3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Механизированная сварка общие сведения

Механизированная и автоматическая дуговая сварка

Механизированная (или полуавтоматическая) сварка – это дуговая сварка, при которой подача плавящегося электрода и перемещение дуги относительно изделия выполняются с использованием механизмов. С ее помощью выполняют любые сварные соединения: стыковые, угловые, тавровые, нахлесточные и др.

Автоматической называют дуговую сварку, при которой возбуждение дуги, подача электрода и перемещение дуги относительно изделия выполняются механизмами без непосредственного участия человека, в том числе и по заданной программе.

На рис.3 приведена схема образования сварного соединения при рассматриваемых видах сварки. На ней обозначены: 1 – электродная проволока; 2 – сопло (насадка); 3 – токоподводящий наконечник; 4 – газ (флюс); 5 – дуга; 6 – затвердевший шлак; 7 – шов; 8 – сварочная ванна; 9 – основной (свариваемый) металл.

Рис.3

При механизированной и автоматической сварке образование сварного соединения происходит следующим образом. Теплотой дуги электрод и основной металл расплавляются, капли расплавленного металла с конца электрода попадают в сварочную ванну, где перемешиваются с расплавленным основным металлом. Жидкий металл сварочной ванны подвергается металлургической обработке за счет использования газа или флюса (в этом состоит отличие от ручной дуговой сварки). То есть он раскисляется и легируется. При передвижении дуги вдоль свариваемых кромок перемещается и сварочная ванна. В ее хвостовой части металл охлаждается, кристаллизуется и образуется сварное соединение.

Различают следующие виды механизированной (автоматической) сварки.

1. В углекислом газе и его смесях с кислородом сваривают низко- и среднеуглеродистые, а также низколегированные стали. В углекислом газе сваривают стали толщиной до 40, а в смесях газов – до 80 мм. Защита смесью газов улучшает технологические и металлургические характеристики процесса сварки . Расход углекислого газа зависит от мощности дуги, вылета электрода, воздушных потоков в помещении, где выполняется сварка.

2. В инертных газах (аргоне или гелии) можно сваривать алюминий, магний, титан и их сплавы. Свариваются низко- и среднеуглеродистые, низко-, средне- и высоколегированные конструкционные стали. Использование названных газов целесообразно, так как аргон имеет плотность почти в 1,5 раза большую, чем воздух, а гелий – значительно меньшую, чем воздух и аргон. Кроме того аргон и гелий не образуют химических соединений с металлами, поэтому в этих газах можно сваривать любые металлы и сплавы.

3.Под флюсом свариваются низко- и среднеуглеродистые, низко-, средне- и высоколегированные стали, чугун, титан, медь, алюминий и их сплавы.

Флюс – порошкообразный материал, который при сварке выполняет такие же функции, как покрытие электрода при ручной дуговой сварке. Основой флюса является силикат марганца SiO2∙MnO. Флюсы в зависимости от способа изготовления бывают двух видов: плавленые и неплавленые. Плавленые получают сплавлением исходных компонентов в печах. К неплавленым относятся керамические и спеченные флюсы. Керамические флюсы изготавливаются из порошкообразных материалов, соединяемых в зерна клеящими веществами, например жидким стеклом. Спеченные флюсы получают спеканием исходных порошкообразных материалов при высоких температурах с последующим дроблением частиц до заданных размеров.

Во время сварки часть флюса расплавляется, а после затвердения образует шлаковую корку. Нерасплавленная часть флюса после просева используется повторно.

4. Порошковыми проволоками сваривают низкоуглеродистые и низколегированные стали, а специальными порошковыми проволоками – некоторые высоколегированные, в частности, нержавеющие стали, сплавы меди. Ими можно сваривать стали толщиной до 40 мм. Порошковые проволоки представляют собой металлическую оболочку, заполненную шихтой. Их некоторые поперечные сечения показаны на рис.4: a) трубчатое, б) трубчатое с захлёсткой, в) и г) – сложные сечения.

