Источник энергии сварочного процесса, его энергетическая характеристика. Механизм образования сварного соединения

Цель работы

Углубленное изучение способа автоматической сварки под флюсом.

Анализ физико-химических и механических процессов при автоматической сварке под флюсом, оказывающих негативное воздействие на организм человека и экологию.

Мероприятия по устранению вредных воздействий процесса автоматической сварки под флюсом.

Характеристика способа автоматической сварки под флюсом

Достоинства способа:

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 способа:

Трудозатраты с производством, хранением и подготовкой сварочных флюсов;

Трудности корректировки положения дуги относительно кромок свариваемого изделия;

Неблагоприятное воздействие на оператора;

Нет возможности выполнять сварку во всех пространственных положениях без специального оборудования.

Области применения:

Сварка в цеховых и монтажных условиях

Сварка металлов от 1,5 до 150 мм и более;

Сварка всех металлов и сплавов, разнородных металлов.

Пути повышения производительности:

Сварка (наплавка) независимой дугой, горящей между двумя электродами (к изделию ток не подводят); при большом расстоянии от дуги до поверхности изделия основной металл вообще не проплавляется.

Сварка трёхфазной дугой, при которой глубина проплавления зависит от соотношения токов в дугах, горящих между электродами и изделием.

Сварка разнородными дугами. Питание дуги между электродами и изделием осуществляется при этом постоянным током, а дуги между электродами - переменным током.

Однофазная двухэлектродная наплавка, основанная на питании электродов и изделия от концов и середины вторичной обмотки сварочного трансформатора.

Наплавка с подачей присадочной проволоки в дугу (к проволоке ток не подводят).

Сварка (наплавка) по подкладке из металла требуемого химического состава и выполняющую функции теплопоглощения сварочной дуги и повышения коэффициента наплавки.

Сварка комбинированной дугой (зависимой и независимой, горящей между основным и дополнительным электродами).

Сварка расщеплённым электродом.

Сварка (наплавка) ленточным электродом.

Сварка многодуговая:

в общую ванну;

в разделённые ванны.

Основные преимущества автоматической сварки под флюсом по сравнению с ручной дуговой сваркой заключаются в повышении производительности процесса сварки До 20-25 раз, повышении качества сварных соединений и уменьшении себестоимости 1 м сварного шва.

Повышение производительности достигается за счет использования больших сварочных токов (до 2000 а) и непрерывности процесса сварки. Применение голой проволоки позволяет приблизить токоподвод на минимально возможное расстояние от дуги и тем самым устранить опасный разогрев электрода при больших значениях тока. Плотная флюсовая защита сварочной ванны предотвращает разбрызгивание и угар расплавленного металла в условиях действия мощной дуги. Увеличение тока сопровождается увеличением глубины проплавления, что позволяет сваривать металл большой толщины (до 20 мм) за один проход без разделки кромок.

Повышение качества сварных швов достигается путем:

а) повышения механических свойств наплавленного металла, благодаря надежной защите сварочной ванны флюсом, интенсивному раскислению и легированию вследствие увеличения объема жидкого шлака и сравнительно медленному охлаждению шва под флюсом и твердой шлаковой коркой;

б) улучшения формы и поверхности сварного шва и обеспечения постоянства его размеров по всей длине вследствие регулирования режима сварки, механизированной подачи и перемещения электрод ной проволоки.

Автоматическая сварка под флюсом применяется в серийном и массовом производстве для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов на металле толщиной от 2 до 100 мм. Под флюсом сваривают углеродистые и легированные стали, медь, алюминий и их сплавы. Автоматическая сварка широко применяется в котло-строении, судостроении, производстве сварных труб и других отраслях машиностроения и строительства. Она является одним из основных звеньев ряда автоматических линий для сварки автомобильных колес, станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб.

Источник энергии сварочного процесса, его энергетическая характеристика. Механизм образования сварного соединения

При автоматической дуговой сварке под флюсом используется процесс, принципиально отличающийся от ручной сварки покрытыми электродами. Характерные особенности автоматической сварки заключаются в следующем:

1) сварка ведется непокрытой электродной проволокой;

2) защита дуги и сварочной ванны осуществляется флюсом;

3) подача и перемещение электродной проволоки механизирована.

Указанные особенности автоматической сварки обеспечивают значительное повышение производительности процесса сварки и более высокое качество сварных соединений по сравнению с ручной сваркой.

Дуговая сварка под флюсом производится автоматическими сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Основным назначением сварочных автоматов является подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Последнее необходимо для обеспечения одинаковых размеров и неизменного качества сварного шва по всей его длине.

При протекании реального процесса сварки всегда имеют место случайные временно действующие причины, отклоняющие режим сварки от нормального. Такими причинами являются: электрические и магнитные возмущения в столбе дуги; нарушения нормальной работы механизма подачи проволоки; неровности на поверхности свариваемого металла и т.п. Все эти причины чаще всего приводят к изменению длины и напряжения дуги.

По принципу регулирования режима горения дуги различают два вида автоматов и сварочных головок:

1) с постоянной скоростью подачи проволоки, использующие процесс саморегулирования длины и напряжения дуги;

2) с регулируемой скоростью подачи проволоки во время сварки, зависящей от изменений напряжения дуги.