Электродуговая сварка — наиболее широко применяемый метод сварки в промышленном производстве.Свариваемый металл – это один полюс, а электрод – другой полюс.Когда два полюса находятся близко друг к другу, образуется дуга.Тепло, генерируемое дуговым разрядом (широко известное как горение дуги), используется для соединения электрода с заготовками, плавления друг друга и образования сварного шва после конденсации, чтобы обеспечить прочное соединение.
Рисунок 1. История сварки
Краткая история
После множества экспериментов со сваркой еще в XIX веке англичанин по имени Уиллард впервые получил патент на дуговую сварку в 1865 году. Он использовал электрический ток, пропуская два небольших железных куска, чтобы успешно их сварить, а примерно двадцать лет спустя русский по имени Бернард получил патент на процесс дуговой сварки.Он поддерживал дугу между угольным столбом и заготовками.При ручном управлении дугой через соединение заготовок свариваемые детали сплавлялись вместе.В 1890-х годах в качестве электрода был разработан твердый металл, который плавился в ванне расплава и становился частью металла сварного шва.Однако кислород и азот воздуха образуют вредные оксиды и нитриды в металле сварного шва., Это приводит к ухудшению качества сварки.
В начале 20-го века была осознана важность защиты дуги во избежание проникновения воздуха, и лучшим методом стало использование тепла дуги для разложения покрытия на электрод защитного газа.В середине 1920-х годов был разработан покрытый электрод, значительно улучшивший качество свариваемого металла.В то же время это, возможно, самая важная трансформация дуговой сварки.Основное оборудование в процессе сварки включает электросварочный аппарат, сварочные щипцы и маску для лица.
Рисунок 2. Принцип сварки
Принцип
Сварочная дуга питается от источника сварочного тока.Под действием определенного напряжения между электродом (и концом сварочной проволоки или сварочным стержнем) и заготовкой возникает явление сильного и длительного разряда.Сущностью сварочной дуги является газопроводность, то есть нейтральный газ в пространстве, где находится дуга, под действием определенного напряжения, называемого ионизацией, разлагается на положительно заряженные положительные ионы и отрицательно заряженные электроны.Эти две заряженные частицы направлены к двум полюсам.Направленное движение заставляет местный газ проводить электричество, образуя дугу.Электрическая дуга преобразует электрическую энергию в тепло, которое нагревает и плавит металл, образуя сварное соединение.
После того, как дуга «зажигается», сам процесс разряда может производить заряженные частицы, необходимые для поддержания разряда, что представляет собой явление самоподдерживающегося разряда.Процесс дугового разряда имеет низкое напряжение, большой ток, высокую температуру и сильную люминесценцию.При этом процессе электрическая энергия преобразуется в тепловую, механическую и световую энергию.Сварка в основном использует тепловую и механическую энергию для соединения металлов.
Во время сварки дуга горит между сварочным стержнем и свариваемыми деталями, расплавляя детали и сердечник электрода с образованием расплавленной ванны.При этом расплавляется и покрытие электрода, и происходит химическая реакция с образованием шлака и газа, которые защищают торец электрода, капли, расплавленную ванну и высокотемпературный металл сварного шва.
Основная классификация
Распространенные методы дуговой сварки в основном включают дуговую сварку в защитном металле (SMAW), дуговую сварку под флюсом (SAW), газовую вольфрамовую дуговую сварку (сварка GTAW или TIG), плазменную дуговую сварку (PAW) и дуговую сварку металлическим газом (GMAW, сварка MIG или MAG). ) и т. д.
Рисунок 3. Сварочный электрод E7018.
Дуговая сварка защищенного металла (SMAW)
При дуговой сварке защитным металлом электрод и заготовка используются как два электрода, а тепло и сила дуния дуги используются для локального плавления заготовки во время сварки.При этом под действием тепла дуги конец электрода расплавляется с образованием капли, а заготовка частично расплавляется с образованием овальной ямки, заполненной жидким металлом.Расплавленный жидкий металл и капля заготовки образуют ванну расплава.В процессе сварки покрытие и неметаллические включения растворяют друг друга и образуют неметаллическое вещество, покрывающее поверхность сварного шва за счет химических изменений, называемое шлаком.По мере движения дуги расплавленная ванна охлаждается и затвердевает, образуя сварной шов.У нас есть различные сварочные электроды для SMAW, наиболее популярные модели:Е6010, Е6011, E6013, E7016, E7018, и длянержавеющая сталь, чугун, твердое покрытиеи т. д.
