С увеличением сварочного тока глубина провара
Увеличение сварочного тока ( переход на более жесткий режим сварки) вызывает уменьшение длительности протекания процесса сварки, увеличение производительности машины и уменьшение расхода электроэнергии на сварку. [3]
Увеличение сварочного тока уменьшает ширину провара, которая в сумме с зазором определяет ширину шва ( фпг. Возрастание напряжения дуги несколько увеличивает ширину шва. [4]
Увеличение сварочного тока уменьшает ширину провара, когорая в сумме с зазором определяет ширину шва ( фиг. Возрастание напряжения дуги несколько увеличивает ширину шва. [5]
Увеличение сварочного тока при неизменной скорости сварки приводит к увеличению объема сварочной ванны. При этом наблюдается заметное укрупнение структуры шва. [6]
Увеличение сварочного тока повлекло за собой пропорциональное увеличение глубины провара основного металла, что позволило соответственно увеличить скорость сварки, а значит и производительность процесса за счет сокращения машинного времени. [7]
Увеличение сварочного тока значительно увеличивает глубину провара и мало влияет на ширину шва; вследствие этого i) np снижается. [8]
Для увеличения сварочного тока повышают ток в об мотке возбуждения поперечных полюсов. Вследствие этогс возрастают магнитный поток Фп и, следовательно, напря жение генератора, которое увеличивает величину сварочного тока. Недостатком этого способа регулирования является изменение напряжения холостого хода генератора, ко торое резко сказывается при больших и малых токах. Вс избежание этого применяют комбинированный способ регулирования, при котором оно производится реостатом в обмотке возбуждения, а для получения больших или меньших токов пользуются смещением щеток по коллектор против или по направлению вращения якоря. При смещении щеток против вращения якоря уменьшается размагни чивающее действие реакции якоря, а при смещении по направлению вращения, наоборот, размагничивающее деист вне реакции якоря становится большим. [9]
Для увеличения сварочного тока повышают ток в обмотке возбуждения поперечных полюсов. Вследствие этого возрастают магнитный поток Фп и, следовательно, напряжение генератора, которое увеличивает величину сварочного тока. Недостатком этого способа регулирования является изменение напряжения холостого хода генератора, которое резко сказывается при больших и малых токах. Во избежание этого применяют комбинированный способ регулирования, при котором оно производится реостатом в обмотке возбуждения, а для получения больших или меньших токов пользуются смещением щеток по коллектору против или по направлению вращения якоря. При смещении щеток против вращения якоря уменьшается размагничивающее действие реакции якоря, а при смещении по направлению вращения, наоборот, размагничивающее действие реакции якоря становится большим. [10]
С увеличением сварочного тока s возрастает давление дуги, вследствие чего жидкий металл сварочной ванны g более интенсивно вытесняется из-под электрода и дуга погружается в глубь ю основного металла. Коэффициент я 2 формы шва при этом уменьшается. Чем выше сварочный ток при неиз-к менном напряжении, тем больше коли - § чество расплавляемого в единицу времени электродного металла, что приводит к увеличению высоты усиления а. Такие швы на низкоуглеродистых и низколегированных сталях менее стойки против образования трещин, а сварные соединения с подобными швами даже при отсутствии трещин обладают худшей работоспособностью при вибрационных ( знакопеременных) нагрузках благодаря резкому переходу от шва к основному металлу. В этом месте чаще всего преждевременно разрушаются сварные соединения. [11]
С увеличением сварочного тока дуга больше погружается в основной металл, возрастает погонная энергия и количество расплавленного в единицу времени электродного металла. В результате глубина провара и доля участия основного металла в металле шва увеличиваются. Сварочный ток при сварке высокопрочных сталей обычно не превышает 800 А. [12]
С увеличением сварочного тока ( рис. 3.29, а) глубина проплавления возрастает почти линейно до некоторого значения. Это объясняется ростом давления дуги на поверхность сварочной ванны, которым оттесняется расплавленный металл из-под дуги ( улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу), и увеличением погонной энергии. Ввиду того что повышается количество расплавляемого электродного металла, увеличивается и высота усиления шва. [14]
С увеличением сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки. [15]
Влияние параметров режима на форму и размеры шва при сварке под флюсом
Форма и размеры шва зависят от многих параметров режима сварки под флюсом: величины сварочного тока, напряжения дуги, диаметра электродной проволоки, скорости сварки и др. Такие параметры, как наклон электрода или изделия, величина вылета электрода, грануляция флюса, род тока и полярность и т. п. оказывают меньшее влияние на форму и размеры шва.
