Avto-love.ru

Перенос металла через дугу

Перенос металла через дугу

Многие характеристики процесса сварки плавящимся электродом в защитных газах зависят от типа каплепереноса металла электрода. Типы переноса металла, а также силы, действующие на металл электрода в дуге, описаны в работах [18, 19]. Каждый тип переноса металла характеризуется как преимуществами, так и недостатками.

Возможны несколько вариантов получения капель заданной массы. Одним из перспективных направлений для решения задач управления каплепереносом является введение в процесс импульсных воздействий [16]. В настоящее время получили развитие три системы управления каплепереносом:

Первое направление – электрические системы – изучено наиболее полно и воплощено в различных импульсных источниках питания сварочной дуги [9]. Разнообразие способов реализации первого направления позволяет получить практически любые алгоритмы изменения энергетических характеристик сварочной дуги. Кроме того, реализация обратных связей в подобных устройствах позволяет создавать адаптивные системы управления.

К недостаткам подобных устройств можно отнести сложность схемотехнических решений и, как следствие, более высокую их стоимость. Сложность, а иногда невозможность работы в сложных условиях высоких электромагнитных возмущений.

Вторую группу – механические системы – согласно классификации, предложенной Шигаевым Т.Г. [22], представляют устройства, оказывающие воздействие на систему подачи присадочного материала (рис. 1).

Рисунок 1. Устройства, воздействующие на систему подачи присадочного материала

Устройства, воздействующие на систему подачи присадочного материала, представлены механизмами с изменяемым местом токоподвода (рис.1, а), механизмами с некруглыми (рис.1, б) и специальными спрофилированными роликами (рис.1, в), механизмами с изменяемой скоростью вращения двигателя подачи электродной проволоки (рис. 1, г). Данные механизмы повышают стабильность процесса сварки, а также улучшают формирование сварного шва. Общими недостатками механизмов представленной группы являются узкий частотный диапазон, сложность, а иногда невозможность коррекции режимов в ходе сварки. Но, с другой стороны, подобные устройства наименее критичны по отношению к используемому источнику питания и роду тока, т.е. данные способы можно реализовать в комплектации с серийными источниками питания.

В настоящее время материалы, касающиеся данного вопроса и изложенные в работе [22], получили дальнейшее развитие. Поэтому представляется необходимым дополнить, приведенную выше информацию.

Существующие механизмы импульсной подачи электродной проволоки можно разделить по ряду признаков, определяющих их характерные особенности.

Одним из важных признаков механизмов подачи как постоянной, так и импульсной является способ подачи проволоки. Согласно этому признаку, можно провести разделение на механизмы:

Другим классификационным признаком может являться вид применяемого привода подачи электродной проволоки. В соответствии с данным признаком можно выделить два основных направления в развитии механизмов импульсной подачи сварочной проволоки:

В качестве примера можно рассмотреть три типичные схемы реализации подающих механизмов на основе электромагнитов (рис. 2) [2, 4].

а)

б)

в)

Рисунок 2. Подающие механизмы на основе электромагнитов

Один из обобщённых вариантов электромагнитных подающих устройств представлен на рис. 2, а. Возвратный элемент в этих конструкциях исполнен в виде либо пружины [6], либо в виде упругих мембран [5, 20]. Недостатком механизмов такого исполнения является нерациональное использование мощности электромагнита, которая используется не только для подачи сварочной проволоки, но и для сжатия возвратного элемента.

Механизм, в котором вместо возвратной пружины используется второй электромагнит [5, 21], представлен на рис. 2, б. К его недостаткам можно отнести низкую скорость нарастания подачи проволоки и нестабильность шага импульса, потому что, как и у предыдущего, для преодоления первоначальной инерции механизм требует увеличения мощности электромагнита, а возвратный электромагнит используется не в полную силу.

Наиболее удачным решением можно назвать механизм, который при возврате захвата, не требующего больших усилий, одновременно сжимает пружину (рис. 2, в) [3], т. е. накапливает энергию по мере втягивания якоря электромагнита, а затем эта энергия отдается в начальный момент движения проволоки, что приводит к её быстрому разгону и позволяет максимально использовать всю энергию, подведённую к подающему механизму.

