37. Строение сварочной дуги и ее свойства.

Различают три вида сварочной дуги: закрытую,защищенную и открытую. Широкое применение получил способ защищенной электрической дуги,в нем металл защищен от воздействия окр среды слоем шлака или оболочкой газа. Шлак образуется вокруг дуги,за счет применения обмазанных электродов,слой покрытия которого плавится при нагревании. Иногда в зону сварки подают активные или инертные газы, изолирующие дугу от внешней среды. Неответственные изделия обычно сваривают открытой дугой без защиты от воздействия воздуха. Достоинство сварки на постоянном токе- повышенная устойчивость дуги и возможность использования прямой и обратной полярности для регулирования степени нагрева свариваемого изделия.( Электрод, присоединенный к положительному полюсу источника питания сварочной дуги, называют анодом, а к отрицательному полюсу - катодом. При сварке на постоянном токе катодом может быть свариваемое изделие и электрод, т. е. сварочная дуга может иметь прямую и обратную полярность.)

Чаще всего применяют сварку на переменном токе ,оборудование здесь дешевле,меньшей массы,проще в ипользовании.коэффициент полезного действия сварочных трансформаторов переменного тока составл 0,8-0,85, а агрегатов постоянного тока 0,3-0,6.при сварке переменным током расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла достигает 11-14МДж, а при сварке постоянным-22-36МДж. Недостатки переменном токе являются сравнительно низкий cosβ сварочного поста при сварке электродом с тонкой обмазкой(0,3-0,4)и меньшая устойчивость сварочной дуги.

Под действием тепла дуги металл свариваемого изделия расплавляется на определенную глубину, которая называется глубиной проплавления или проваром, а жидкий расплавленный металл - сварочной ванной. Давление газов сварочной дуги отбрасывает расплавленный металл со дна ванны на боковую ее поверхность. При этом образуется углубление - кратер.

В конце сварки необходимо с помощью специальных технологических приемов заделать кратер, так как в нем, как правило, обнаруживаются усадочные рыхлости, часто переходящие е трещины.

Источники питания сварочной дуги:

Постоянного или переменного тока;

Однопостовые и многопостовые;

Стационарные и передвижные.

38. Статическая вольт- амперная характеристика дуги, определение Uд.

Графическая зависимость напряжения Uд дуги от силы тока называется статической вольт-амперной характеристикой. При малых значениях силы тока (участок I) дуга имеет падающую статическую характеристику. Падение напряжения с возрастанием силы тока объясняется увеличением катодного пятна, поперечного сечения дуги и, следовательно, ее проводимости. На этом участке дуга неустойчива.

При средних значениях силы тока (ручная и автоматическая сварка под флюсом) напряжение на дуге не зависит от силы тока (участок II), так как сечение столба дуги увеличивается пропорционально силе тока. На участке II характеристика называется жесткой и может быть выражена уравнением (2.1), из которого следует, что напряжение на дуге зависит только от длины дуги.

Uд= a+bLд, (2.1)

где а — постоянный коэффициент, равный Ua+Uк; b — падение напряжения на 1 мм длины дуги.

При большой силе тока (автоматическая сварка под флюсом и сварка в защитных газах) дуга имеет возрастающую характеристику (участок III). Увеличение напряжения дуги объясняется тем, что плотность тока возрастает с повышением его силы, так как сечение столба уже не может увеличиваться, и проводимость дуги остается постоянной.

