Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Полуавтоматическую сварку обычно выполняют при меньшей силе тока по сравнению с автоматической, Металлы толщиной 1 — 2 мм сваривают без поперечных колебаний электрода. Техника выполнения швов на металлах большей толщины такая же, как и при ручной сварке штучными электродами (рис. 100). Корневые швы при сварке вразделку выполняют при возвратно-поступательном перемещении электрода, средние слои — при перемещении электрода по вытянутой спирали, а верхние слои — при поперечных колебаниях электрода — «змейкой». Полуавтоматическую сварку угловых швов производят с наклоном горелки от вертикальной стенки на 30 — 45' и наклоном горелки к оси шва «углом назад» на 5 — 15'.
Сварку в защитных газах плавящимся электродом можно выполнять в различных пространственных положениях, соблюдая прн этом приемы, схематически показанные на рис. 101. Металл толщиной до 6 мм сваривают сверху вниз «углом б) в) г) а) е) а) Рис. 101. Схемы расположения и поперечных колебаний электрода пря сварке в СО, вертикальных швов на стали 5 < 6 мм (а) и б > 6 мм (б, в и г) при сварке горизонтальных (д) и потолочных (е) швов назад». На металле толщиной до 3 мм поперечные колебания не производят, при большей толщине сварку ведут с поперечными колебаниями электрода. Сталь толщиной ) 6 мм сварнвают снизу вверх с поперечными колебаниями, как и при сварке штучными электродами. Горизонтальные швы на стали сваривают в углекислом газе проволоками е(, = 0,8 †: 1,4 мм.
Металлы толщиной до 3 мм сваривают без скоса кромок с небольшим зазором. Электрод наклоняют вниз, сварку ведут «углом назад» без поперечных колебаний. Металлы большей толщины сваривают при скошенной кромке верхнего листа, электрод наклоняют вверх. Потолочные швы сваривают проволокой д» = 0,5 —: 1,4 мм «углом назад» при минимальных значениях силы тока и напряжения и при направлении дуги на ванночку жидкого металла. Сварка на вертикальной стенке и в потолочном положении в среде инертных газов выполняется при струйном переносе металла.
Импульсно-дуговая сварка. Технологические возможности дуговой сварки в защитных газах можно значительно расширить, если применять в качестве источника тепла импульсную (пульсирующую) дугу. Смысл применения импульсной дуги заключается в концентрации во времени теплового и силового воздействия на основной и электродный металл с целью регулирования технологических характеристик процесса сварки. При сварке неплавящимся электродом импульсная дуга предназначена для регулирования процесса проплавления основного металла и формирования шва, при сварке плавящимся электродом — для регулирования процесса расплавления и переноса электродного металла.
С в а р к а в о л ь ф р а м о в ы м э л е к т р о д о м. При этом процессе дуга пульсирует с постоянным заданным соотношением импульса и паузы (рис. 102). Сплошной шов получают путем расплавления отдельных точек с определенным перекрытием (см. рис. 102, б). Регулярность повторных возбуждений в начале каждого импульса, а также пространственная устойчивость дуги обеспечиваются благодаря горению в промежутках между импульсами и паузами маломощной дежурной дуги (сила тока порядка 10 — 15% от силы тока в импульсе). При наличии дежурной дуги активное пятно стабилизируется на конце электрода, а дуговой промежуток постоянно поддерживается в ионизированном состоянии.
' Дежурная дуга во время паузы не оказывает существенного влияния на глубину проплавления. За счет правильного подбора соотношения токов импульсной и дежурной дуги можно полностью устранить кратеры в точках и, таким образом, уменьшить перекрытие точек и повысить скорость сварки. Основными параметрами импульсно-дугового процесса сварки являются длительности импульса (1и) и паузы (1п), длительность цикла сварки Тц= 1и+ гп и шаг точек о = ос ()и+ 1п), где о„— скорость сварки. За время каждого импульса в изделие вводится количество теплоты, равное Я=Ми, где дн — эффективная мощность источника г, тепла во время импульса.