Подающие механизмы с приводом от электродвигателя, помимо представленных в работе [22], можно дополнительно разделить на:

1. Безредукторные механизмы с приводом от электродвигателя [7];

2. Механизмы с эсцентриковым роликом или профилированным кулачком;

3. Механизмы с программируемым напряжением питания электродвигателя подачи [8];

4. Механизмы с подвижным захватом на основе квазиволнового преобразователя (КВП) [10, 15];

4. Подающие механизмы с шаговым электродвигателем;

5. .Безредукторные механизмы с вентильным электроприводом [14].

Анализ информационных источников показал, что ведущими разработчиками в этом направлении развития импульсных подающих механизмов являются Института электросварки им. Е.О. Патона (Украина) и фирма «Fronius».

С позиции украинских специалистов, наиболее совершенными и универсальными, отличающимися значительными возможностями регулирования параметров импульсов, являются механизмы с КВП, в которых подающий ролик устанавливается непосредственно на валу электродвигателя, программируемое импульсное вращение вала которого обеспечивает микропроцессорная система управления [16]. Одним из последних их решений является система импульсной подачи электродной проволоки с использованием специального вентильного электропривода, оснащенного компьютеризированным регулятором характеристик вращения вала [11, 17].

Читать еще:  Проверить авто перед покупкой по вин коду

Фирма «Fronius» разработала способ управления переносом металла с торговой маркой CMT (Cold Metal Transfer). Во время короткого замыкания проволока оттягивается назад, протекание тока прекращается, капля переходит в ванну без брызг [1, 12]. Фактически данный способ является одним из представителей третьей системы управления каплепереносом – комбинированной.

Механизмы импульсной подачи на основе электродвигателей с возможностью безредукторной импульсной подачи представляют собой перспективные разработки, однако необходимо учитывать, что их стоимость превосходит стоимость обычных систем в 1,2-1,5 раза [13].

Таким образом, управление каплепереносом с помощью различного вида импульсных воздействий является актуальным, что подтверждается современным развитием сварочного оборудования и технологии с целью получения сварного шва с заданными свойствами.

Работа выполнена в рамках гранта РФФИ 14_08_31036

Рецензенты:

Крампит А.Г., д.т.н., профессор, Юргинский технологический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет»., г. Юрга;

Сапожков С.Б., д.т.н., профессор, Юргинский технологический институт (филиал) федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», г. Юрга.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Струйный перенос – электродный металл

Струйный перенос электродного металла , при котором капли малого диаметра переходят в сварочную; ванну свободным полетом, наблюдается при сварке в инертных тазах или в их смесях. [1]

Струйный перенос электродного металла возникает при сварке проволокой малого диаметра с большой плотностью тока. Например, при полуавтоматической сварке в аргоне проволокой диаметром 1 6 мм струйный перенос металла осуществляется при критическом токе 300 А. При сварке на токах ниже критического наблюдается капельный перенос металла. Обычно струйный перенос электродного металла приводит к меньшему выгоранию легирующих примесей в сварочной проволоке и к повышенной чистоте металла капель и шва. Скорость расплавления сварочной проволоки при этом увеличивается. Поэтому струйный перенос электродного металла имеет преимущества перед капельным. [3]

Сварка со струйным переносом электродного металла проводится в смесях газов, содержащих 90 % Аг, металлов толщиной 2 мм. В этом процессе электродный металл переходит через дугу в виде мелких капель диаметром, равным или меньшим диаметра электрода. Поэтому разбрызгивание минимально, а формирование шва плавное, с гладкой поверхностью. Для каждого диаметра проволоки существует критический сварочный ток, при котором процесс из крупнокапельного переходит в струйный. С увеличением сварочного тока диаметр капель уменьшается, а частота переноса возрастает. Глубокое проплавле-ние дугой со струйным переносом дает возможность односторонней сварки листов без скоса кромок толщиной до 5 мм. [4]

При сварке в инертных газах возможен капельный и струйный перенос электродного металла . При струйном переносе дуга имеет наиболее высокую стабильность и значительно улучшается перенос электродного металла в сварочную ванну; практически исключается разбрызгивание металла. Это особенно важно при сварке швов в вертикальном и потолочном положениях. [5]