I-падающая

II-жесткая

III-возрастающая

39.Способы ионизации воздушного зазора между электродом и изделием. Для создания и поддержания дуги необходимо ионизировать воздушный промежуток или специально созданную газообразную среду. Непрерывная ионизация воздуха или газа обеспечивается электронами, вылетающими с поверхности отрицательно заряженного электрода. Эти электроны сталкиваются с атомами или молекулами газообразных веществ, находящихся в пространстве между электродами, возбуждают или ионизируют их. В дуговом разряде выбрасывание (эмиссия) электронов с катода происходит под влиянием двух факторов: высокой температуры (термоэлектронная эмиссия) и напряженности электрического поля (автоэлектронная эмиссия). Отрицательно заряженные частицы бомбардируют анод, а положительно заряженные — катод. Взаимная бомбардировка ионов при соответствующем напряжении дуги превращает кинетическую энергию этих частиц в тепловую и световую; электроны превращаются в электроны проводимости, а ионы нейтрализуются. Тепловая и световая энергия в сварочной дуге выделяется неравномерно. На аноде выделяется около 43% тепла за счет бомбардировки его электронами, имеющими более высокую кинетическую энергию, чем ионы, бомбардирующие катод; на катоде выделяется около 36% общего количества тепла сварочной дуги. Остальное тепло (~21%) образуется в столбе дуги.

40.Строение сварного шва. Строение зоны термического влиянияпри сварке низкоуглеродистых сталей.после затвердевания и распределения температуры малоуглеродистой стали показано на рисунке (152). Наплавленный металл 2 получается в результате перевода присадочного и частично основного металлов в жидкое состояние, образование жидкой ванночки и последующего затвердевания, в процессе которого расплавленный металл соединяется с основным 1. В узкой зоне сплавления 3 кристаллизируются зерна, принадлежащие основному и наплавленному металлу. Во всяком сварном шве образуется зона термического влияния 4, которая располагается в толще основного металла. В этой зоне под влиянием быстрого нагрева и охлаждения в процессе сварке изменяются лишь структура металла, а его химический состав остается неизменным.

Свойства металла в зоне шва определяются условиями плавления, металлургической обработки основного и присадочного металлов и кристаллизации металла шва при охлаждении. Свойства сварного соединения в целом определяются характером теплового воздействия на металл в около шовных зонах. Во время плавления основной и присадочный металлы сильно перегреваются иногда до температур, близких к температуре кипения. Это приводит к испарению металла и изменению химического состава сплава. Наличие газовой атмосферы вокруг плавящегося металла приводит в ряде случаев к окислению, взаимодействие металла с азотом и растворению в металле газов. Все это изменяет химический состав наплавленного металла, создает в нем окислы и другие неметаллические включения, поры и трещины. Чем чище наплавленный металл, тем выше механические свойства сварного шва. С целью повышения качества наплавленного металла вокруг жидкого металла создают специальную газовую атмосферу, защищающую его от воздействия воздуха, раскисляют и прикрывают жидкую ванночку специальными шлаками. Строение сварного шва после затвердевания и распределения температуры в малоуглеродистой стали показано на рисунке (б). Зона 1 примыкает непосредственно к металлу шва. Основной металл на этом участке в процессе сварки частично расплавляется и представляет собой смесь твердой жидкой фаз. Наплавленный металл имеет столбчатое (дендритное) крупнозернистое строение, характерное для литой стали. Если наплавленный металл или соседний с ним участок был сильно перегрет, то при охлаждении на этом участке (зона II) зерна основного металла (малоуглеродистой стали) образует грубо игольчатую так называемую видманшгетовую структуру. Металл этой зоны обладает наибольшей хрупкостью и является самым слабым местом сварного соединения. В зоне III температура металла не превышает 1100 градусов Цельсия. Здесь наблюдается структура нормализованной стали с характерным им мелкозернистым строением. Металла в этой зоне имеет более высокие механические свойства (в сравнении с металлом первых 2х зон). В зоне IV происходит неполная перекристаллизация стали, нагретой до температуры, лежащей между критическими точками ас1, а_с3. На этом участке после охлаждения наряду с крупными зернами феррита образуется мелкие зоны феррита и перлита. Металл этой зоны также обладает более высокими механическими свойствами. В зоне V структурных изменений в стали не происходит, если сталь перед сваркой не подверглась пластической деформации. В противном случае на этом участке наблюдается рекристаллизация. В зоне VI сталь не претерпевает видимых структурных изменений. Однако на этом участке наблюдается резкое падение ударной вязкости (синеломкость). Структурные изменения основного металла в зоне термического влияния незначительно отражаются на механических свойствах малоуглеродистой стали при сварке её любыми способами. Однако при сварке некоторых конструкционных сталей в зоне термического влияния возможно образование закалочных структур, которые резко снижают пластические свойства сварных соединений и часто является причиной образования трещин. Размеры зоны термического влияния зависят от способа и технологии сварки и рода свариваемого металла. Так, при ручной дуговой сварке стали тонкообмазанными электродами (обмазку применяют в виде покрытия для защиты сварного шва от воздействия внешней среды) и при автоматической сварки стали под слоем флюса размеры зоны термического влияния минимальны (2-2,5 мм); при сварке электродами с толстой обмазкой протяженность этой зоны равна 4-10 мм, а при газовой сварке 20-25 мм

