Режим сварки как совокупность характеристик (параметров) сварочного процесса, определяющих свойства получаемых сварных соединений, является компонентом технологии сварки. Для каждого способа и разновидности сварки применяют определенный набор параметров режима и их значений.

В специализированной литературе приводится множество рекомендаций по режимам сварки преимущественно в виде таблиц, данные которых составлены на основе результатов производственного опыта. Большинство приводимых данных относится к сварке углеродистых и низколегированных сталей, показывает числовые значения основных (обязательных) параметров для соединений разных типов и толщине металла в нижнем положении. Сведения об остальных параметрах режима и других условиях сварки приводятся эпизодически, не всегда, иногда в виде кратких записей в тексте. Но фактически их влияние тоже учитывается при отработке режимов сварки.

Специалисты Пермского нацио-нального исследовательского политехнического университета провели работу по изучению методики определения одного из «неосновных» параметров режима - числа проходов при многопроходной дуговой сварке.

В литературе имеется мало сведений об этом параметре режима. Известно, что металл повышенных толщин можно сварить с разным числом проходов. По экономическим соображениям предпочтительным представляется сварка с минимальным числом проходов, так как при этом будут меньше трудозатраты на зачистку швов от шлака после каждого прохода. Но должны учитываться и другие факторы.

Впервые вопрос о расчете числа проходов был изучен В. П. Демянцевичем, применительно к ручной дуговой сварке покрытыми электродами. Была показана связь оптимального числа проходов с необходимостью получения слоя наплавленного за один проход металла, имеющего определенную площадь поперечного сечения. Это положение связывается со скоростью перемещения электрода вдоль стыка. Как при слишком малой, так и при слишком большой скорости сварки возможно образование дефектов - непроваров и неудовлетворительное формирование шва.

Также впервые указано на необходимость сварки на разных режимах первого (корневого) и последующих проходов. Площадь наплавки за один проход связывается с диаметром электрода. Для ручной дуговой сварки рекомендованы следующие зависимости:

•  для первого прохода F1 = (6/8) dэ,
•  для последующих проходов

Fп = (8/12)dэ.

В этих формулах dэ - диаметр электрода в мм; F1 и Fп - площади поперечного сечения соответственно первого и каждого последующего прохода в мм2.

Общее число проходов n может быть определено по формуле:

n = (Fн. м. - F1)/Fп + 1,

где Fнм - общая площадь поперечного сечения наплавленного металла всего шва в мм2.

В настоящее время значения площадей поперечного сечения наплавленного металла для стандартных сварных соединений можно найти в изданных еще в советское время Общемашиностроительных укрупненных нормативах времени (ОУНВ) на разные способы сварки. Разработчики этих документов проводили расчеты в помощь нормировщикам сварочных работ, но они могут использоваться для решения других технических задач.

В ОУНВ на ручную дуговую сварку в Приложении 10 приведены формулы для расчета площади поперечного сечения наплавленного металла всех сварных соединений из ГОСТ 5264-80, а в Приложениях 2-7 - рассчитанные по этим формулам значения площадей для разных толщин металла или катетов угловых швов.

Аналогичные, но еще более обширные сведения имеются в ОУНВ на дуговую сварку в среде инертных газов. Там так же в приложении приведены расчетные формулы, а сами рассчитанные по ним значения площадей в карты неполного штучного времени для каждого типа соединения по ГОСТ 14771-76 (для сталей) и ГОСТ 14806-80 (для алюминия и алюминиевых сплавов). Особенно важно, что в тех же картах неполного штучного времени имеются данные о количестве проходов.

К достоинствам ОУНВ следует отнести большую дифференциацию интересующих нас данных по способам сварки (ручная, полуавтоматическая, автоматическая), типам электродов (плавящийся, неплавящийся), группам свариваемых материалов (углеродистые и низколегированные стали, высоколегированные и легированные, алюминий и алюминиевые сплавы, медь и медно-никелевые сплавы).

К сожалению, в специализированной литературе нет аналогичных данных для сварки под флюсом. В принципе их можно получить расчетами, учитывая, что основные виды разделки кромок по ГОСТ 8713-79 аналогичны таковым для сварки в защитных газах и значит можно использовать те же формулы для расчета площадей поперечного сечения наплавленного металла, а конкретные значения конструктивных элементов подготовки кромок и размеров швов имеются в ГОСТе. На данный момент такие расчеты не проводились.

Современные методы и средства статистической обработки данных позволяют значительно упростить работу пользователей. В частности табличное представление данных во многих случаях можно заменить аналитическими моделями. Такую свертку таблиц провели в отношении данных о площадях наплавленного металла для разных типов соединений из ГОСТ 5264-80 и 14771-86. Расчеты показали, что значения площадей Fнм достаточно точно описываются формулами вида полинома второй степени.

Fнм = b1 + b1S + b2S2,

где S - толщина свариваемых деталей (или катет шва для соединений с угловыми швами); b0, b1, b2 - коэффициенты уравнения.

Для каждого типа сварного соединения коэффициенты индивидуальны. Чтобы рассчитать требуемую площадь, достаточно найти соответствующую формулу и подставить в нее значения толщины металла S (или катет шва). Этим полиноминальные модели выгодно отличаются от приводимых в литературе общих формул для расчета площадей.

В качестве примера приведены две формулы для расчета площади Fнм в соединении С17 - одну из ОУНВ, другую - полученную статистической обработкой данных:

Fнм = Sb + (S - c)2 tgα + 0,75eg,

Fнм = -9,36 + 3,26S + 0,33S2.

Видно, что для расчетов по первой формуле необходимо для каждой толщины металла брать из ГОСТа еще пять значений конструктивных элементов подготовки кромок и размеров швов, тогда как во втором выражении присутствует только одна переменная - толщина металла S.

Таким образом, в рассмотренных источниках информации есть данные об общих площадях поперечных сечений наплавленного металла для стандартных сварных соединений. К сожалению, ОУНВ были изданы более 20 лет тому назад, с тех пор не пересматривались и не переиздавались, поэтому в настоящее время они малодоступны для широкого круга специалистов.

Еще большую проблему создает неопределенность рекомендаций о расчетных значениях площадей F1 и Fп для первых и последующих проходов (см. таблицы 1 и 2).

4.1 Расчет режимов сварки для ручной дуговой сварки покрытыми электродам и.

Определение режимов сварки обычно начинают с диаметра электрода, который назначают в зависимости от толщины листов при сварке швов стыковых соединений.

Так при толщине листов 4-8 мм диаметр электрода равен, : d э = 4 мм.

При ручной дуговой сварке в соответствии с ГОСТ 5264-80 установлены следующие геометрические размеры подготовки кромок под сварку и размеры сварного шва, которые приведены в таблице 6.

Таблица 4.1 - ГОСТ 5264-80, геометрические размеры подготовки кромок под сварку и сварного шва

Расчет производим согласно формулам :

Определим площадь поперечного сечения наплавленного металла по формуле:

Данные (смотри таблицу 6) подставим в формулу (3) и получим:

Определим силу сварочного тока.

При ручной дуговой сварки сила тока выбирается в зависимости от диаметра электрода и допускаемой плотности тока:

, (2)

где d э – диаметр электрода;

j – плотность тока, согласно для электродов с фтористо-кальциевым покрытием и диаметром 4мм, плотность тока равна:j = 10 – 14,5 А/мм 2 .

Тогда, сила тока равна:

А.

