Тема 5. 2 электродуговая сварка

 

Сварка по способу Бенардоса. Сварка производится графитовым электродом 2 (рисунок 50, а) с присадочным материалом от прутка 1 или без него; сварка этим способом имеет ограниченное применение. Ею пользуются для соединения с отбортовкой тонких стальных заготовок, где не требуется присадочный металл, для цветных металлов и чугуна, а также для наплавки порошковых твердых сплавов. Обычно применяют постоянный ток, причем для устойчивости дуги и для лучшего прогрева стыка при сварке пользуются прямой полярностью: заготовку включают анодом (+), а электрод – катодом (-).

Сварка по способу Славянова. При сварке применяют металлический электрод 3 в виде проволоки (рисунок 50, б). Дуга возбуждается между электродом и основным металлом и плавит их оба, причем образуется общая ванночка, где перемешивается весь расплавленный металл. Электродная проволока выпускается диаметром от 0,3 до 12 мм. Для сварки углеродистой стали применяют проволоку марок Св-08А, Св-08ГС, Св-10Г2, для сварки легированной стали различных марок – легированную проволоку марок Св-08ГС, Св-18ХГС, Св-10ХМФТ, Св-12Х11НМФ, Св-12Х13, Св-09Х16Н25М6АФ и др.

 

 

При ручной сварке пользуются электродами, покрытыми обмазкой. Обмазки бывают стабилизирующими, защитными и легирующими.

По толщине покрытия электроды бывают (ГОСТ 9466-75) с тонкими, средними, толстыми и особо толстыми покрытиями. Тонкие покрытия являются стабилизирующими; они состоят из мела и жидкого стекла. Находящийся в составе мела кальций выделяется в плазме дуги, ионизирует ее, тем самым способствует устойчивости горения дуги. Средние, толстые и особо толстые покрытия обеспечивают устойчивость горения дуги, а также защиту и легирование металла. Состав этих обмазок подбирается так, чтобы вокруг дуги создавалась газовая среда, защищающая металл электрода 4 (рисунок 50, в), стекающий в дуге, и металл ванночки 7 от окисления и растворения в нем газов. По мере плавления электродов обмазка шлакуется и шлак 6 равномерно покрывает шов 5, защищая металл от окисления и насыщения азотом. Кроме того, шлак замедляет охлаждение металла, что способствует выделению растворенных газов и уплотнению шва. В случае надобности в обмазку добавляют ферросплавы для легирования. Таким образом, в состав этих покрытий входят ионизирующие (например, мел), газообразующие (мука), шлакообразующие (полевой шпат) вещества, а также раскислители (ферромарганец) и легирующие компоненты.

 

Рисунок 50

 

Во всех случаях, когда сварная конструкция должна выдерживать большие нагрузки, применяют электроды с толстыми и особо толстыми покрытиями, обеспечивающими прочность и вязкость шва, не уступающие основному металлу. Электрические параметры дуги могут изменяться в широких пределах: применяют токи от 1 до 3000 А при напряжении от 10 до 50 В; мощность дуги – от 0,01 до 150 кВт. Такой диапазон мощности дуги позволяет использовать ее для сварки как мельчайших, так и больших и тяжелых изделий.

 

Соотношение между диаметром металлического электрода и толщиной свариваемого изделия:

 

Толщина свариваемого изделия в мм	1-2		4-5	6-12	13 и больше
Диаметр электрода	1,5-2,5		3-4	4-5	5 и больше

 

Величина сварочного тока:

I = k × d,

где к – коэффициент, зависящий от марки электрода, d – диаметр электрода.

Для электродов со стержнем из низкоуглеродистой стали k = 30-60 А/мм, из высокоуглеродистой k = 30-40 А/мм.

Для сварки углеродистой стали применяют электродную проволоку из стали с 0,1 – 0,18% С, для легированных сталей – проволоку марок Св-10ГС; Св-10ГСМ; Св-20ХГСА; Св-15М и др. Вольфрамовыми электродами пользуются при сварке в среде защитных газов.

 

 

Тема 5.3 КОНТАКТНАЯ СВАРКА

 

При контактной сварке для нагрева свариваемых частей используется тепло, выделяемое при прохождении тока через место сварки. В месте контакта частей наблюдается увеличенное электрическое сопротивление по сравнению с другими участками цепи. После достижения в зоне сварки необходимой температуры свариваемые части для их соединения сдавливают.

Контактная сварка легко автоматизируется и применяется в массовом производстве. Существует три вида контактной сварки: стыковая, точечная и роликовая.

Для стыковой сварки соединяемые части 1 (рисунок 51) зажимают в контактных колодках (губках) 2 сварочной машины и пропускают через них ток большой силы, индуктирующийся во вторичной обмотке 3 трансформатора. При этом в зоне сварки выделяется большое количество тепла и части по стыку разогреваются до пластического состояния. Нагретые части сдавливаются и они свариваются.

Стыковая сварка возможна при сечениях до 50 000 мм и более, причем форма на стыке может быть самой разнообразной: круглой, квадратной, фасонной (рельсы, уголки, трубы).

Стыковую сварку применяют также для соединения штампованных листов. Прочность шва стыковой сварки не уступает прочности основного металла, поэтому стыковую сварку можно применять для ответственных соединений.

 

 

При точечной сварке свариваемые части 1 (рисунок 52, а) зажимают между электродами 2, по которым пропускается ток большой силы от вторичной обмотки трансформатора. Вследствие большого сопротивления место контакта 3 свариваемых частей нагревается до термопластического состояния и под действием давления электрода происходит сварка (рисунок 52, б). Внутри полых электродов циркулирует вода для и охлаждения.

Роликовой (шовной) сваркой соединяют листы толщиной 0,3-3 мм из низкоуглеродистой стали и листы толщиной до 1,5 мм из коррозионно-стойкой хромоникелевой стали, латуни, бронзы, алюминиевых сплавов. Свариваемые части 1 (рисунок 53) пропускают между вращающимися роликами – электро-дами 2 шовной машины, через которые проходит ток, выделяющий тепло в месте соприкосновения свариваемых частей, в результате чего образуется сплошной шов 3.

Роликовой сваркой получают всевозможные баки (например, в автотракторостроении), тару, трубы, сосуды, работающие под давлением, а также другие герметичные изделия из тонких металлических листов. Мощность машин для различных работ по контактной сварке колеблется от 0,1 до 600 кВА.