41. Сварочные плавящиеся и неплавящиеся электроды, маркировка и требования, предъявляемые к ним. Типы электродных покрытий. Неплавящиеся электроды бывают угольными, графитовыми и вольфрамовыми. Угольные и графитовые электроды применяют только при сварке на постоянном токе. Вольфрамовые электроды применяют при сварке постоянным и переменным током. Плавящиеся электроды, в зависимости от назначения и химического состава свариваемого металла, могут быть изготовлены из различных материалов: стали, чугуна, меди, латуни, бронзы, алюминия и твердых сплавов. Применяют их при сварке без покрытия (обмазки) или со слоем тонкого либо толстого покрытия (обмазки). Стальные электроды изготовляют из стальной сварочной проволоки ГОСТ 2246—60 диаметром от 0,3 до 12 мм. Электроды для ручной дуговой сварки представляют металлические стержни диаметром 1,6—12 мм, длиной от 350 до 450 мм. Для сварки углеродистой стали электроды изготовляют из мягкой стальной проволоки, содержащей 0,08—0,12% С; содержание фосфора и серы допускается в пределах до 0,04%. При сварке легированной стали электроды изготовляют из низколегированной стальной "проволоки, содержащей до 0,22% С. При автоматических и полуавтоматических процессах сварки применяют только электродную проволоку без покрытия. Электроды разделяют на три группы: углеродистая (Св. 08, Св. 10ГС и т. д.), легированная (Св. 18ХМ9, Св7 10Х5М, Св. 20ХГС) и высоколегированная- (Св. 07Х18Н9Т, Св. 07Х25Н20 и т. д.). Качественные электроды (т. е. электроды с разнообразными толстыми покрытиями) делят на типы по их назначению и механическим свойствам сварного шва. Толщина такого стабилизирующего покрытия электродов составляет 0,1—0,3 мм на сторону, а толстого — 0,5—3 мм на сторону. Тонкие покрытия (обмазки) повышают устойчивость горения дуги, поэтому их называют ионизирующими покрытиями. Они состоят из мела или поташа, калиевой селитры, углекислого бария, титанового концентрата, силиката калия, полевого шпата и др. Электроды с тонкими обмазками применяют для сварки малоответственных конструкций, так как сварные швы, выполняемые этими электродами, обладают пониженными механическими свойствами вследствие влияния атмосферы на расплавленный металл. Электроды с толстыми (защитными) обмазками повышают устойчивость горения дуги и защищают расплавленный металл от окисления и насыщения азотом. Наличие в покрытии раскислителей FeMn, FeSi, FeTi позволяет восстанавливать окислы металла на кромках изделия. При необходимости в обмазку добавляют легирующие элементы, обеспечивая получение соединения с определенными физико-механическими свойствами.

42.Сварочные проволока, флюсы и сварные газы,классификация и область применения.Сварные проволоки (приблизительно 78 марок)

По технологии изготовления: 1. Сплошные (0,5-0,6)

2. набитые порошком (0,9-3,6)

3. в виде ленты

4. в виде ленты, набитой порошком.