Расчетные значения тока отличаются от фактических, то для электродов марки ЦЛ-11 диаметром 4мм для сварки в нижнем положении по ГОСТ 9466-60, принимаем:

Определим напряжение дуги по формуле:

, (3)

Напряжение дуги при ручной дуговой сварке изменяется в сравнительно узких пределах и при проектировании технологических процессов сварки выбирается на основании рекомендаций сертификата на данную марку электродов, .

Для вычисления величины сварочных деформаций и некоторых других расчётов бывает необходимо учесть тепловое воздействие на свариваемый металл, определяемой погонной энергией, :

(4)

где U д - напряжение дуги, В;

η и - эффективный К.П.Д. дуги; для дуговых способов сварки он равен,: η и = 0,6 ÷0,9;

V св - скорость сварки, которая определяется по формуле, :

(5)

где α н – коэффициент наплавки, г/А·ч; α н =11,5 г/А·ч;

γ – плотность наплавляемого металла γ = 8,1 г/см 3 ;

F н – площадь наплавленного металла; F н = 0,22 см 2 .

Таким образом:
.

V св =10,3м/ч.

Следовательно, погонная энергия равна:

.

Определим количество проходов, которое необходимо для образования соединения.

Согласно , количество проходов определим по формуле:

(6)

где F 1 – площадь поперечного сечения металла наплавляемая за один проход;

F n - площадь поперечного сечения металла наплавляемая за последующий проход.

Площадь поперечного сечения металла наплавляемая за один проход определим по формуле, :

(7)

где d э – диаметр электрода; d э = 4 мм.

Таким образом:

Площадь поперечного сечения металла наплавляемую за последующий проход определим по формуле, :

(8)

Следовательно количество проходов равно:

.

Принимаем n = 1.

Максимальную температуру на расстоянии r рассчитывают по формуле:

отсюда получаем изотермы плавления:

, (9)

где qп - погонная энергия.

где qэ-эффективная тепловая мощность источника, Вт

где сρ= 4.7 Дж/см3·град – объемная теплоемкость.

Подставляя значения получим:

Для одного прохода:

Глубина провара

Примем глубину провара равной 4,6мм.

Для этого определим площадь проплавления по формуле

;

где е=8мм – ширина шва, Н=3,9мм – глубина провара, (на основании таблицы 17).

Площадь наплавленного металла
.

Рассчитаем долю участия основного металла в металле шва по формуле:

где Fпр- площадь проплавления;

Fн- площадь наплавки.

Тогда: γ 0 =
.

Определим расстояние от центра сварочной ванны до изотермы плавления, которая для низкоуглеродистых сталей вычисляется по формуле, :

, (10)

где е = 2,718;

q п = 10150 Дж/см;

Т пл = 1425°С;

- объемная теплоемкость Дж/см3·град (для аустенитных сталей
= 4,7Дж/см3·град);

Таким образом:

.

Определим глубину провара по формуле :

(11).

Таким образом:

В ходе данных расчётов выбрали режимы для ручной дуговой сварки покрытыми электродами, которые обеспечивают формирование геометрии шва согласно ГОСТ 5264-80.

4.2 Для сварки под слоем флюса.

Таблица 4.2 -Тавровое сварное соединение С2 для дуговой сварки под флюсом.

(ГОСТ 8713-79).

Для сварки под флюсом пластин толщиной 5мм принимаем диаметр проволоки d э =2мм.

1) Площадь наплавленного металла:

F н =К 2 /2, (12)

где К - катет шва, мм;

F н =7 2 /2=24,5мм 2 =0,245см 2

2) Сила сварочного тока I св:

I св =π×d э /4 × j, (13)

где d э – диаметр электрода, мм;

j – допускаемая плотность тока, А/мм 2 .

I св =((3,142 2)/4)150=471 А

U д =20+50×10 -3 /
э ×I св, (14)

U д =20+((5010 -3)/
)471) =36,8 В.

4) Скорость сварки:

V св =(α н I св)/(3600γF Н), (15)

где α н - коэффициент наплавки, г/А ч;

γ=8,1 – плотность наплавленного металла, г/см 3 .

Так как при сварке под флюсом потери металла составляют 2-3%,то α н α р.

α р =6,3+((70,210 -3)/(d э 1,035))I св, (16)

α р =6,3+((70,210 -3)/(2 1,035))471 =22,44 г/А ч

V св =(13,46471)/(36008,10,25)=0,86 см/с=30,96 м/ч

5) Погонная энергия:

g п =I св ×И g ×η и /V св, (17)

где I св - сварочный ток;

И g - напряжение;

V св - скорость сварки;

η и =0,850,95 – эффективный КПД для дуговых методов под флюсом.

g п =(47136,80,85)/0,86=17,13 кДж/см=4111,2 кКалл/см

6) Глубина провара:

H= А, (18)

где А=0,0156 для сварки под флюсом.

Ψ пр = К(19-0,01I св)
, (19)

где К – коэффициент проплавления.

К=0,367×i 0.1925 , (20)

К=0,367×45 0,1925 =0,763

Ψ пр =0,763(19-0,01471)
=10,7

Н=0,0156
=0,48 см

7) Ширина валика:

е=F н /0,73q, (21)

е=0,245/0,730,2=1,7см

8) Общая высота шва:

С=0,48+0,2=0,68 см

9) Мгновенная скорость охлаждения металла в околошовной зоне:

, (23)

где ω=f() – безразмерный критерий;

λ – теплопроводность, Вт/см* 0 С;

сρ – обьемная теплоемкость, Дж/см 3 * 0 С;

T 0 – начальная температура изделия, 0 С;

T – температура наименьшей устойчивости аустенита, 0 С.

Для большинства аустенитных сталей:

λ=0,16 ; сρ=4,9 ;

Т=550-600 0 С; Т 0 =20 0 С

(24)

0 С/С

Согласно рекомендациям для сварки заданной марки стали во избежание коробления нужно применять способы и режимы сварки, обеспечивающие максимальную концентрацию тепловой энергии. Большее почти в 5 раз, чем для углеродистых сталей, удельное сопротивление металла является причиной большого разогрева сварочной проволоки и электродного металла, что обуславливает повышенный коэффициент расплавления. Учитывая это, при сварке снижают вылет электрода и увеличивают скорость подачи проволоки. Примем
.

Т.к. при сварке постоянным током обратной полярности удельное количество теплоты, выделяющееся в приэлектродной области, изменяется в небольших пределах, и составляющая

Величина второй составляющей коэффициента расплавления может быть рассчитана по уравнению, предложенному Б. К. Панибратцевым.

(25)

Где - вылет электрода, см;dЭ – диаметр электрода, см.

Величину вылета электрода при сварке под флюсом выбирают в пределах 20-80 мм.

Меньшим диаметром электрода соответствуют меньшие значения вылета и наобарот.

Определяем скорость сварки:

;

Погонная энергия:

; (26)

где η и =0,850,95 – эффективный КПД для дуговых методов под флюсом;

Примем η и =0,9;

Мгновенная скорость охлаждения металла в околошовной зоне :

λ= 0,16 Вт/см К – теплопроводность, ;

сρ =4,9 Дж/см 3 К – объемная теплоемкость высоколегированных аустенитных сталей;

T 0 = 20 0 С - начальная температура изделия;

T =550-600 0 С – температура наименьшей устойчивости аустенита;

w – безразмерный критерий процесса охлаждения, который зависит от свойств свариваемого металла и условий сварки, выраженных через безразмерную величину 1/θ, определяемую по формуле:

по ω = 0,1 при ;

Согласно рекомендаций желательно обеспечить повышенную скорость охлаждения металла после сварки для измельчения структуры металла шва, снижению степени ликвации легирующих элементов. И произвести нормализующий отпуск при температуре 650-700 С для предотвращения межкристалидной коррозии и уменьшению внутренних деформаций в ЗТВ

Почти всегда выигрышный вариант. Благодаря такому комплекту оборудования вам становится доступна качественная и быстрая сварка сталей, алюминия, меди и прочих металлов. Но есть и особенности, которые сварщик должен учитывать перед тем, как выберет данный метод сварки.

