парами и газами пузыре, сводом которого является прослойка 7 из жидкого шлака, Количество шлака составляет 30 — 40% 168 Сварка плавленаеч Сварка под срл~осо.я от массы сварочной ванны Газы, пары и шлак образуются при плавлении метал лов и флюса и в результате взаимодействия фаз, участвующих в формировании шва, Наличие пузыря обеспечивает физическую изоляцию зоны дуги от контакта с воздухом, но не устраняет возможность попадания азота, кислорода и водорода из других источников.

При сварке под флюсом в зоне дуги могут присутствовать Нэ; Мэ; О, СО, СО, и другие газы. Водород попадает в зону дуги, а из нее в сварочную ванну из основного и присадочного металлов, из гндратированных разлагающихся в процессе сварки оксидных пленок, имеющихся на поверхности этих металлов, из влаги, адсорбнрованной на поверхности зерен флюса.

Вероятность попадания влаги в зону дуги возрастает с увеличением влажности воздуха, резким изменением его температуры и увеличением гигроскопичности флюса. Водород является основным возбудителем пор при сварке стали под флюсом. Для снижения вероятности образования пор необходимо тщательно прокаливать флюс непосредственно перед употреблением и применять электродную проволоку с чистой поверхностью.

Основной металл до сборки должен быть очищен от ржавчины, рыхлого слоя окалины, влаги, масла и других загрязнений. Азот попадает в зону дуги из металлов, участвующих в процессе, и в том числе из металла прихваток, выполненных электродами со стабилизирующим покрытием, или вследствие физического нарушения защиты. По содержанию азота в металле шва можно судить об эффективности защиты; она при сварке под стекловидными флюсами весьма высока. Содержание азота в металле шва при нормальном протекании процесса не превышает 0,002%.

При сварке под пемзовидными флюсами содержание азота в металле шва несколько повышается. Повышение содержания азота наблюдается и при сварке по кромкам, подготовленным плазменной резкой. Кислород попадает в сварочную ванну за счет последовательной диссоциации паров воды и взаимодействия шлака н расплава при раскислении послед.

него. Водород, азот и кислород в газовой фазе присутствуют в молекулярном виде. В сварочной ванне водород физически растворяется в жидком металле в виде атомов (ионов), а азот и кислород в основном вступают с металлом в химическое взаимодействие. Столб и ореол дуги при сварке под флюсом невидимы для глаз. Поэтому процесс часто называют сваркой невидимой дугой. Защита рабочих от излучений при сварке под флюсом не нужна.

Контроль за ходом сварки ведут по приборам и указателю положения электрода. Отсутствие возможности визуального наблюдения за взаиморасположением конца электрода н свариваемых кромок повышает требования к точности сборки. Возникает необходимость в создании специальных систем слежения. Наличие защитного и формующего слоев флюса позволило существенно повысить мощность дуги, обеспечить отсутствие брызг и хорошее формирование сварочной ванны большого сечения, резко увеличить производительность процесса, улучшить и стабилизировать качество сварного соединения, снизить расход присадочного металла и электроэнергии и повысить съем продукции с полезной площади цеха. Значительное повышение производительности обусловлено возросшим проплавляющим эффектом дуги и увеличением количества вводимого в сварочную ванну эа единицу времени присадочного металла.

Как видно из схемы процесса, при автоматической сварке под флюсом электродная проволока по мере ее плавления из бухты 8 подается в зону дуги сварочной головкой 9, которая обеспечивает возбуждение дуги, установление и поддержание напряжения и тока, обрыв дуги и прекращение процесса по окончанию шва, При полуавтоматической сварке (рис. 25) электродная проволока по мере ее плавления подается также из бухты расположенным на некотором расстоянии от места сварки подающим механизмом А через гибкий шланг Б и держатель 8, находящийся в руке сварщика, в зону дуги.

Подающий механизм обеспечивает подачу электродной проволоки по мере ее плавления в зону дуги. Возбуждение дуги, установление и поддержание заданного напряжения дуги и прекращение сварки осуществляются рукой человека. Сварочная головка и подающий механизм работают в большинстве случаев по прин- ципу саморегулирования.

Прн этом методе скорость подачи электродной проволоки устанавливается заранее и в процессе сварки не изменяется. Она равна скорости плавления электрода. При случайном уменьшении или увеличении дугового промежутка соответственно изменяется сила тока.

Проволока начинает плавиться быстрее или медленнее, и дуговой промежуток приобретает первоначальную длину. Находят применение сварочные головки и подающие механизмы, работающие в режиме принудительного регулирования, В этом случае скорость подачи проволоки изменяется в процессе сварки по определенному закону в зависимости от колебаний тока, напряжения или другого параметра. 1 ,1 .'э-:-" --. та шеф:=.=': Рис. 25 Плавление электродной проволоки при сварке под флюсом происходит за счет тепловой энергии дуги и нагрева ее на участке вылета проходящим током.

Средняя линейная скорость плавления электрода зависит от его состава, вылета, силы и плотности тока, рода тока и других причин. При плавлении проволоки на ее торце накапливается некоторый объем жидкого металла. Этот металл в результате взаимодействия электромагнитных сил, реактивного давления паров, сил поверхностного натяжения и тяжести в виде отдельных капель (или струи) и паров переносится через дуговой промежуток на основной металл. Размер и частота переноса капель определяются режимом сварки. В ряде случаев перенос капель происходит в потоке шлака беэ непосредственного контакта с атмосферой столба дуги.

При сварке на большой силе тока, когда дуговой промежуток мал, наблюдается «смывание» жидкого металла с конца электрода подвижным расплавом сварочной ванны, что исключает возможность образования на торце электрода капли большого размера. Прн сварке под флюсом практически весь электродный металл участвует в образовании шва. Потери на угар и разбрызгивание не превышают 1 — 3%. Попадая на основной металл, жидкий металл электрода самопроизвольно, без участия внешних сил, соединяется с жидким металлом, образующимся при рас- 171 Сварка под 4)люеол~ 170 Сварка плавлением плавлении свариваемых кромок.

Формируется единая сварочная ванна 10 (см. рнс. 24). Конвектнвные потоки, действующие в ванне, способствуют хорошему перемешиваншо основного и наплавленного металла н образованию однородного расплава. Средняя температура его 1800'С. Ванна имеет в плане эллипсовидное очертание. Глубина и ширина ванны плавно изменяются по ее длине. Длина ванны зависит от силы тока 1 и напряжения Г и может быть с достаточной для практических целей точностью рассчитана по зависимости Ез=РЯ, где р — коэффициент пропорциональности, зависящий от мощности процесса. Объем ванны в зависимости от режима сварки изменяется в пределах 0,3— 30 см . В сварочной ванне различают две части — головную и хвостовую.

В гоз ловной — высокотемпературной части ванны размещается дуга. Здесь плавятся флюс, электрод и кромки основного металла н происходит смешивание этих металлов. Форма головной части сварочной ванны определяется формой фронта плавления. В хвостовой — ннзкотемпературной части окончательно формируется сварочная ванна и происходит ее охлаждение и затвердевание. Форма хвостовой части сварочной ванны диктуется формой фронта кристаллизации. Формирование сварочной ванны можно схематически представить в таком виде. Образовавшийся в головной части сварочной ванны объем жидкого металла под воздействием на ее зеркало механических и других сил перемещается в хвостовую часть. В головной части остается канавка (углубление).

Характеристики

Список файлов книги