СВ-0,8А, где 0,8- количество углерода

СВ-08Г2С, где 2% марганца

СВ-НМА, никеле-молибденовые

СВ-ХI8Н20Т2, для сварки высоколегированных сталей

СВ-АМг4,СВ-АМи-2, СВ-АК5: алюминиевая сплавка.

ПП-АН8, ПП-АН10: порошковая.

Сварочные флюсы:

1. По способу изготовления

2. По химич. Составу

3. По назначению

4. По размерам частиц

1. Плавленые – изготавливаются методом сплавления всех компонентов в рудно-термич. печах . «+»: каждая частица имеет одинаковый химический состав. «- »: дорогие.

Марки: АН-348А, АН-60,ОЩ-45} малоуглеродистые и легированные стали.

Керамические – изготавливаются методом сплавления. «-»: различный химический состав у частиц. «+»: более низкая стоимость, более гигроскопичные.

2. Оксидные (Состав: МnO-марганцовистые, SiO2 – кремнистые)

До 5%-макроемнистые, до 15% среднекремнистые, до 35% высококремнистые.

Бывают основными и кислыми: CaO,MnO- основные; SiO2,TiO2 – кислые.

Кислотность флюса: В=∑MO2/∑MO

B>1 –кислые, В=1- нейтральные, В<1 – основные.

Солевые – фториды, хлориды используемые для сварки цветных металлов.

А)для низколегированных

Б) Малоуглеродистых сталей

В) для сварки цветных металлов

Г) для высоколегированных

Для сварки цветных металлов применяются солевые флюсы (на основе хлоридов и фторидов) – являются нейтральными.

Размеры частиц: 0,25-4 мм.

Защитные газы:

1. Инертные: аргон, гелий (для сварки цвет. Ме и высоколегированных сталей

2. Активные CO2,H2,F2

Проблема: СО2 =СО+О атомарный кислород очень активен

Проволока для сварки в среде СО2: СВ-08Г2С – используют чтобы устранить эту проблему.

СО2 (25%)+Аg(75%).

43.Автоматическая сварка под слоем флюса, сущность процесса, области применения, режимы сварки. Особенности подготовки деталей для автоматической сварки под слоем флюса.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.

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 ишаком и оставшимся нерасплавленным флюсом. Дуга горит под слоем флюса и, следовательно, без доступа воздуха. Нерасплавившийся флюс отсасывается шлангом в бункер. Шов имеет ровную мелкочешуйчатую поверхность серебристого цвета; сверху он покрыт коркой шлака, легко удаляемой с поверхности шва.

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 (до 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.

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.

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.

44. Точечная контактная сварка: сущность процесса, области применения, подбор режимов сварки. – процесс соединения деталей нагревом их в месте контакта до пластического или жидкого состояния с применением одновременного или последующего сильного сжатия (осадки), обеспечивающего взаимодействие атомов металла. Контактная сварка один из высокопроизводительных способов сварки; она легко поддаётся механизации и автоматизации и её широко применяют в машиностроении и строительстве. На заводах изготавливающих стрежни для арматуры из углеродистой (Ст3,Ст5) и низколегированной стали (25Г2с, 35Гс, 30Г2с), а так же при монтаже каркасов, сеток и других арматурных конструкций применяют контактную сварку, которая обеспечивает высокую производительность. По форме свариваемого соединения, определяющего тип сварочной машины, контактную сварку разделяют на стыковую, точечную и роликовую. При всех видах контактной сварки металл нагревается за счет выделения тепла при прохождении электрического тока по свариваемым деталям количество этого тепла определяется по известным законам Джоуля-Ленца: Q=0.24*I^2 *Rt где I – сварочный ток в амперах; R-сумма сопротивлений отдельных участков цепи Ом; t- время протекания тока в секундах. Особенностью контактной сварки является применение кратковременных (доли секунды) импульсов сварочного тока большой силы (иногда до 100000А) при напряжении 0,3-10 В. Такой режим сварки повышает производительность труда, экономит электроэнергию, снижает возможность окисления деталей, уменьшает зону термического влияния, позволяет управлять процессом тепловыделения и теплоотвода, т.е. процессом формирования соединения. Машина для контактной сварки состоит из понижающего трансформатора; механизмов, обеспечивающих закрепление, создание усилий сжатия и перемещения свариваемых деталей; пульта управления.

