СВАРОЧНЫЕ РАБОТЫ

СВАРКА В ЗАЩИТНЫХ ГАЗАХ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

Сварка сталей плавящимся электродом выполняется преимущественно в среде углекислого газа или аргона. При сварке плавящимся электродом источником тепла является дуга, возбуждаемая между свариваемыми эле­ментами и электродной лроволокой, непрерывно пода­ваемой в зону сварочной дуги. Сварочный Шов создается за счет формирования сварочной ванны из расплав­ленного основного и электродного металлов. Основным способом местной защиты является газовый поток с цен­тральной, боковой и комбинированной подачей газа (рис. 29).

Металл сварочной проволоки расплавляется дугой и переносится каплями в сварочную ванну, не взаимодей­ствуя с окружающим воздухом. Размер капель электро­дного металла зависит от состава металла и защитного газа, направления и величины тока. Так, с увеличени­ем силы тока растет электродинамическая сила и размер капель расплавленного металла уменьшается. При дости­жении силы тока критического состояния капельный пе­ренос металла переходит в струйный. На величину крити­ческого тока оказывает влияние поверхностное натяже­ние металла. Эти две величины находятся в прямой зависимости: чем больше поверхностное натяжение ме­талла, тем больше критический ток и наоборот. Изменять критический ток можно, составляя различные газовые смеси. Так, при добавлении к основному газу азота или водорода критический ток повышается, а добавление кислорода снижает его значение. Принципиальная схема поста, предназначенного для сварки плавящимся элект­родом, представлена на рис. 30. Источник питания дол­жен обеспечивать надежное возбуждение сварочной дуги и поддерживать ее устойчивое горение, способствовать

Рис. 30-А. Сварочная горелка с плавящимся электродом в среде защитного газа:

1 ■— трубка ггодачи защитного газа; 2 — вход плавящегося электрода (проволоки); J— подвод защитного газа к соплу; 4~ рабочее со­пло; 5 — струя защитного газа вокруг электрода; 6— электрод в месте возникновения дуги; 7— кнопка пуска; 8 — защитный щи­ток; 9— переходная втулка; 10— сеточные (металлокерамические) вставки

2 1

благоприятному переносу электродного материала с ми­нимальным его разбрызгиванием, иметь возможность настройки на необходимый режим. На рис. 30-А показан принцип сварки в защитной среде при помощи горелки, а на рис. 30-Б — при помощи полуавтомата. Для сварки пла­вящимся электродом применяют выпрямители, преобра­зователи и агрегаты. К наиболее универсальным выпрями­телям относят аппараты серии ВДУ (рис. 31), так как их электрические схемы предусматривают переключение для работы с жесткими и падающими внешними характерис­тиками. Эти выпрямители обеспечивают плавное дистан­ционное регулирование выходного тока и напряжения, стабилизацию при изменениях напряжения в сети. Вклю­чение выпрямителей в силовую сеть защищено от крат­ковременных аварийных коротких замыканий автоматичес­ким выключателем. Конструкции горелок, предназначен­ных для подачи сварочной проволоки и защитного газа в зону электросварочной дуги, показаны на рис. 32 и 33.

Стабильность сварочного шва зависит от постоянства длины дуги, которая обеспечивается за счет поддержа­ния нужной скорости подачи электродной проволоки, равной скорости ее плавления. Так как одним из условий устойчивого горения дуги является высокая плотность сварочного тока, для сварки используют проволоку ма­лых (0,8—2,5 мм) диаметров, что требует относительно больших скоростей ее подачи. При больших скоростях подачи проволоки регулировку параметров ручными ме­тодами выполнить практически невозможно. Поэтому для

Рис. 33. Горелка А-547У МУ 3:

/ — токосьемный наконечник; 2— сопло; 3— спираль; 4 — втулка;

5 — ручка; 6 — трубка для подачи газа; 7 — спираль; 8 — плетенка; 9— втулки резиновые; 10 — микропереключатель; 11 — пружина

поддержания стабильной дуги и для обеспечения процес­са ее саморегулирования применяют источники питания постоянного, тока с жесткой или возрастающей внешней характеристикой.

