Некоторые особенности сварки при прямой полярности.

Одной из особенностей сварки с прямой полярностью является тот факт, что металл переносят каплями большего размера, эффект разбрызгивания также больший, увеличивается и коэффициент проплавления. Еще одна важная особенность – страдает стабильность сварочной дуги.

Стоит отметить, что использование прямой полярности, способствует менее глубокому проплавлению, а это позволяет снизить содержание углерода в сварном шве.

Также следует отметить и такую особенность этого способа сварки: мы уже говорили, что прямая полярность позволяет увеличить нагрев металлоизделия, при этом сама проволока или электрод нагреваются меньше, что позволяет сварщику без опасений использовать более плотные токи.

А-прямая Б-обратная

 

21) Сварочная дуга обратной полярности. Схема строения, области применения.

22) Запишите выражение, характеризующие общее падение напряжения на дуге.

23) Дайте определение СВАХ. Какие виды СВАХ вы знаете? Начертите эскиз жесткой СВАХ. При каких значениях силы тока и видах сварки она применяется?

 

Зависимость между напряжением дуги, необходимым для поддержания устойчивого горения дуги, и током дуги называется статической вольт-амперной характеристикой дуги.

1 - крутопадающая, 2 - пологопадающая, 3 - жесткая, 4 – пологовозрастающая

 

24) Классификация источников питания сварочной дуги

Источники питания сварочной дуги классифицируются по следующим основным признакам.

По роду сварочного тока источники питания сварочной дуги бывают переменного и постоянного

тока. К источникам переменного тока относятся сварочные трансформаторы и генераторы повышенной частоты. Источниками постоянного тока являются сварочные преобразователи и сварочные выпрямители.

По виду внешних вольт-амперных характеристик источники питания сварочной дуги бывают с пологопадающей характеристикой, применяемой в основном при автоматической сварке под флюсом; с жесткой и возрастающей вольт-амперной характеристикой, применяемой при сварке в защитных газах и электрошлаковой сварке; с крутопадающей вольт-амперной характеристикой, используемой при ручной дуговой сварке. Бывают источники питания сварочной дуги и универсальные, т. е. обеспечивающие получение в нужный момент соответствующей вольт-амперной характеристики: крутопадающей, пологопадающей, жесткой или возрастающей.

По количеству используемых сварочных дуг источники питания могут быть однопостовыми или многопостовыми.

По способу установки источники питания сварочной дуги бывают стационарными или подвижными - переносными.

 

25) Сварочный агрегат. Определение. Устройство и принцип работы.

 

Сварочные агрегаты предназначены для сварки, резке и наплавке металлов. Сварочные агрегаты состоят из автономных источников питания состоящих из двигателей внутреннего сгорания и генераторов, которые преобразуют механическую энергию в электрическую. Подобные агрегаты широко используются в полевых условиях: для строительства различных трубопроводов, при работах по прокладке дорог, при освоении новых месторождений, на местах работ по лесозаготовкам, при строительстве или различных ремонтных работах в коммунальном хозяйстве.

Сварочный агрегат - автономная установка для сварки и резки электродуговой сваркой. Агрегат состоит из основных элементов - двигателя внутреннего сгорания и сварочного генератора для выработки сварочного тока. Кроме основных, большинство агрегатов имеют множество вспомогательных элементов. К ним относятгенератор электрического тока для питания электроприборов, блок сушки электродов, систему регулирования сварочного тока и его характеристик, блок снижения напряжения холостого хода, приспособление для воздушно-плазменной резки (ВПР), а также блок прогрева бетона, мёрзлого грунта, льда на реках.

В общем случае, генератор преобразует крутящий момент двигателя внутреннего сгорания в сварочный ток.

Такие агрегаты получили широкое распространение в при проведении сварочных работ в условиях недоступности промышленных электросетей.

26) Сварочный трансформатор. Определение. Устройство и принцип работы

 

Источник питания, работающий от переменного тока и предназначенный для ручной дуговой сварки, автоматиче­ской сварки под флюсом и электрошлаковой сварки, называ­ется сварочным трансформатором. Это устройство представ­ляет собой статический электромагнитный аппарат, основная функция которого — преобразование имеющегося в электри­ческой цепи напряжения (220 или 380 В) в более низкое на­пряжение вторичной электрической цепи, необходимое для возбуждения сварочной дуги и обеспечения ее горения.

