Сварка плавлением. Дуговая электрическая сварка. Дуговая электрическая сварка является наиболее распространенным способом.
При дуговой сварке тепло для нагрева и расплавления металла получают за счет электрических разрядов дуги, образующихся между электродами или электродом и свариваемым металлом, присоединяемым к источнику питания электрическим током.
Электрическая дуга представляет собой непрерывный поток электронов, образующийся между электродами в газовой среде, который сопровождается выделением большого количества тепла и света. Температура электрической дуги находится в пределах при угольных электродах для катода 3200, для анода 3900С соответственно при металлическом стальном 2400 2600 С. В центре столба дуги по его оси температура достигает 6000 8000 С, вполне достаточная для расплавления металла и осуществления процесса сварки.
Возбуждение зажигание дуги производится при мгновенном соприкосновении концов электродов с последующим разведением их при соединении электродов в электрической цепи, подключенной источнику питания током, образуется короткое замыкание и концы электродов нагреваются, а при отведении они расплавляются.
Пространство между электродами заполняется парами металла ионами, которые являются частичными переносчиками электронов. Величина напряжения электрической дуги зависит от теплового состояния дугового пространства длины дуги и от степени ионизации электродного пространства. Для поддержания устойчивой дуги необходима беспрерывная ионизация дугового промежутка.
Эта ионизация обеспечивается соответствующим материалом электродов, составом газон, давлением окружающей среды, видом тока и его силой, но в основном она определяется длиной дуги. Сварочную дугу можно питать постоянным и переменным токами. Дуга, питаемая переменным током, менее устойчива вследствие того, что ток в ней при частоте 50 периодов изменяет свое направление 100 раз в секунду, и в эти моменты при малой ионизации дуга может оборваться. Для повышения устойчивости дуги, питаемой переменным током, применяют ионизирующие покрытия на электродах и на дугу от осциллятора пропускают токи высокой частоты.
Ручная сварка металлическими электродами. Для ручной сварки металлическим электродом характерны три движения первое непрерывное и равномерное вдоль его оси по мере расплавления металла для поддержания постоянной длины дуги 5 второе - вдоль оси шва под углом 15 -30 и третье поперечное колебательное движение электрода, осуществляемое для получения валика шва 2. Электрошлаковая сварка.
Сущность процесса электрощлаковой сварки состоит в том, что тепловая энергия выделяется в расплавленном шлаке при прохождении через него электрического тока. Поэтому шлаки должны обладать электропроводностью. Процесс электрошлаковой сварки ведут как на переменном, так и на постоянном токе. Особенность этого процесса по сравнению с электродуговой сваркой заключается в следующем 1. При прохождении тока через слой шлака газы выделяются, не образуя разбрызгивания шлака и металла, как при дуговом разряде.
Это позволяет вести сварку с открытой поверхностью шлаковой ванны и при таком количестве шлака, которое необходимо для образования шлаковой корки. 2. Под шлаковым слоем исключается образование газовых раковин и пор даже при влажном флюсе и окисленных кромках свариваемых деталей поэтому этот процесс сварки можно вести на открытом воздухе и при любой погоде, получая качественное сварное соединение. 3. Можно сваривать металл любой толщины без предварительной подготовки кромок для сварки.
Атомно-водородная сварка. Атомно-водородную сварку ведут при помощи двух вольфрамовых или угольных электродов. Образующаяся дуга между электродами и свариваемыми деталями горит в атмосфере водорода. Водород по специальным каналам электродержателей направляется в область сварочной ванны. Водород, поступающий в область высокой температуры дуги, диссоциирует на атомы. Процесс диссоциации протекает по реакции H2- 2H 100600 калг-моль с поглощением большого количества тепла.
Атомы водорода в месте сварки, соприкасаясь с менее нагретым металлом, вновь соединяются в молекулу, выделяя при этом поглощенное тепло, которое в основном нагревает свариваемый металл. Во время сварки образуется растянутая дуга веерообразной формы температура в средней части дуги достигает 4000 С. В качестве газа при атомноводородной сварке обычно применяют азотно-водородную смесь, получаемую путем диссоциации аммиака. Диссоциированный аммиак взрывобезопасен. Контактную сварку производят на специальных сварочных машинах, поэтому она представляет собой высокопроизводительный процесс.
Эту сварку делят на три основных вида стыковую, точечную роликовую шовную. При стыковой сварке свариваемые детали соединяются теми поверхностями, на которых образуется сварное соединение. На стыковых сварочных установках производят сварку деталей из низкоуглеродистой стали и цветных металлов, площадь сечения которых не более 1000 мм2 5.