К основным параметрам режима сварки плавящимся электродом относятся сила тока, полярность, напряже - ; ние дуги, диаметр и скорость подачи проволоки, расход защитного газа, вылет электрода и скорость сварки. Не­смотря на то, что при прямой полярности скорость рас­плавления металла выше, в этом режиме не обеспечива­ется стабильность горения дуги, и происходит интенсив­ное разбрызгивание металла. Поэтому сварку плавящимся электродом лучше выполнять при обратной полярности с непрерывной подачей проволоки, то есть в полуавтома­тическом или автоматическом режимах. Техника сварки в полуавтоматическом режиме практически не отличается от ручной Дуговой сварки покрытыми электродами. Свар­ку можно выполнять в любых пространственных положе­ниях с использованием приемов удержания сварочной ванны, о которых мы уже говорили, когда рассматривали ручную дуговую сварку. Металл толщиной до 4 мм свари­вают без раздела кромок, а для улучшения условий фор­мирования шва сварку лучше выполнять на остывающей подкладке из основного металла или на медной подклад­ке с формирующей канавкой.

Сварку плавящимся электродом в среде углекислого газа применяют для большинства сталей, которые имеют удов­летворительную свариваемость другими видами дуговой сварки. Отличительной характеристикой такой сварки яв-

ляется ее высокая производительность и относительно низ­кая стоимость. Для сварки в среде этого защитного газа используют проволоку с повышенным содержанием рас- кислителей (кремния и марганца), которые компенсиру­ют выгорание этих компонентов в зоне сварки.

Особенностью сварки в среде углекислого газа являет­ся разложения его на атомарный кислород (О) и окись углерода (СО). Окись углерода в свою очередь распадается на углерод и кислород. Атомы кислорода окисляют желе­зо и легирующие присадки, в результате чего металл сва­рочной ванны насыщается кислородом и оксидом желе­за, и его свойства ухудшаются. Кроме того, образовав­шийся в результате кристаллизации металла углекислый газ начинает выделяться в виде пузырьков. Часть пузырь­ков этого газа не успевает покинуть металл, застывая в виде пор. Легирование кремнием и марганцем сварочной проволоки снижает эту вероятность, гак как окислы же­леза раскисляются не за счет углерода, а за счет веществ, содержащихся в этих компонентах. При этом образования окиси углерода при кристаллизации металла не происхо­дит, а качество сварочного шва улучшается.

Диаметр электродной проволоки выбирают в зависи­мости от типа сварного соединения, толщины сваривае­мого металла и положения шва в пространстве. Эта зави­симость отражена в табл. 10.

Таблица 10

Металл толщиной более 4 мм необходимо сваривать с двух сторон, для более тонких металлов следует подби­рать режимы, чтобы выполнить полный провар за один проход. Более тонкие металлы сваривают за один проход, обеспечивая тщательную предсварочную сборку деталей, точное направление электрода по стыку и неизменные режимы сварки. При сварке однослойных стыков и пер­вого слоя многослойных швов горелку перемещают воз­вратно-поступательными движениями. Если сварка вы­полняется со скосом кромок, то электрод следует направ­лять в угол разделки.

Аргонодуговая сварка плавящимся электродом применя­ется в основном для легированных сталей и цветных ме­таллов. Процесс сварки происходит капельным и струй­ным способом переноса электродного металла и большой глубиной проплавлення основного металла. Переход ка­пельного переноса электродного металла в струйный про­исходит при критических значениях токов, и при сварке сталей находится в пределах 60—120 А на 1 мм сечения электродной проволоки,

Зависимость величины критического значения тока от толщины сварочной проволоки отражена в табл. 11.

Таблица 1 1 Обусловленность критического тока диаметром электрода

Этот вид сварки предусматривает тщательную зачист­ку кромок и подгонку свариваемых поверхностей.

На особенностях сварки некоторых цветных металлов мы остановимся несколько позже.