Привет студент

Выбор силы тока. Для получения хорошего сварного шва прежде всего должна быть правильно выбрана сила тока, определяемая в зависимости от ряда условий. Чем больше толщина свариваемого металла, тем больше должна быть сила тока; об этой зависимости можно судить по графику, приведенному на фиг. 371.

В зависимости от толщины свариваемого металла выбирают диаметр электрода, а в зависимости от диаметра электрода берут силу тока.

На выбор силы тока влияет также химический состав свариваемого металла так, например, при сварке специальных сталей, имеющих пониженную теплопроводность, силу тока берут на 10—20% ниже, чем при сварке обыкновенной углеродистой стали.

При выборе силы тока следует учитывать характер сварного соединения; например, при стыковом соединении потребная сила тока меньше, чем при тавровом, так как в последнем случае потерь тепла в основном металле будет больше.

Сила переменного тока берется на 10% больше по сравнению с постоянным.

Применяемые при дуговой сварке электроды могут быть угольными и металлическими.

Угольные электроды. Угольными называют электроды собственно угольные и графитовые. Их применяют при сварке по способу Бенардоса, а также при дуговой резке и наплавке металлов. Угольные электроды готовят в виде стержней диаметром от 8 до 30 мм и длиной от 200 до 300 мм. Так как удельное сопротивление графитовых электродов значительно меньше, чем электродов собственно угольных, то при работе с графитовыми электродами можно пользоваться большей силой тока; например, при диаметре электродов 10 мм в случае угольного электрода допускаемая сила тока около 73 а, а при графитовом— около 200 а.

Металлические электроды, применяемые при ручной сварке, представляют собой проволочные стержни длиной 300—450 мм, которые обычно покрывают особым составом — обмазкой; электроды для автоматической дуговой сварки выпускаются в виде мотков проволоки (голой, не обмазанной). Проволоку для изготовления электродов выпускают диаметрами от 1 до 12 мм. Наибольшее применение имеют электроды диаметром от 4 до 8 мм. Металлические электроды являются присадочным материалом при дуговой сварке.

Источник питания сварочной дуги должен быть рассчитан на работу, в процессе которой имеют место часто повторяющиеся короткие замыкания цепи. Зажигание дуги начинается с короткого замыкания; при работе с металлическими электродами расплавленные капли материала электрода периодически (10—40 капель в секунду) накоротко замыкают промежуток между основным металлом и электродом; кроме того, колебания силы тока в процессе работы вызываются изменением длины сварочной дуги, размер которой сварщик не может держать все время одинаковым. Поэтому генераторы, питающие сварочную дугу должны быть построены так; чтобы обеспечивать ограничение силы тока короткого замыкания. Такому требованию удовлетворяют генераторы, имеющие падающую статическую (внешнюю) характеристику. Чем круче характеристика генератора, тем меньше меняется сила тока с изменением напряжения. На фиг. 359 показаны две характеристики с разными углами наклона. Характеристика l при колебании напряжения от v₁ до v₂ дает колебания силы тока в пределах а1 b1. Кроме того, у генератора с более крутой характеристикой ток короткого замыкания сравнительно немного превышает рабочий ток.

Для получения шва хорошего качества необходимо, чтобы источник питания током легко реагировал на все изменения режима дуги. Динамические качества источника тока характеризуются временем, в течение которого напряжение источника возрастает от нуля при коротком замыкании до напряжения холостого хода; оно не должно превышать 0,3 сек., при этом восстановление напряжения до 25 в должно происходить не более чем за 0,05 сек. Время восстановления напряжения холостого хода в ряде современных сварочных генераторов постоянного тока не превышает 0,02 сек.

Сущность процесса дуговой электросварки заключается в том, что для расплавления свариваемых деталей и присадочного материала используется тепло, развиваемое электрической дугой, возникающей в свариваемом месте или подводимой к нему извне.

Способы дуговой электрической сварки, следовательно, можно разделить на две основные группы:

1) сварка дугой прямого действия и

2) сварка дугой косвенного действия.

В первом случае изделие включается в электрическую сварочную цепь и дуга возбуждается и горит между изделием и электродом.

Во втором случае дуга горит между двумя электродами, и источник сварочного тока к изделию не присоединяется.

И в первом, и во втором случаях можно применять как металлические, так и угольные электроды. Следовательно, по материалу применяемых для сварки электродов может иметь место:

1) сварка угольным (или двумя угольными) электродом и

2) сварка металлическим электродом (или двумя металлическими электродами) .

Газовая резка металлов

Кислородная резка

Кислородной или газовой резкой (ранее называвшейся автогенной резкой) называется процесс разрезания металла действием струи кислорода, в которой сгорает металл, предварительно подогретый до температуры воспламенения; горение металла идет на заранее намеченной плоскости.

Для осуществления этого процесса металл нагревают газовой горелкой в месте начала разреза до температуры воспламенения в кислороде и направляют на нагретую поверхность струю кислорода. Нагретый верхний слой металла воспламеняется; выделяющееся при сгорании этого слоя тепло нагревает следующий слой, который также сгорает; струя кислорода уносит образующиеся окислы, я процесс горения распространяется на лежащие ниже слои. Таким образом, постепенно под действием струи кислорода в определенном направлении металл выжигается, и кусок его может быть разрезан. В настоящее время при помощи газовой резки можно разрезать куски стали толщиной до 2000 мм и более. Применяя газовую резку, можно также вырезать детали, имеющие сложную форму.