Влияние параметров режима на форму и размеры шва обычно рассматривают при изменении одного из них и сохранении остальных постоянными. Приводимые ниже закономерности относятся к случаю наплавки на пластину, когда глубина проплавления не превышает 0,7 ее толщины (при большей глубине проплавления ухудшение теплоотвода от нижней части сварочной ванны резко увеличивает глубину проплавления и изменяет форму и размеры шва).
С увеличением силы сварочного тока глубина проплавления возрастает почти линейно до некоторой величины. Это объясняется ростом давления дуги на поверхность сварочной ванны, которым оттесняется расплавленный металл из-под дуги (улучшаются условия теплопередачи от дуги к основному металлу), и увеличением погонной энергии. Ввиду того, что повышается количество расплавляемого электродного металла, увеличивается и высота усиления шва. Ширина шва возрастает незначительно, так как дуга заглубляется в основной металл (находится ниже плоскости основного металла).
Увеличение плотности сварочного тока (уменьшение диаметра электрода при постоянном токе) позволяет резко увеличить глубину проплавления. Это объясняется уменьшением подвижности дуги. Ширина шва при этом уменьшается. Путем уменьшения диаметра электродной проволоки можно получить шов с требуемой глубиной проплавления в случае, если величина максимального сварочного тока, обеспечиваемая источником питания дуги, ограничена. Однако при этом уменьшается коэффициент формы провара шва.
Род и полярность тока оказывают значительное влияние на форму и размеры шва, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющимся на катоде и аноде дуги. При сварке на постоянном токе прямой полярности глубина проплавления на 40 - 50%, а на переменном - на 15 - 20% меньше, чем при сварке на постоянном токе обратной полярности. Поэтому швы, в которых требуется небольшое количество электродного металла и большая глубина проплавления (стыковые и угловые без разделки кромок), целесообразно выполнять на постоянном токе обратной полярности.
При увеличении напряжения дуги (длины дуги) увеличивается ее подвижность и возрастает доля теплоты дуги, расходуемая на расплавление флюса (количество расплавленного флюса). При этом растет ширина шва, а глубина его проплавления остается практически постоянной. Этот параметр режима широко используют в практике для регулирования ширины шва.
Увеличение скорости сварки уменьшает погонную энергию и изменяет толщину прослойки расплавленного металла под дугой. В результате этого основные размеры шва уменьшаются. Однако в некоторых случаях (сварка тонкими проволоками на повышенной плотности сварочного тока) увеличение скорости сварки до некоторой величины, уменьшая прослойку расплавленного металла под дугой и теплопередачу от нее к основному металлу, может привести к росту глубины проплавления. При чрезмерно больших скоростях сварки и силе сварочного тока в швах могут образовываться подрезы.
С увеличением вылета электрода возрастает интенсивность его подогрева, а значит, и скорость его плавления. В результате толщина прослойки расплавленного металла под дугой увеличивается и, как следствие этого, уменьшается глубина проплавления. Этот эффект иногда используют при сварке под флюсом электродными проволоками диаметром 1-3 мм для увеличения количества расплавляемого электродного металла при сварке швов, образуемых в основном за счет добавочного металла (способ сварки с увеличенным вылетом электрода). В некоторых случаях, особенно при автоматической наплавке под флюсом, электроду сообщают колебания поперек направления шва с различной амплитудой и частотой, что позволяет в широких пределах изменять форму и размеры шва. При сварке с поперечными колебаниями электрода глубина проплавления и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается и обычно несколько больше амплитуды колебаний.
Состав и строение частиц флюса оказывают заметное влияние на форму и размеры шва. При уменьшении насыпной массы флюса (пемзовидные флюсы) повышается газопроницаемость сдоя флюса над сварочной ванной и, как результат этого, уменьшается давление в газовом пузыре дуги. Это приводит к увеличению толщины прослойки расплавленного металла под дугой, а значит, и к уменьшению глубины проплавления. Флюсы с низкими стабилизирующими свойствами, как правило, способствуют более глубокому проплавлению.
