|
Процессы в сварочной дуге
Сварочная дуга состоит из катодной, анодной областей и столба дуги. Катодная область расположена у катода и является источником электронов, ионизирующих дуговой промежуток. Предполагают, что длина катодной области равна длине свободного пробега электрона в газе. Анодная область расположена у анода и концентрирует электроны. Пространство, ограниченное катодной и анодной областями, называется столбом дуги. Столб дуги нейтрален -- суммы зарядов отрицательных и положительных частиц равны. Температура катодной области достигает 3200°С, а анодной -- 3400°С. Разница температур обусловлена тем, что катодом выбрасывается больше заряженных частиц, которые сильно бомбардируют анод, в результате чего выделяется большое количество тепла. В столбе дуги температура колеблется в пределах 5000--8000 °С. При сварке на постоянном токе на аноде выделяется 43% тепла сварочной дуги, на катоде -- 36%, в столбе дуги -- 21%. Длина дуги равна расстоянию между торцом электрода и поверхностью расплавленного металла. У покрытых электродов 0 4--5 мм длина устойчиво горящей нормальной дуги составляет 5--6 мм. Такая дуга считается короткой. Дуга длиной более 6 мм называется длинной. Горит она неустойчиво, металл электрода плавится неравномерно, капли металла больше подвергаются воздействию кислорода и азота воздуха, наплавленный металл пористый с неровной поверхностью. 1,3 -- анодное и катодное пятна; 2, 4 -- анодная и катодная области; 5 -- столб дугиПод действием тепла дуги металл свариваемого изделия расплавляется на определенную глубину, которая называется глубиной проплавления или проваром, а жидкий расплавленный металл -- сварочной ванной. Давление газов сварочной дуги отбрасывает расплавленный металл со дна ванны на боковую ее поверхность. При этом образуется углубление -- кратер.
Особенности сварки плавящимся и неплавящимся электродами
Образование шва происходит за счет расплавления кромок основного металла или дополнительно вводимого присадочного металла. В качестве защитных газов применяют инертные: аргон (бесцветный газ, в 1,38 раза тяжелее воздуха, нерастворим в жидких и твердых металлах. Аргон выпускают высшего и первого сортов. Поставляют и хранят аргон в стальных баллонах в сжатом газообразном состоянии под давлением 15 МПа) и гелий и активные: углекислый газ (бесцветный, со слабым запахом, в 1,52 раза тяжелее воздуха, нерастворим в твердых и жидких металлах. Выпускают углекислый газ сварочный, пищевой и технический. Для сварки газ поставляют и хранят в стальных баллонах в сжиженном состоянии под давлением 7 МПа) , водород, кислород и азот, газы, а также их смеси (Аг + Не, Аг + СО2, Аг + О2, СО2 + О2 и др.). По отношению к электроду защитный газ можно подавать центрально или сбоку. Сбоку газ подают при больших скоростях сварки плавящимся электродом, когда при центральной защите надежность защиты нарушается из-за обдувания газа неподвижным воздухом. Сквозняки или ветер при сварке, сдувая струю защитного газа, могут резко ухудшить качество сварного шва или соединения. В некоторых случаях, особенно при сварке вольфрамовым электродом, для получения необходимых технологических свойств дуги, а также с целью экономии дефицитных и дорогих инертных газов используют защиту двумя концентрическими потоками газа.Сварку в защитных газах отличают следующие преимущества: Ш высокая производительность (в 2-3 раза выше обычной дуговой сварки); Ш возможность сварки в любых пространственных положениях, хорошая защита зоны сварки от кислорода и азота атмосферы, отсутствие необходимости очистки шва от шлаков и зачистки шва при многослойной сварке;
Ш малая зона термического влияния;
Ш относительно малые деформации изделий;
Ш возможность наблюдения за процессом формирования шва;
Ш доступность механизации и автоматизации.
Недостатками этого способа сварки являются необходимость принятия мер, предотвращающих сдувание струи защитного газа в процессе сварки, применение газовой аппаратуры, а в некоторых случаях и применение относительно дорогих защитных газов.
Do'stlaringiz bilan baham: |
