скрыть подразделы

Главная страница » Автоматическая электродуговая сварка


Автоматическая электродуговая сварка

Сварка под флюсом. При автоматической дуговой сварке управление электрической дугой, подачу присадочного материала и флюсов, установку и передвижение каретки вдоль шва осуществляют специальные механизмы.

Схема установки и процесс автоматической сварки горизонтального стыкового шва электродной проволокой под слоем флюса показаны на рис. 1.

Под автоматом располагают изделие, подготовленное под сварку. Ток от источника питания {обычно переменный) подводят к свариваемому изделию и к сварочной головке. При сварке на подготовленные кромки изделия впереди электрода насыпается флюс из бункера. Дуга возбуждается между свариваемым изделием и электродной проволокой. При горении дуги образуется жидкая металлическая сварочная ванна, закрытая сверху расплавленным шлаком и оставшимся не расплавленным флюсом. Дуга горит под слоем флюса и, следовательно, без доступа воздуха. Не расплавившийся флюс отсасывается шлангом в бункер. Шов имеет ровную мелкочешуйчатую поверхность серебристого цвета; сверху он покрыт коркой шлака, легко удаляемой с поверхности шва.

Рис. 1. Автоматическая дуговая сварка под флюсом: а — схема установки: 1 — бункер, 2— флюсоотсасывающее устройство; 3 — кассета, 4 — электродная головка; 5 — подающий механизм сварочной головки; 6 —шлаковая корка; 7 — флюс; 8 — сварной шов; б — процесс сварки; 1 — электрод, 2 — газовый пузырь; 3 — флюс: 4 — слой шлака; 5 — металл шва; 6 — ванна жидкого металла; h — глубина провара

При автоматической сварке под слоем флюса применяют ток до 3000—4000 А.

Применение автоматической дуговой сварки под толстым слоем флюса (сварка закрытой дугой) позволяет значительно увеличить мощность дуги Сдэ 150 кВт и более); повысить производительность сварки в 5—10 раз по сравнению с ручной за счет глубокого проплавления основного металла; улучшить прочностные свойства и получить более чистый наплавленный металл, чем при ручной дуговой сварке. Это объясняется более полной защитой расплавленной ванны и лучшей металлургической обработкой расплавленного металла шлаком.

Возбуждаемая дуга расплавляет не только электрод и основной металл, но и часть флюса. Расплавленный металл электрода в виде отдельных капель перемешивается с расплавленным флюсом и оседает в сварочной ванне. Образующиеся при высокой температуре дуги паро и газообразные вещества — продукты частичного испарения металла, разложения флюсов и остатки воздуха, находящегося в слое гранулированного порошкообразного флюса — создают вблизи дуги замкнутую газовую полость. Последняя изолирует дугу от атмосферного воздуха.

Большая плотность тока и направленное давление газов способствуют движению металла и шлака в расплавленной ванне, обеспечивают глубокий провар основного металла и, в конечном итоге, высокие механические свойства.

Универсальный сварочный трактор ТС-17-М (рис. 2) — широко применяемый агрегат автоматической сварки под слоем флюса. Трактор работает при постоянной скорости подачи электродной проволоки и предназначен для сварки прямолинейных и кольцевых швов в нижнем положении: стыковых, угловых и нахлесточных соединений металлов толщиной 2— 20 мм. Трактор можно использовать для получения внутренних кольцевых швов. Сварку производят на постоянном и переменном токе.

Другой распространенный автомат — трактор А ДС-1000-2, позволяющий легко изменять режим сварки.

Полуавтомат ПШ-5 представляет универсальный и высокоманевренный сварочный агрегат, работающий при постоянной скорости подачи электродной проволоки. Он может работать также при питании постоянным током от сварочного генератора.

При автоматической сварке свойства сварного шва определяются в основном составом свариваемого металла, электродной проволоки и флюса. Сварочная проволока должна быть очищена от ржавчины и загрязнений. Этим условиям удовлетворяет холоднотянутая сварочная проволока.