При сварке в газовых смесях Аг и СО2 можно обеспечить мелкокапельный и даже струйный перенос электродного металла . Струя капель, летящих в осевом направлении, обеспечивает большую глубину про-плавления металла детали по оси шва, при этом ширина валика несколько увеличивается. Данный вид сварки особенно рекомендуется для обеспечения глубокого про-плавления основного металла; обычно он применяется при выполнении швов в нижнем положении, так как удержать металл в сварочной ванне при выполнении швов в других положениях сложнее. [6]

Для сварки металлов толщиной более 5 мм может быть использована сварка плавящимся электродом со струйным переносом электродного металла на повышенных токах. Сварку плавящимся электродом осуществляют от источников постоянного тока на обратной полярности. [7]

Сварку плавящимся электродом коррозионностойких аустенптных сталей и сплавов следует выполнять на токе выше критического, обеспечивающем струйный перенос электродного металла . При этом исключается разбрызгивание расплавленного металла и образование очагов коррозии в местах приварившихся брызг. [8]

При сварочном токе 400 – 420 А и более ( диаметр проволоки 2 мм, обратная полярность) происходит струйный перенос электродного металла . Проволокой Св – 08Г2СНМТ можно успешно производить сварку на ветру, с зазорами и в других условиях, при которых трудно избежать попадания воздуха в зону дуги. Сварка этой проволокой позволяет также применять форсированные режимы, без образования в швах пор. [9]

Сварку потолочных швов ведут углом назад непрерывной или импульсной дутой с применением тонкой проволоки на режимах с частыми короткими замыканиями или струйным переносом электродного металла при пониженных напряжениях. Металл толщиной до 4 мм сваривают без поперечных колебаний электрода, а толщиной более 6 мм – с колебаниями. В последнем случае шов выполняют за несколько проходов. [10]

Сварку потолочных швов ведут углом назад непрерывной или импульсной дугой с применением тонкой проволоки на режимах с частыми короткими замыканиями или струйным переносом электродного металла при пониженных напряжениях. Металл толщиной до 4 мм сваривают без поперечных колебаний электрода, а толщиной более 6 мм – с колебаниями. В последнем случае шов выполняют за несколько проходов. [11]

Читать еще:  Лада калина кросс цвет борнео фото

При сварке сталей широко используется смесь, содержащая 80 % аргона и 20 % углекислого газа. Она обеспечивает мелкокапельный и струйный перенос электродного металла . Применение многокомпонентных смесей, в состав которых входят аргон, углекислый газ, оксид азота, водород и другие газы, позволяет повысить производительность расплавления и наплавки более чем в два раза при благоприятной форме проплавления и высококачественной наружной поверхности шва. [12]

Такие смеси рекомендуется применять при сварке плавящимся электродом легированных сталей, когда требуется струйный перенос электродного металла . При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей плавящимся электродом применяют смесь С02 20 % 02, обеспечивающую глубокое проплавление и хорошее формирование шва, минимальное разбрызгивание, высокую плотность металла шва. [13]

При сварке плавящимся электродом, так же как и при сварке неплавящимся электродолг, внешние магнитные поля отклоняют дугу. Однако эффект от использования внешнего магнитного поля наблюдается при сварке длинной дугой и наиболее заметен при струйном переносе электродного металла . В этом случае расплавленный торец электрода колеблется синхронно с частотой внешнего магнитного поля. При поперечных колебаниях увеличивается ширина шва и уменьшается глубина проплавления. В результате образующийся шов не имеет повышенной глубины проплавления по его оси. [14]

При сварке плавящимся электродом, так же как и при сварке неплавящимся электродом, внешние магнитные поля отклоняют дугу. Однако эффект от использования внешнего магнитного поля наблюдается при сварке длинной дугой и наиболее заметен при струйном переносе электродного металла . В этом случае расплавленный торец электрода колеблется синхронно с частотой внешнего магнитного поля. При поперечных колебаниях увеличивается ширина шва и уменьшается глубина проплав-ления. В результате образующийся шов не имеет повышенной глубины проплавления по его оси. [15]

Перенос металла через дугу

Электрическая дуга дает яркий свет и выделяет значительное количество тепла, которое образуется вследствие превращения энергии движения частиц ^тепловую энергию при столкновении их с анодом, катодом и друг с другом. Тепло, выделяясь на аноде и катоде, расплавляет свариваемый металл и конец электрода. В катодной и анодной зоне выделяется основное количество тепла дуги. В самой дуге выделяется меньшая часть тепла, расходуемого на испарение материала электрода и частично теряемого в окружающую среду.

