Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Rosyjski inżynier Nikołaj Gawrilowicz Slavyanov w 1888 roku po raz pierwszy na świecie zastosował metodę spawania łukowego za pomocą metalowej elektrody pod warstwą topnika.

Metalowa elektroda stopiła się w trakcie pracy, więc Slavyanov nazwał swoją metodę „elektrycznym odlewaniem metalu”.

W 1927 r. Radziecki naukowiec Dmitrij Antonowicz Dulczewski poprawił metodę, która później stała się znana jako automatyczne spawanie łukowe pod warstwą topnika.

Automatyczne spawanie łukiem krytym

Istota procesu jest następująca. Łuk elektryczny płonie między spawanym produktem a końcem drutu spawalniczego. Drut spawalniczy topi się. W miarę topnienia nowe miejsca drutu spawalniczego są dostarczane do miejsca spawania. Drut wchodzi do strefy spawania lub poprzez specjalny mechanizm, w tym przypadku mamy do czynienia z automatycznym spawaniem. Albo ręcznie, ale w tym przypadku spawanie będzie półautomatyczne.

Sam łuk elektryczny jest zamknięty warstwą strumienia i płonie wewnątrz chmury gazu, która powstaje w wyniku topnienia tego strumienia. W konsekwencji nie ma szkodliwego wpływu na oczy, jak podczas normalnego spawania.

Metal spoiny i strumień pod wpływem łuku topnieją . W tym przypadku stopiony topnik tworzy ochronną warstwę cieczy, która zapobiega kontaktowi spawanego metalu z tlenem z otaczającego powietrza. Wewnątrz topionego topnika topi się nie tylko spawany metal, ale także drut spawalniczy.

Wszystkie te stopione metale są mieszane w tak zwanym jeziorku spawalniczym (niewielka przestrzeń utworzona w miejscu spawanych części, bezpośrednio pod elektrodą). Gdy łuk porusza się dalej, metal w jeziorku spawalniczym stopniowo ochładza się i staje się stały. Tak więc powstaje szew spawalniczy.

Stopiony strumień nazywany jest żużlem. Żużel ten tworzy skorupę żużla na powierzchni spoiny, ponieważ twardnieje, co można łatwo usunąć za pomocą metalowej szczotki.

Zalety spawania z zamkniętym łukiem

Istnieje kilka zalet:

  • Wielkość prądu . Przy otwartym łuku prąd nie może przekroczyć 600 amperów. W przypadku przekroczenia tego wskaźnika metal zaczyna bryzgać bardzo mocno i uzyskanie wysokiej jakości spoiny staje się niemożliwe. W przypadku zamkniętego łuku prąd można zwiększyć do 4000 amperów. To z kolei prowadzi do gwałtownej poprawy jakości spoiny i znacznego wzrostu szybkości całego procesu.
  • Moc łuku . Zamknięty łuk ma większą moc. W rezultacie spawany metal topi się na dużą głębokość podczas procesu spawania. To z kolei pozwala nie wykonywać krawędzi tnących do spawania (jeden z etapów wstępnego przygotowania). Otwarty łuk ma stosunkowo małą moc i niemożliwe jest uzyskanie dobrego szwu spawalniczego bez uprzedniego cięcia krawędzi.
  • Wydajność . Pod tym pojęciem rozumiem materiał na szew na godzinę łuku. Zastosowanie topnika zwiększa wydajność procesu spawania o 10 razy w porównaniu z tradycyjnym spawaniem.
  • Bańka gazowa Tworzenie się pęcherzyka gazu ochronnego ze stopionego strumienia prowadzi do wielu pozytywnych wyników. Znacznie zmniejszyło się straty stopionego metalu w wyniku rozpryskiwania i spalania. To z kolei prowadzi do bardziej ekonomicznych wydatków drutu elektrody. Zmniejsza to całkowity koszt energii elektrycznej.

Rodzaje strumieni

Topniki pełnią szereg bardzo ważnych funkcji w procesie spawania:

  • Izolacja jeziorka spawalniczego z tlenu atmosferycznego.
  • Stabilizacja wyładowania łukowego.
  • Reakcja chemiczna z roztopionymi metalami.
  • Domieszkowanie (poprawa właściwości) spoiny.
  • Tworzenie spoiny.

Różne rodzaje topników stosuje się do spawania stali niskostopowych, stopowych i wysokostopowych, a także do metali nieżelaznych i stopów. W zależności od składu, wyróżnia się topniki o wysokiej zawartości krzemu, topniki manganowe, o niskiej zawartości krzemu i topniki nie-manganowe. Specjalna grupa składa się z tak zwanych topników beztlenowych.

Strumienie neutralne różnią się stopniem stopowania metali - praktycznie nie stopią stopiwa. Luźne lub stopione. Stop lub ceramika. Zgodnie z metodą wytwarzania, topniki z kolei są podzielone na mieszanki topione, ceramiczne i mechaniczne.