Пространственное положение электрода и изделия при сварке под флюсом оказывает такое же влияние на форму и размеры шва, как и при ручной сварке покрытыми электродами (MMA, SMAW). Для предупреждения отекания расплавленного флюса, ввиду его высокой жидкотекучести, сварка этим способом возможна только в нижнем положении при наклоне изделия на угол не более 10-15°.
Перед началом автоматической сварки под флюсом следует проверить чистоту кромок и правильность их сборки и направления электрода по оси шва. Металл повышенной толщины сваривают многопроходными швами с необходимым смещением электрода с оси шва. Перед наложением последующего шва поверхность предыдущего тщательно зачищают от шлака и осматривают с целью выявления наличия в нем наружных дефектов.
При автоматической сварке под слоем флюса (SAW) стыковых соединений на весу практически сложно получить шов с проваром по всей длине стыка из-за вытекания в зазор между кромками расплавленного металла и флюса и, как результат, - образования прожогов. Для предупреждения этого применяют различные приемы, способствующие формированию корня шва (сварка на флюсовую подушку, на керамическую подкладку или сварка на остающуюся стальную подкладку).
Ручная дуговая сварка покрытым электродом. Технологические особенности сварки
Подготовка деталей под сварку заключается в правке, разметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.
Правку металла выполняют на станках. Листовой и полосовый металл правят на различных листоправильных вальцах. Угловую сталь правят на роликовых машинах. Двутавры и швеллеры правят на правильно-гибочных прессах кулачкового типа.
Разметка — это такая операция, которая определяет конфигурацию будущей детали. Применение разметочно-маркиривочных машин с пневмокернером обеспечивает скорость разметки до 10м/мин при точности ±1 мм и допускает использование программного управления. Использование газорезательных машин с масштабной фотокопировальной системой управления или программным управлением позволяет обходиться без разметки.
Механическую резку применяют для прямолинейного реза листов, иногда и для криволинейного реза листов при использовании для этой цели роликовых ножниц с дисковыми ножами. Углеродистые стали разрезаются кислородной и плазменно-дуговой резкой. Для резки легированных сталей, цветных металлов может применяться кислородно-флюсовая или пламенно-дуговая резка.
Форма подготовки кромок металла под сварку зависит от толщины листов. Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, окалины, влаги и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к образованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых, включений, что ведет к снижению прочности и плотности сварного соединения.
Применяемые сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать доступность к местам установки деталей, рукояткам фиксирующих и зажимных устройств, а также местам прихваток и сварки. Эти приспособления должны быть также достаточно прочными и жесткими, обеспечивать точное закрепление деталей в нужном положении и препятствовать их деформированию в процессе сварки. Кроме этого, сборочно-сварочные приспособления должны обеспечивать оптимальный порядок сборки и сварки:
-наименьшее число поворотов при наложении прихваток и сварных швов;
-свободный доступ для проверки размеров изделий и их легкий съем после изготовления;
-безопасность сборочно-сварочных работ.
Проверке подлежат все геометрические размеры детали и подготовленная форма кромок под сварку.
Сборку сварных конструкций, как правило, осуществляют либо по разметке, либо при помощи шаблонов, упоров, фиксаторов, прижимных механизмов, стендов или специальных приспособлений-кондукторов, облегчающих сборочные операции. Точность сборки контролируют шаблонами, щупами, а также измерительными приборами. Подготовку и сборку изделий под сварку выполняют с соблюдением следующих основных обязательных правил:
-притупление кромок и зазоры между ними должны быть равномерными по всей длине;
-кромки элементов, подлежащих сварке, и прилегающие к ним места шириной 25 - 30 мм от торца кромки должны быть высушены, очищены от грата после резки, масла, ржавчины и прочих загрязнений;
-во избежание деформаций прихватку следует выполнять качественными электродами через интервал не более 500 мм при длине одной прихватки 50 - 80 мм;
-для обеспечения нормального и качественного формирования шва нужно в начале и в конце изделия прихватывать выводные планки.