Прежде всего, полный новичок вряд ли сможет выполнить работу качественно. Это связано не только с отсутствием опыта, но и с тем фактом, что полуавтомат нужно правильно настроить и выбрать необходимые расходники. Опытные мастера говорят: «Чтобы настроить режимы сварки полуавтоматом в среде защитных газов нужно потратить несколько лет на изучение литературы, ГОСТов и кропотливую работу. Без практики ничего не получится».

Мы полностью согласны с этим утверждением. Но не спешим сбрасывать со счетов начинающих сварщиков. Специально для них мы подготовили краткую статью, которая поможет разобрать с режимами сварки и начать применять полученную информацию на практике. При составлении этой статьи мы руководствовались не только собственным опытом, но и справочной литературой.

Чтобы правильно подобрать режимы полуавтоматической сварки нужно четко понимать, из чего состоят эти режимы. Далее мы перечислим основные параметры режимов сварки, зная которые вы сможете правильно выбрать настройки полуавтомата.

Диаметр и марка проволоки

Начнем с диаметра проволоки. Он может колебаться в пределах от 0.5 до 3 миллиметров. Обычно, диаметр проволоки подбирается исходя из толщины свариваемого металла. Но в любом случае у каждого диаметра есть свои характерные признаки. Например, при работе с проволокой малого диаметра мастера отмечают более устойчивое горение и меньший коэффициент разбрызгивания металла. А при работе с проволокой большего диаметра всегда требуется увеличивать силу тока.

Не стоит забывать и о марке применяемой проволоки. А точнее, металле, из которого проволока изготовлена и какие вещества входят в ее состав. Например, для сварки низкоуглеродистой или низколегированной стали рекомендуется использовать проволоку с раскислителями, а в составе должен присутствовать марганец и кремний.

Но, справедливости ради, в среде защитного газа зачастую либо легированную, либо высоколегированную сталь. В таких случаях используют проволоку, изготовленную из того же металла, что и деталь, которую нужно сварить. Обратите внимание на выбор проволоки, ведь при неправильном выборе шов может получиться пористым и хрупким.

Сила, полярность и род сварочного тока

Помимо выбора комплектующих нам также нужно настроить сам полуавтомат. В типичном полуавтомате даже самого низкого ценового сегмента вы сможете настроить силу, полярность и род сварочного тока. У каждого параметра также есть свои особенности. Например, если увеличить силу тока, то глубина провара увеличиться. Силу тока устанавливают, опираясь на диаметр электрода и особенности металла, с которым собираются работать.

Теперь о полярности и роде тока. Общепринято выполнять полуавтоматическую сварку в среде защитного газа, установив постоянный ток и обратную полярность. Переменный род тока или прямая полярность применяются очень редко, поскольку такие настройки не обеспечивают устойчивое горение дуги и способствуют ухудшению качества сварного соединения. Но есть исключение из правил. Так переменный ток показан при сварке , например.

Также многие новички забывают о таком параметре, как напряжение сварочной дуги. А вместе с тем именно напряжение дуги влияет на глубину провара металла и размер сварочного соединения. Не стоит устанавливать слишком большое напряжение, иначе металл начнем разбрызгиваться, в шве образуются поры, а газ не сможет в должной мере защитить сварочную зону. Чтобы правильно настроить напряжение дуги ориентируйтесь на силу сварочного тока.

Скорость подачи проволоки

Как вы знаете, в полуавтоматической сварке проволока подается с помощью специального механизма. Он работает очень точно, поэтому необходимо заранее установить оптимальную скорость подачи присадочной проволоки, чтобы она вовремя плавилась и способствовала формированию качественного шва. Настраивайте скорость с учетом силы тока. В идеале проволока должна подаваться так, чтобы дуга сохраняла свою устойчивость, а шов формировался постепенно.

Скорость сварки

Не менее важна и скорость сварки. От нее во многом зависят физические размеры шва. Скорость регулируется ГОСТами, но ее можно выбрать и по своему усмотрению, опираясь на особенности металла и его толщину. Учтите, что толстый металл нужно варить быстрее, а шов должен быть узким. Но не стоит слишком спешить, иначе электрод может просто выйти из зоны защитного газа и окислиться под воздействием кислорода. Ну а слишком медленная скорость способствует формированию непрочного пористого шва.

Наклон электрода

И последний важный параметр, а именно угол наклона при сварке. Наиболее частая ошибка у новичков - держать электрод так, как физически удобно. Это грубейшее нарушение. Ведь угол наклона электрода напрямую влияет на то, какова будет глубина провара и насколько качественным получится шов в конечном итоге.

Существует два типа наклона: углом назад и углом вперед. У каждого положения есть свои достоинства и недостатки. При сварке углом вперед зона сварки видна хуже, зато лучше видны кромки. Также глубина провара меньше. А при сварке углом назад наоборот зона сварки видна намного лучше, но глубина провара увеличивается.

Таблицы

Да, опытные мастера с ходу способны подобрать правильный режим сварки, поскольку их опыт и знания позволяют. Но что делать новичкам? Им поможет специальная таблица для настройки режима. Точнее, таблицы, для каждого типа сварки. Но не стоит злоупотреблять готовыми настройками, экспериментируйте и не бойтесь применять на практике свой опыт.

Таблица №1. Рекомендуемые настройки для формирования стыкового шва в нижнем пространственном положении и сварки низкоуглеродистой и низколегированной стали в среде защитного газа (углекислого газа, смеси углекислоты с кислородом, а также смеси с углекислым газом) током обратной полярности.

Независимо от способа сварки необходимо соблюдать следующие условия, которые позволяют получить сварное соединение с необходимой трудоспособностью:

1) специальная подготовка кромок;

2) высокое качество подготовки и сборки под сварку;

3) обязательная зачистка поверхностей, которые свариваются.

Режимом сварки называют совокупность основных характеристик сварочного процесса, которые обеспечивают получение сварных швов заданных размеров, формы и качества.

Первым условием расчета режимов сварки является получение швов с оптимальными размерами и формой, которые обеспечивают высокую технологическую прочность и высокие эксплуатационные характеристики.

К основным параметрам дуговой сварки относятся: сварочный ток I св. напряжение дуги U д и скорость сварки V св. Каждый из этих параметров как отдельно, так и в совокупности с другими, влияют на величину тепло вложения а, значит, и на геометрические размеры шва, коэффициент формы провара, коэффициент формы шва и участие основного и электродного металла в формировании шва.

Оптимальные параметры режима сварки обеспечивают необходимые геометрические размеры сварных швов и необходимые соотношения между основным и электродным металлом, при котором достигаются заданные механические свойства металла шва.

