Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Поэтому коэффициент расплавления электродной проволоки где ад — составляющая, обусловленная энергией, выделяемой в дуге; а" — составляющая, обусловленная нагревом вылета электрода током. Величин ид ож у м но определить, экстраполируя зависимость ар от вылета электрода ( ис. 93). сси п тр (р . ). ропорциональна мощности 1 Я, выделяемой вылетом а электрода.
Поэтому способ повышения про«.в/4 ч изводительности наплавки иногда называют зе 1вй Температуру нагрева электрода можно определить по формуле т (т,-~ — ~ р~ где То — начальная температура электрода (температура окруж й ающе среды), Ом см; — тем е р — уд ьное электросопротивление электродной проволо р О 'С, ки при ° , 11 — мпературныи коэффициент электросопротивления 1,'С плотность тока, А/см' с см; су — удельная объемная теплоемкость, кал/(сма ~ )4 ); о — скорость подачи проволоки, см/с; г — расстояние данной точки электрода от токоподводящего мундштука, см. Количество тепла, выделяемого в электроде при заданном ежиме сва можно определить по формуле [534 ви=атгзсур Тв+ — ~ ~ехр ~ ро ~ 1 О 24гггар .2НТ где Н вЂ” вылет электрода, см; г — радиус электрода, см. За счет ния элект чет увеличения вылета можно значительно повысить ск орость плавле ектрода. Например, при силе тока 345 А с увеличением вылета с 5 до 20 мм скорость плавления электродной проволоки Св-12Х16Н9Т (/) 16 вается в 2 раза.
в-, мм увеличиСаморег ли о кого качества сва н р у р в а н не д у г и. Для получения постоянного выс ° р ых швов необходимым условием является поддержание поо. стоянной длины дуги. Постоянство длины дуги можно обеспечить применением системы автоматического регулирования скорости подачи проволоки в зависимости от напряжения дуги при питании ее от источника с падающей внешней характеристикой. Однако такие системы нашли применение только при сварке проволоками больших диаметров (3 — 6 мм).
Для сварки проволоками малых диаметров рациональнее применять системы, основанные на саморегулировании дуги. Интенсивность саморегулирования дуги зависит от статических характеристик дуги и источника питания. Условием статической устойчивости системы источник — дуга является со- отношение д(/л д(/и где — и — представляютсобой тангенсы угла наклона вольт-амперной ха- д1 д1 рактеристики дуги и источника при рабочем токе 1 . Дуга с плавящимся электродом в среде защитных газов имеет возрастающую вольт-амперную характеристику (рис. 94) и может быть выражена зависимостью д(/д Значения й = — характеризующего подъем вольт-амперной характери- д/ стики, приведены в табл.
37. 37. Козффипнент Л„в зависимости от условий сварки (обратная полярность) Электрические параметры дуги определяются точкой пересечения статических а тер стик дуги и источника. При этом режиме длина дуги автоматически поддерживается постоянной, если скорость плавления электродной проволоки в равна скорости ее подачи оп. 240 Сварка плавлением 241 Сварка в защитных газах 25 15 ! 5О 15В 250 55В йЛ О 1, 1г 1,1 1 Рис. 94. Вольт-амперные характеристики Рис, 95.
Вольт-амперные характедуги с электродами из стали 12Х18Н9Т ристики дуги длиной 1, и 1в н источника питания связано с уменьшением силы тока с 11 до 1„при этом скорость плавления электрода уменьшается и дуга восстанавливает свою первоначальную длину. При уменьшении напряжения холостого хода источника,(характеристики 2, д и 4 на рис, 95) одному и тому же изменению длины дуги соответствует большее изменение силы тока.