2 Режимы ручной дуговой сварки металлическими электродами
Под режимом сварки понимают совокупность условий, создающих устойчивое протекание процесса сварки, а именно: стабильное горение сварочной дуги, получение сварных швов необходимых размеров, формы и качества. Режим сварки складывается из ряда параметров. Параметры режима сварки подразделяют на основные и дополнительные. К основным параметрам режима сварки при ручной дуговой сварке относят величину, род и полярность тока, диаметр электрода, напряжение, скорость сварки и величину поперечного колебания конца электрода, а к дополнительным — величину вылета электрода, состав и толщину покрытия электрода, начальную температуру основного металла, положение электрода в пространстве (вертикальное, наклонное) и положение изделия в процессе сварки.
Выбор диаметра электрода. Диаметр электрода выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла; марки свариваемого металла; формы разделки кромок и номера выполненного валика-шва; положения, в котором выполняется сварка; вида соединения.
Величина, род и полярность тока. С увеличением сварочного тока глубина провара увеличивается, ширина шва почти не меняется. Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40-50% больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. Поэтому обратная полярность применяется при сварке тонкого металла с целью исключения прожога и при сварке высоколегированных сталей с целью исключения их перегрева. При сварке переменным током глубина провара на 15—20% меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности.
Род и полярность тока выбирают по типу электродного покрытия, марке свариваемого металла, толщине свариваемого металла.
С увеличением скорости сварки ширина сварного шва уменьшается, наряду с этим глубина провара увеличивается, что является следствием того, что жидкий металл не успевает подтекать под дугу и толщина его прослойки мала. При дальнейшем увеличении скорости сварки время теплового действия дуги на металл и глубина провара уменьшается, а при значительной скорости сварки будет даже образовываться несплавление основного металла с металлом шва.
Наклон электрода. Ручную дуговую сварку можно выполнять вертикальным электродом, углом вперед и углом назад. В виду того что столб дуги стремится сохранить направление оси электрода, то в каждом из этих случаев форма сварочной ванны и, следовательно, форма шва будет различной. При сварке углом вперед, как правило, жидкий металл подтекает под дугу, поэтому глубина провара и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается. При сварке углом назад жидкий металл давлением дуги вытесняется из-под нее, поэтому глубина провара и высота усиления увеличиваются.
Наклон изделия. В зависимости от расположения соединений на изделии или от наклона изделия ручная дуговая сварка может быть выполнена на горизонтальной плоскости, на подъем и спуск. Влияние наклона изделия и пространственного расположения соединений на изделии на форму шва примерно такое, что и влияние наклона электрода. При сварке на подъем расплавленный металл под действием собственного веса вытекает из-под дуги, в результате чего увеличиваются глубина проплавления и высота усиления, а ширина шва уменьшается. При сварке на спуск жидкий металл подтекает под дугу, что уменьшает глубину проплавления и увеличивает ширину шва.
Предварительный подогрев и последующую термическую обработку выполняют в случаях, когда металл склонен к образованию закалочных структур.
Величина, род и полярность тока.
С увеличением сварочного тока глубина провара увеличивается, ширина шва почти не меняется (рисунок 37.а). Род и полярность тока также влияют на форму и размеры шва. При сварке постоянным током обратной полярности глубина провара на 40 - 50 % больше, чем при сварке постоянным током прямой полярности, что объясняется различным количеством теплоты, выделяющейся на аноде и катоде. Поэтому обратная полярность применяется при сварке тонкого металла с целью исключения прожога и при сварке высоколегированных сталей с целью исключения их перегрева. При сварке переменным током глубина провара на 15 - 20 % меньше, чем при сварке постоянным током обратной полярности.
Напряжение дуги.
Напряжение на дуге изменяется пропорционально длине дуги. При увеличении длины дуги возрастает ее напряжение и поэтому увеличивается доля тепла, идущая на плавление электрода и основного металла. В результате этого ширина сварного шва увеличивается, а глубина провара и высота усиления уменьшаются (рисунок 37. б). Напряжение на дуге зависит от величины тока и диаметра электрода. Оно обычно бывает 18 - 40 В. Сварку лучше выполнять короткой дугой, где напряжение устанавливается 18 - 20 В. Длинная дуга издает резкий звук, сопровождающийся хлопками и значительным разбрызгиванием расплавленного металла. Поэтому опытный сварщик по звуку дуги может даже на некотором расстоянии судить о ее длине. С целью уменьшения длины дуги следует быстрее опускать вниз электрододержатель с электродом.