Рисунок 4. Дуговая сварка под флюсом
Дуговая сварка под флюсом (SAW)
Сварка под флюсом – это метод, при котором дуга горит под слоем флюса для сварки.Металлический электрод, используемый при сварке под флюсом, представляет собой неизолированную проволоку, которая подается автоматически и без перерыва.Обычно для автоматического перемещения дуги во время процесса сварки используются сварочная тележка или другие механические и электрические устройства.Дуга при сварке под флюсом горит под гранулированным флюсом.Тепло дуги плавит и испаряет детали, на которые непосредственно воздействует дуга, заготовки, конец сварочной проволоки и флюс, а пары металла и флюса испаряются, образуя замкнутую полость вокруг дуги.Сгорите в этой полости.Полость окружена шлаковой пленкой, состоящей из шлака, образующегося при плавлении флюса.Эта шлаковая пленка не только хорошо изолирует воздух от контакта с дугой и сварочной ванной, но и предотвращает распространение дуги наружу.Нагретая и расплавленная дугой сварочная проволока падает в виде капель и смешивается с расплавленным металлом заготовки, образуя расплавленную ванну.Менее плотный шлак плавает в ванне расплава.Помимо механической изоляции и защиты металла сварочной ванны, расплавленный шлак также вступает в металлургическую реакцию с металлом сварочной ванны во время процесса сварки, тем самым влияя на химический состав металла сварного шва.Дуга движется вперед, а расплавленный металл ванны постепенно остывает и кристаллизуется, образуя сварной шов.После того как расплавленный шлак, плавающий в верхней части ванны расплава, охлаждается, образуется шлаковая корка, которая продолжает защищать сварной шов при высокой температуре и предотвращает его окисление.Мы предоставляем флюс для SAW,SJ101,SJ301,SJ302
Рисунок 5. Газовая вольфрамовая дуговая сварка-TIG.
Gas Тунгстru Дуговая сварка/сварка вольфрамом в инертном газе (GTAW или TIG)
Сварка TIG относится к методу дуговой сварки, в котором используется вольфрам или вольфрамовый сплав (торий-вольфрам, церий-вольфрам и т. д.) в качестве электрода и аргон в качестве защитного газа, называемый сваркой TIG или сваркой GTAW.Во время сварки присадочный металл может добавляться или не добавляться в зависимости от формы канавки сварного шва и характеристик сварочного металла.Присадочный металл обычно добавляется в передней части дуги.Из-за особенностей материалов из алюминия, магния и его сплавов для сварки требуется вольфрамовая дуговая сварка переменного тока, а для других металлических материалов используется вольфрамовая дуговая сварка постоянным током.Для контроля погонной энергии все шире применяется импульсная аргонодуговая сварка.В основном используются сварочные проволоки TIG.АВС ЭР70С-6, ЭР80С-Г,ЭР4043,ЭР5356,ХС221и так далее.
Рисунок 5. Плазменно-дуговая сварка
Плазменная дуговая сварка (PAW)
Плазменная дуга – это особая форма дуги.Дуга также представляет собой вольфрам или вольфрамовый сплав (торий-вольфрам, церий-вольфрам и т. д.) в качестве дугового электрода с использованием аргона в качестве защитного газа, но вольфрамовый электрод не выходит из сопла, а втягивается. Внутри сопла сопло имеет водяное охлаждение, также известное как сопло с водяным охлаждением.Инертный газ разделен на две части: одна часть — это газ, выбрасываемый между вольфрамовым электродом и соплом с водяным охлаждением, называемый ионным газом;другая часть - это газ, выбрасываемый между соплом с водяным охлаждением и кожухом защитного газа, называемый защитным газом, с использованием плазменной дуги в качестве источника тепла для сварки, резки, напыления, наплавки и т. д.
Рисунок 5. Сварка металла в инертном газе.
Сварка металлов в инертном газе (MIG)
Сварка MIG означает, что сварочная проволока заменяет вольфрамовый электрод.Сама сварочная проволока является одним из полюсов дуги, играющим роль электропроводника и дугогасителя и одновременно присадочным материалом, который под действием дуги непрерывно плавится и заливается в сварной шов.Защитным газом, обычно используемым вокруг дуги, может быть инертный газ Ar, активный газ CO.2, или Ar+CO2газовая смесь.Сварка MIG, в которой в качестве защитного газа используется Ar, называется сваркой MIG;Сварка MIG с использованием CO2поскольку защитный газ называется CO2сварка.Самыми популярными МИГ являютсяАВС ЭР70С-6, ЭР80С-Г.
Время публикации: 17 августа 2021 г.