Поэтому с умень- 7нВ шепнем напряжения холостого хода источника питания интенсивность саморегулирования дуги повышается. Ф Ф На рис. 96 показаны вольт-ампер° ~ 4 2Ф ф" ные характеристики дуги при постоян- Ъ е10 нои скоРости поДачи пРоволоки Дла ~~ф ф ~Р - разных вылетов электрода. На этом же 8з Юд графике нанесены внешние характерив — стики источника: падающая, жесткая и возрастающая. Из сопоставления характеристик следует, что с увеличе1й вием вылета электрода длина дуги при падающей внешней характеристике ис— «ариятягрииязтяи точника увеличивается, а при возрасиитпичяияи питяииия тающей уменьшается.
В наименьшей 10 степени длина дуги изменяется с изменением вылета электрода при жесткой характеристике источника. На основании сопоставления вольтамперных характеристик дуги и источника (см. рнс. 95 и 96) можно сформулировать требования к источникам питания. При полуавтоматической сварке, когда возможны значительные изменения вылета электрода, следует применять источники питания с жесткой внешней характеристикой; при автоматической сварке, когда вылет электрода изменяется мало, можно применять источники локи ек с жесткой и возрастающей характеристиками.
Прн неравномерной подаче р правор комендуется применять источники с возрастающей характеристикой. Рис. 96. Вольт-амперные характеристики дуги при постоянной скорости подачи проволоки и разных вылетах электрода На рис. 95 показаны две характеристики дуги длиной 1т и 1в и внешние характеристики источника питания (1, 2, 3, 4), имеющие различный наклон к оси 1.
Прн заданном режиме и характеристике 1 источника удлинение дуги с 11 до 1з Для облегчения возбуждения дуги рекомендуется применять источники, у которых наряду с возрастающими характеристиками в рабочей части при малых нагрузках и холостом ходе повышено напряжение. При сварке плавящимся электродом короткой дугой, сопровождающейся замыканиями дугового промежутка каплями металла с частотой 20 — 200 в секунду, стабильность процесса и качество сварки в значительной мере зависят от динамических свойств источников питания и сварочной цепи. Динамические свойства обусловливают время возбуждения и стабильность горения дуги.
За критерий динамических свойств источника принята скорость нарастания силы тока — при коротких замыканиях дугового промежутка. При сварке А1кз Л1 проволоками диаметром 0,5 — 1,4 мм с частыми короткими замыканиями рекомендуется — = 70 —; 200 кА/с. Для сварки проволокой диаметром > 1,6мм рекоА1кз Л~ мендуется — ' = 1Π—: 30 кА/с. А1кз Л1 Т е х н и к а с в а р к и, К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся сила тока, полярность, напряжение дуги, диаметр и скорость подачи электродной проволоки, расход и состав защитного газа, вылет электрода, скорость сварки.
Сварку плавящимся электродом обычно производят на обратной полярности, При прямой полярности скорость расплавления в 1,4 — 1,6 раза выше, чем при обратной полярности; однако дуга горит менее стабильно с интенсивным разбрызгиванием. Вылет электрода благодаря высокой плотности тока оказывает существенное влияние на энергетический баланс при сварке и на стабильность процесса. Оптимальные величины вылета стального электрода следующие: Диаметр электродной проволоки, мм ... О,з 0,8 1,0 1,6 2.0 2,з 8,0 и более Вылет электрода, мм ............ 6 — 7 6 — 8 8 — 1111 — 14 14 — 17 17 — 20 20 — 30 Сварочный ток, обусловливающий размеры шва и производительность процесса, зависит от диаметра и состава проволоки и устанавливается в соответствии со скоростью подачи проволоки (рис.
97). Для проволоки различного диаметра рекомендуются определенные пределы сварочного тока, при которых обеспечивается стабильность процесса сварки (рис. 98). Напряжение на дуге устанавливается в зависимости от силы тока (рис. 99) с учетом формирования шва, разбрызгивания металла и производительности процесса. В ряде случаев для повышения производительности применяют форсированные режимы (см. рис. 98 и 99). Выбор защитного газа осуществляют с учетом состава свариваемого металла, требований к сварным соединениям, их свойствам и внешнему виду, производительности и экономичности процесса. При применении инертных газов тонколистовые материалы толщиной <3 — 4 мм сварнвают короткой дугой с периодическими замыканиями дугового промежутка. Материалы большей толщины сваривают при токе больше критического, при струйном переносе металла.
