диплом записать на диск (1210761), страница 9

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

Текст из файла (страница 9)

Рисунок 2.2.2 ‒ Фотография установки для сварки под флюсом

В качестве источников питания применяются трансформаторы, выпрямители генераторы, инверторы с пологопадающей или жесткой внешней (вольт-амперной) характеристикой.

Сварочные аппараты предназначены для подачи электродной проволоки и флюса в зону сварки. Аппараты применяются двух типов:

– с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге (основанные на принципе саморегулирования сварочной дуги);

– аппараты с автоматическим регулированием напряжения на дуге и зависимой от него скоростью подачи электродной проволоки (аппараты с авторегулированием).

Достоинства. Основными достоинствами сварки под флюсом являются:

– повышенная производительность;

– минимальные потери электродного металла (не более 2%);

– отсутствие брызг;

– максимально надёжная защита зоны сварки;

– минимальная чувствительность к образованию оксидов;

– мелкочешуйчатая поверхность металла шва в связи с высокой стабильностью процесса горения дуги;

– не требуется защитных приспособлений от светового излучения, поскольку дуга горит под слоем флюса;

– низкая скорость охлаждения металла обеспечивает высокие показатели механических свойств металла шва;

– малые затраты на подготовку кадров;

– отсутствует влияния субъективного фактора.

Недостатки. Основными недостатками сварки под флюсом являются:

– трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;

– трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;

– нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.

Области применения. Механизированная сварка под флюсом является одним из основных способов сварки плавлением. Данный способ применяют при изготовлении сварных конструкций из углеродистых, низколегированных, легированных и высоколегированных сталей различных классов, сплавов на никелевой основе. Освоена сварка под флюсом титана, меди, алюминия и их сплавов.

2.2.2 Сварка в среде защитных газов

Сущность способа. Сварка в защитных газах – один из распространенных способов сварки плавлением. По совокупности основных физических явлений процесс дуговой сварки в защитных газах можно классифицировать по двум основным схемам – это сварка неплавящимся (рисунок 2.2.3, а) и плавящимся (рисунок 2.2.3, б) электродами.

Рисунок 2.2.3 – Схема процесса сварки в защитном газе электродом: а – неплавящимся (1 – электрод вольфрамовый; 2 – сопло; 3 – дуга; 4 – металл шва; 5 – изделие); б – плавящимся (1 – электрод; 2 – цанга; 3 – сопло; 4 – дуга; 5 – металл)

В первом случае электрическая дуга горит между вольфрамовым (угольным) электродом и основным металлом в среде защитного газа. Для заполнения разделки в дугу подается присадочная проволока. При сварке плавящимся электродом электрическая дуга горит в среде защитного газа между сварочной проволокой и основным металлом. Проволока подается механически с постоянной или переменной скоростью, зависящей от напряжения дуги.

Оборудование. Установка для механизированной дуговой сварки в среде защитных газах включает:

– источник тока (постоянного, переменного);

– механизм подачи электродной проволоки с кассетой для проволоки;

– комплект специальных гибких шлангов с горелкой;

– встроенный в источник блок управления или отдельный шкаф управления;

– систему подачи защитного газа (баллон, подогреватель газа (для СО2), газовый редуктор, смеситель газов, газовые шланги, электроклапан);

– кабели цепей управления; сварочные кабели с зажимами.

Фотографии установки для механизированной дуговой сварки в среде защитных газов приведены на (рисунок 2.2.4).

а) б)

Рисунок 2.2.4 ‒ Установка: а ‒ для дуговой механизированной сварки в СО_2; б ‒ для ручной дуговой сварки в СО_2.

а) б)

Рисунок 2.2.5 ‒ Установка: а ‒ для дуговой механизированной сварки в среде аргона; б ‒ для ручной дуговой сварки в среде аргона.

Сварочные материалы. Для сварки в среде защитных газов применяется электродная проволока и защитный газ. В качестве электродной проволоки используют сварочные, наплавочные, порошковые проволоки. В качестве защитных применяют: активные (СO₂, O₂, N₂, Н₂), инертные (Аr, Не), газы и их смеси (Аr+СO₂+O₂, Аr+O₂, Аr+ +СO₂ и др.).

Режимы сварки. Основными параметрами механизированной дуговой сварки плавящимся электродом в СО₂, Аг, Не и смесях газов являются:

1. Сварочный ток Ic (40...600 А);

2. Напряжение сварки Uc (16...40 В);

3. Скорость сварки Vc (~4...20 мм/с), (14.4...72 м/ч);

4. Диаметр электродной проволоки dп (0.8...2.5 мм);

5. Длина вылета электродной проволоки Lв (8...25 мм);

6. Скорость подачи проволоки Vп (~35..25О мм/с), (126...960 м/ч);

7. Расход защитного газа qг (3...60 л/мин).

Достоинства способа. По сравнению с другими способами он имеет ряд преимуществ:

– возможность визуального, в том числе и дистанционного, наблюдения за процессом сварки;

– возможность механизации и автоматизации процесса, в том числе с применением робототехники;

– высокоэффективная защита расплавленного металла;

– возможность сварки металлов разной толщины в пределах от десятых долей до десятков миллиметров.

– возможность ведения процесса во всех положениях;

– более высокая производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке;

– относительно низкая стоимость сварки в углекислом газе.