Энер­гия в трансформаторе преобразуется за счет переменного магнитного поля и использования необходимого количества витков в первичной и вторичной обмотках, расположенных на магнитопроводе. Так называется сердечник, выполненный из трансформаторной стали (из нее изготавливаются различ­ные электрические изделия, которые в процессе эксплуата­ции попеременно на- и размагничиваются), которая является тонколистовой, низкоуглеродистой и отличается повышен­ным содержанием кремния (не более 4%) и малым количест­вом вредных примесей — фосфора и серы (не более 0,02%). Ее магнитопроницаемость определяет и вес устройства. Если магнитные свойства стали максимальны и магнитный поток протекает через нее с наименьшими потерями, то количество стали, необходимое для аппарата, значительно снижается.

 

 

27) Сварочный выпрямитель. Определение. Устройство и принцип работы.

Данное устройство преобразует переменный электрический ток в постоянный, который используется впоследствии для питания сварочной дуги. При этом ток не меняет своей величины и направления. Функционирование сварочных выпрямителей основано на использовании полупроводниковых элементов, как правило, селеновых или кремниевых. Первая разновидность особенно востребована в силу ее низкой стоимости и отменной перегрузочной способности.

 

28) Инверторный источник питания (инвертор). Определение. Устройство и принцип работы.

 

 

Инверторный источник сварочного тока, ИИСТ, Сварочный инвертор — это один из видов источника питания сварочной дуги. Основное назначение всех сварочных источников — обеспечивать стабильное горение сварочной дуги и ее легкий поджиг. Одним из самых важных параметров сварочного процесса является его устойчивость к колебаниям и помехам. Существует несколько видов источников питания сварочной дуги — трансформаторы, выпрямители и инверторы. Инверторный сварочный аппарат появился в 20 веке и стал одним из самых популярных сварочных аппаратов.

Принцип действия[править | править исходный текст]

Сварочный инвертор представляет собой силовой трансформатор для понижения напряжения сети до необходимого напряжения холостого хода источника,блок силовых электрических схем, в основу которых заложены транзисторы MOSFET или IGBT и стабилизирующего дросселя для уменьшения пульсаций выпрямленного тока. Принцип действия инверторного источника сварочной дуги следующий. Сетевое напряжение переменного тока подается на выпрямитель, после которого силовой модуль преобразует постоянный ток в переменный с повышенной частотой, который подается на высокочастотный сварочный трансформатор, имеющий существенно меньшую массу, чем сетевой, напряжение которого после выпрямления подается на сварочную дугу. Дуга на постоянном токе более устойчива\

29) Кислородный баллон. Схема баллона, цвет и масса, давление и объем газа.
Кислородные баллоны. Для газовой сварки и резки кислород доставляют в стальных кислородных баллонах.
Кислородный баллон (рис. 53, а) представляет собой стальной цельнотянутый цилиндрический сосуд 3, имеющий выпуклое днище 1, на которое напрессовывается башмак 2. Вверху баллон заканчивается горловиной 4.

 

Рис. 53. Баллоны:
а - кислородный; б - ацетиленовый

В горловине имеется конусное отверстие, куда ввертывается запорный вентиль 5.
На горловину для защиты вентиля навертывается предохранительный колпак 6.
Наибольшее распространение при газовой сварке и резке получили баллоны вместимостью 40 дм³.
Эти баллоны имеют размеры:
• наружный диаметр - 219 мм;
• толщина стенки - 7 мм;
• высота - 1 390 мм;
• масса баллона без газа - 67 кг.
Они рассчитаны на рабочее давление 15 МПа, а испытательное - 22,5 МПа.
На сварочном посту кислородный баллон устанавливают в вертикальном положении и закрепляют цепью или хомутом. Для подготовки кислородного баллона к работе отвертывают колпак и заглушку штуцера, осматривают вентиль, чтобы установить, нет ли на нем жира или масла, осторожно открывают вентиль баллона и продувают его штуцер, после чего перекрывают вентиль, осматривают накидную гайку редуктора, присоединяют редуктор к вентилю баллона, устанавливают рабочее давление кислорода регулировочным винтом редуктора.
По окончании отбора газа из баллона необходимо следить, чтобы остаточное давление в нем было не меньше 0,05-0,1 МПа.
При обращении с кислородными баллонами необходимо строго соблюдать правила эксплуатации и техники безопасности, что обусловлено высокой химической активностью кислорода и высоким давлением.
При транспортировке баллонов к месту сварки необходимо твердо помнить, что запрещается перевозить кислородные баллоны вместе с баллонами горючих газов.
При замерзании вентиля кислородного баллона его надо отогревать ветошью, смоченной в горячей воде.
Причинами взрыва кислородных баллонов могут быть попадание на вентиль жира или масла, падение или удары баллонов, появление искры при слишком большом отборе газа (электризуется горловина, баллона), нагрев баллона каким-либо источником тепла, в результате чего давление газа в баллоне станет выше допустимого.

