Реферат: Электро-дуговая и плазменная сварка
I – сварочный ток А.
Коэффициент наплавки зависит от присадочного материала, материала электродов и состава их покрытия, рода и полярности тока, а также от потерь при сварке. Для различных условий коэффициент наплавки находят опытным путем. При ручной сварке он колеблется в пределах от 6 до 18г (А.Ч)
Под действием высокой температуры в зоне сварки молекулы кислорода и азота, попадающие из воздуха, частично распадаются на атомы. Кислород образует оксиды железа и способствует выгоранию ценных легирующих элементов (марганца, кремния и др.), тем самым резко ухудшая свойства наплавленного слоя. Азот образует нитриды, которые увеличивают твердость, снижают пластичность и способствуют образованию коробления и трещин. Водород, попадающий в зону сварки из влаги и ржавчины, способствует образованию пор и трещин. Чтобы уменьшить вредное воздействие этих элементов, место сварки зачищают, а зону сварки зачищают нейтральными газами и шлаками.
3.1.1. Оборудование электродуговой сварки.
Для сварки используют преобразователи типа ПСО, ПСГ или выпрямители типа ВДУ.
Наибольшее распространение получили трансформаторы типа ТС и ТКС (ТС – 120, ТС – 300, ТС – 500, ТСК – 300, ТКС – 500).
Число обозначает номинальный сварочный ток. Для ручной электродуговой сварки применяют выпрямители ВСС – 120 – 4 ВСС – 300 – 3 (селеновые ВКС – 120, ВКС – 300 и ВКС – 500 (кремневые).
3.1.2. Сварочная проволока и электроды.
Качество наплавляемого материала и производительность процесса сварки или наплавки во многом определяются материалом электродов и их покрытий. В зависимости от способа сварки применяют сварочную проволоку, плавящиеся и неплавящиеся электродные стержни, пластины и ленты. При механизированных способах сварки используют электродную проволоку без покрытия, а для ручной дуговой сварки проволоку рубят на стержни длиной 350 – 400 мм и на их поверхность наносят покрытие. Плавящийся стержень с нанесенным на его поверхность покрытием называют сварочным электродом.
Стальная сварочная проволока изготавливается диаметром от 0.3 до 12. В зависимости от химического состава стальную сварочную проволоку разделяют на низкоуглеродистую, легированную и высоколегированную.
Низкоуглеродистые проволоки СВ – 08, СВ – 08А, СВ – 08ГД, СВ – 10ГА и другие – всего шесть марок, содержание не более 0.12% углерода, предназначены для сварки мало – и среднеуглеродистых, а также некоторых низколегированных сталей.
Легированные проволоки Св – 08Г2С, СВ – 08ХН2М, СВ – 08ХГСМФА и другие включают в себя до шести легирующих элементов с общим содержанием не более 6%. Эти проволоки применяют для сварки и наплавки углеродистых и легированных сталей.
Высоколегированные проволоки СВ – 12Х13, СВ – 06Х19М9Т и другие, всего 41 марка – содержат в своем составе легирующих элементов более 60. Эти проволоки применяют для сварки нержавеющих, жаростойких и других специальных сталей.
Сварочные электроды выпускаются промышленностью как плавящиеся и неплавящиеся. Угольные неплавящиеся электроды изготавливают в виде стержней длиной до 30 мм. и диаметром от 6 до 30 мм. Плавящиеся электроды, занимающие ведущее место в сварке, выпускают покрытыми различными элементами для защиты сварки. По своему назначению покрытия электродов делят на стабилизирующие , или тонкие, и качественные , или толстые.
Стабилизирующие покрытия содержат вещества, атомы которых легко ионизируются и поддерживают устойчивое горение дуги, а также облегчают ее возбуждение, особенно при сварке на переменном токе. Лучше всего ионизируются пары кальция, а также кальция, который входит в состав мрамора и мела в виде углекислого кальция СаСО3 . Наиболее простое и распространенное стабилизирующее покрытие – меловое на 15…20 частей по массе натрового жидкого стекла берут 80…85 частей мела. Покрытие наносят на электрод тонким слоем -0.1 – 0.3 мм, и оно составляет 1…2% от массы электрода. Стабилизирующее покрытия не защищают наплавляемый металл от кислорода и азота, поэтому сварной шов получается сравнительно хрупким, со многими посторонними включениями.
Качественные защитные покрытия предохраняют наплавленный слой от кислорода и азота окружающего воздуха, а легирующие элементы, входящие в состав покрытия, позволяют получить сварной шов, не уступающий по механическим свойствам основному металлу, а иногда и превосходящий его. Эти покрытия наносят на электрод слоем 0.7…2.5 мм. и они составляют 30…75% массы электрода.
Электроды в зависимости от отношения наружного диаметра «Д» к диаметру его стержня «dэ » подразделяют на несколько групп:
М – с тонким покрытием (Д : dэ ) < 1.2). б – со средним покрытием (Д : dэ ) < 1.45.
Д – с толстым покрытием (Д : dэ ) < 1.80).
Г – с особо толстым покрытием (Д : dэ ) < 1.80)
Защитные качества покрытия по составу основных входящих в них веществ делят на группы: А – с кислым покрытием; Б – с основным покрытием; П –с покрытием прочих видов.
В соответствии с ГОС9467 – 75 электроды для ручной дуговой сварки подразделяются на несколько типов, в каждой из которых входит несколько марок, обеспечивающих определенное качество сварочного шва. Электроды типа 342, 342А, 346, 346А, 350 , 350А предназначены (марки АНО – 1, АНО – 5, УОНИ – 13/45, УОНИ – 13/55 и др.) для сварки углеродистых сталей с временным сопротивлением разрыву до 500 МПа. Буква А указывает на то, что электрод дает сварочный шов повышенного качества по пластичности ударной вязкости.
Электроды типа 355 и 360 (марки УОНИ – 13/55 и ИОНИ – 13/65 используют для сварки сталей временным сопротивлением разрыву до 600 МПа.
Электроды типа Э70, Э85, Э100, Э150 (марки УОНИ – 13/85, НИПТ – 3, НИА – 3М и др.) используют для сварки сталей высокой прочности с временным сопротивлением разрыву свыше 600 МПа.
Электроды типа (-1012, Э – 12Г4, Э – Г2ХМ и другие (марки ОЗН – 300, ОЗ – 400У и др)
используют преимущественно для наплавки деталей, работающих в тяжелых условиях ударных нагрузок и повышенного износа.
3.1.3. Выборы электродов и род тока.
Он зависит от толщины и химического состава свариемого материала, от конфигурации детали, расположения накладываемых швов и других факторов. Поэтому марку электрода в каждом конкретном случае должен выбирать квалифицированный специалист по сварке. Общие положения по выбору электродов, силы и рода тока можно свести к следующему.
Стальные детали толщиной менее 5 мм., а также чугун и цветные металлы лучше варить на постоянном токе. При сварке на постоянном токе стабильно горение дуги на малых токах и, кроме того, можно маневрировать полярность тока. Если сваривают такие детали, то чтобы избежать пережога, их подключают к аноду (на минус), а в электрод – к катоду (на плюс). При сварке толстых деталей анод подключают к детали, а катод – к электроду.