Точечную сварку применяют в нескольких вариантах в зависимости от конструкции изделий.

Для получения точечной сварки детали помещают между электродами. При нажатии на педаль верхний хобот 1 машины опускается и зажимает детали 2. Через определённое время, необходимое для создания плотного контакта между деталями, включается сварочный ток, который доводит металл между электродами до плавления, а прилегающую к ядру 7 зону 6 до пластического состояния. После кристаллизации расплавленного ядра давление снимается. Электроды должны обладать высокой электро- и теплопроводностью, сохранять необходимую прочность до 400 градусов Цельсия. Электроды изготавливают полыми из холоднокатаной электролитический меди и сплавов на её основе. Во время сварки электроды охлаждают водой. Для повышения производительности труда при массовом производстве применяют многоточечную сварку. Точечная сварка может быть одно и двусторонней. Машины для точечной сварки могут быть механизированные и автоматические. В последних включение и выключение тока производится при помощи специальных механических электромагнитных или ионных прерывателей. Машины разделяют на стационарные и переносные. Стационарные машин бывают одно и многоточечными. Последние одновременно сваривают до 50 точек при производительности до 200 точек в минуту. Мощность точечных машин достигает 600 кВА, плотность тока не менее 120 А/мм^2, вторичное напряжение 1-12 В, давление между электродами 20-120 МН/м^2(Мпа). Мощность машины определяют по формуле: N=k*s, где s – суммарная толщина листов (мм), k – коэффициент равный 8-25 (зависит от свариваемого материала. Рельефная сварка по существу представляет собой многоточечную сварку, при которой расположение точек определяется рельефом деталей. Равномерным распределением усилия сжатия и величиной тока достигается одинаковый провар во всех точках. Свариваемые детали после сварки по всей поверхности плотно прилегают друг к другу.

45.Выбор параметров режима и числа проходов ручной дуговой сварки. Техника ручной сварки. Дугу можно возбудить двумя способами: прикосновением торца электрода к свариваемому изделию с последующим его отводом на расстояние 3—4 мм; быстрым боковым движением электрода по направлению к свариваемому изделию с последующим отводом (подобно зажиганию спички). Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным: иначе он приваривается к изделию.

Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и обеспечивает получение высококачественного сварного шва, так как расплавленный металл быстро проходит воздушный промежуток и меньше окисляется и азотируется. Для правильного формирования шва при сварке плавящимся электродом его необходимо держать наклонно по отношению к поверхности свариваемого металла (под углом 15—20° от вертикали). Изменяя угол наклона электрода, можно регулировать глубину расплавления основного металла и влиять на скорость сварки и охлаждения наплавленного металла. При сварке тонких листов накладывают шов в виде узкого валика (шириной 0,8—1,5 диаметра электрода). При сварке толстых листов применяют уширенные валики. При таких швах конец электрода совершает три движения: поступательное вдоль оси электрода, поступательное вдоль линии шва и поперечно-колебательные движения. Последние улучшают прогрев кромок шва, замедляют остывание ванны наплавленного металла, устраняют непровар и обеспечивают получение однородного шва. Сварку встык без разделки кромок (рис 160, а) производят преимущественно сквозным проплавлением с одной стороны шва. Е этих случаях рекомендуется применять подкладки (стальные, медные). Иногда, если возможно, шов подваривают узким валиком с обратной стороны. При сварке встык шва с V-образной разделкой (рис. 160, 6) дугу зажигают вблизи скоса кромок и наплавляют валик металла. В зависимости от толщины листа и диаметра электродов шов выполняют за один или несколько проходов. При многослойной сварке каждый слой тщательно очищают. Число слоев определяют исходя из диаметра электрода. Толщина слоя равна (0,8-И ,2)d_эл.

