Технология сварки сжатой дугой - Страница 5

Другие виды сварки - Технология сварки сжатой дугой

Подробности

Сварка сжатой дугой применяется при изготовлении изделий из высоколегированных сталей, титана, никелевых сплавов, молибдена, вольфрама и многих других металлов и их сплавов. Пятну нагрева при сварке сжатой дугой может быть придана различная форма путем применения специальных сопел (рис. 119). Если необходимо иметь пятно нагрева вытянутой формы, то в сопле делают два дополнительных отверстия. Через них поступает холодный плазмообразующий газ. Он уменьшает поперечный размер пятна нагрева и придает ему вытянутую форму. При сварке таким соплом зона термического влияния сужается, а скорость сварки возрастает на 50... 100 %. Соплом с дополнительными отверстиями создают фокусирующий газовый поток (рис. 119, в), направленный под углом к оси столба дуги и дополнительно сжимающий дугу.

При плазменной сварке применяют сварочный ток силой 3...300 А, напряжение дуги 25...35 В, средняя скорость сварки составляет 30...50 м/ч. Расход аргона в 5...6 раз меньше, чем при сварке свободной дугой. Сжатой дугой сваривают детали толщиной 0,01...10 мм, отношение глубины проплавления к ширине шва (коэффициент формы шва) составляет 3:1 при толщине свариваемых кромок 3...10 мм.

Сжатой дугой можно производить сварку с глубоким проплавлением, образуя в сварочной ванне сквозное отверстие, по форме напоминающее сверху замочную скважину. Столб дуги при этом погружается в ванну почти на всю толщину кромки детали, выдавливая жидкий металл. При движении дуга как бы раздвигает расплавленный металл, направляя его в хвостовую часть ванны. Процесс похож на плазменную резку, но жидкий металл из ванны не удаляется. С обратной стороны через отверстие вырывается факел остывающего газа. Такой способ сварки требует очень точного поддержания режимов сварки и качественной подготовки стыка, так как металл в ванне удерживается только за счет сил поверхностного натяжения.

Расход плазмообразующего газа устанавливают таким, чтобы его истечение из сопла было спокойным, без завихрений. Давление плазменной струи на поверхности сварочной ванны не должно приводить к нарушению формирования шва.

Сжатой дугой сваривают встык за один проход без разделки кромок и без присадки листы толщиной до 9,5 мм и в отдельных случаях - до 13 мм. В этих случаях сжатая дуга особенно эффективна. Сжатой дугой можно сваривать практически в любом пространственном положении. При сварке листов толщиной до 25 мм требуется V- или (/-образная разделка кромок. Глубина и угол разделки значительно меньше, чем при сварке открытой дугой в аргоне. Количество присадочного металла при сварке сжатой дугой снижается примерно в три раза. Для предохранения металла шва от окисления обратную сторону шва рекомендуется защищать инертным газом. Для этого применяют подкладные планки с канавками.

При сварке сжатой дугой кроме общеизвестных параметров режима дуговой сварки назначают диаметр сопла плазмотрона, а также состав и расход плазмообразующего газа (табл. 23).

При сварке труб сжатая дуга резко повышает производительность. Замена аргонодуговой сварки открытой дугой на сварку сжатой дугой труб из коррозионно-стойкой стали с толщиной стенки 2,3...7,0 мм увеличивает скорость сварки на 50...200 %.

Для автоматической сварки сжатой дугой применяют установку УПС-501, рассчитанную на силу тока до 500 А. Для ручной сварки используют установку УПС-301, позволяющую сваривать на постоянном токе прямой и обратной полярности силой 4...315 А в непрерывном и импульсном режимах коррозионно-стойкие стали толщиной до 5 мм, медь и ее сплавы от 0,5 до 3 мм, алюминий и его сплавы толщиной 1 ...8 мм. Напряжение холостого хода этой установки 80 В, рабочее напряжение дуги 18...40 В. Плазмотрон установки УПС-301 имеет комплект сменных сопел с различными диаметрами канала и обеспечивает сварку на токах силой 25...315 А при прямой и 25...70 А при обратной полярности. Его конструкция обеспечивает возможность возбуждения дуги касанием свариваемого изделия.

Характерным примером технологических возможностей сжатой дуги является точечная сварка тонколистовых конструкций из алюминиевых сплавов, которая выполняется трехфазной сжатой дугой (рис.

120). Процесс сварки состоит из нескольких стадий. Вначале происходит образование сварочной ванны на верхней пластине. С увеличением ванны под действием давления дуги возникает углубление и при определенном диаметре ванны в ней образуется отверстие (рис. 120, в). Жидкий металл на верхнем листе приобретает форму тора.

Активное пятно в полупериоды обратной полярности очищает поверхность нижнего листа от окисной пленки. На нижнем листе образуется сварочная ванна. Когда ее край достигает жидкого металла верхней детали, обе сварочные ванны сливаются, отверстие "захлопывается". На нижней поверхности соединения образуется проплав. Поперечное сечение точки получается более равномерным по толщине, чем при сварке свободной дугой, его размеры можно регулировать в широких пределах. Высокое качество соединения обеспечивается более полным разрушением окисной пленки и возможностью контроля сквозного провара. Скачок напряжения при погружении дуги можно использовать как сигнал для окончания процесса сварки.

МИКРОПЛАЗМЕННАЯ СВАРКА

Сварка сжатой дугой на малых токах (0,1... 10 А) получила название микроплазменной сварки. При таких токах сваривают детали с толщиной кромок 0,025...0,8 мм. По сравнению со сваркой открытой дугой изменение длины малоамперной сжатой дуги оказывает значительно меньшее влияние на качество сварного соединения. Сильно возрастает пространственная устойчивость дуги.

При микроплазменной сварке как плазмообразующий газ используют аргон, а в качестве защитного - аргон, гелий, азот, смеси аргона с водородом или с гелием и другие газы в зависимости от свариваемого металла.

Катодная область малоамперной сжатой дуги постоянного тока находится в атмосфере плазмообразующего газа, а столб дуги и анодная область - в атмосфере защитного газа. Применение в защитной смеси молекулярных газов (азота, водорода) повышает напряжение дуги, увеличивает ее проплавляющую способность, так как в столбе дуги молекулы этих газов диссоциируют, поглощая энергию, что приводит к дополнительному сжатию дуги. Дуга приобретает форму конуса (иглы), сходящегося к изделию. Плотность тока на острие этой "иглы" достигает 5 ООО А/см2.

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

   
© ALLROUNDER