Недостатки способа:

– большое разбрызгивание электродного металла;

– возможность нарушения газовой защиты при сдувании струи газа движением воздуха или забрызгивании сопла;

– наличие газовой аппаратуры и в некоторых случаях необходимость водяного охлаждения.

Область применения. Области применения сварки в защитных газах охватывают широкий круг материалов и изделий (узлы летательных аппаратов, элементы атомных установок, корпуса судов, трубопроводы, подвижной состав и т. п.). Аргонодуговую сварку применяют для цветных (алюминия, магния, меди) и тугоплавких (титана, ниобия, ванадия, циркония) металлов и их сплавов, а также легированных и высоколегированных сталей. На железнодорожном транспорте данный метод широко применяют для сварки и наплавки деталей локомотивов, вагонов, строительных и дорожных машин.

2.2.3 Сварка порошковой проволокой

Сущность способа. Сварка порошковой проволокой – это способ механизированной сварки, при котором защита и легирование металла шва производится за счет шихты, помещенной в самой проволоке, состоящей из стальной оболочки и неметаллического сердечника. В зависимости от состава шихты сердечника порошковую проволоку можно использовать для дуговой сварки различных марок сталей и чугуна как с внешней газовой или флюсовой защитой, так и без нее. В сердечнике порошковой проволоки, предназначенной для сварки без внешней защиты (для сварки открытой дугой), должны содержаться газо- и шлакообразующие вещества, а также раскислители. Схема сварки приведена на (рисунке 2.2.6).

Рисунок 2.2.6 – Схема сварки порошковой проволокой: 1 – оболочка, 2 – шихта,

3 – шлак, 4 – сварочная ванна, 5 – область газовой защиты

Отличительной особенностью сварки порошковой проволокой по сравнению с другими механизированными способами является то, что она сочетает в себе преимущества ручной сварки – простоту и мобильность, а также механизированной сварки в углекислом газе – большую производительность и высокое качество сварных соединений

Сварочное оборудование. Для сварки порошковыми проволоками используют сварочные полуавтоматы (рисунок 2.2.7).

В комплект оборудования входят:

– источник питания;

– подающий механизм;

– набор шлангов и ручных горелок;

– касета для проволоки;

– пульт управления.

Рисунок 2.2.7 – Установка для сварки порошковой проволокой

Сварочные материалы. Порошковая проволока представляет собой непрерывный электрод трубчатой или другой, более сложной конструкции с порошкообразным наполнителем – сердечником. Сердечник состоит из смеси минералов, руд, ферросплавов металлических порошков, химикатов и других материалов.

Режимы сварки. Сварка порошковой проволокой выполняется на постоянном токе обратной полярности. Диаметр порошковой проволоки и сварочный ток выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла, количества необходимых слоев и положения шва в пространстве. Следует помнить, что сварку порошковой проволокой без внешней защиты необходимо выполнять короткой дугой (на пониженных напряжениях дуги), так как чрезмерное удлинение дуги может привести к ухудшению защиты жидкого металла от воздуха и образованию пор в шве.

Достоинства:

– применение порошковых проволок, сочетающих в себе положительные свойства открытых стальных электродов (защита, легирование и раскисление расплавленного металла), и механизированной сварки проволоками сплошного сечения (высокая производительность) представляет большие производственные преимущества, особенно в монтажных условиях;

– отсутствие газовой аппаратуры (баллонов, шлангов, газовых редукторов), флюса и флюсовой аппаратуры, усложняющих процесс сварки или повышающих его трудоемкость (засыпка и уборка флюса и др.);

– возможность наблюдения при полуавтоматической сварке за направлением электрода в разделку, особенно при сварке с его поперечными колебаниями, а также за образованием шва;

– высокая производительность способа при сварке и наплавке.

Недостатки:

– малая жесткость трубчатой конструкции порошковой проволоки требует применения подающих механизмов с ограниченным усилием сжатия проволоки в подающих роликах;

– повышенная вероятность образования в швах пор, вызываемая наличием пустот в проволоке. Кроме того, не расплавившиеся компоненты сердечника, переходя в сварочную ванну, способствуют появлению газообразных продуктов. Диссоциация мрамора, окисление и восстановление углерода при нагреве и плавлении ферромарганца в сочетании с мрамором и другие процессы также могут привести к образованию в металле сварочной ванны газовой фазы. В результате этого в швах появляются внутренние и поверхностные поры.

Область применения. Порошковые проволоки широко используются для сварки металлоконструкций из углеродистых и легированных сталей. В ремонтном производстве данный способ применяется для наплавки деталей, заварке раковин и других дефектов в чугунных отливках. Наиболее рационально применять порошковую проволоку для полуавтоматической сварки монтажных соединений стальных конструкций в строительстве, судостроении и других отраслях, где полуавтоматическую сварку в углекислом газе трудно выполнять при наличии ветра.

2.2.4 Электрошлаковая сварка

Сущность. При электрошлаковой сварке основной и электродный металл расплавляется теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну. Процесс электрошлаковой сварки начинается с образования шлаковой ванны в пространстве между кромками основного металла и формирующими устройствами (ползунами), охлаждаемые водой, подаваемой по трубам, путем расплавления флюса электрической дугой, возбуждаемой между сварочной проволокой и вводной планкой.

Оборудование. Для выполнения сварочных работ необходим комплекс оборудования, обеспечивающий получение швов заданного качества и конфи-

Характеристики

Список файлов ВКР