Для сварки Х-образных швов (рис. 160, в) с целью уменьшения деформации слои накладывают попеременно с обеих сторон разделки. При образовании углового шва (рис. 160, г, д) электрод ставят под углом 45 градусов к поверхности детали. Применяя повышенные величины тока (во избежание непровара шва), обе свариваемые поверхности наклоняют к горизонтальной плоскости под углом 45° (сварка в лодочку, рис. 160, е).

При сварке горизонтальных швов на вертикальной плоскости (рис. 161, а) разделку дают лишь верхнему листу, дугу возбуждают на нижней кромке, затем постепенно переходят на скошенную верхнюю кромку. Вертикальные швы сваривать труднее вследствие стекания расплавленного металла вниз. Для уменьшения стекания металла работу ведут короткой дугой и в направлении снизу вверх (рис. 161, б), за исключением листов с толщиной до 1,5 мм. Сварку потолочных швов (рис. 161, в) производят очень короткой дугой (короткое замыкание электрода на деталь). Применяют электроды с тугоплавкой обмазкой, которая образует вокруг электродов «втулочку», содержащую направленный газовый поток, удерживающий электродный металл. Увеличение длины дуги до 6—10 мм не оказывает заметного влияния на качество сварного шва. При сварке угольным электродом на постоянном токе прямой полярности расход этого электрода незначителен; при работе на обратной полярности может происходить науглероживание металла. Для изделий с отбортованными кромками при толщине листов 3 мм сварку угольным электродом производят без присадочного материала, а для изделий из листов толщиной более З мм — с подачей присадочного прутка в дугу. Кроме дуги прямого действия можно пользоваться дугой косвенного действия. В этом случае применяют два угольных электрода, укрепленных в специальном держателе.

46. Типы сварных соединений и швов. В сварных конструкциях различают

стыковые, нахлесточные, угловые, тавровые и заклепочные соединения.

Стыковые соединения различают по виду предварительной подготовки кромок. В зависимости от толщины свариваемого металла производят различную подготовку кромок, которая для ручной электродуговой сварки и автоматической сварки под слоем флюса регламентируется соответственно ГОСТ 5264-58 и ГОСТ 8713-58. При толщине металла до 3 мм применяют отбортовку без зазоров, высота бортика h=2s; при толщине металла до 4 сварку производят без разделку кромок (скосов). При зазоре до 2 мм. Металл толщиной 13-15 мм свариваются односторонний v образной разделкой кромок. При толщине металла более 15 мм рекомендуется двусторонняя x образная разделка кромок. Металл толщиной более 20 мм сваривают с чашеобразной разделкой кромок, которая может быть односторонней и двусторонней.

Соединения внахлестку выполняют угловыми швами, величина нахлестки =3-5 кратной толщине свариваемых элементов.

Угловые соединения производят без скоса и со скосом кромок.

Тавровые соединения выполняют приваркой одного элемента изделия к другому. Без скоса кромок сваривают конструкции с малой нагрузкой. При изготовлении ответственных конструкций с элементами толщиной 10-20 мм применяют односторонний скос, а при толщине более 20мм – двусторонний. Подготовка кромок для ручной сварки регламентируется ГОСТ 5264-69; для автоматической – ГОСТ 8713-70. По положению в пространстве швы могут быть нижние и горизонтальные, вертикальные и потолочные. Наиболее легко выполнять нижние швы; их можно располагать на нижней горизонтальной плоскости в любом направлении. Вертикальные швы располагают в вертикальной плоскости в любом направлении. Наиболее

трудны для выполнения потолочные швы; они располагаются в любом направление на верхней горизонтальной плоскости. Швы можно выполнять непрерывными и прерывистыми в зависимости от действующей нагрузки.

Типы швов по отношению к направлению действующих на них усилий разделяют на фланговые 1, лобовые 2 и косые 3.

