Сущность сварки металлов, сплавов, других материалов.

Сварка – это технологический процесс получения неразъемного соединения деталей или сборочных единиц посредством установления межатомных связей между свариваемыми деталями при их местном нагреве или пластическом деформировании или совместном действии одного и другого.

Сварка термического класса основана на использовании тепловой энергии и включает такие ее виды: электродуговую, электрошлаковую, газовую, индукционную, плазменную, термитную, электронно-лучевую, лазерную и др. Сварка механического класса (сварка трением, ультразвуковая и др.) содержит те ее виды, которые используют механическую энергию. Сварка термомеханического класса (контактная, диффузионная, газопрессовая, взрывом и др.) основана на сочетании тепловой энергии и потенциальной энергии давления.

Сущность электродуговой сварки, прямая и обратная полярность.

Дуговая сварка относится к сварке плавлением с помощью электрической дуги. Сварочная (электрическая) дуга – электрический дуговой разряд в ионизированной смеси газов, паров металла и компонентов, входящих в состав электродных покрытий, флюсов и т.д. В зависимости от схемы подвода сварочного тока, условий горения сварочной дуги и других признаков различают сварочные дуги следующих видов: дуга прямого действия, горит между электродом и свариваемым металлом (рис. 3.1 а); дуга косвенного действия, когда она горит между двумя электродами, а свариваемый металл не включен в электрическую цепь (рис. 3.1 б); дуга между двумя плавящимися электродами и свариваемым изделием (рис. 3.1 в); сжатая дуга.

Положительные и отрицательные процессы при дуговой электросварке и наплавке.

В катодной области скапливаются положительные ионы, а в анодной – электроны. В связи с этим в приэлектродных областях создаются условия для резкого возрастания напряженности электрического поля у катода. Возникаемые активные (катодные) пятна блуждают по поверхности торца, вызывая пространственное изменение расположения столба дуги.

В анодной области при горении дуги создается отрицательный объемный заряд и ионизации практически не происходит. Энергия, выделяемая в анодной области при прямой полярности, расходуется на плавление металла анода.

Назначение и типы покрытий электродов.

Для электродов с толстым покрытием характерен крупнокапельный перенос в широком диапазоне режимов сварки, а для электродов с кислым и рутиловым покрытиями – мелкокапельный. Малый размер капель обусловлен сравнительно низким межфазным напряжением на границе металла со шлаком, поскольку шлак и металл содержат значительное количество кислорода.

Электроды делят на неплавящиеся и плавящиеся. К неплавящимся относят графитовые и вольфрамовые. В качестве присадочного материала используют обычно сварочную проволоку. Плавящиеся электроды классифицируют по различным признакам и различают по видам покрытий. Для сварки и наплавки деталей используют качественные электроды со специальными покрытиями.

Образование и роль неметаллических включений при сварке и наплавке.

Основная причина образования неметаллических включений — уменьшение растворимости загрязняющих элементов в металле при снижении температуры. Это характерно для металлов и в жидком, и в твердом состоянии.

Важную роль в металлургических процессах при сварке и наплавке играет также образование неметаллических включений за счет уменьшения растворимости примесей (оксиды, сульфиды, соединения фосфора, нитриды и др.) при снижении температуры шлаковых включений, попавших в металл шва вследствие несоблюдения технологического процесса. Таким образом, с практической точки зрения с помощью металлургических процессов можно регулировать и обеспечивать стабильность качества сварных соединений за счет изменения состава электродного металла, входящих в покрытие компонентов, а также соблюдения технологического процесса.

Выбор режимов сварки.