СВАРКА МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ

Сварка меди. Большая теплопроводность меди заставляет при ее сварке применять горелки большой мощности; в случае применения в качестве горючего ацетилена горелку берут из расчета 200—250 л/час на 1 мм толщины свариваемой детали. При сварке массивных деталей необходим также подогрев их перед сваркой, так как иначе мощности горелки может нехватить для восполнения потерь теплоотдачи в основной металл и на расплавление основного металла. Подогрев можно производить в горнах, печах или пламенем специальной горелки. Для уменьшения тепловых потерь по причине высокой теплопроводности меди ее сварку иногда ведут с применением тецлоизоляционных подкладок, помещаемых между деталью и подставкой (сварочным столом, стеллажем и т. п.), на которой деталь находится во время сварки. В качестве материала для подкладок применяют обычно асбест.

Присадочным материалом служит медная проволока, содержащая примеси, препятствующие поглощению наплавленным металлом кислорода; обычно применяют медную проволоку, содержащую 0,2% фосфора, являющегося раскислителем, и до 5% серебра, добавляемого для увеличения жидкоплавкости и понижения температуры плавления присадочного материала. Диаметр присадочного прутка определяется толщиной свариваемого металла. Ниже приведены размеры диаметра присадочного прутка в зависимости от толщины свариваемых деталей.

Сущность процесса газо-прессовой сварки заключается в том, что теплоту сгорания газовой смеси используют для нагрева соединяемых в пластическом состоянии двух металлических деталей; самое соединение осуществляют механическим усилием, сдавливающим свариваемые детали.

На фиг. 352 показана схема газо-прессовой сварки.

Подвергаемые сварке поверхности 1 должны быть тщательно очищены от ржавчины, грязи, влаги, жира и хорошо пригнаны одна к другой. Свариваемые поверхности нагревают до температуры, близкой к температуре оплавления, и производят их сжатие прессом 3.

Форма горелки 2 и количество наконечников определяются конструкцией и размерами свариваемых деталей. На фиг. 352 приведена многопламенная кольцевая горелка.

Газовую сварку применяют при ремонте чугунных изделий, изготовляемых из серого литейного чугуна и из так называемого ковкого чугуна.

При сварке чугуна необходимо учитывать следующие особенности его свойств: а) большую усадку; б) рост чугуна при нагреве, вызываемый разложением цементита с выделением свободного углерода; в) способность отбеливаться по причине выгорания кремния.

Для уменьшения внутренних напряжений подлежащие сварке детали подвергают предварительному подогреву, который может быть полным или местным.

Температура подогрева составляет 400—800°; более высокий подогрев дают деталям сложной конфигурации (например, зубчатые колеса). Мелкие детали подогревают горелкой, для подогрева крупных применяют газовые, нефтяные или электрические печи специальной конструкции.

В качестве присадочного материала применяют чугунные стержни диаметром 5—12 мм и длиной 500 мм. Во избежание отбеливания наплавленного металла содержание кремния в присадочных прутках должно быть больше, чем в основном, на 0,7—0,9%. В этих же целях сварочное пламя должно быть нейтральным или даже слегка восстановительным.

В качестве флюса можно применять буру, смесь буры с борной кислотой и др. Подлежащую заварке трещину вырубают, разделывая ее в шов V-образной формы с углом 75—90°. Поверхность фасок и прилежащий участок завариваемой детали должны быть очищены от загрязнений. Для предохранения металла от окисления место сварки покрывают небольшим количеством флюса. Заварку начинают со дна трещины. Конец присадочного металла погружают в сварочную ванну, перемешивая ее прутком. Вследствие трудности обработки чугунных деталей, наплавку шва делают только заподлицо с поверхностью завариваемой детали. Охлаждение чугунных деталей после сварки должно быть возможно медленным и в случае крупных деталей может продолжаться, несколько суток.

Сварка малоуглеродистой стали. В сварочном деле малоуглеродистыми называют стали, содержание углерода в которых не превышает 0,3%. Температура плавления малоуглеродистой стали лежит в пределах 1430—1500°, коэфициент линейного расширения такой стали около 12_*10^-6, коэфициент теплопроводности 0,16 (по отношению к серебру). Из малоуглеродистой стали готовят путем прокатки сортовой материал, а также листы и трубы,

Подготовка листов или изделий к сварке состоит в разметке и вырезке заготовок, скосе кромок, сборке и прихватке заготовок.

Скос кромок можно производить на строгальном станке, срубанием ручным или пневматическим зубилом; разделку круглого шва можно производить на токарном станке; скашивать кромки можно путем кислородной (газовой) резки.

Изготовляемые сваркой изделия получают иногда значительные деформации, делающие их непригодными. Сварные изделия могут иметь или местные коробления, или прогиб всего изделия.

Причиной коробления сварных изделий являются внутренние напряжения (или, как теперь принято называть, собственные напряжения), которые возникают вследствие неравномерного нагрева свариваемого изделия, усадки наплавленного металла при переходе его из жидкого состояния в твердое, и структурных изменений, происходящих при изменении температуры металла в процессе сварки. Собственные напряжения могут вызвать в сварных изделиях появление горячих (в процессе сварки) или холодных трещин.

При всех видах и способах сварки необходимо иметь в виду возможность коробления сварных изделий или даже появления в них трещин. Поэтому в технологическом процессе сварки должны быть предусмотрены меры, предупреждающие появление внутренних напряжений или компенсирующие в той или иной степени их влияние.