47. Основные виды колебательных движений электрода, порядок выполнения сварных соединений. Под техникой выполнения сварных швов понимают выбор режимов сварки и приемы манипулирования электродом.

Возбуждение электрической дуги.

Зажигание дуги является одной из основных операций сварочного процесса. Зажигание производится каждый раз до начала процесса сварки, повторное возбуждение дуги - в процессе сварки при ее обрыве.

Возбуждение сварочной дуги производится путем касания торцом электрода поверхности свариваемого изделия с быстрым последующим отводом торца электрода от поверхности изделия. При этом если зазор не слишком велик, происходит мгновенное появление тока и установление столба дуги. Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приварится к изделию ("прилипнет"). Отрывать "прилипший" электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. Возбуждение дуги может производиться либо серией возвратно-поступательных движений с легким прикосновением к поверхности свариваемого металла и последующим отводом от поверхности изделия на 2-4 мм, либо путем царапающих движений торцом электрода по поверхности изделия, которые напоминают чирканье спички. Используйте наиболее удобный для вас способ. После возбуждения дуги электрод должен выдерживаться некоторое время Точке начала наплавки, пока не сформируется сварной шов и не произойдет расплавление основного металла. Одновременно с расплавлением электрода необходимо равномерно подавать его в сварочную ванну, поддерживая тем самым оптимальную длину дуги. Показателями оптимальной длины дуги является резкий потрескивающий звук, ровный перенос капель металла через дуговой промежуток, малое разбрызгивание. Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она. обеспечивает получение высококачественного шва, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга может вызывать "прилипание" электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением. Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество оксидов. Если во время сварки по какой-либо причине сварочная дуга погаснет, то применяется специальная техника повторного зажигания дуги, обеспечивающая начало сварки с хорошим сплавлением и внешним видом. При повторном зажигании дуга должна возбуждаться на передней кромке кратера, затем через весь кратер переводиться на противоположную кромку, на только что наплавленный металл, и после этого снова вперед, в направлении проводившейся сварки. Если электрод при повторном зажигании дуги не буде достаточно далеко отведен назад, между участками начала и конца сварки останется углубление. Если же при повторном зажигании электрод отвести слишком далеко назад, то на поверхности сварного валика образуется высокий наплыв. Положение и перемещение электрода при сварке. В процессе сварки электроду сообщаются следующие движения:

поступательное по оси электрода в сторону сварочной ванны, при этом для сохранения постоянства длины дуги скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода;

перемещение вдоль линии свариваемого шва, которое называют скоростью сварки; скорость этого движения устанавливается в зависимости от тока, диаметра электрода, скорости его плавления, вида шва и других факторов;

перемещение электрода поперек шва для получения шва шире, чем ниточный валик, так называемого уширенного валика.

При слишком большой скорости сварки наплавленные валики получаются узкими, с малой выпуклостью, с крупными чешуйками. При слишком медленной скорости перемещения электрода сварной валик имеет слишком большую выпуклость, шов неровный по форме, с наплывами по краям.

Положение электрода при сварке должно соответствовать рис. 2. Сварка осуществляется в направлении как слева направо, так и справа налево, от себя и на себя.

Рис. 2. Угол наклона электрода: а - в горизонтальной плоскости; б- в вертикальной плоскости.

В конце шва нельзя резко обрывать сварочную дугу и оставлять на поверхности металла кратер, являющийся концентратором напряжений и зоной с повышенным содержанием вредных примесей. Во избежание образования кратера необходимо прекратить перемещение электрода, т. е. произвести задержку на 1-2c, затем сместиться назад на 5 мм и быстрым движением вверх и назад оборвать дугу.

При неправильном завершении сварки в месте окончания шва, где погасла дуга, всегда образуется глубокий кратер. Кратер может служить показателем глубины проплавления, однако в конце сварки и наплавки данные кратеры должны заполняться и завариваться. Это производится путем возбуждения дуги в кратере, установления короткой дуги и выдержки в таком положении электрода, вплоть до заполнения расплавленным металлом кратера. Не рекомендуется заваривать кратер, несколько раз обрывая и возбуждая дугу, ввиду образования оксидных и шлаковых загрязнений металла.

