Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Тиристорные схемы обеспечивают получение л!сбых соотношений между полупериодами прямой и обратной полярности. Технологические мероприятия по повышению устойчивости горения дуги. Одной из причин отклонения и блуждания дуги может быть химическая неоднородность поверхности свариваемого металла.
Например, при сварке среднелегированной стали дугой переменного тока, не склонной к взаимодействию с магнитным полем, наблюдается интенсивное блуждание дуги. Присутствие на поверхности металла окислов приводит к увеличению плотности тока за счет уменьшения анодного пятна прн прямой полярности или ограничения зоны перемещения катодного пятна при обратной полярности. Поэтому для предупреждения блуждания дуги необходима тщательная зачистка поверхности или равномерное оксидирование.
При сварке по оксидированной поверхности дуга и формирование шва более стабильны. Отклонение дуги наблюдается при сварке разнородных металлов, при этом возможности такого отклонения уменьшаются с повышением градиента потенциала столба дуги. Для повышения градиента столба следует применять защитные газы с высоким эф$ективным потенциалом ионизации (например, гелий илн аргон с добавкой 5 — 10/о водорода) или сжимать дугу охлаждаемым соплом или продольным магнитным полем.
Способы повышения проплавляющей способнос т и д у г и. Повышение проплавляющей способности дуги достигается за счет увеличения интенсивности теплового и силового воздействия ее на свариваемый металл. Увеличить сосредоточенность теплового потока дуги можно различными способами, которые сводятся к сжатию столба дуги и ограничению активного пятна на изделии. Сварка по окисленной поверхности. Окислы на поверхности металла ограничивают размеры, а также возможность перемещения активного пятна. Например, при сварке стали типа 18-8, при переходе с чистой на окисленную поверхность металла увеличивается напряжение на дуге на 0,5 — 3 В в зависимости от режима сварки и параметров пленки. При этом эффективный КПД возрастает на 10 — 15до, а эффективная мощ.
ность на 30 — 60о/о. Градиент падения напряжения в столбе дуги возрастает с 0,9 — 1,! В//мм на чистой поверхности детали до 1,3 — 1,45 В/мы на окисленной. Оптимальная толщина пленки 40 — 100 мкм. При толщине пленки < 20 мкм и ) 220 мкм происходит блуждание дуги, Степень сжатия дуги тем больше, чем выше температура плавления окисной пленки (табл. 28). 28. Характеристика дугового разряда при наличии окисной пленки на поверхности металла Макроанодное пятно Напря/ке- ние дуги, В Площадь, см' Диаметр, см 10,2 — 10,5 П,2 — П,з 11,8 — ! 2,7 Без пленки С пленкой 70% г'езО, и 80% геО Сг,Оз Пленка 3!Оз 12Х 18Н ) ОТ (1420! 1570 гтш 0,046 0,028 0,024 0,72 0,8 ОД8 — 0,82 0,58 — 0,57 10,4 — 10,6 12,0 — 12,8 18,1-14,0 Без пленки Пленка Я!О, Пленка А!,О, 1710 2050 Сталь Ст 3 1!580! При сварке стали 12Х!8Н10Т толщиной 5 — 8 мм с оксидированной при 800' С поверхностью глубина проплавления увеличивается на 15 — 30%, а ширина сварочной ванны уменьшается на 25%.
Наличие окисной пленки на поверх- 221 220 Сварка в защитных газах Сварка плавлением ности металла не оказывает заметного влияния на механические свойства соединения. Сварка с применением флюса. Нанесением на поверхность саарияаемого металла слоя флюса небольшой толщины (но не менее 0,2 — 0,25 мм), состоящего из галогенидон и некоторых окислов, можно сущестзенно увеличить проплавляющую способность дуги и уменьшить, таким образом, коэффициент формы шна (отношение ширины шза к глубине).
При этом благодаря увеличению концентрации тепловой энергии в активном пятне повышается эффективность проплазления и снижаются затраты погонной энергии при сварке. В состав флюсов для сварки титана входят га- Ь шба,мм логениды, для сварки стали — галогениды и окислы. Для сварки титана применяют флюсы систем БгРа — 1!Р(АНТ вЂ” 15 А), СаР,— МаРа(АНТ вЂ” ! 7 А), СаРв — 1!Р— 1.аР,(АНТ вЂ” 19 А). Флюсы разводят эти- 14 лозым спиртом до концентрации жидкой пасты и сР наносят на кромки сваризаемых деталей. Для аустенитной стали применяют флюсы системы СаР,— 1лР, а также Т!Ов — МдΠ— 11Р.
Для 1О стали перлитного класса применяют флюсы си- стемы Т10а — МаРа. При сварке листового титана .Р толщиной до 5 мм коэффициент формы шва может б быть доведен до единицы, при этом погонная энергия, необходимая для проплазления металла, может быть уменьшена в 2 раза. На рис. 71 пока- 1ОО 1бв 22О 2 А зана зависимость ширины шва и обратного валика 2сб,л от силы сварочного тока при однопроходной сварке сплава ОТ4 б = 5 мм.
С повышением силытокашиРис. 71. Зависимость ши- рина обратного валика при наличии флюса унелирины шва Ь и обратного чивается быстрее, чем ширина лицевого валика. валика от сварочного тока: При такой проплавляющей способности дуги 1 ширина шва сварка ИМЕЕтея ВОЗМОжНОСтЬ ПОЛуЧЕНИя СВарНЫХ таВрОВ с флюсом; 2 — ширина об- С тОЛщИНОй ЭЛЕМЕНта 1 — 12 ММ Прн раЗЛИЧНЫХ СО- ратного валика, сварка с четаниях толщины полки флюсом; г — ширина шва, и стенки.