Рис. 2. Сварочный трактор ТС-17-М; 1 — механизм подачи проволоки; 2 — бункер для флюса, 3 — кнопочный пульт управления; 4 — кассета для проволоки; 5 — электродвигатель; 6 — мехаиичм передвижения

При сварке малоуглеродистых и конструкционных сталей большое значение имеют процессы окисления марганца и других элементов. Флюс надо выбирать так, чтобы он хорошо раскислял металл в сварочной ванне. Температура плавления флюса при автоматической сварке не должна превышать 1200°С, а его вязкость в расплавленном состоянии должна быть незначительной. Для автоматической сварки применяют флюсы, в состав которых обычно входит ферросилиций, марганцевая руда, известняк, доломит, плавиковый шпат, глинозем.

Для легирования наплавленного металла при автоматической сварке открытой дугой применяют трубчатые электроды (порошковая проволока), внутрь которых насыпают порошок из различных ферросплавов.

Электродуговая сварка в среде защитных газов. Особенность этого вида сварки втом, что электрическая сварочная дуга горит в струе газа, защищающей металл от вредного воздействия окружающего воздуха. В качестве защитных применяют инертные и активные газы (водород, окись углерода или их смесь с азотом). Наибольшее распространение получили аргоио-дуговая сварка и сварка в среде углекислого газа.

Аргоно - дуговая сварка. Аргон — инертный газ — хранят и транспортируют в специальных стальных баллонах под давлением 15 МН/ма (МПа). Для сварки меди и ее сплавов применяют аргон, содержащий кислорода до 0,02%, а для сварки низколегированных и хромоникелевых сталей — чистый аргон. При сварке алюминиевых и магниевых сплавов суммарное содержание примесей в аргоне может составлять от 0,05 до 0,1%. Аргоно-дуговую сварку осуществляют тремя способами: ручной сваркой неплавящимся (вольфрамовым) электродом; полуавтоматической и автоматической сваркой неплавящимся электродом; то же, плавящимся электродом.

Сварку неплавящимся электродом обычно ведут на переменном токе с применением осцилляторов или на постоянном токе обратной полярности. Такую схему включения применяют при сварке алюминиевых сплавов, когда за счет эффекта катодного распыления происходит разрушение поверхностных окисных пленок. При сварке неплавящимся электродом (рис. 3, а) дуга горит между вольфрамовым (или угольным) электродом 3 и свариваемым изделием I. В зону пламени дуги 5 подается присадочный пруток 2, изготовленный из материала, близкого по химическому составу к основному металлу. Металлический пруток и основной металл образуют ванну 6 расплавленного металла. Сварка осуществляется специальной горелкой, в которой укреплен электрод 3. По каналу горелки в зону дуги подается аргон 4.

При сварке на постоянном токе прямой полярности с горелками без водяного охлаждения максимально допустимый сварочный ток определяют по формуле

где I — сила тока. A; d - диаметр электрода, мм. При сварке на переменном токе

При сварке с водяным охлаждением сварочный ток увгличпвают на 20—30%. При ручной сварке диаметр присадочного прутка определяют по формуле

где s — толщина металла, мм. Сварку плавящимся электродом осуществляют проволокой диаметром 0,6—3,0 мм. Химический состав электродной проволоки выбирают в зависимости от свариваемого металла, требуемой прочности шва и т. д.

Применение плавящегося электрода показано на рис. 3, б. Пруток металла 8 автоматически подается в наконечник горелки 7. Защитный газ через специальный каиал наконечника горелки 4 попадает в пламя дуги 5.

Аргоно-дутовую сварку применяют для толстостенных изделий из углеродистой и легированной стали и сплавов на основе алюминия, магния и титана.