Тип шва: Т1-∆5 тавровый, односторонний, без скоса кромок;

Марка стали: ст3сп5,

Рисунок 4.1. — Разделка кромок для шва Т1 по ГОСТ 14771-76

Определяем площадь наплавленного металла по формуле:

Сила сварочного тока при сварке в среде защитных газов определяется в зависимости от диаметра электрода, которым мы изначально задаемся, и допустимой плотностью тока:

Для принятого диаметра электрода и силы сварочного тока определяем оптимальное напряжение дуги:

Скорость сварки может быть определена по формуле:

,

где

g=7,8

F Н1пр

Вылет электрода находится по формуле:

Выбираем L=18 мм .

Скорость подачи проволоки определяется по формуле:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в среде защитных газов;

Тип шва: Т7, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки, с подварочным швом;

Марка стали: ст3сп5;

Рисунок 4.2 -Разделка кромок для шва Т7 по ГОСТ 14771-76

1. Определим катет шва по формуле:

k=0,15*s — 0,5s=0,15*20 — 0,5*20=3 — 10мм,

2. Определим площадь наплавленного металла:

Площадь наплавленного металла при полуавтоматической сварке составляет 40-50 мм 2. Выбираем F н =40 мм 2 .

3. Площадь наплавленного металла подварочного и корневого шва:

Конструктивно принимаем =10 мм 2 .

4. Зная общую площадь поперечного сечения металла, наплавленного при первом и последующих проходах, определим количество проходов:

Задаём диаметр электродной проволоки dэ.пр.=1,6мм, плотность тока j=175 А/мм 2

5. Определяем силу сварочного тока:

6. Определяем оптимальное напряжение дуги:

7. Определяем скорость сварки:

где — коэффициент наплавки, определяется в зависимости от тока сварки и диаметра проволоки;

g=7,8 — плотность наплавленного металла;

F Н1пр — площадь поперечного сечения наплавленного металла за данный проход, см 2 .

8. Вылет электрода находится по формуле:

Выбираем L=18 мм .

9. Определяем скорость подачи сварочной проволоки:

Определяем режимы сварки для выполнения подварочного и корневого шва:

1. Определяем силу тока:

Сила тока должна быть меньше, чем при сварке основного шва, чтоб избежать прожогов.

2. Определяем напряжение на дуге:

3. Определяем скорость сварки:

4. Определяем скорость подачи сварочной проволоки:

Способ сварки: полуавтоматическая сварка в защитных газах.

Тип шва: Т6, тавровый, односторонний, со скосом одной кромки.

Марки стали: ст3сп5.

Рисунок 4.3 — Разделка кромок для шва Т6 по ГОСТ 14771-76

1. Определяем площадь наплавленного металла по формуле:

При этом следует иметь в виду, что максимальное поперечное сечение металла, наплавленного за один проход при полуавтоматической сварке не должно превышать 40 — 50 мм 2. Принимаем:

2. Зная общую площадь поперечного сечения наплавленного металла и площади поперечного сечения наплавленного при первом и каждом последующем проходах, найдём число проходов:

Режимы сварки для шва Т6 такие же, как и для сварки шва Т7.

Как работает сварка в углекислой среде

Теория и химические закономерности

Технология сварки в углекислом газе была создана в СССР еще в середине двадцатого века. Впоследствии она получила широкое распространение в промышленности, в строительстве, а также в быту, благодаря низкой себестоимости углекислого газа, универсальности, и высокой производительности.

Полуавтомат для работы с углекислотой

Принцип действия этого метода таков: в сварочную зону поступает углекислый газ, распадаясь под воздействием высоких температур на составляющие — кислород (О2) и угарный газ (СО).

Формула процесса выглядит так: 2СО2=2СО+О2.

Таким образом, в сварочной зоне присутствуют сразу три газа: углекислый, угарный и кислород. Данная комбинация защищает металл от нежелательного воздействия со стороны находящегося в атмосфере воздуха, но и вступает в активное взаимодействие с углеродом и железом, содержащимися в стали.

С целью нейтрализации углекислого газа применяется особая сварочная проволока, содержащая марганец и кремний. Они активнее железа, и вступают в реакцию окисления первыми, не допуская окисления углерода и железа.

Марганец и кремний вносятся в соотношении 1.5 к 2, образуя в процессе сварки легкоплавкое соединение и выводясь в виде шлака на поверхность.

Особенности полуавтоматической сварки в среде углекислого газа

Работа сварочного аппарат с углекислотой

В углекислой среде сваривание металлических деталей производится постоянным током, имеющим обратную полярность. Почему так? Потому что если выполнять сварку постоянным током с прямой полярностью, то ухудшается стабильность электрической дуги, и вследствие этого деформируется шов, а металл электродов тратится на разбрызгивание и угар.

А вот если выполняется наплавка, тогда использование тока с прямой полярностью имеет приоритетное значение, потому что он обладает значительно большим коэффициентом наплавки (в 1.6-1.8 раз), чем ток с обратной полярностью.

Допускается также сварка с использованием переменного тока. При этом желательно использовать осциллятор. Постоянный ток генерируется с помощью преобразователей тока с жесткой характеристикой.

Подготовка металла к сварке в среде углекислого газа

Зачистка металла перед сваркой

Листы из углеродистой или низколегированной стали хорошо свариваются в углекисло-газовой среде. При толщине листов от 0.6 до 1.0 мм рекомендуется проводить отбортовку кромок. Если отбортовка не выполняется, тогда зазор между подлежащими сварке кромками не должен быть более 0.3-0.5 мм.

При толщине листов от 1 до 8 мм кромки можно не разделывать. Максимальный зазор, который можно при этом допускать — не более 1.0 мм. Для листов толщиной от 8 до 12 мм принято делать V-образную разделку, а при толщине более 12 мм — Х-образную разделку.

До начала сварочного процесса необходимо зачистить на кромке краску, окалину, масло, грязь, или другие загрязнения. Это можно сделать вручную, либо с использованием пескоструйной обработки.

О сварочной проволоке

Для полуавтоматической сварки используется проволока, обладающая повышенным содержанием таких добавок как марганец и кремний. Проволока должна быть чистой, иначе падает устойчивость режимов и стабильность электрической дуги. Марка используемой проволоки зависит от металла, который требуется сварить.

Режимы полуавтоматической сварки в среде защитных газов

На выбор режима напрямую влияет толщина свариваемого металла. Чем она больше, тем ниже получается скорость сварочного процесса, и тем больше нужна сила тока. Сварочная дуга должна быть как можно более короткой (от 1.5 до 4 мм), иначе она становится неустойчивой, повышается разбрызгивание металла, повышается вероятность насыщения азотом и окисления жидкой ванны.

Сварка в среде защитных газов

Скорость подачи проволоки зависит от напряжения и силы сварочного тока. На величину ее вылета влияет и диаметр — при значении 0.5-1.2 мм вылет равняется 8-15 мм, а при 1.2-3 мм вылет увеличивается до 15-35 мм.

Что касается расстояния от мундштука горелки до металла, то оно равняется 7-15 мм при силе тока до 150А, а при значениях до 500А — 15-25 мм.

Техника полуавтоматической сварки в углекислой среде

Чтобы предотвратить во время сварки риск возникновения горячих трещин, корневой шов лучше всего сваривать при небольшой величине тока.

Сварка в углекислой среде

Можно выполнять сварку полуавтоматом справа налево («углом вперед»), либо слева направо («углом назад»). В первом случае получается широкий сварной шов и уменьшенная глубина проплавления. Такая техника хорошо подходит для тонкостенных изделий, а также для сварки сталей, при которых могут образовываться закалочные структуры.