Скорость сварки.
С увеличением скорости сварки ширина сварного шва уменьшается, наряду с этим глубина провара увеличивается, это является следствием того, что жидкий металл не успевает подтекать под дугу и толщина его прослойки мала. При дальнейшем увеличении скорости сварки время теплового действия дуги на металл и глубина провара уменьшаются, а при значительной скорости сварки будет даже образовываться несплавление основного металла с металлом шва.
Наклон электрода.
Ручную дуговую сварку можно выполнять вертикальным электродом углом вперед и углом назад. В виду того что столб дуги стремится сохранить направление оси электрода, то в каждом из этих случаев форма сварочной ванны и, следовательно, форма шва будет различной. При сварке углом вперед, как правило, жидкий металл подтекает под дугу, поэтому глубина провара и высота усиления уменьшаются, а ширина шва увеличивается. При сварке углом назад жидкий металл давлением дуги вытесняется из-под нее, поэтому глубина провара и высота усиления увеличиваются.
Наклон изделия.
В зависимости от расположения соединений на изделии или от наклона изделия ручная дуговая сварка может быть выполнена на горизонтальной плоскости, на подъем и спуск. Влияние наклона изделия и пространственного расположения соединений на изделии на форму шва примерно такое, что и влияние наклона электрода. При сварке на подъем расплавленный металл под действием собственного веса вытекает из-под дуги, в результате чего увеличиваются глубина проплавления и высота усиления, а ширина шва уменьшается. При сварке на спуск жидкий металл подтекает под дугу, что уменьшает глубину проплавления и увеличивает ширину шва.
Предварительный подогрев и последующую термическую обработку выполняют в случаях, когда металл склонен к образованию закалочных структур, например, закалочные структуры образуются в сварных соединениях при сварке средне- и высокоуглеродистых сталей, низколегированных, теплоустойчивых и высоколегированных сталей и т. д., и когда металл обладает значительной теплопроводностью и теплоемкостью (медь и др.).
Положение в пространстве, при котором выполняется сварка.
Ручную дуговую сварку практически можно выполнять во всех пространственных положениях: нижнем, в лодочку, полувертикальном, вертикальном, полугоризонтальном и горизонтальном, а также полупотолочном и потолочном. Возможность выполнения сварки в том или ином положении зависит прежде всего от марки свариваемого металла и типа покрытия электрода.
Выбор сварочного тока.
Сварочный ток устанавливают в зависимости от диаметра применяемого электрода и пространственного положения, в котором выполняется сварка.
Для сварки в нижнем положении сварочный ток может быть определен по формуле
где Iсв - сварочный ток, А;
К - коэффициент пропорциональности, зависящий от диаметра и типа электрода, А/мм; dэ - диаметр электрода, мм.
При сварке низкоуглеродистых сталей значения К следующие: Диаметр электрода, (бэ), мм 1 - 2 3 - 4 5 - 6;
Коэффициент пропорциональности, А/мм 25 - 30 30 - 45 45 - 60.
При сварке в вертикальном положении сварочный ток выражается по формуле
где 0,9 - коэффициент, учитывающий снижение сварочного тока при сварке в вертикальном положении.
При сварке в потолочном положении сварочный ток равен
где 0,8 - коэффициент, учитывающий снижение сварочного тока при сварке в потолочном положении.
Ручная дуговая сварка покрытым электродом. Сварочные материалы. Режимы сварки
Электроды для ручной дуговой сварки представляют собой стержни длиной до 450 мм, изготовленные из сварочной проволоки (ГОСТ 2246-70), на поверхность которых нанесен слой покрытия различной толщины. Один из концов электрода на длине 20—30 мм освобожден от покрытия для зажатия его в электрододержателе с целью обеспечения электрического контакта. Торец другого конца очищают от покрытия для возможности возбуждения дуги посредством касания изделия в начале процесса сварки.
Покрытие предназначено для повышения устойчивости горения дуги, образования комбинированной газошлаковой защиты, легирования и рафинирования металла. Для изготовления покрытий применяют различные материалы (компоненты).
Читайте также: