Лекція.

Тема: Зварювання неплавким електродом, технологія, призначення, недоліки та переваги.

В даний час зварювання вугільним електродом знаходить обмежене застосування. В якості захисного газу в цьому випадку використовують вуглекислий газ. Хороші результати досягаються при автоматичному зварюванні оплавленням відбортованих кромок при виготовленні каністр на спеціальних установках. Це пояснюється утворенням окису вуглецю (СО) при взаємодії вуглекислого газу з твердим вуглецем. Окис вуглецю - ефективний захисний газ, так як він не розчиняється в металі і, відновлюючи оксиди, покращує якість металу шва. Слід пам'ятати, що окис вуглецю дуже токсична.

При застосуванні вольфрамового електрода в якості захисних використовують інертні гази або їх суміші і постійний або змінний струм. Кращі результати при зварюванні більшості металів дає застосування електродів не з чистого вольфраму, а торійованого, ітрировані або латтанірованних. Добавка в вольфрам при виготовленні електродів 1,5-2% оксидів ітрію та лантану підвищує їх стійкість і допускає застосування підвищених на 15% зварювальних струмів. Перед зварюванням робочий кінець електрода зазвичай заточують на конус з кутом 60 В° на довжині двох-трьох діаметрів. Форма заточування електрода впливає на форму і розміри шва. Зі зменшенням кута заточування і діаметра притуплення в деяких межах глибина проплавлення зростає.

Технологічні властивості дуги значною мірою визначаються родом і полярністю зварювального струму. При прямої полярності па виробі виділяється до 70% теплоти дуги, що забезпечує глибоке проплавлення основного металу. При зворотній полярності напруга дуги вище, ніж при прямій полярності. На аноді - електроді виділяється велика кількість енергії, що призводить до значного його розігріву і можливого оплавлению робочого кінця. Зважаючи на це допустимі щільності зварювального струму знижені.

При використанні змінного струму полярність електрода і вироби змінюється з частотою струму. Тому кількість теплоти, виділяється на електроді і виробі, приблизно однаково. Електропровідність дуги різна в різні напівперіоди полярності змінного струму. Вона вище в ті напівперіоди, коли катод на електроді (пряма полярність} і дуговий розряд відбувається в основному за рахунок термоіонного емісії зважаючи високої температури плавлення і відносно низькою теплопровідності вольфраму. У напівперіоди, коли катод на виробі, електропровідність дуги нижче, напруга, потрібна для збудження дуги, вище, тому її збудження відбувається з деяким запізненням.

Відповідно до різним напругою дуги в різні напівперіоди змінного струму різна і величина зварювального струму, тобто в зварювального ланцюга з'являється постійна складова струму. В даному випадку ми маємо справу з випрямляючих (вентильним) ефектом розглянутого типу дуги, викликаним відмінністю теплофізичних властивостей електрода і вироби. Величина постійної складової залежить від величини зварювального тони, швидкості зварювання, зварюваного металу і т.д. Її наявність погіршує якість зварних швів на алюмінієвих сплавах і знижує стійкість вольфрамового електрода. Для зменшення величини постійної складової струму застосовують різні способи.

Цікавим різновидом застосування вольфрамового електрода є зварювання зануреною дугою, при якої використовують електрод підвищеного діаметра і підвищений зварювальний струм. З'єднання збирають встик без оброблення крайок, бея зазору. При збільшенні подачі захисного газу 1 через сопло до 40-50 л/хв дуга обжимається газом, що підвищує її температуру. Як і в плазмотронах, що проходить через дугу газ, нагріваючись, збільшує свій обсяг і набуває властивості плазми. Тиск захисного газу і дуги 2, витісняючи розплавлений метал 4-під дуги, сприяє її поглибленню в основний метал 3.

Таким чином, дуга горить в утворилася металі порожнини. Це дозволяє опустити електрод так, щоб дуга горіла нижче поверхні металу (занурена в метал дуга). Утвориться ванна розплавленого металу при кристалізації утворює шов. Цим способом можна зварювати титан, алюміній, високолеговані сталі та інші метали товщиною до 36 мм з двох сторін (чим менше щільність зварюваного металу, тим більше товщина). Шов при цьому має специфічну бочкоподібні форму, обумовлену тим, що дуга горить нижче верхньої площини металу.

Зварку зануреної дугою можна здійснювати і у вертикальному положенні на підйом. У цьому випадку розплавлений метал зварювальної ванни, стікаючи вниз, утримується кристалізатором (мідним охолоджуваним водою кокилем), який і формує примусово шов. Зварювання можлива з одного боку з неповним прославлянням або за два проходу з двох сторін з неповним проплавленням в кожен прохід. При зварюванні зануреною дугою застосовують вхідні і вихідні планки для виведення дефектних початкового (неповний провар) і коночних (усадочная раковина) ділянок шва.

Іншим різновидом зварювання вольфрамовим електродом є зварка порожнистим вольфрамовим електродом у вакуумі. Збудження і підтримання дуги в вакуумі 10 "3 мм рт. ст. представляє певні труднощі, так як тліючий розряд переходить на стінки камери. Подача в розглянутому способі зварювання дозується кількості газу в порожнину електрода стабілізує катодне пляма на внутрішній поверхні електрода. Переміщення катода з внутрішньої порожнини викликає розігрів електрода до яскравого світіння. При силах струму понад 50 Л дуга являє собою блакитнуватий розряд, циліндричний за формою па всій довжині дуги.

Можна припускати, що газ, подається в порожнину електрода, іонізіруя, набуває властивості плазми. Кількість газу, що подається в порожнину електрода, повинно забезпечувати тиск газу в камері менше 50 мм рт. ст. При великих тисках катодне пляма виходить на торець електрода і хаотично переміщається по ньому. Тиск в камері 10 ~ а - 10 ~ 4 мм рт. ст. при витраті газу 0,01-0,1 л/хв створює найкращі умови підвищення концентрації дугового розряду, Застосування подібного способу зварювання має певні металургійні переваги, так як сприяє видаленню газон з розплавленого металу і зменшує чад легуючих елементів. Цим способом можна зварювати різні метали і сплави товщиною до 15 мм.

В останні роки для зварювання тонколистового металу знаходить застосування імпульсна дуга. Основний метал л розплавляється дугою, що горить періодично окремими імпульсами постійного струму з певними інтервалами у часі. При великій перерві в горінні дуги дугового проміжок деіонізіруется, що призводить до утруднення в повторному збудженні дуги. Для усунення цього недоліку постійно підтримується друга, зазвичай малопотужна чергова дуга від самостійного джерела живлення. На цю дугу і накладається основна імпульсна дуга. Чергова дуга, постійно підтримуючи термоелектронної емісії з електрода, забезпечує стабільне виникнення основний зварювальної дуги.

Шов в цьому випадку складається з окремих перекривають один одного точок. Величина перекриття залежить від металу та його товщини, сили зварювального струму і струму чергової дуги, швидкості зварювання і т.д. Зі збільшенням сили струму і тривалості його імпульсу ширина шва і глибина проплавлення збільшуються. Розміри шва в більшій мірі залежать від сили струму, ніж від тривалості його імпульсу.

Література:http://ukrefs.com.ua/91309-Svarka-neplavyashimsya-elektrodom.html