При сварочной технике «углом назад» возрастает глубина проплавления, а ширина шва — уменьшается. Угол, под которым нужно держать горелку к свариваемой детали — 15°.

Рекомендуется завершать сварной шов заполнением кратера металлом, после чего остановить подачу проволоки и завершить подачу тока. А вот спешить завершать подачу углекислого газа не стоит до того момента, пока расплавленный металл не затвердеет окончательно.

Приемы для увеличения производительности

Для повышения производительности полуавтоматической сварки увеличивать величину сварочного тока допускается лишь при создании швов в нижнем положении. Использовать этот прием для потолочных и вертикальных швов можно лишь при увеличении скорости кристаллизации сварочной ванны (например, периодически отключая подачу проволоки или колебательными движениями вдоль и поперек шва).

Профессиональный полуавтомат для сварки углекислотой

Еще один способ увеличения производительности полуавтоматической сварки, производимой в среде углекислого газа, — повышение вылета сварочной проволоки.

Лучше всего эта техника работает при использовании тонкой проволоки. В таком случае она подается в сварочную зону уже разогретой до высоких температур, а значит увеличивается ее скорость плавления и объем расплавленного металла.

Избавиться от самопроизвольных движений конца проволоки при большом вылете можно с помощью специальных фарфоровых или керамических наконечников.

Повышение длины вылета проволоки на 40-50 мм может поднять производительность до 30-40%, однако при этом снижается глубина проплавления металла.

Особенности импульсно-дуговой сварки в среде углекислого газа

При создании различных металлоконструкций объем работ с угловыми швами может достигать 80%. Не менее половины из них свариваются при наклонном или вертикальном положении. Подобные швы делаются «на подъем», чтобы обеспечивался тщательный провар корня шва. Благодаря этому достигается усиление шва (до 25% от общего сечения шва).

Баллоны для сварочной углекислоты

Однако такое усиление не повышает прочность шва и не увеличивает работоспособность конструкции, поэтому рекомендуется делать его минимальным.

Импульсно-дуговая сварка в углекислой среде позволяет снизить усиление шва или избавиться от него вовсе.

Благодаря особенностям горения дуги и переносу электродного металла можно выполнять автоматическую и полуавтоматическую сварку наклонных и вертикальных угловых швов, а также тавровых соединений с толщиной металла до 12 мм «сверху-вниз» на спуск. Это позволяет обеспечивать равномерный провар по всей длине соединения. Такой прием дает возможность обеспечить слегка вогнутую или нормальную форму шва, и уменьшить его сечение на 25-30%. При этом значительно снижается расход электроэнергии и до трех раз увеличивается скорость сварки.

Реклама партнеров

Видео: Подготовка к работе сварочного полуавтомата

Разнообразие сварочных работ в Санкт-Петербурге

Работы по сварке металла в Самаре

При сварочном токе 200 ÷ 250 А длина дуги должна быть в пределах 1,5 ÷ 4,0 мм. Вылет электродной проволоки составляет 8 ÷ 15 мм (уменьшается с повышением сварочного тока).

Скорость подачи электродной проволоки, м/ч . расчитывается по формуле

где &45; Р – коэффициент расплавления проволоки, г/А· ч; &61; – плотность металла электродной проволоки, г/см 3 (для стали &61; =7,8 г/см 3).

Значение &45; Р рассчитывается по формуле

Скорость сварки (наплавки), м/ч, рассчитывается по формуле

где &45; Н — коэффициент наплавки, г/А ч; &45; Н = &45; Р · (1- &36; ), где &36; — коэффициент потерь металла на угар и разбрызгивание. При сварке в СО 2 &36; = 0,1 — 0.15 ; F B — площадь поперечного сечения одного валика, см 2. При наплавке в СО 2 принимается равным 0,3 — 0,7 см 2 .

Масса наплавленного металла, г, сварке рассчитывается по следующим формулам:

при сварке ; при наплавочных работах (6.13)

где l – длина шва, см; &61; – плотность наплавленного металла (для стали &61; =7,8 г/см 3); V Н — объем наплавленного металла, см 3 .

Время горения дуги, ч . определяется по формуле

Полное время сварки (наплавки), ч . определяется по формуле

где k П – коэффициент использования сварочного поста, (k П = 0,6 ÷ 0,57).

Расход электродной проволоки, г . рассчитывается по формуле

где G H – масса наплавленного металла, г; &36; – коэффициент потерь, (&36; = 0,1 — 0,15).

Расход электроэнергии, кВт· ч . определяется по формуле

где U Д – напряжение дуги, В; &51; – КПД источника питания: при постоянном токе 0,6 ÷ 0,7. при переменном 0 ,8 ÷ 0,9; W O – мощность источника питания, работающего на холостом ходе, кВт. На постоянном токе Wо = 2,0 ÷ 3,0 кВт, на переменном – Wо = 0,2 ÷ 0,4 кВт.

Справочные сведения по оборудованию для сварки в СО 2 приведены в табл. 4,5,7
приложения.

Полуавтоматическая сварка в защитном газе

Принципы процесса, характеристики дуги

Технологические свойства дуги существенно зависят от физических и химических свойств защитных газов, электродного и свариваемого металлов, параметров и других усло вий сварки. Это обусловливает многообразие способов сварки в защитных газах. Рассмотрим классификацию процесса сварки в защитных газах плавящимся электродам по наиболее существенным признакам.
Полуавтоматическая сварка плавящимся электродом производится в инертных газах Аг и Не (MIG) и их смесях Аг + Не, в активном газе СO 2 (MAG), а также в смесях инертных и активных Аг + О 2 . Аг + СО 2 . Аг + СО + О 2 и активных газов СО 2 + О 2 . В качестве электродных проволок применяют сплошные из нелегированных и легированных сталей и цветных металлов (Ni, Си, Mg, Al, Ti, Mo), а также несплошные порошковые и активированные. Сварка плавящимся электродом выполняется в основном на постоянном токе, приме няется также и сварка импульсным током. Находят применение и другие способы сварки: на нормальном и увеличенном вылете, со свободным и принудительным формированием шва, без колебаний и с колебаниями электродной проволоки, в атмосфере и под водой, в стандартную и нестандартную узкую щелевую разделку кромок и др. Принцип дуговой сварки плавящимся металлическим электродом в защитном газе показан на (рис. 5).
Oсновные типы, конструктивные элементы и размеры сварных соединений из сталей, а также сплавов на железоникелевой и никелевой основах, выполняе мых дуговой сваркой в защитном газе указаны в ГОСТ 14771
В зависимости от уровня механизации и автоматизации процесса различают сварку: — механизированную, при которой перемещения горелки выполняются вручную, а подача проволоки механизирована;
— автоматизированную, при которой все перемещения горелки и подача проволоки механи зированы, а управление процессом сварки выполняется оператором-сварщиком;
— автоматическую (роботизированную), при которой управление процессом сварки выполняется без непосредственного участия оператора-сварщика.

