Дуговая сварка

Технология дуговой сварки, ее преимущества и недостатки.

Температура дуги существенно выше, чем температура плавления жаростойких сплавов и металлов. Дуговая сварка предполагает обязательное использование электрода - между соединяемым металлом и электродом возникает дуга. К преимуществам дуговой сварки относится высокая производительность и сравнительно дешевые расходные материалы. Также упрощенная схема дуговой сварки способствует появлению возможности ее механизации и автоматизации. Еще одно преимущество дуговой сварки заключается в малой поверхности разогреваемого участка, что способствует экономии энергии и ограниченной поверхности обработки. Один из недостатков такого вида сварки является привязка к электрической сети, а также необходимость в наличии преобразовательных устройств, трансформаторов и организации процесса подготовки поверхности.

К электроду и свариваемой поверхности от сварочного трансформатора подводится электрическая энергия для поддержания и образования электродуги. Во момент соприкосновения электрода и свариваемого изделия протекает сварочный ток. Из-за действия тепла электродуги кромки изделия и металл электрода расплавляются, что приводит к образованию сварочной ванны, некоторое время находящаяся в расплавленном состоянии. В ней электродный металл и и расплавленный металл изделия смешиваются, а всплывающий шлак образует защитную пленку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. В процессе дуговой сварки могут использоваться неплавящиеся и плавящиеся электроды. При использовании плавящихся электродов образование сварного шва осуществляется при его собственном расплавлении, а во втором случае при расплавлении присадки проволоки, вводящаяся в сварочную ванну. Чтобы защитить металл шва от окисления используются защитные газы, которые подаются из сварочной головки. К таким газам относятся:

• гелий,
• аргон,
• углекислый газ.

Чтобы увеличить устойчивость дуги в электрод добавляются ионизируемые элементы: натрий, калий, кальций.

Классификация дуговой сварки, защитные и стабилизирующие покрытия

Дуговая сварка классифицируется по следующим основным признакам:

1. Степень механизации. Согласно данному признаку дуговая сварка может быть ручной, полуавтоматической и автоматической.
2. Род тока. Согласно данному признаку дуговая сварка может быть с электрической дугой, которая питается постоянным током прямой полярности, с электрической дугой, которая питается постоянным током обратной полярности и с электрической дугой, которая питается переменным током.
3. Тип дуги. Согласно данному признаку дуговая сварка может быть с зависимой дугой (прямое действие) и с независимой дугой (косвенное действие).
4. Свойства сварочного электрода. Согласно данному признаку дуговая сварка может осуществляться плавящимся электродом или неплавящимся (графитовый, вольфрамовый или угольный).
5. Условия наблюдения за процессом горения дуги. Согласно данному признаку дуговая сварка может быть открытой, полуоткрытой и закрытой.
6. Род защиты сварки от окружающего воздуха. Согласно данному признаку дуговая сварка может быть без защиты (электрод со стабилизирующим покрытием или голым электродом), со шлаковой защитой (под флюсом или толстопокрытыми электродами), с газовой защитой (осуществляется в среде защитных газов), со шлакогазовой защитой (толостопокрытые электроды) и с комбинированной защитой (покрытие и газовая защита или флюс).

Стабилизирующие покрытия для дуговой сварки представляют собой материалы, в которых содержатся элементы, легко ионизирующие дугу. Такие покрытия наносятся тонким слоем на стержни электродов, которые используются при дуговой ручной сварки. Защитными покрытиями являются механические смеси разнообразных материалов, которые способны ограждать расплавленный металл от воздействия воздуха, рафинировать и легировать металл шва, а также стабилизировать горение дуги.

Наиболее широкое распространение получили средне- и толстопокрытые сварочные электроды, используемые при ручной дуговой сварки и наплавки. Такие электроды изготавливаются в специальных цехах или на заводах. В настоящее время широкое распространение получила плазменная сварка, при которой дуга между инертными электродами применяется для высокотемпературного нагрева промежуточного носителя, в качестве которого может использоваться водяной пар.