Атомновод о р одна» сварка является разновидностью сварки в среде защитных газов. Особенность процесса в том, что молекулярный водород под влиянием высокой температуры дуги в промежутке между электродами превращается в атомарный по реакции Н2↔2Н. В нижней части дуги при соприкосновении газа с холодным свариваемым металлом атомарный водород превращается в молекулярный. При этом выделяется большое количество тепла.

Водород не только предохраняет металл шва от воздействия кислорода и азота атмосферного воздуха, но и восстанавливает окислы металлов, образующиеся в зоне сварки.

Рис. 3. Схемы сварки в среде защитных газов: а — аргоно-дуговая сварка нсплввящимся электродом: б — плавящимся электродом; в — атомно- родородная сварка: г — сварка н втмосферс углекислого газа

Схема атомноводородпой сварки приведена на рис. 3, в. Сварочная дуга возбуждается двумя вольфрамовыми или угольными электродами 1, расположенными под углом 45°. Вдоль каждого электрода по каналу подается струя водорода. Напряжение источника тока для облегчения зажигания дуги составляет 250—350 В, а рабочее напряжение равно 30—120 В. Сварочный ток относительно небольшой (10—70 А).

Атомноводородную сварку осуществляют горелкой особой конструкции. Присадочный металл 2 вводят в зону сварки 3 обычным способом. Сравнительно ограниченное применение этого способа объясняется сложностью и высокой стоимостью оборудования, а также опасностью поражения током высокого напряжения.

Сварка в среде углекислого газа — наиболее экономичный способ сварки малоуглеродистых и среднелегированных сталей. Углекислый газ транспортируют в баллонах емкостью 40 дм³ под давлением 5—10 МН/м² (Па). В таком баллоне содержится 25 кг жидкой кислоты, которая, испаряясь, образует 12,725 ма углекислого газа. В пищевой углекислоте содержится не более 1,5% примесей, в том числе не более 0,1 % влаги.

Схема сварки представлена на рис. 3, г. Установка состоит из источника питания сварочного тока 1, газоэлектрической горелки 2, механизма подачи электродной проволоки 3, указателя расхода углекислого газа (ротаметра) 4, редуктора 5 (обычно после редуктора устанавливают осушитель влаги) и баллона 6 с углекислотой. Газоэлектрические горелки для малых токов (до 300 А) не имеют водяного охлаждения, а для токов более 300 А оборудованы таким охлаждением во избежание сильного перегрева при сварке.

Особенностью сварки в среде углекислого газа является возможность в широких масштабах заменить ручную электродуговую сварку полуавтоматической и автоматической. При этом можно использовать электродную проволоку диаметром 0,6—2,0 мм, что обеспечивает высокую устойчивость процесса сварки, небольшое разбрызгивание и высокое качество сварных соединений. Однако следует учитывать, что при сварке некоторые элементы металла (С, Ti, Mg, Al, V и др.) выгорают. Для компенсации окислительного действия углекислого газа повышают содержание в электродной проволоке раскисляющих элементов (Mn, Si).

Для получения плотного, беспористого металла шва и уменьшения разбрызгивания металла при сварке необходимо поддерживать наиболее короткую дугу (1,5—4 мм).

Газоэлектрическая сварка в атмосфере углекислого газа наиболее эффективна для соединения тонких деталей. При сварке деталей малой толщины (до 2 мм) напряжение на дуге должно быть примерно 22 В, ток 60—150 А, расстояние от сопла горелки до металла 7—14 мм. Для сварки деталей средней толщины принимают ток 250—500 А, напряжение на дуге 26—34 В, расстояние от сопла горелки до металла 15—25 мм.

Сварку, как правило, осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Расход углекислого газа, достаточный для защиты зоны сварки от воздуха, составляет 15—25 дм³/мин при рабочем давлении 50 кН/ма (кПа).

На полуавтоматических и автоматических установках скорость сварки достигает 60 м/ч.

Просмотров: 8574    Создан: 2012-09-16    Источник: Трубные технологии

Оцените статью: 1 2 3 4 5


Система Orphus