Рис.5 Схема полуавтоматической сварки

Сварочное оборудование

В состав сварочного оборудования входят источник сварочного тока и сварочный аппарат. Составные части сварочного оборудования и их функции определяются уровнем механизации и автоматизации процесса, параметрами режима сварки, необходимостью их установки и регулировки в режиме наладки и сварки.
Основными параметрами автоматизированной дуговой сварки плавящимся электродом в СО 2 . Аг, Не и смесях газов (MAG, MIG) являются.
1. Сварочный ток lc (

16. 4O В);
3. Скорость сварки Vc (

4. 2О мм/с), (-14.4. 72 м/ч);
4. Диаметр электродной проволоки dn (

0.8. 2.5 мм);
5. Длина вылета электродной проволоки Lв (

8. 25 мм);
6. Скорость подачи электродной проволоки Vп (

35. 25О мм/с), (-126. 960 м/ч);
7. Расход защитного газа qг (

Принцип дуговой сварки в защитных газах определяет основные функции оборудования: — подвод к дуге электрической энергии и её регулирование (lc, Uc);
— перемещение горелки со скоростью сварки (Vc) и её регулирование;
— подача электродной проволоки (Vn) в зону сварки и регулирование её скорости;
— подача защитного газа (qг) в зону сварки и регулирование его расхода;
— установка вылета электродной проволоки (Ц) и корректирующие перемещения горелки;
— возбуждение дуги и заварка кратера;
— автоматическое слежение по линии сварки и др.

При пуске сварочного аппарата схема управления должна обеспечивать такую после довательность включения частей и механизмов оборудования:

1) подачу защитного газа (q г), предварительную продувку системы подачи газа;
2) включение источника питания дуги (U);
3) подачу электродной проволоки (Vэ п);
4) возбуждение дуги (l c, U c);
5) перемещение аппарата со скоростью сварки (Vc), тoесть:

При окончании сварки последовательность выключения механизмов должна обеспечи вать заварку кратера и защиту остывающего шва:

Сварка в защитных газах плавящимся электродом выполняется как в производственном помещении на специально оборудованных рабочих местах (сварочный пост, установка, станок, РТК) так и вне его (строительная площадка, трасса трубопровода и др.). Сварочные посты имеют местную вентиляцию и ограждены щитами или экранами для защиты окружающих от излучения дуги и брызг электродного металла.
По назначению сварочное оборудование разделяют на универсальное, специальное и специализированное. Рассмотрим кратко принципы компоновки универсального сварочного оборудования общего назначения, которое выпускается серийно.
Установка для механизированной дуговой сварки плавящимся электродом в защитных газах обычно включает:

— источник постоянного тока (выпрямитель);
— механизм подачи электродной проволоки с кассетой для проволоки;
— комплект специальных гибких шлангов с горелкой;
— встроенный в источник блок управления или отдельный шкаф управления;
— систему подачи защитного газа (баллон, подогреватель газа (для СО 2), газовый редуктор, смеситель газов, газовые шланги, электроклапан);
— кабели цепей управления;
— сварочные кабели с зажимами;
— приспособление для сборки и кантовки сварного узла (механическое оборудование).

Компоновка установки без механического оборудования, которую традиционно называют сварочным полуавтоматом, показанана (рис. 6).

Рис.6
Установка для дуговой механизированной сварки в СО 2 . 1 — изделие; 2 — кнопка «Пуск»-«Стоп»; 3 — горелка; 4 — гибкий шланг; 5 — механизм подачи электродной проволоки; 6 — пульт управления; 7 — катушка; 8 — кабель цепей управления; 9 — блок управления по луавтоматом; 10 — шланг для подачи защитного газа; 11 — газовый редуктор; 12 — подогреватель СО 2 ; 13 — баллон с СО 2 ; 14 — сварочный выпрямитель.

Сварочные полуавтоматы находят самое широкое применение, имеют различное на значение и конструктивное исполнение. Основным исполнением полуавтоматов является по способу защиты зоны дуги:

Для сварки в активных газах (Г);
-для сварки в инертных газах (И);
-для сварки в активных и инертных газах (У);
-для сварки открытой дугой (О);
-для сварки под флюсом (Ф).

Различают три основные системы подачи электродной проволоки: толкающего, тянуще-толкающего и тянущего типов. Наиболее распространенной является система подачи толкающего типа, которая ограничивает длину шланга (до 3 м), но отличается простотой и небольшой массой горелки. Другие системы позволяют увеличить длину шлангов до 10-20 м и использовать тонкую проволоку диаметром меньше 1 мм, но механизм подачи в горелке увеличивает её массу. Регулировка скорости подачи проволоки чаще применяется плавная, но возможна плавно-ступенчатая и ступенчатая. В случае порошковой проволоки применяют две пары подающих роликов, чтобы предупредить её сплющивание.
По радиусу рабочей зоны различают полуавтоматы стационарные (механизм подачи закрепляется на источнике сварочного тока, радиус определяется длиной шланга), пере движные (механизм подачи можно перемещать относительно источника до 10 м) и перенос ные (ранцевые с длиной кабелей до 40-50 м).
Токоподвод (наконечник) является сменной быстро изнашиваемой деталью. От надеж ности контакта в нем зависит стабильность процесса сварки.
К сменным деталям также относится сопло, которое нагревается от излучения дуги и забрызгивается.
Установки для автоматизированной дуговой сварки плавящимся электродом в за щитных газах СО 2 . Аг, Не и смесях (MAG, MIG) общего назначения обычно включают:
— источник постоянного или импульсного тока;
— сварочный аппарат (трактор, подвесную или самоходную головку) с механизмами подачи электродной проволоки, перемещения сварочного аппарата со скоростью сварки и подъё ма-опускания горелки;
— катушку или кассету со сварочной проволокой;
— горелку с механизмом наклона и корректирующих перемещения её по высоте и поперек шва;
— пульт управления на сварочном аппарате;
— блок управления, встроенный в сварочный аппарат или размещенный отдельно шкаф управления;
— систему подачи защитного газа;
— система охлаждения водой.

«Инструкция по эксплуатации сварочных полуавтоматов для электросварщиков. «

Сварочные материалы

При MIG/MAG-сварке используют защитные газы и электродные проволоки. В табл. 2 приведены типы газов по классификации МИС.
Как видно из таблицы, применяются чистые газы инертные и активные, смеси газов в различных сочетаниях: инертные + инертные, инертные + активные и активные + активные. Водород при сварке плавящимся электродом не применяется из-за высокого разбрызгива ния. Активный газ двуокись углерода регламентируется по ГОСТ 8050-85, кислород газообразный по стандарту ГОСТ 5583-78.

Применяется метод расчета расхода защитного газа Нг в литрах или кубических метрах на 1 м шва определяется в основном для малого производства по следующей формуле:

Нг = (Нуг х Т + Ндг)

где Нг - удельный расход защитного газа, приведенный в табл. 3, м3/с (л/мин); Т - основное время сварки n-го прохода, с (мин); Ндг - дополнительный расход защитного газа на выполнение подготовительно-заключительных операций при сварке n-го прохода.

По ГОСТ 2246-70 предусматривается изготовление 75 марок сварочных проволок, в том числе и для сварки в защитных газах. Средне- и сильноокислительные газы группы М2 и МЗ (Аг + СО 2 . Аг + О 2 . Аг + СО 2 + О) и С (СО, СО 2 + О 2) применяются в сочетании с проволо ками, содержащими раскислители Mn, Si, Al, Ti и др. (например СВ-08Г2С, СВ-08ГСМТ, СВ-08ХГ2С). Более точные рекомендации по выбору электродных проволок целесообразно да вать при изучении сварки конкретных групп конструкционных материалов.
Порошковые проволоки применяются для сварки без защиты и с дополнительной за щитой зоны сварки углекислым газом (самозащитные и газозащитные проволоки). По типу сердечника порошковые проволоки можно разделить на:
1) самозащитные: рутил-органические, карбонатно-флюоритные, флюоритные;
2) газозащитные: рутиловые, рутил-флюоритные.
Применение порошковых проволок вместо сплошных позволяет легировать шов в ши роких пределах и повышать стойкость его против пор и горячих трещин, обеспечивать за данные механические свойства. Кроме того, наличие шлака снижает разбрызгивание, набрызгивание и улучшает форму шва.