Оптимальная внешняя составляющая длины дуги прн этом равна 5 — 7 мм, что составляет 24 — 35 В в зависимости от силы тока. В случаях применения в качестве защитной среды углекислого газа сварку ведут в основном с короткими замыканиями дугового промежутка, реже с крупно- капельным переносом металла. При круппокапельном переносе металла происходит значительное разбрызгивание, которое можно уменьшить при погружении дуги в ванну. Оптимальная внешняя составляющая длины дуги, при которой хорошо формируется шов с не. большим разбрызгиванием, равна 2 — 3 мм, 242 Сварка плавлением 243 Сварка в защитных газах 1,Л ООО 000 +00 ЗО гОО гв ОРО гоо 10 0 100 г00 ХОО 400 000 1, 400 О ОО 10 10 г0 гу 40кн Рис.
99. Зависимость напряжения на дуге от силь тока при сварке в СОз проволокой ф 0,5 — 3,0 мм Рис. 98. Зависимость силы тока от диаметра электродной прово- локи при сварке в СОз гоо ггп 1оп гоо Воо ОРО бо01 О.л гоп гоп ВОО1,0.0 Чл. Н1Ч ОПО ВРО гоо При применении проволоки, активированной щелочными и щелочноземельными элементами, сварка в СОз осуществляется при струйном переносе металла с небольшим разбрызгиванием. Скорость сварки плавящимся электродом обычно составляет 15 — 80 м/ч и ее выбирают с учетом как производительности, так и качества формирования шва.
Автоматическая сварка плавящимся электродом позволяет получать качественные соединения на стали толщиной 0,5 мм и выше, полуавтоматическая — на и„, нгч чл, н1(ч п гоо ООО бОР ООО гопогео,д гоп Зоо г,о,л 1РО В) Рис. 97. Зависимость силы сварочного тока от скорости подачи проволоки: и — при сварке в аргопе и гелии; б — при сварке в СОз проволокой Св-08Г2С стали толщиной 1,0 мм и выше. Для очень тонкой стали целесообразно применять в качестве защитного газа смесь Аг — СОз. Металл толщиной до 4 мм сваривают без разделки кромок, Для улучшения формирования шва материалы толщиной >2 — 3 мм сваривают на медной подкладке с канавкой или на остающейся подкладке из основного металла.
Для сварки тонколистовых металлов применяют проволоку диаметром 0,5 — 1,2 мм. Формирование шва на тонколистовом металле происходит лучше при сварке в вертикальном положении сверху вниз. В соответствии с этим кольцевые швы на тонколистовых изделиях при поворотном стыке рекомендуется сваривать в вертикальном положении сверху вниз или в потолочном положении. Металлы толщиной 4 — 12 мм сваривают за два прохода с двух сторон. Металлы толщиной 15 — 20 мм сваривают за два-три прохода при 'Ч-образной разделке кромок с углом 60' и с притуплением 2 — 4 мм. При толщине 20 — 30 мм применяют двустороннюю разделку кромок с углом 60' и с притуплением 2 — 4 мм.
Металлы большей толщины целесообразно сваривать прн узкой щелевой разделке кромок за несколько проходов, Рис. 100. Схемы перемещения горелки при полуавтоматической сварке стыко- вых швов в среде защитных газов: 1 — возвратно-поступательное; 11 — по вытянутой спирали; Ш вЂ” змейкой 244 Сварка плавлением Сварка в защитных газах Автоматическую сварку стыковых швов в нижнем положении выполняют при вертикальном положении горелки, а сварку угловых швов — при наклоне горелки под углом 25 — 35' относительно вертикальной стенки с небольшим смещением (до 1 мм) оси электрода на горизонтальную полку.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