 

30) Ацетиленовый баллон. Схема баллона, цвет и масса, давление и объем газа.

Ацетиленовые баллоны. Питание постов газовой сварки и резки ацетиленом от ацетиленовых генераторов связано с рядом неудобств, поэтому в настоящее время большое распространение получило питание постов непосредственно от ацетиленовых баллонов.
Они имеют те же размеры, что и кислородный баллон (рис. 53, б).
Ацетиленовый баллон заполняют пористой массой из активированного древесного угля (290-320 г на 1 дм³ вместимости баллона) или смесью угля, пемзы и инфузорной земли. Массу в баллоне пропитывают ацетоном (225-300 г на 1 дм³ вместимости баллона), в котором хорошо растворяется ацетилен.
Ацетилен, растворяясь в ацетоне и находясь в порах пористой массы, становится взрывобезопасным и его можно хранить в баллоне под давлением 2,5-3 МПа. Пористая масса должна иметь максимальную пористость, вести себя инертно по отношению к металлу баллона, ацетилену и ацетону, не давать осадка в процессе эксплуатации. В настоящее время в качестве пористой массы применяют активированный древесный дробленый уголь (ГОСТ 6217-74) с размером зерен от 1 до 3,5 мм.
Ацетон (химическая формула СН₃СОСН₃) является одним из лучших растворителей ацетилена, он пропитывает пористую массу и при наполнении баллонов ацетиленом растворяет его. Ацетилен, доставляемый потребителям в баллонах, называется растворенным ацетиленом.
Максимальное давление ацетилена в баллоне составляет 3 МПа. Давление ацетилена в полностью наполненном баллоне изменяется при изменении температуры окружающей среды (табл. 6).

 

Таблица 6

Давление наполненных баллонов не должно превышать при 20ºС 1,9 МПа.
При открывании вентиля баллона ацетилен выделяется из ацетона и в виде газа поступает через редуктор и шланг в горелку или резак. Ацетон остается в порах пористой массы и растворяет новые порции ацетилена при последующих наполнениях баллона газом.
Для уменьшения потерь ацетона во время работы ацетиленовые баллоны необходимо держать в вертикальном положении. При нормальном атмосферном давлении и 20°С в 1 кг (л) ацетона растворяется 28 кг (л) ацетилена. Растворимость ацетилена в ацетоне увеличивается примерно прямо пропорционально с увеличением давления и уменьшается с понижением температуры.
Для полного использования емкости баллона порожние ацетиленовые баллоны рекомендуется хранить в горизонтальном положении, так как это способствует равномерному распределению ацетона по всему объему, и с плотно закрытыми вентилями. При отборе ацетилена из баллона он уносит часть ацетона в виде паров. Это уменьшает количество ацетилена в баллоне при следующих наполнениях. Для уменьшения потерь ацетона из баллона ацетилен необходимо отбирать со скоростью не более 1700 дм³/ч.
Для определения количества ацетилена баллон взвешивают до и после наполнения газом и по разнице определяют количество находящегося в баллоне ацетилена (в кг). Масса пустого ацетиленового баллона складывается из массы самого баллона, пористой массы и ацетона. При отборе ацетилена из баллона вместе с газом расходуется 30-40 г ацетона на 1 м³ацетилена. При отборе ацетилена из баллона необходимо следить за тем, чтобы в баллоне остаточное давление было не менее 0,05-0,1 МПа.
Использование ацетиленовых баллонов вместо ацетиленовых генераторов дает ряд преимуществ, а именно:
• компактность и простота обслуживания сварочной установки;
• безопасность и улучшение условий работы;
• повышение производительности труда газосварщиков.
Кроме того, растворенный ацетилен содержит меньшее количество посторонних примесей, чем ацетилен, получаемый из ацетиленовых генераторов.