сварка беа флюса С применением флюсов можно приваривать электрозаклепками листы титановых сплавов толщиной до 12 мм без рассверливания и выполнения углублений в верхнем листе. Форма проплаиления при этом близка к цилиндрической. Диаметры цилиндра при оптимальных режимах не превышают толщины привариваемого листа. Возможна также сварка многослой. ных конструкций. Высокая проплавляющая способность дуги при наличии флюса связана с повышенной сосредоточенностью теплового потока в пятне нагрева. Флюс на поверхности металла увеличивает напряжение на дуге на 1 — 4,7 В в заиисимости от состава флюса.
Проплавление при сварке по флюсу-галогену возрастает с увеличением потенциала ионизации металла, входящего в галогенид, и с увеличением относительной весовой доли галогена в соединении. В порядке увеличения эффекта проплавления галогены располагаются в следующей последовательности: фтор, бром, хлор. Применение газообразных и жидких г логенидов. Эффект повышения проплавляющей способности можно получить, если к защитному инертному газу добавить газообразные фториды ВРа %Ра, 5Ра и жидкие хлориды 8!С!4, СС!4 в парообразном виде и др. Концентрация этих компонентов в защитном газе небольшая и измеряется десятыми долями процента.
Парообразную фазу получают продувкой части аргона через жидкий хлорид с последующей подачей в смеси тель, Сварка погруженной дугой. Увеличение проплавляющей способности достигается одновременным повышением интенсивности теплового и силового воздействия дуги. С увеличением силы тока под давлением дуги происходит оттеснение под электродом жидкого металла Дуга при этом погружается н сварочную ванну (рис. 72), а поддержание заданного напряжения (длины) дуги осуществляется опусканием электрода (рис.
73) ниже поверхности свариваемого металла. Глубина погружения электрода зависит от напряжения (длины) дуги (рис. 74). Давление дуги уравновешивается металлостатическим давлением жидкого металла. Поэтому эффект погружения дуги тем больше, чем меньше плотность свариваемого мегалла. В соответствии с этим металлы большей плотности снаривают на большем токе Рис 72 Схема сварки погруи пониженной скорости (табл.
29). женной дугой Расход аргона в сопла горелки составляет 15 — 20 л/мин, в приставку для защиты остывающего шва 15 — 30л/мин и на обратную сторону шва 6 — 10 л/мин. В ряде случаев для повышения проплавляющей способности дуги в сопло горелки подают гелий. В качестве электродов применяют стержни диаметром 10 мм из лантанированного (ВЛ) или иттрированного (ВИ) вольфрама. Угол заточки вольфрамового электрода 15', притупление 0,2 — 1,5 мм. Возможны другие формы электрода. ' 12 14 1б 1б 2О УО, О 200 ФОО бОО бОО ЮОО 1сб,А Рис. 74. Зависимость погружения электрода (мм) в основной металл (сплав титана) от напРЯжениЯ на дУге пРи осв = = 20 м/ч: 1) 1 =700 А; 2)1 =400 А св св Рис.
73. Зависимость погружения электрода (мм) и основной металл (сплан титана) от сварочного тока при (/д = 15 В, осв = 20 м/ч Для устранения подрезов, особенно при односторонней сварке, осуществляют второй проход поверхностной дугой при уменьшенном токе и увеличенном напряжении на дуге. В некоторых случаях для титановых сплавов можно применять сварку погруженной дугой с принудительным формированием шва водоохлаждаемым роликом. При этом устраняются подрезы, увеличивается скорость охлаждения жидкого металла, улучшается структура металла шва.
При сварке погруженной дугой обеспечивается высокое качество металла шва, расширяются пределы толщин материалов, свариваемых без разделки кромок, повышается производительность сварочных работ, сокращается расход присадочной проволоки. 225 224 Сварка плавлением Сварка в заи4итнв(х газах Продолжение табл. 31 Толщина материала 5, мм Форма разделки кромок под сварку Соединение сп(ыкоеое 0,4 — 0,6 0,6 — 0,8 1,0 — 2,0 2,0 — З,О 3,0 — 4,0 0 — О,!О 0 — О,!5 0 — 0,25 0 — 0,30 Π— 025 0 — 0,20 0 — 0,30 0 — 0,40 0 — 0,50 0,8 — 2,0 0 — 0,3 0-0,4 0,6 — 1,0 1,0 — 2,0 2,0 — З,О З,Π— 4,0 3,0-4,0 Π— 0,2 Π— 0,3 0 — 0,3 0 — 0,20 0 — 0,30 0 — 0,40 0 — 0,50 Соединение стыкоеое с отбора(зеков 0,5 — 1,0 1,0 — 2,0 2,0 — 2,5 0 — 0,5 0 — 0,8 0 — 1,0 0 — ОД 0 — 0,8 Π— 1,0 1,5 2,5 0,5-1,0 1,0 — 2,0 2,0 — 2,5 0 — 0,2 0 — 0,5 0 — 0,5 1,5 2,5 Т-образное соединение 0,8 — 1,0 1,0 — 2,0 0 — 0,2 0 — 0,3 0 — 0,2 0 — 0,3 Π— 0,5 Π— () Дз 1,5 31.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