Сварной шов, образованный в результате двух движений торца электрода (поступательного и вдоль линии шва), называют "ниточным". Его ширина при оптимальной скорости сварки составляет (0,8-1,5)dэл. Ниточным швом заполняют корень шва, сваривают тонкие заготовки, выполняют наплавочные работы и производят подварку подрезов.

Для наплавки валика без поперечных колебаний электрода необходимо возбудить дугу, растянуть ее и некоторое время удержать на одном месте для прогрева основного металла. Затем постепенно уменьшать длину дугового промежутка, пока не образуется сварочная ванна соответствующего размера. Она должна хорошо сплавиться с основным металлом до того момента, когда начнется поступательное движение электрода в направлении сварки. При этом рекомендуется выполнять небольшие перемещения электродом вдоль оси шва. Однако большинство сварщиков предпочитают перемещать электрод вдоль оси шва без каких-либо продольных колебаний, определяя скорость сварки по формированию валика.

При наплавке валиков на обратной полярности некоторые электроды имеют склонность к образованию подрезов. Для предотвращения проявления этой тенденции не следует перемещать сварочную дугу, располагающуюся за кратером, пока не будет наплавлено достаточное количество металла, чтобы сварной шов получил требуемый размер и подрез был заполнен наплавленным металлом.

Поперечные колебания электрода по определенной траектории, совершаемые с постоянной частотой и амплитудой и совмещенные с перемещением вдоль шва, позволяют получить сварной шов требуемой ширины. Поперечные колебательные движения конца электрода определяются формой разделки, размерами и положением шва, свойствами свариваемого материала, навыком сварщика. Широкие швы (1,5-5)d3 получают с помощью поперечных колебаний, изображенных на рис. 3.

Рис. 3. Основные способы поперечных движений торца электрода

48. Свариваемость металлов и сплавов(физическая и технологическая) Свариваемость : 1. Технологическая; 2. Теоретическая.

Технологическая: тепловая, металлургическая, конструктивная

Тепловая свариваемость: тепло распространяется по детали, все зависит от коэффициента.

Изменение механических свойств.

Выделение тепла, которое отрицательно влияет.

Металлургическая. При сварке в сварочной ванне происходит те же металлические процессы, что и при производстве стали, но если эти процессы в металлургии длятся часами, то в сварке за 10 секунд, но за это же время происходят те же металлические свойства.

Образуются окислы, нитриты, газовые включения. Ухудшаются свойства свариваемого соединения.

Конструктивная

1.Достаточная (хорошая) – удовлетворяет свойствам.

2.Недостаточная – не удовлетворяет каким либо параметрам (удовлетворительная, плохая, ограниченная)

Сварное соединение – соединение 2х деталей с определёнными механическими и технологическими свойствами.

49.Расчетная оценка свариваемости сталей; классификация сталей по степени свариваемости. Методы оценки свариваемости стали.

1. Стойкость сварных швов к образованию горячих и холодных трещин (теоритический метод)

2. Стойкость против образования холодных трещин.

3. Сопротивляемость сварных конструкций к образованию трещин в процессе эксплуатации.

Сэ=С% +Mn%/6+Cr%/5+Mo%/5+V%/4+Cu%/13+Si%/24+Ni%/2+P%/2

Cэ=С+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4

Cэ=0,45 – удовлетворительно

Сэ<0.45- хорошо

Сэ>0,45 – плохо!

Пример: Ст.3 С=0,14-,22; Mn=1,0; Si=0,3 P=0,05

Сэ=0,42 – сварка хорошая.

Эксплуатационный метод: Метод МГТУ им. Баумана

С помощью этого метода оценивается сплошность сварного соединения к образованию горячих трещин.

Во время этого метода прикладывают и смотрят при каких образуются горячие трещины. Метод Кировского завода.