При обычно применяемых режимах им- а) е пульсно-дуговой сварки при расчете температурного поля за пределами изотерм 800 — 900' С импульсный источник тепла можно заменить постоянно-действующим сред- + М~ Чи ней мощности др = ' — =, Сред)и+ 1п 1 1п б) 1и !и Рнс. 102. Схемы процесса сварняя расчетная сила тока )р — — — 1 где ки импульсной дугой: ~п 1и а — ивменение тока во времени; б — формирование шва )и — среднее значение силы тока во время импульса. Безразмерная величина 6= — является одним из технологических парамет~п ~и ров, характеризующих проплавляющую способность периодически горящей дуги при заданной энергии импульса и длительности цикла. Эта величина называется жесткостью режима.
В некоторых случаях для характеристики периодической последовательности импульсов пользуются терминологией импульсной техники и применяют термин Т„ скважность импульсов С= —, представляющую собои отношение периода сле- 1и дования Тн к длительности импульса. Используют также коэффициент заполнения в = —" — величину, обратную сква>кности. Т„ Крайними значениями жесткости режима можно характеризовать способ дуговой сварки.
Так, обычная сварка непрерывно горящей дугой характеризуется жесткостью 6 = 0(1„= со или 1п= 0), адуговая точечная сварка 6 = со (гп= со) Варьируя параметрами импульсного процесса, можно эффективно воздействовать на форму и размеры сварочной ванны, на кристаллизацию металла, на формирование шва, на временные и остаточные деформации и другие показатели процесса сварки. Основой механизма воздействия на эти показатели являются тепловые процессы в зоне сварного шва.
247 Сварка в защитных газах Сварка плавлением Рис, 103. Термический цикл в точке А, расположенной на расстоянии 0,1 см от оси шва: 1 — экспериментальный; 2 — расчетный по схеме линейного постоянно действующего источника; 3 — расчетный по схеме импульсного нормально-кругового источника (1о = 0,45 с). Сталь 18-8 б = 1,5 мм; У а = 100 А; У = 5 А; гп = О 21 с; = 0,63 с Т аг ! г У 4 й,а Эффективность расплавления металла при сварке импульсной дугой зависит от скорости распространения тепла.
При стесненном теплоотводе при сварке импульсной дугой (тонкой пластины и тем более стержней) полнее используется тепло на расплавление свариваемого металла, чем при сварке постоянной дугой. При сварке толстого металла с применением большой силы тока дуга при непрерывном горении углубляется в жидкий металл, что приводит к увеличению проплавления основного металла. Поэтому на толстолистовом металле проплавляющая способность импульсной дуги при периодической кристаллизации металла сварочной ванны может оказаться не выше, а в ряде случаев ниже, чем постоянно горящей дуги. В отношении проплавляющей способности импульсная дуга наиболее эффективна при сварке тонколистовых материалов толщиной 2 — 3 мм и меньше.
Для анализа тепловых процессов часто используют расчетные данные, так как экспериментальное определение термического цикла при импульсно-дуговой сварке тонколистовых материалов представляет существенные технические трудности. В основу тепловых расчетов при импульсно-дуговой сварке положен метод источников, разработанный Н. Н, Рыкалиным. Для упрощения расчетов целесообразно источник тепла рассматривать неподвижным во время импульса с шаговым его перемещением во время паузы. Пользуясь принципом наложения, температуру в любой точке сварного соединения представляют как сумму температур от отдельных тепловых импульсов.
При относительно небольших значениях 2н и 2п применительно к тонколистовым материалам такое допущение оправдано. Расчетные данные достаточно близки к экспериментальным, если расчеты проводить по схеме импульсного нормально-кругового источника с постоянной времени 1а (рис. 103). Нестационарность температурного поля обусловливается величинами Тц, о и 6. Пульсация температуры увеличивается с удлинением Тц и с приближением к оси шва (рис. 104).
При одинаковом цикле пульсация температуры растет с увеличением 6 до определенного значения, после которого наблюдается снижение нестационарности. При сварке стали толщиной 0,8 — 1,5 мм наибольшая пульсация имеет место при 6 = 1 —:2. С удлинением Т„и 3, т. е. с ростом нестационарности, увеличиваются скорости охлаждения в области высоких температур. Что касается 6, то существуют ее оптимальные значения. Так, при сварке стали типа 18-8 толщиной 1,5 мм максимальные скорости охлаждения имеют место при 6 = 1,2 †: 2.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