Рис.4

Наиболее простая по конструкции – порошковая проволока трубчатого поперечного сечения. Для увеличения жесткости проволоки, а также изменения соотношения компонентов материалов оболочки и шихты применяются проволоки, у которых во внутреннюю полость отогнуты кромки металлической оболочки. Состав металла оболочки выбирается в зависимости от свариваемого металла. В шихту порошковой проволоки вводят компоненты, которые могут выполнять следующие функции:

– защиту расплавленного металла от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха;

– раскисление и легирование расплавленного металла;

– стабилизацию горения дуги;

– улучшение формирования шва.

Применяют три вида порошковых электродных проволок: самозащитные, для сварки в углекислом газе, для сварки под флюсом. Наиболее высокой технологичностью отличается сварка самозащитными порошковыми проволоками, так как отпадает необходимость в применении защитных газов и флюсов.

Сварочное оборудование. Для механизированной и автоматической сварки применяются соответственно полуавтоматы и автоматы, комплектуемые источниками тока для питания дуги.

Автоматы выполняют следующие функции: возбуждение дуги и автоматическое регулирование процесса сварки; механизированную подачу электродной проволоки со скоростью, равной скорости плавления; механизированное передвижение дуги относительно свариваемых кромок; подачу флюса или газа в зону дуги.

Читать еще:  Бассейн в митино аквамарин как доехать от метро

Автомат состоит из двух основных устройств: трактора или самоходной головки и аппаратуры управления. Автоматы для сварки в защитных газах, кроме того, имеют газовую аппаратуру, которая включает газовый редуктор, баллон с углекислотой, подогреватель газа и осушитель, предназначенный для очистки газа от влаги.

Трактор выполняет подачу электродной проволоки, а также подводит ток к месту сварки. В механизме подачи автоматов и полуавтоматов для сварки электродными проволоками обычно имеются два подающих ролика, один из которых ведущий, а другой прижимной, между этими роликами зажимается электродная проволока. Она сматывается с кассеты, проталкивается через шланг и через токопроводящее устройство подается в зону дуги.

У трактора для сварки под флюсом имеются системы подачи и уборки флюса, а у трактора для сварки в защитных газах – специальная газоэлектрическая горелка, которая предназначена для направления в зону электродной проволоки, подвода к ней сварочного тока и подачи защитного газа в зону дуги. При сварке под флюсом вместо горелки применяется держатель, на котором закреплен бункер для подачи флюса.

Применение механизированной и автоматической дуговой сварки. Механизированной сваркой можно накладывать не только прямолинейные, но и криволинейные швы, а также швы небольшой длины в труднодоступных местах. Сваривают металл малой и средней толщины. Эти виды сварки применяются при различных работах, в том числе и ремонтных. При серийном производстве прямолинейные и кольцевые сварные швы длиной более 300 –500 мм целесообразно выполнять автоматической сваркой.

В транспортном машиностроении механизированная и автоматическая дуговая сварка применяются при производстве вагонов и локомотивов. Хребтовые балки сваривают на поточных механизированных линиях автоматами под флюсом. Рамы вагонов сваривают автоматами сваркой в углекислом газе на специально оборудованных кантователях. В тракторном и сельскохозяйственном машиностроении сваркой в углекислом газе выполняется до 75% всех сварочных работ.

Автоматическая сварка под флюсом и в углекислом газе широко применяются в трубном производстве для изготовления прямошовных и спиралешовных труб большого диаметра.

Механизированная сварка под флюсом, в углекислом газе и порошковыми проволоками широко применяется при строительстве доменных печей, резервуаров для хранения нефтепродуктов, при строительстве мостов, в судостроении и т. д.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Механизированная сварка общие сведения

Сваркой называют процесс получения неразъемных соединений путем сплавления при разогреве до жидкого состояния металла свариваемых деталей (в местах соединения) с металлом электрода.