W zależności od struktury chemicznej wyróżnia się:

  • Solanka. Zawierają głównie fluorki i chlorki metali. Używany do spawania metali nieżelaznych.
  • Tlenek. Skład dominujących tlenków metali o niskiej zawartości fluoru. Używany do spawania stali niskostopowych.
  • Mieszane. Stanowią mieszaninę mieszanek tlenków i soli. Używany do spawania stali wysokostopowych.

Drut elektrodowy

Wpływa na jakość spoiny. Ustawia parametry mechaniczne. Drut elektrodowy składa się z trzech rodzajów stali: stopowej, niskowęglowej, wysokostopowej. Średnice drutu różnią się w zależności od przeznaczenia, od 0, 2 do 15 mm. Zwykle taki drut jest dostarczany w standardowych cewkach 80-metrowych lub w kasetach.

Należy zauważyć, że w procesie długiego przechowywania w magazynie drut może być pokryty warstwą rdzy. Dlatego przed użyciem należy oczyścić miejsca pokryte rdzą, naftą lub specjalnym płynem w celu usunięcia tlenków metali.

Automatyczne tryby spawania

Przy wyborze trybu należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Czynniki te obejmują grubość krawędzi spawalniczych, wielkość przyszłej spoiny i jej kształt geometryczny, głębokość topienia metalu w strefie spawania.

W zależności od zgrzewanej grubości, wybierz odpowiednią średnicę drutu elektrody. Średnica elektrody określa wielkość prądu. W rezultacie określa się szybkość podawania elektrody do obszaru spawania i odpowiednio prędkość spawania.

Ciągły drut jest używany do spawania łukiem krytym. Średnica od 1 do 7 mm. Prąd może mieścić się w zakresie 150-2500 amperów. Napięcie łuku wynosi 20–55 watów.

  • Siła i napięcie łuku elektrycznego. Wzrost prądu automatycznie prowadzi do wzrostu mocy cieplnej i wzrostu ciśnienia łuku spawalniczego. Prowadzi to do zwiększenia głębokości penetracji, ale praktycznie nie ma wpływu na szerokość spoiny.
  • Z kolei wzrost napięcia łuku prowadzi do zwiększenia stopnia ruchomości łuku i zwiększenia udziału energii cieplnej zużywanej do topienia topnika spawalniczego. Zwiększa to szerokość spoiny, a jej głębokość się nie zmienia.
  • Średnica drutu elektrody i prędkość spawania. Jeśli bieżąca wartość nie zostanie zmieniona, a średnica drutu zostanie zwiększona w tym samym czasie, doprowadzi to do zwiększenia ruchliwości łuku spawalniczego. W rezultacie szerokość spoiny wzrośnie, a głębokość topnienia metalu zmniejszy się. Wraz ze wzrostem prędkości spawania zmniejsza się głębokość topnienia metali i szerokość szwu spawalniczego. Wynika to z faktu, że przy większej prędkości metal topi się w mniejszych objętościach niż przy niskiej prędkości procesu spawania.
  • Prąd spawania i jego biegunowość. Rodzaj prądu spawania i jego biegunowość w znacznym stopniu wpływają na rozmiar i kształt szwu spawalniczego, ponieważ ilość ciepła wytwarzanego na anodzie i katodzie łuku spawalniczego zmienia się znacznie. Przy bezpośrednim prądzie o bezpośredniej biegunowości głębokość topnienia zmniejsza się o 45–55%. Dlatego, jeśli konieczne jest uzyskanie spoiny o małej szerokości, ale z głęboką penetracją metalu, wówczas konieczne jest zastosowanie stałego prądu spawania o odwrotnej polaryzacji.
  • Przeprowadzanie drutu elektrody. Wraz ze wzrostem usuwania elektrody wzrasta szybkość jej nagrzewania i szybkość topnienia. W rezultacie, ze względu na metal elektrody, objętość jeziorka spawalniczego wzrasta, co z kolei zapobiega stopieniu stopiwa. Konsekwencją tego procesu jest zmniejszenie głębokości penetracji metalu.
  • Kąt elektrody. Położenie kąta elektrody do przodu prowadzi do tego, że stopiony metal zaczyna przeciekać do strefy spawania. W rezultacie zmniejsza się głębokość topnienia, a szerokość szwu zwiększa się. Położenie kąta elektrody z powrotem prowadzi do tego, że stopiony metal jest przemieszczany ze strefy zgrzewania w wyniku działania łuku elektrycznego. Prowadzi to do tego, że głębokość zgrzewania wzrasta, a szerokość szwu zmniejsza się.

Wady metody

Jedną z głównych wad tej metody jest wysoka płynność stopionego topnika i metalu w jeziorku spawalniczym. W wyniku tego można spawać tylko powierzchnie, które są albo w pozycji poziomej, albo odchylone od 10 do 15 stopni od horyzontu.

Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!

Kategoria:

Obróbka metalu