Эталон ответов.

№	Вариант№1	Вариант№2
1	А	Б
2	А	А
3	Б	В
4	А	В
5	В	А
6	А	Б
7	Б	В
8	А	Б
9	Б	Б
10	Б	В
11	Б	Б
12	В	А
13	Б	Б
14	Б	В
15	А	В
16	Б	А
17	А	А
18	Б	А
19	Б	А
20	Б	Б

2 Курс Лабораторная работа №1

Тема работы: «Изучение влияния состава газа на условия горения дуги»

Цель работы: изучить влияние состава газа на условия горения дуги.

Используемые материалы: учебник С.И. Думов «Технология электрической сварки плавлением», стр 33.

Краткое теоретическое положение.

Особенности горения дуги в углекислом газе – CO₂.

Для дуги в углекислом газе характерны высокие значения теплопроводности и градиента потенциала в столбе дуги. Применение СО2 связано с нестабильностью горения дуги, вызванной силой, отталкивающей каплю вверх и в сторону, действующей против направления переноса металла и создаваемой высоким давлением газа внутри столба струями пара с поверхности сварочной ванны, ударяющими в каплю.

Сварка в среде CO₂ применяется только на постоянном токе обратной полярности. От тепла сварочной дуги CO₂ диссоциирует на окись углерода и атомарный кислород.

CO₂ → CO + 1/2O₂ _Q

CO – попадает в сварочную ванну и вызывает поры. Кислород вызывает окисление металла. Q – охлаждает рабочую поверхность катода.

Сварка на постоянном токе обратной полярности дает меньшее окисление и разбрызгивание металла.

Особенности горения дуги в аргоне и гелии.

Инертные газы обладают рядом особенностей: отсутствием диссоциации и отрицательных ионов, низким напряжением горения дуги благодаря наличию метастабильных уровней возбуждения и ступенчатой ионизации. В зависимости от применяемого инертного газа изменяются поверхностное натяжение и размер капель электродного металла. А также коэффициент расплавления электрода.

Аргон и гелий обладают высоким потенциалом ионизации, поэтому возбуждение дуги в среде этих газов затруднено, но если дуга загорается то она горит устойчиво. Сварку можно производить на постоянном и переменном токе, но для возбуждения дуги на переменном токе используют осциллятор.

Особенности горения дуги в смеси газов.

При изменении химического состава защитного газа в существенной степени изменяются физические и металлургические процессы сварки. Это проявляется, во-первых, через окислительную способность защитной среды, во-вторых, через ее теплофизические свойства, влияющие на дугу.

Рассмотрим влияние компонентов газовой среды на примере смеси газов. Обычно

используют 65 % Аг + 26,5 % Не + 8 % С02 + 0,5 % 02.

Добавка гелия увеличивает потенциал ионизации и градиент потенциала в столбе дуги. За счет этого возрастают напряжение и энергия дуги. Плазменный поток становится более мощным и стабилизирует дугу. Добавка О2 к аргону повышает стабильность горения дуги и улучшает перенос металла, уменьшая разбрызгивание. Добавка кислорода к углекислому газу улучшает отделение брызг от основного металла, улучшает внешний вид шва и снижает склонность к образованию пор при сварке металла, покрытого ржавчиной. Смесь углекислого газа с кислородом (до 20%) применяют при сварке углеродистой стали. Эта смесь имеет высокую окислительную способность, обеспечивает глубокое проплавление и хорошую форму шва, уменьшает пористость.

При сварке на постоянном токе прямой полярности обеспечиваются лучшие условия для термоэлектронной эмиссии с электрода, выше его стойкость и допускаемая сила тока. Дуга на прямой полярности легко возбуждается и горит при напряжении 10...15В в широком диапазоне плотностей тока.

При сварке на постоянном токе обратной полярности возрастает напряжение дуги, уменьшается устойчивость горения, резко снижается стойкость электрода и повышается его нагрев. Однако дуга обратной полярности обладает важным технологическим свойством: при ее воздействии на поверхность свариваемого металла очищается поверхность металла, удаляются поверхностные оксиды. Процесс удаления поверхностных оксидов получил название катодного распыления (катодной очистки). Это свойство используют при сварке алюминия, магния, бериллия и их сплавов, имеющих на поверхности прочные оксидные пленки. Поскольку при постоянном токе обратной полярности стойкость вольфрамового электрода низка, то для катодной очистки используют переменный ток. Таким образом, при сварке вольфрамовым электродом на переменном токе реализуются преимущества дуги прямой и обратной полярностей, т.е. обеспечиваются устойчивость электрода и разрушение поверхностных оксидов на изделии.