Типы переноса электродного металла и их применение

При сварке плавящимся электродом открытой дугой перенос электродного металла представляет сложный процесс. Много факторов оказывает влияние на перенос: состав и свойства защитного газа, состав и свойства электродного металла, род тока и полярность, параметры режима сварки, вольт-амперная характеристика источника тока и его динамиче ские свойства и др.
Можно выделить следующие виды переноса электродного металла:
— без коротких замыканий дуги и с короткими замыканиями;
— крупно-, средне-, мелкокапельный и струйный;
— без разбрызгивания и с разбрызгиванием.
Наиболее благоприятные условия для переноса электродного металла наблюдаются при сварке в инертных одноатомных газах аргоне и гелии. В аргоне имеет место два вида переноса: крупнокапельный без коротких замыканий с небольшим разбрызгиванием на докритическом токе и струйный на токе больше критического. Вид переноса влияет на форму проплавления (рис. 7) а) – меньше критического и б) – больше.
Сварка со струйным переносом рекомендуется на металле средней толщины. В гелии наблюдается капельный перенос с короткими замыканиями (к.з.) дуги (малые ток и напряжение) и без к.з. на повышенном токе и напряжении при незначи тельном мелкокапельном разбрызгивании.
ка в гелии имеет меньшую выпуклость, чем в аргоне, так как аргон повышает поверхностное натяжение в сталях. Применение смеси Аг+Не позволяет использовать преимущества обоих газов.
При сварке в СО 2 имеют место перенос мелкокапельный с к.з. и небольшим разбрыз гиванием, крупнокапельный с к.з. и без к.з. с большим разбрызгиванием. На больших токах, когда дуга погружается в основной металл, перенос становится мелкокапельным, разбрыз гивание уменьшается, однако валик имеет чрезмерную выпуклость.

Типы переноса металла при сварке MIG/MAG

При сварке MIG/MAG перенос металла осуществляется, в основном, двумя формами. При первой форме капля касается поверхности сварочной ванны ещё до отделения от торца электрода, образуя короткое замыкание, отчего этот тип перено са получил название переноса с короткими замыканиями. При второй форме капля отделяется от торца электрода без касания поверхности сварочной ванны и, поэто му, этот тип переноса называется переносом без коротких замыканий. Последняя форма переноса металла подразделяется на 6 отдельных типов согласно особенно стям формирования и отделения капель электродного металла от торца электрода. Таким образом, согласно классификации предложенной Международным Институ том Сварки, существует 7 основных типов переноса металла, проиллюстрированных на Рис. 8 (условия этих сварок приведены в Табл. 3).
Табл. 3 Условия сварки экспериментов для иллюстрации различных типов переноса металла, представленных на Рис. 8 (электронный источник питания).

При этом типе переноса металла торец электрода с находящейся на нём каплей расплавленного электродного металла периодически касается поверхности сварочной ванны, вызывая короткие замыкания и погасания дуги. Обычно, перенос металла с короткими замыканиями имеет месте при низких режимах сварки, т.е. малом токе сварки и низком напряжении дуги (короткая дуга гарантирует, что капля коснётся поверх ности ванны раньше своего отделения от торца электрода). Этот тип переноса ме талла имеет место как при сварке MIG. так и при сварке MAG. В начале короткого замыкания на пряжение дуги резко падает (до уровня напряжения короткого замыкания) и ос таётся низким до его окончания, в то время как ток короткого замыкания быст ро повышается. Разогрев перемычки жидкого металла между торцом электро да и сварочной ванной (вызываемый проходящим высоким током короткого замыкания) способствует её разрыву.

Перенос металла при импульсно-дуговой сварке

Главной особенностью процесса импульсно-дуговой сварки (ИДС) является возможность получения мелкокапельного переноса электродного металла при сред нем значении тока сварки (Iм) ниже критического, который в обычных условиях опре деляет границу между крупнокапельным и мелкокапельным переносом металла. В этом методе управления переносом металла ток принудительно из меняется между двумя уровнями, называемыми током базы (Ig) и током импульса (Iи) (Рис. 9). Уровень тока базы выбирается из условия достаточности для обеспе чения поддержания горения дуги при незначительном влиянии на плавление элек трода. Функцией тока импульса, который превышает критический ток, является оп Иллюстрация переноса металла при ИДС (типа «одна капля за один импульс»).
Стальная малоуглеродистая электродная проволока; 0-1,2 мм; Аг+5%0 2 ; Iи = 270 A; tu = 5,5 мс; Iб = 70 A; te = 10 мс; Vnnp = 3,5 м/мин; Vce = 28 см/мин; вылет электрода — 18 мм.

лавление торца электрода, формирование капли определённого размера и срыв этой капли с торца электрода действием электромагнитной силы (Пинч-эффект). В течение одного импульса тока может быть сформировано и перенесено в сварочную ванну от одной до нескольких капель. Частота следования импульсов тока, их ам плитуда и длительность (tu) определяют выделяемую энергию дуги, а следователь но, скорость расплавления электрода. Сумма длительностей импульса tu и базы (fe) определяет период пульсации тока, а её обратная величина даёт частоту пульсации.
Перенос электродного металла при ИДС характеризуется следующими пара метрами:
— числом капель сформированных и перешедших в сварочную ванну под действием одного импульса тока;
— размером капли;
— временем от начала импульса тока до срыва первой капли;
— моментом, когда происходит отделение капли от электрода (на фазе импульса или на фазе базы).

Анализ параметров пульсации тока (Iu, fa, tu, fe) и параметров переноса элек тродного металла будет приведен ниже (см. следующую страницу).
В связи с тем, что формирование и отрыв капли управляется амплитудой и длительностью тока импульса (Iи и tu), средний ток сварки (IМ) может быть уменьшен существенно ниже уровня критического тока, что достигается либо простым увели чением времени базы (fe), т.е. снижением частоты импульсов, либо снижением тока базы (Iб). Например, применительно к малоуглеродистой электродной проволоке диаметром 1 мм при сварке в защитной среде на базе аргона можно поддерживать управляемый мелкокапельный перенос металла на токе сварки менее 50 А, хотя критический ток для этих условий равен примерно 180. 190 А. Благодаря низкой мощности дуги и скорости расплавления электрода, сварочная ванна имеет малые размеры и легко управляема. Таким образом, становится возможным реализация желаемого мелкокапельного переноса электродного металла, как при сварке тонко листового металла, так и при сварке металла больших толщин во всех пространст венных положениях.
Другим преимуществом процесса ИДС является возможность использования проволок больших диаметров для скоростей наплавки характерных для проволок малых диаметров, что снижает стоимость единицы веса наплавленного металла. При этом также возрастает эффективность наплавки благодаря снижению потерь на разбрызгивание электродного металла.
К недостаткам этого процесса можно отнести возможное отсутствие проплавления, вследствие низкого тепловложения в сварочную ванну. Кроме того, повышен ные требования к квалификации сварщиков, а также использование значительно бо лее сложного оборудования в совокупности с более низкой гибкостью (универсальностью) процесса.

«ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ИНСТРУКЦИЯ ПО ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКОЙ СВАРКЕ СТАЛЕЙ. «

Особенности сварки в среде углекислого газа.

Углекислый газ является активным газом. При высоких температурах происходит диссоциация (разложение) его с образованием свободного кислорода:
2СО 2 -> 2СО + О 2
Молекулярный кислород под действием высокой температуря сварочной дуги диссоциирует на атомарный по формуле:
О 2 -> 2О
Атомарный кислород, являясь очень активным, вступает в реакцию с железом и примесями, находящимися в стали, по следующим уравнениям:
Fe + O =FeO,
C + O =CO,
Mn + O =MnO,
Si + 2O = SiО 2 .
Чтобы подавит реакцию окисления углерода и железа при сварке в углекислом газе, в сварочную ванну вводят раскислители (марганец и кремний), которые тормозят реакции окисления и восстанавливают окислы по уровням:
FeO + Mn = MnO + Fe,
2FeO + Si = SiО 2 + 2Fe и т.д.
Образующиеся окислы кремния и марганца переходят в шлак. Исходя из этого при сварке в углекислом газе малоуглеродистых и низкоуглеродистых сталей необходимо применять кремний-марганцовистые проволоки, а для сварки легированных сталей – специальные проволоки (табл.4).

Подготовка металла под сварку состоит в следующем. Чтобы в наплавленном металле не было пор, кромки сварных соединений необходимо зачищать от ржавчины, грязи, масла и влаги на ширину до 30мм по обе стороны от зазора. В зависимости от степени загрязнения зачищать кромки можно протиркой ветошью, зачисткой стальной щёткой, опескоструиванием, а также обезжириванием с последующим травлением. Следует заметить, что окалина почти не влияет на качество сварного шва, поэтому детали после газовой резки могут свариваться сразу после зачистки шлака.
Разделывают кромки под сварку так же, как и при полуавтоматической сварке под слоем флюса.

Выбор режимов сварки в среде углекислого газа.

К параметрам режима сварки в углекислом газе относятся: род тока и полярность, диаметр электродной проволоки, сила сварочного тока, напряжение дуги, скорость подачи проволоки, вылет электрода, расход углекислого газа, наклон электрода относительно шва и скорость сварки.
При сварке в углекислом газе обычно применяют постоянный ток обратной полярности, так как сварка током прямой полярности приводит к неустойчивому горению дуги. Переменный ток можно применять только с осциллятором, однако в большинстве случаев рекомендуется применять постоянный ток.
Диаметр электродной проволоки следует выбирать в зависимости от толщины свариваемого металла.

Сварочный ток устанавливается в зависимости от выбранного диаметра электродной проволоки.
Основные режимы сварки полуавтоматом приведены в таблице 5.

С увеличением силы сварочного тока увеличивается глубина провара и повышается производительность процесса сварки.
Напряжение дуги зависит от длины дуги. Чем длиннее дуга, тем больше напряжения на ней. С увеличением напряжения дуги увеличивается ширина шва и уменьшается глубина его провара. Устанавливается напряжение дуги в зависимости от выбранной силы сварочного тока.
Скорость подачи электродной проволоки подбирают с таким расчётом, чтобы обеспечивалось устойчивое горение дуги при выбранном напряжении на ней.
Вылетом электрода называется длина отрезка электрода между его концом и выходом его из мундштука. Величина вылета оказывает большое влияние на устойчивость процесса сварки и качества сварного шва. С увеличением вылета ухудшается устойчивость горения дуги и формирования шва, а также увеличивается разбрызгивание. При сварке с очень малым вылетом затрудняется наблюдение за процессом сварки и часто подгорает контактный наконечник. Величину вылета рекомендуется выбирать в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Кроме вылета электрода, необходимо выдерживать определённое расстояние от сопла горелки до изделия (табл.6), так как с увеличением этого расстояния возможно попадание кислорода и азота воздуха в наплавленный металл и образования пор в шве. Величину расстояния от сопла горелки до изделия следует выдерживать в приведенных значениях.

Расход углекислого газа определяют в зависимости от силы тока, скорости сварки, типа соединения и вылета электрода. В среднем газа расходуется от 5 до 20 л/мин.
Наклон электрода относительно шва оказывает большое влияние на глубину провара и качество шва. В зависимости от угла наклона сварку можно производить углом назад и углом вперёд.
При сварке углом назад в пределах 5 – 10 град. улучшается видимость зоны сварки, повышается глубина провара и наплавленный металл получается боле плотным.
При сварке углом вперёд труднее наблюдать за формированием шва, но лучше наблюдать за свариваемыми кромками и направлять электрод точно по зазорам. Ширина валика при этом возрастает, а глубина провара уменьшается. Этот способ рекомендуется применять при сварке тонкого металла, где существует опасность сквозного прожога.
Скорость сварки устанавливается самим сварщиком в зависимости от толщины металла и необходимой площади поперечного сечения шва. При слишком большой скорости сварки конец электрода может выйти из-под зоны защиты газом и окислиться на воздухе.

Основные требования безопасности труда при полуавтоматической сварке.

1. Перед пуском сварочного полуавтомата необходимо проверить исправность пускового устройства (рубильника, кнопочного выключателя).
2. Корпуса источника питания дуги и аппаратного ящика должны быть заземлены.
3. При включении полуавтомата первоначально следует включить рубильник (магнитный пускатель), а затем – аппаратный ящик. При выключении – наоборот.
4. Шланги для защитного газа и водяного охлаждения у полуавтомата в местах соединения со штуцерами не должны пропускать газ и воду.
5. Опираться или садиться на источник питания дуги и аппаратный ящик запрещается.
6. При работе открытой дугой на расстоянии менее 10м необходимо ограждать места сварки или пользоваться защитными очками.
7. Намотку сварочной проволоки с бухты на кассету нужно производить только после специального инструктажа.
8. По окончании работы выключить ток, газ, воду.
9. О замеченных неисправностях в работе оборудования необходимо доложить мастеру цеха и без его указания к работе не приступать.
10.Устранять неисправности полуавтоматах самому сварщику запрещается.

Обсудить статью на форуме

Как варят полуавтоматом? Режимы сварки полуавтоматом. Полуавтомат для сварки алюминия

Топ-10 разорившихся звезд Оказывается, иногда даже самая громкая слава заканчивается провалом, как в случае с этими знаменитостями.

Никогда не делайте этого в церкви! Если вы не уверены относительно того, правильно ведете себя в церкви или нет, то, вероятно, поступаете все же не так, как положено. Вот список ужасных.

9 знаменитых женщин, которые влюблялись в женщин Проявление интереса не к противоположному полу не является чем-то необычным. Вы вряд ли сможете удивить или потрясти кого-то, если признаетесь в том.

11 странных признаков, указывающих, что вы хороши в постели Вам тоже хочется верить в то, что вы доставляете своему романтическому партнеру удовольствие в постели? По крайней мере, вы не хотите краснеть и извин.

Как выглядеть моложе: лучшие стрижки для тех, кому за 30, 40, 50, 60 Девушки в 20 лет не волнуются о форме и длине прически. Кажется, молодость создана для экспериментов над внешностью и дерзких локонов. Однако уже посл.

Наперекор всем стереотипам: девушка с редким генетическим расстройством покоряет мир моды Эту девушку зовут Мелани Гайдос, и она ворвалась в мир моды стремительно, эпатируя, воодушевляя и разрушая глупые стереотипы.