На строительстве применяют дуговую и газовую сварку. Газовую сварку путем наплавки металла электрода, расплавляемого в горящей струе газа, применяют в основном при сварке труб мелких диаметров. Дуговая варка — основной вид сварки строительных конструкций — это сварка плавлением (см. схему ниже, поз. а), при которой нагрев и расплавление металла электрода 1 и кромок изделия 2 осуществляются электрической дугой, возбуждаемой между электродом и свариваемыми деталями.

Дуга имеет температуру до 6000 ° С и расплавляет металл электрода и изделия, который, остывая, образует слой наплавленного металла 4 (сварной шов).

Под влиянием электромагнитных сил в зоне горения дуги (см. схему ниже, поз. б) происходит движение газов, образующихся при расплавлении конца электрода, которое направлено от электрода 1 к изделию 2. Это движение газов создает давление дуги на расплавленный металл изделия и образует в нем углубление — кратер 5, вытесняя жидкий металл сварочной ванны из зоны горения дуги и тем самым способствуя более глубокому расплавлению металла изделия. Толщина слоя основного металла, перешедшего в расплавленное состояние, называется глубиной провара 6. При ручной сварке глубина провара достигает 1 . 2 мм, при специальных видах сварки автоматической или методами глубокого проплавления — она увеличивается.

Если разогрев основного металла изделия будет недостаточным при сварке, то он может вообще не перейти в жидкое состояние, присадочный металл (металл электрода) застынет на изделии и молекулярного соединения металлов в один сплав не произойдет. Такое явление называется непроваром.

При чрезмерном разогреве изделия возможно интенсивное проникновение кислорода воздуха внутрь стали свариваемого изделия и ее загрязнение оксидами, а также выгорание углерода, марганца и других необходимых компонентов стали. Такое явление называют пережогом. Пережог резко снижает прочность стали и не может быть исправлен. Пережженный металл надо полностью удалять из сварного соединения.

Читать еще:  Экран для проектора своими руками из натяжного потолка

Находясь в жидком состоянии, металл электрода и сварочной ванны поглощает из воздуха кислород и азот, которые, частично растворяясь в нем, делают структуру наплавленного металла хрупкой и неоднородной, склонной к старению. Эти вредные влияния в значительной степени устраняются, если для сварки применяют электроды с покрытием и если сварка производится короткой дугой. Длина дуги определяется расстоянием между дном кратера сварочной ванны и концом электрода. Обычно нормальная длина дуги 0,5 . 1,1 d , где d — диаметр электрода.


Дуговая сварка

а — ручная сварка, б — схема сварки; 1 — электрод, 2 — изделие, 3 — сварочная ванна, 4 — наплавленный металл (сварной шов), 5 — кратер, 6 — глубина провара, 7 — шлак, 8 — злектрододержатель, 9 — токопроводящий провод, 10 — источник энергии.

Покрытие электродов делается для того, чтобы при расплавлении его в процессе сварки образовалась газовая среда, защищающая металл сварного шва от вредного воздействия воздуха. Покрытие стабилизирует горение дуги, улучшает структуру и качество металла сварного шва, а также облегчает процесс сварки. Применяют покрытия двух видов: тонкие, или стабилизирующие (ионизирующие), и толстые, или качественные. Тонкие покрытия (из мела, разведенного жидким стеклом) повышают устойчивость дуги, но слабо защищают наплавленный металл от кислорода и азота воздуха. Электроды с толстым покрытием используют для получения такого наплавленного металла, который по своим механическим показателям не уступает основному металлу.

В состав покрытий входят оксиды металлов, известняк, плавиковые шпаты, ферросплавы, жидкое стекло или другие связующие материалы.

При монтаже применяют различные способы дуговой сварки: ручную, автоматическую, полуавтоматическую, под флюсом, а также различные способы сварки в среде защитных газов.

Ручную сварку (см. схему выше, поз. а) выполняют плавящимся металлическим электродом. Его удерживают в нужном положении и перемещают вдоль свариваемого шва вручную.

