Электродуговая сварка. Процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или

Свариваемость металлов

Сварка

Процесс получения неразъемного соединения посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. В настоящее время создано очень много видов сварки (их число приближается к 100). Все известные виды сварки принято классифицировать по основным физическим, техническим и технологическим признакам. По физическим признакам, в зависимости от формы используемой энергии, предусматриваются три класса сварки:

термическая сварка металлов

термомеханическая сварка металлов

механическая сварка металлов

Термический класс включает все виды сварки с использованием тепловой энергии (дуговая сварка, газовая сварка, плазменная сварка и т. д.).

Термомеханический класс объединяет все виды сварки, при которых используются давление и тепловая энергия (контактная сварка, диффузионная сварка)

Механический класс включает виды сварки, осуществляемые механической энергией (холодная сварка, сварка трением, ультразвуковая сварка, сварка взрывом).

Виды сварки классифицируются по следующим техническим признакам:

по способу защиты металла в зоне сварки (в воздухе, в вакууме, под флюсом, в пене, в защитном газе, с комбинированной защитой);

по непрерывности процесса (непрерывная, прерывистая);

по степени механизации (ручная, механизированная, автоматизированная, автоматическая);

по типу защитного газа (в активных газах, в инертных газах);

по характеру защиты металла в зоне сварки (со струйной защитой, в контролируемой атмосфере).

Технологические признаки установлены для каждого вида сварки отдельно. Познакомимся с наиболее применяемыми видами сварки и соответствующим оборудованием.

Совокупность технологических характеристик основного металла, определяющих его реакцию на изменения, происходящие при сварке, и способность при принятом технологическом процессе обеспечивать надежное в эксплуатации и экономичное сварное соединение, объединяют в понятие «свариваемость». Свариваемость не является неотъемлемым свойством металла или сплава, подобным физическим свойствам. Кроме технологических характеристик основного металла свариваемость определяется способом и режимом сварки, составом дополнительного металла, флюса, покрытия или защитного газа, конструкцией сварного узла и условиями эксплуатации изделия.

Электросварка — один из способов сварки, использующий для нагрева и расплавления металла электрическую дугу.

Температура электрической дуги (до 5000°С) превосходит температуры плавления всех существующих металлов.

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 7000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока.

В процессе электросварки могут быть использованы плавящиеся и неплавящиеся электроды. В первом случае формирование сварного шва происходит при расплавлении самого электрода, во втором случае — при расплавлении присадочной проволоки (прутков и т. п.), которую вводят непосредственно в сварочную ванну.

Для защиты от окисления металла сварного шва применяются защитные газы (аргон, гелий, углекислый газ и их смеси), подающиеся из сварочной головки в процессе электросварки.

Различают электросварку переменным током и электросварку постоянным током. При сварке постоянным током шов получается с меньшим количеством брызг металла, поскольку нет перехода через нуль и смены полярности тока.

В аппаратах для электросварки постоянным током применяются выпрямители.

По степени механизации различают:

-ручную дуговую сварку

-полуавтоматическую дуговую сварку

-автоматическую дуговую сварку

По роду тока различают:

-электрическая дуга, питаемая постоянным током прямой полярности (минус на электроде);

-электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной полярности (плюс на электроде);

-электрическая дуга, питаемая переменным током.

По типу дуги различают:

-дугу прямого действия (зависимую дугу);

-дугу косвенного действия (независимую дугу).

В первом случае дуга горит между электродом и основным металлом, который также является частью сварочной цепи, и для сварки используется теплота, выделяемая в столбе дуги и на электродах; во втором — дуга горит между двумя электродами.

По свойствам сварочного электрода различают:

-способы сварки плавящимся электродом;

-способы сварки неплавящимся электродом (угольным, графитовым и вольфрамовым).

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

-открытую;

-закрытую;

-полуоткрытую дугу.

По роду защиты зоны сварки от окружающего воздуха различают:

-дуговая сварка без защиты (голым электродом, электродом со стабилизирующим покрытием);

-дуговая сварка со шлаковой защитой (толстопокрытыми электродами, под флюсом);

-дуговая сварка со шлакогазовой защитой (толстопокрытыми электродами);

-дуговая сварка с газовой защитой (в среде защитных газов) (MIG-MAG);

-дуговая сварка с комбинированной защитой (газовая среда и покрытие или флюс).

Сварочные электроды

Сва́рочный электро́д — металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. В настоящее время выпускается более двухсот различных марок электродов, причем более половины всего выпускаемого ассортимента составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки.

Сварочные электроды делятся на плавящиеся и неплавящиеся.

Неметаллические сварочные электроды	Металлические сварочные электроды
Неплавящиеся	Неплавящиеся	Плавящиеся
· Графитовые · Угольные	· Вольфрамовые · Торированные · Лантанированные · Итрированные	Покрытые	Непокрытые
· Стальные · Чугунные · Медные · Алюминиевые · Бронзовые и другие	Использовались на ранних стадиях развития сварочных технологий. Сейчас применяются в виде непрерывной проволоки для сварки в среде защитных газов.