Выделяя большое количество тепла и имея высокую температуру, электрическая дуга вместе с тем обеспечивает очень сосредоточенный нагрев металла. Поэтому металл во время сварки остается сравнительно мало нагретым уже на расстоянии нескольких сантиметров от сварочной дуги.

Под действием дуги металл расплавляется на некоторую глубину, обозначенную на рис. 19, а буквой h и называемую глубиной проплавления или проваром.

При сварке на постоянном токе угольным электродом коли­чество выделяющегося на аноде тепла составляет около 42%, на ка­тоде около 38% от общего количества тепла дуги. Остальные 20% тепла выделяются в столбе дуги. Наибольшее количество заряжен­ных частиц выбрасывается катодом, поэтому анод подвергается бо­лее сильной бомбардировке частицами, благодаря чему на нем всег­да выделяется большее количество тепла.

Температура дуги также различна и составляет при использо­вании угольных электродов для катода около 3200 е , для анода око­ло 3900″, при использовании стальных электродов—для катода око­ло 2400 е , для анода около 2600°.

Электродный металл стекает в сварочную ванну в виде капель; при ручной дуговой сварке таким образом переносится до 90% электродного металла. Остальные 10% представляют собой брызги и пары, значительная часть которых теряется. Дуга расплавляет электрод с достаточно большой скоростью, так, например, электрод длиной 450 мм расплавляется за 1,5 — 2 мин.

Капля расплавленного металла собирается на конце электрода и принимает грушевидную форму. Затем у основания капли образуется тонкая шейка, в которой плотность тока резко увеличивается, металл разогревается, шейка делается тоньше, длиннее, и, наконец, капля касается сварочной ванны, на мгновение замыкая электрод и металл накоротко. Шейка рвется, а давлением паров и газов капля отбрасывается ч вперед, по направлению к кратеру. Вслед за этим дуга возникает вновь, и процесс образования капли повторяется.

В секунду с электрода на металл переносится от 20 до 50 капель примерно одинакового размера. Наряду с крупными каплями электродный металл переносится на изделие также в виде потока мелких капель (струйный процесс переноса металла). Чем больше сварочный ток и чем толще слой покрытия на электроде, тем большая часть металла переносится в виде потока мелких капель. В электродах с тонким покрытием и при сварке на малых токах процесс переноса в основном крупнокапельный. Давлением газов дуги жидкий металл отбрасывается со дна ванночки на ее боковую поверхность, что вызывает образование углубленного кратера. Это происходит периодически, поэтому жидкий металл откладывается отдельными порциями, вследствие чего поверхность шва получается чешуйчатой. Чем толще покрытие1″ электрода, тем больше будет слой шлака над расплавленным металлом шва и тем чешуйки будут тоньше, а поверхность шва — более ровной и чистой. Особенно чистая поверхность шва получается при автоматической сварке под флюсом.

Читать еще:  Пищалки в машину подключение

Коэффициентом расплавления K.v называется количество расплавленного электродного металла в граммах в течение одного часа, приходящееся на один ампер сварочного тока. Коэффициент расплавления зависит от материала электродного стержня, состава покрытия, а также от рода и полярности тока. Для стальных электродов коэффициент расплавления колеблется в пределах от 8 до 14 г/а- час.

При сварке вследствие частичного окисления кислородом воздуха, испарения и разбрызгивания наблюдаются потери электродного жидкого металла. Поэтому в наплавленный металл шва переходит только часть электродного металла. Для подсчета количества наплавленного металла нужно в приведенной выше формуле коэффициент расплавления заменить меньшей величиной Кт называемой коэффициентом наплавки. Коэффициент наплавки Ки меньше коэффициента расплавления Кр на величину потерь электродного металла при сварке, составляющих от 1 до 3 г/а – час. При сварке на переменном токе электродами с тонким меловым покрытием коэффициент наплавки. Кв — 6 — 7 г/а- час, а при сварке электродами с толстыми покрытиями Ки = 6,5 — 12,5 г/а • час.