Автоматическая сварка происходит так. Электрод (проволочный или в виде узкой металлической ленты) автоматом подается и перемещается в зоне сварки. Сварка протекает под слоем гранулированного вещества — флюса или в среде защитных газов (аргона, углекислого газа). Оболочка из флюса толщиной 30 . 50 мм укрывает все плавильное пространство и защищает жидкий металл сварочной ванны от воздействия кислорода и азота воздуха. Благодаря этому гарантируется высокое качество сварки.

Автоматическая сварка в среде защитного газа про изводится плавящимся или неплавящимся электродом с подачей в зону дуги сварочной проволоки в качестве наплавляемого металла и защитного газа. Применяется в основном в стационарных условиях.

Полуавтоматическая сварка происходит под слоем флюса или порошковой проволокой (свернутой в трубочку стальной лентой, внутрь которой запрессован флюс). Подача электрода в зону дуги механизирована, а перемещают его вдоль свариваемых кромок вручную.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ ПЛАВЯЩИМСЯ ЭЛЕКТРОДОМ

При механизированной сварке подача электродной проволоки в зо­ну горения дуги осуществляется механизированным способом, а пере­мещение дуги вдоль свариваемых кромок производится вручную.

Механизированная сварка плавящимся электродом может выпол­няться под слоем флюса, в защитных газах и самозащитной порошковой проволокой. В настоящее время использование механизированной свар­ки под флюсом весьма ограничено. Общие требования и технология выполнения в общем аналогичны, как и в случае автоматической дуго­вой сварки под слоем флюса. Более широкое применение нашли два по­следних варианта. Механизированной сваркой в защитных газах свари­вают соединения, имеющие стыковые и угловые швы. Сварка выполня­ется шланговыми полуавтоматами с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Применяемые источники питания дуги имеют жесткую вольт-амперную характеристику.

Стыковые швы могут выполняться вертикальным электродом при движении горелки на себя, слева направо и справа налево. Изделие толщиной до 6-8 мм можно сваривать односторонним швом без раздел­ки кромок, при больших толщинах — двусторонним швом с разделкой кромок и многослойном варианте. При выполнении стыковых соедине­ний однослойными швами, а также при наложении первого слоя много­слойного шва горелку перемещают обратно-поступательно по оси шва без поперечных колебаний электрода (рис. 15.1). При наложении после­дующих сварных слоев горелку перемещают по вытянутой спирали. По­следние сварные слои выполняют при зигзагообразном движении горел­ки «змейкой» или же по вытянутой спирали, но с большей амплитудой колебания.

Во время сварки горелка не должна задерживаться на одном месте, так как в противном случае значительно увеличивается размер свароч­ной ванны, что вызывает перегрев металла. После заварки кратера и вы­ключения сварочного тока для защиты металла ванны от окисления не­обходимо в течение 3-5 с подержать горелку над кратером, не прекра­щая поступления защитного газа до полного затвердевания жидкого ме­талла. Заканчивать процесс сварки растягиванием дуги и отводом го­релки не рекомендуется.

Читать еще:  До какого возраста бесплатно для детей бассейн

Рис. 15.1. Перемещение горелки при механизированной сварке многослойных стыковых швов в углекислом газе: а — первый слой; б — заполняющий слой; в — замыкающий слой

Для выполнения стыковых соединений сварку можно вести также с наклоном электрода как углом вперед, так и назад. В первом случае при наклоне электрода до 10-30° глубина проплавления несколько меньше, шов шире, удобнее направлять дугу при разделке шва, можно добиться существенного уменьшения разбрызгивания, сварку можно выполнять с большими скоростями, чем вертикальным электродом. При сварке углом назад рекомендуется наклонять горелку на 5-15°. В этом случае можно несколько увеличить глубину провара, но ширина шва уменьшается. Для расширения шва сварку выполняют поперечны­ми к оси шва колебаниями электрода.

