Особенности газовой сварки, дуговой сварки покрытым электродом,

Смотрите статью в формате PDF

Метод MIG / MAG и TIG-сварка, они приводят к тому, что они все еще используются, несмотря на появление все более и более совершенных, более эффективных и более совершенных методов сварки (например, плазменная или лазерная сварка).

Газовая сварка Газовая сварка является одним из старейших методов сварки, используемых в настоящее время. Первое водородно-кислородное пламя было зажжено в 1802 году в США. Французский Пикард и Фуш зажгли первый кислородно-ацетиленовый огонь, однако только в 1901 году. Здесь следует упомянуть значительный вклад поляков в развитие сварки, потому что сжижение кислорода в 1883 году Врублевским и Ольшевским было основой для промышленного производства газов, используемых в сварке.

Газовая сварка включает в себя плавление краев комбинированных металлов с помощью тепла пламени газа, сжигаемого в атмосфере подачи кислорода. Процесс сварки может быть выполнен с использованием связующего или без него (рис. 1). Основное применение метода - ремонтная и восстановительная сварка, особенно в тех случаях, когда использование других методов невозможно (рисунок 2). При газовой сварке вы можете комбинировать нелегированную сталь, чугун, латунь, медь и алюминий. Этот метод в настоящее время больше не используется для изготовления конструкций и готовая продукция. Из-за очень высокой скорости горения и самой высокой температуры пламени 3150 ° C основным горючим газом, используемым для газовой сварки, является ацетилен.

Ацетилен - это газ с меньшей плотностью, чем воздух, и поэтому он всегда накапливается в верхних слоях закрытого пространства (например, прямо под крышей) и образует взрывоопасную смесь с воздухом в очень широком диапазоне концентраций, т.е. 2,3–82%. Ацетилен взрывается при давлении выше 0,15 МПа (1,5 бар), поэтому транспортируется и хранится в специальных баллонах (красного цвета с белой буквой N), заполненных пористой массой и ацетоном, в которых он растворяется. Благодаря таким мерам давление в баллоне может быть увеличено до 1,5 МПа (15 бар) без риска взрывного разложения ацетилена. Клапаны и редукторы в ацетиленовом баллоне не должны смазываться. Во время поглощения газа из-за жидкого ацетона баллон должен быть установлен в вертикальном положении и максимум до 1000 л / ч. Также следует помнить, что давление в баллоне должно оставаться на уровне не менее 0,05 МПа. Кислород тяжелее воздуха и поэтому накапливается в нижних частях пространства (пол, каналы и т. Д.). Он не взрывается сам по себе и не воспламеняется. Он хранится и транспортируется в стальных баллонах, в которых он сжимается до 15 МПа (150 бар). Запрещается смазывать клапаны кислородного баллона и избегать попадания кислорода на места, загрязненные смазкой, поскольку контакт смазочных материалов с кислородом вызывает их воспламенение. Газосварочная станция рядом с ацетиленовым и кислородным баллонами включает в себя: предохранитель, защищающий от обратного воспламенения пламени, редукторы, шланги и горелку.

Газовая горелка оснащена двумя клапанами: кислородом и ацетиленом. В зависимости от настроек соотношения кислород / ацетилен выделяют пламя: нормальное (отношение кислорода к ацетилену составляет λ = 1,0-1,2), науглероживание (λ> 1,2) и окисление (λ)

Газовая сварка осуществляется тремя способами: левой, правой и вертикальной. Характеристики способа и низкая удельная мощность обуславливают подачу очень большого количества тепла в область соединения. Сварные элементы подвергаются сильному перегреву в областях, непосредственно примыкающих к сварному шву, а сами элементы часто подвергаются значительным деформациям. Внешний вид поверхности и корня сварного шва на сегодняшний день является наименее благоприятным из сварных швов, выполненных с использованием обычно используемых методов сварки (фото 2).

Сварка электродом с покрытием Как кислород, так и азот, присутствующие в атмосфере в больших количествах, оказывают очень неблагоприятное влияние на свойства металлов, особенно в жидком состоянии. Следовательно, во время газовой сварки функция защиты полностью снижается за счет окиси углерода СО в результате неполного сгорания ацетилена. Однако в случае сварки покрытым электродом для этой функции использовалась крышка электрода. Во время сварки крышка создает газовый щит и шлак, закрывающий соединение (Рисунок 3). Роль покрытия также может заключаться в рафинировании (очистке) жидкого металла или даже введении легирующих элементов.

Сваркой электрода с покрытием можно сваривать: нелегированную, высоколегированную сталь, для работы при повышенной температуре, чугун, медь, алюминий, никель и сплавы этих металлов. Сварка под водой также осуществляется с помощью покрытых электродов.

Основным преимуществом сварки покрытого электрода является простота и низкая стоимость сварочной станции (источника питания и проводов) и меньшее влияние ветреных погодных условий на стабильность защитного экрана из жидкометаллического бассейна, чем в случае сварки методами MIG / MAG и TIG в полевых условиях, что мы будем упоминать в следующем выпуске.

Свойства сварных швов, выполненных с покрытыми электродами, зависят от типа используемого электрода и в значительной степени от навыков, восприятия и ручного труда сварщика.

С точки зрения металлургии процесса сварки электроды подразделяются на: кислотные (с маркировкой EA), основные (EB), целлюлозные (EC) и рутиловые (ER). Наиболее благоприятные механические свойства имеют самые основные сварные швы, но для них требуется источник постоянного тока (сварочный выпрямитель), намного более дорогой, чем легко доступный сварочный трансформатор, снабжающий электрод переменным током, который можно легко купить в любом гипермаркете или магазине инструментов. Кроме того, щелочной электрод должен быть тщательно высушен перед использованием, его огневые характеристики требуют высокого уровня квалификации сварщика, а полученный шлак трудно удалить. Сварку гораздо проще использовать с очень популярными рутиловыми или кислотными электродами, которые могут быть подключены к положительной и отрицательной полярности, а также к переменному току. Базовые электроды используются как для сварки нелегированных, так и высоколегированных сталей, устойчивых к коррозии, стали для работы при повышенной температуре, чистого алюминия и его сплава с кремнием (сплав серии 4ххх), медного никеля и сплавов этих металлов. С рутиловыми электродами можно сваривать нелегированные и высоколегированные стали, стойкие к коррозии, в то время как кислотные электроды представляют собой нелегированные конструкционные стали. Механические свойства соединений, выполненных с кислотными электродами, являются наименьшими по сравнению со свойствами соединений, выполненных с другими электродами.

Эффективность сварки покрытыми электродами невелика, а качество и эстетика сварных соединений не очень удовлетворительны для видимых соединений, которые смотрят на эстетику всего элемента (фото 3).

Основные параметры процесса сварки, то есть тип и ток, указаны изготовителем связующего на упаковке. Напряжение дуги, в свою очередь, является параметром результата, зависит от его длины и не регулируется источником питания.

Доктор Инь. Мацей Рожанский

Рис. 1. Диаграмма сварочного газа.

Рис. 2. Примеры использования газовой сварки с зеркалом (а) и с вырезом рабочего отверстия во встроенном трубопроводе (б).

Рис. 3. Схема сварки покрытым электродом.

Рис. 1. Нормальное пламя (а), науглероживание (б), окисление (в).

Рис. 2. Вид на сварную поверхность из стали (стальной лист толщиной 4 мм).

Рис. 3. Вид сварочной поверхности с покрытием электрода (стальной лист толщиной 8 мм).