Технология дуговой сварки
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
Введение
Дуговая сварка в среде защитных газов является одним из широко применяемых технологических процессов в машиностроении.
Сущность процесса сварки в среде защитных газов неплавящимся и плавящимся электродами схематично показана на рисунке 1. В первом случае электрическая дуга возбуждается между вольфрамовым или угольным электродом 1 и основным металлом 2 и горит в среде защитного газа 3. Для заполнения разделки в дугу подается присадочная проволока 4.
Рисунок 1. Схема процесса сварки в среде защитных газов: а - неплавящимся электродом; б - плавящимся электродом
При сварке плавящимся электродом электрическая дуга горит в среде защитного газа 3 между сварочной проволокой 1 и основным металлом 2. Проволока подается механически с постоянной скоростью или переменной, зависящей от напряжения дуги.
Установка для сварки в среде защитных газов состоит из источника тока, сварочного автомата и полуавтомата, набора газоэлектрических горелок, очистителя и баллонов с газами. Принципиальные схемы сварочных постов показаны на рисунке 2.
Рисунке 2. Принципиальные схемы постов для сварки в среде защитных газов: а - схема поста с питанием дуги постоянным током; б - схема поста с очисткой и осушкой газов; в- схема поста с питанием дуги переменным током; 1 - источник сварочного тока; 2- дроссель - регулятор тока; 3- осциллятор; 4 - реостат; 5 - горелка; 6 - амперметр; 7 - вольтметр; 8 - редуктор; 9 - расходомер; 10 - газовый баллон; 11 - осушитель газа; 12 - очиститель газа
Газоэлектрические горелки для сварки в среде защитных газов разделяются на малые (ток 120 А), средние (ток до 240 - 400), и тяжелые (ток до 400 - 600 А). Горелки предназначаются для крепления электрода, подведения к нему сварочного тока, регулирования расхода газа и направления струи газа. Горелки имеют воздушное или водяное охлаждение. На рисунке 3 показана горелка для ручной газоэлектрической сварки неплавящимся электродом, рассчитанная на токи до 200 А.
Рисунок 3. Горелка для сварки неплавящимся электродом: 1 - вольфрамовый электрод; 2 - сопло; 3 - цанга; 4 - вентиль.
Для полуавтоматической сварки неплавящимся электродом в среде защитных газов применяются специальные шланговые полуавтоматы (ПШВ-1); сварочная головка полуавтомата перемещается вдоль шва, опираясь на подаваемую механически присадочную проволоку диаметром 1 - 2 мм.
Для автоматической сварки неплавящимся и плавящимся электродом в среде защитных газов применяются специальные универсальные автоматы (АРК-1 и др.). Головка автомата укреплена вращающейся консоли, что дает возможность производить сварку на нескольких рабочих местах, расположенных вокруг колонны.
В качестве защитных газов применяются чистые аргон и гелий, смеси их между собой, а также смесь с некоторыми активными газами (водородом, кислородом и углекислым газом).
Аргон- инертный газ несколько тяжелее воздуха, надежно защищает дугу и зону сварки. Дуга в аргоне горит очень устойчиво. При сварке алюминиевых сплавов на переменном или постоянном токе обратной полярности происходит разрушение окисной пленки на поверхности металла.
Гелий - инертный газ в 10 раз легче воздуха. Расход гелия при сварке превышает расход аргона на 30 - 40%. При одном и том же сварочном токе дуга в гелии имеет большую тепловую мощность, чем в аргоне, и, следовательно, обладает большей проплавляющей способностью.
Аргоно-гелиевая смесь повышает устойчивость горения дуги и ее тепловую мощность.
При сварке в аргоно-кислородной смеси (95 - 97% Аr и 5є - 3%О2) понижается так называемый критический ток, при котором электродный металл начинает переходить в сварочную ванну не в виде отдельных капель, а в виде конической струи. Кроме того, повышается плотность наплавленного металла и увеличивается скорость сварки. Применение аргоно-водородной смеси (85% Аr + 15% Н2) позволяет увеличить напряжение на дуге, повысить ее тепловую мощность и способствует повышению чистоты и плотности металла шва. Добавление к аргону углекислого газа (90% Аr + 10% СО2) позволяет устранить пористость швов и повышает устойчивость горения дуги и улучшает формирование наплавленного металла. Аргоно-азотная смесь (80 - 70% Аr + 20 - 30% N2) применяется при сварке плавящимся электродом меди и ее сплавов.
Защитные газы хранятся и транспортируются в стандартных баллонах. Начальное давление газа в баллоне равно 150 кГ/см2. Баллоны для аргона окрашиваются в черный цвет с горизонтальной белой полосой, для гелия - в коричневый цвет, для азота - в черный цвет с коричневой полосой, для водорода - в темно-зеленый цвет. Углекислый газ хранится в жидком виде в баллонах черного цвета. Погрузка, хранение и транспортировка баллонов осуществляются в соответствии с "Правилами устройства и безопасности эксплуатации сосудов, работающих под давлением".
Для сварки в инертных газах используются электроды из чистого вольфрама, из вольфрама с добавкой 1,5 - 2% окиси тория и угольные.
Прутки из чистого вольфрама диаметром от 0,5 до 7,0 мм применяются для сварки переменным током. При сварке постоянным током прямой полярности применяются тарированные электроды марки ВТ-15. Эти электроды в процессе сварки не оплавляются, благодаря чему сокращается расход вольфрама. Кроме того, введение тория повышает устойчивость дуги.
Выбор рода тока зависит от свариваемого материала и от того, каким электродом производится сварка. Для сварки плавящимся электродом обычно применяют постоянный ток обратной полярности. Пр