Угловые швы могут выполняться как наклонным (рис. 15.2), так и вертикальным электродом «в лодочку». При сварке наклонным элек­тродом горелка наклоняется поперек шва под углом 30-45° к вертикали, а вдоль шва — на 5-15°.

Рис. 15.2. Положение горелки при механизированной сварке угловых швов

Торец электрода направляют в угол соединения или смещают от него на расстояние до 1 мм от горизонтальной детали. В процессе свар­ки горелку перемещают возвратно-поступательно по оси шва без попе­речных колебаний. Желательно вести сварку на спуск с наклоном изде­лия на 6-10°. Это улучшает формирование шва, позволяет повышать скорость сварки и уменьшать разбрызгивание металла. Основной труд­ностью при выполнении угловых швов наклонным электродом является растекание жидкого металла по горизонтальной плоскости, что может привести к подрезам и непроварам. Во избежание этого за один проход обычно формируют угловые швы катетом не более 8 мм. При выполне­нии угловых швов «в лодочку» особых трудностей не возникает.

Основные типы, конструктивные элементы и размеры швов свар­ных соединений при механизированной сварке в защитных газах те же, что и при автоматической.

Механизированная сварка в защитных газах может производиться во всех пространственных положениях шва, из которых наиболее удобным является нижнее. Колебательные движения поперек оси шва сообщают электроду в зависимости от требуемой ширины шва, толщины свари­ваемого металла и формы подготовленных кромок.

Вертикальные стыковые и угловые швы могут выполняться снизу вверх и сверху вниз. Сварку сверху вниз применяют при соединении тонколистовых деталей, а также при наложении первого слоя много­слойного шва. В начале процесса сварки, чтобы обеспечить хороший провар начала шва, электрод располагают перпендикулярно основному металлу. После образования сварочной ванны его наклоняют на 10-15° ниже горизонтали и направляют на переднюю часть ванны, предупреж­дая ее стекание, увеличивая проплавление корня шва и исключая не — сплавления и натеки по краям шва. При толщине металла более 6 мм сварку производят снизу вверх как углом вперед, так и назад. Второй спо­соб применяют в случае сварки металла большей толщины. Для улучшения формирования шва электроду сообщают колебательные движения. При сварке снизу вверх получается глубокий провар корня шва и отсутст­вуют несплавления по его краям.

В горизонтальном положении при толщине деталей до 3 мм сварку ведут без скоса кромок, с небольшим зазором при сборке, что обеспечи­вает полный провар швов и небольшую выпуклость шва. Сварку ведут с наклоном электрода снизу вверх и углом назад без поперечных коле­баний электрода. При толщине металла более 3 мм делают скос на кромке верхнего листа, электрод также направляют снизу вверх, что предупреждает стекание металла на нижнюю кромку.

В потолочном положении сварку выполняют углом назад при ми­нимальных напряжениях и силе тока. Дугу и поток защитного газа на­правляют на ванну жидкого металла, что уменьшает ее стекание. Для этой цели рекомендуется увеличивать расход защитного газа. Сты­ковые швы в потолочном положении выполняют с разделкой кромок и с поперечными колебаниями электрода.

Технология выполнения поворотных кольцевых стыковых швов во многом подобна технологии выполнения продольных швов. Электрод при этом располагается сверху с небольшим смещением от верхней точки ок­ружности в сторону, противоположную направлению вращения изделия.

Сварку толщиной до 2,5 мм, а также наложение первого слоя на металл большой толщины рекомендуется вести в вертикальном положении сверху вниз или в полупотолочном положении (рис. 14.3). Дугу и поток защитного газа следует направлять на ванну жидкого металла. Это обес­печивает получение полного проплавления соединения с обратным фор­мированием шва без прожогов, даже при значительных переменных за­зорах.

Источники:

http://studopedia.org/1-13263.html
http://www.armaxbio.com/1601.html
http://hssco.ru/obshhie-svedeniya-o-texnologii-mexanizirovannoj-dugovoj-svarki-plavyashhimsya-elektrodom/

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector
×
×