Дуговую сварку плавящимся электродом выполняют электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным металлом.В атмосфере содержится 20,95 % кислорода. Он сжижается при атмосферном давлении и температуре минус 182,9 ^С. Для сварки и резки.

Сварщик должен знать физическую сущность отдельных видов сварки, технологию и технику их выполнения для образования сварных соединений требуемого качества.Описание процессов сварки и резки металлов.

Российская компания Вебер Комеханикс вот уже 11 лет занимает одну из лидирующих позиций в рейтинге крупнейших поставщиков оборудования для сварки и резки металла. Холдинг Microstep, в свою очередь.

Для повышения производительности сварочных работ полуавто. матическую и автоматическую дуговую сварку в среде углекислого.Для резки металлов при монтаже стальных конструкций применяют резаки, в пламени которых сгорает смесь газообразного кислорода с горючими.

1.1. Сущность процесса сварки. Соединяемые сваркой металлы, пластмассы и другие материалы, как известно, состоят из атомов, размещенных в определенном порядке и скрепленных между собой силами межатомного взаимодействия.

Резаки предназначены для разделительной резки металлов толщиной до 300 мм. Применяют ацетилено-кислородные резаки инжекторного типа.При выполнении газосварочных и газорезательных работ с частым переходом от одной операции к другой (от сварки к резке, и.

При газовой сварке и резке металлов необходимо выполнять следующие требования: а) устанавливать оборудование и производить сварочные рабо . Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов .

Сварочная дуга между концом электрода / — голой сварочной проволоки, подаваемой к месту сварки,— и свариваемым металлом 5 (трубы) горит под слоем сыпучейПри кислородной резке для нагревания металла применяют такое же пламя, как и при газовой сварке“.*

Точечная электросварка представляет собой вид контактной сварки … Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов . Типы сварки электрическую дуговую сварку, газопламенную сварку.

Плазменная струя. описание видов сварки и резки, применяемых. Плазменную, кислородно-дуговую и воздушно-дуговую разделительную и поверхностную резку металлов применяют для термической обработки стали и цветных металлов.

Описание процессов сварки и резки металлов.признакам, например подразделение дуговой сварки по техническим признакам производится в зависимости от способа защиты металла в зоне сварки, от степени механизации видов дуговой сварки, от непрерывности процесса и т. п.

Резка металла. Основы резания металлов.Сварка цветных металлов и их сплавов. Соединяясь с оксидом меди, водород, кроме того, образует воду. Вода превращается в пар, который при затвердевании металла не успевает выделиться.

При газовой сварке и резке металлов необходимо выполнять следующие требованиявесы для защиты работающих внизу от искр и капель расплавлен. ного металла и шлака. При этом сварщик должен иметь сумку.

Различают два вида газокислородной резки: разделительную и поверхностную. Разделительная резка применяется для вырезки заготовок, раскроя металла, разделки кромок шва под сварку и выполнения др>-гих операций по разрезанию металла на части.

Во избежание вытекания расплавленного металла сварочную ванну формируют с небольшим перекосом.Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов . Ручная дуговая резка металлов.

Газорезчик должен работать в темных защитных очках, предохраняющих, глаза от световых и тепловых лучей. Ацетилено-кислородным пламенем выполняют не только резку, но и сварку металлов.

При дуговой электрической сварке происходит выделение вредных аэрозолей (взвешенных в воздухе частиц окислов металлов, минералов, пыли и др), паров и газов, которые приводят к раздражению слизистых оболочек и повышению утомляемости. При сварке и резке медно.

Ручная дуговая сварка.Подводная резка металлов необходима при ремонте судов, подводной части металлических конструкций портовых гидротехнических и других сооружений.

Неплавящиеся электроды применяют главным образом для сварки в защитном газе и плазменной сварки и резки. Неплавящнмися электродами служат вольфрамовая проволока — прутки. Вольфрам — тугоплавкий металл, температура его плавления достигает 4500 °С.

С увеличением толщины разрезаемого металла скорость резки быстро падает.Плазменно-дуговую поверхностную резку в строительстве применяют ограниченно, главным образом для удаления дефектных мест сварки или дефектов металла.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector