Оборудование для сварки реферат

При замыкании цепи вторичной обмотки в ней течет ток. Тогда соотношение u

₂ ? — e ₂ уже не выполняется точно, и соответ­ственно

связь между U ₁ и U₂ становится более

сложной, чем в уравнении (4).

Согласно закону сохранения энергии мощность в первичной цепи должна равняться

мощности во вторичной цепи:

U ₁ I ₁ = U₂ I _2, (5)

где I ₁ и I ₂ — действующие значения силы в первичной и вто­ричной обмотках.

U ₁ /U₂ = I ₁ /I ₂ . (6)

Это означает, что, повышая с помощью трансформатора на­пряжение в несколько раз, мы во столько же раз уменьшаем си­лу тока (и наоборот).

Вследствие неизбежных потерь энергии на выделение тепла в обмотках и железном сердечнике уравнения (5) и (6) вы­полняются приближенно. Однако в современных мощных транс­форматорах суммарные потери не превышают 2—3%.

Электромагнитной мощностью трансформатора называется мощность, передаваемая из первичной обмотки во вторичную электромагнитным путем. Она равна произведению э.д.с. этой обмотки на величину тока нагрузки, т.е.

Полезной, или отдаваемой, мощностью трансформатора называется произведение эффективного напряжения на зажимах вторичной обмотки на величину ее нагрузочного тока

Расчетной мощностью трансформатора называется произведение эффективного тока, протекающего по обмотке, на величину напряжения на ее зажимах. Эта мощность характеризует собой габаритные размеры обмотки, т.к. число витков обмотки определяется напряжением на ее зажимах, а сечение провода — эффективным током. Расчетная мощность первичной обмотки равна произведению напряжения на ее зажимах и тока, потребляемого трансформатором из сети, т.е.

Типовой, или габаритной, мощностью называется мощность, определяющая размеры всего трансформатора. Ее величину определяют по формуле

где P1 и P2 — расчетные мощности обмоток трансформатора. В процессе работы трансформатора в его магнитопроводе и в его обмотках затрачивается некоторая часть подводимой к нему энергии и поэтому мощность, потребляемая трансформатором из сети, всегда больше мощности, отдаваемой нагрузке. Конструктивные характеристики определяются весом, габаритами, формой, приспособленностью к совместному размещению с другими элементами конструкции радиоэлектронного блока или аппарата, а также приспособленностью к экономически целесообразному процессу изготовления. Эксплуатационными характеристиками трансформатора являются долговечность и надежность. Вольтамперная характеристика. Важнейшая характеристика любого источника тока — ВАХ — у него определена конструктивно и не может быть изменена в процессе эксплуатации. Отсюда посредственные динамические качества. Такой аппарат имеет большой вес и крупные габариты, но зато надежен и практически «не убиваем». Если он оборудован выпрямителем, то часто допускает работу на токе двух родов. На современных моделях часто используют тиристорное управление выходными параметрами. Это позволяет снизить массу и габариты, уменьшить «инертность», реализовать некоторые полезные функции и улучшить динамические характеристики. У таких аппаратов возможны коррекция ВАХ и работа с очень маленькими токами (до 2 А).

Практически все такие источники имеют выход только по постоянному току. При проектировании источников питания для сварочных аппаратов необходимо учитывать особенности ВАХ последних. Так, при индуктивной нагрузке (сварочный трансформатор), внешняя характеристика синхронного генератора имеет резко падающий характер, причем с уменьшением cos падение напряжения усиливается (рис.2, X>0).

При активно-емкостной нагрузке (сварочный инвертор) cos опережающий и с ростом потребляемого тока напряжение возрастает тем сильнее, чем меньше cos (рис 2, X<0).

При U=0 (короткое замыкание) все характеристики пересекаются в одной точке, соответствующей значению тока трехфазного короткого замыкания.

Процесс электродуговой сварки (без подачи инертного или каталитического газа) заключается в создании условий для образования электрической дуги при напряжении 50…80 В между электродом и свариваемыми деталями и дальнейшим поддержанием дуги при напряжении 18…25 В для расплавления материала деталей и электрода. Источник напряжения сварочного аппарата должен обладать хорошими динамическими характеристиками. Рабочее напряжение на дуге должно быстро устанавливаться и изменяться в зависимости от длины дуги, обеспечивая ее устойчивое горение. Для постоянного тока достаточно напряжение зажигания 30 — 40 В, в то время как для переменного необходимо напряжение 40 — 60 В. Время восстановления рабочего напряжения при коротком замыкании от 0 до 30 В не должно превышать 50 мс. Ток К.З. (короткого замыкания) не должен превышать рабочий более, чем на 25 — 100%.Для этого необходим источник тока с так называемой «падающей» вольтамперной характеристикой.. При ручной дуговой сварке внешняя характеристика, источника тока должна быть падающей, т.е. напряжение должно уменьшаться с увеличением тока.

При крутой динамической характеристике источника питания динамические токи КЗ значительно меньше (они близки к статическим токам КЗ) и при удлинившейся дуге образуется стабильная рабочая точка.

В аппаратах переменного тока, работающих от однофазной сети, дуга должна возникать при каждом полупериоде питающего напряжения, что делает более жесткими требования к аппарату и материалу электрода, чем при сварке постоянным током или трехфазным.

3. Расчет электросварочного трансформатора.

Сначала находят требуемую мощность. Основным критерием здесь служит максимальный диаметр электрода, определяющий примерное действующее значение сварочного тока. Так, для электрода диаметром 1,5 мм сварочный ток должен быть в пределах 25…40 А, для 2 мм — 60…70 А, для 3 — 100…140, для 4 — 160…200. Мощность трансформатора в ваттах равна Ртр=25*Icв, где Icв- сварочный ток в амперах.

Далее определяют сечение магнитопровода в см.кв.: S>0,015*Р (где Р — в ваттах).

Для магнитопроводов отличных от тороидального следует увеличить сечение в 1,3…1,5 раза. Затем вычисляют диаметр в мм. провода первичной обмотки: di >= 1,13 . Диаметр в мм провода вторичной обмотки вычисляют по формуле: dii>=1,13 , где i — плотность тока в А/мм2. При токе I, меньшем 100 А, принимают i равной 10 А/мм2; при токе менее 150 А — 8 А/мм2, при токе менее 200 А — 6 А/мм2. Если используют некруглый провод, его сечение должно быть равным сечению круглого. В расчете принято, что среднее суммарное время горения дуги не превышает 20 % от среднего суммарного времени пауз между периодами горения дуги.

Теперь обычным порядком рассчитывают условия заполнения обмотками окна магнитопровода. Соотношения здесь не даны; напомним лишь о необходимости внимательно отнестись к расчету, не забыть учесть толщину слоев изоляции.

В качестве примера можно рассмотреть трансформатора.. Первичная обмотка сконструирована так, чтобы возможно было варьировать число витков, включенных в сеть. Намоточные характеристики трансформатора представлены в таблице.

Сварочные аппараты

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Тема: « Сварочные аппараты.»

1. Виды сварки. Виды сварочных аппаратов.

1.1 Трансформаторы сварочные.

1.2 Выпрямители сварочные.

1.3 Инверторные сварочные аппараты.

2 Устройство трансформатора.

3. Расчет электросварочного трансформатора.

В настоящее время существует большое количество видов и типов сварки, вот только некоторые из них:
- ручная электродуговая с
- аргонодуговая сварка
- полуавтоматическая сварка
- плазменная сварка
- точечная сварка
- газовая сварка
- контактная сварка (сопротивлением)
- электронно-лучевая сварка
- лазерная сварка
- термическая сварка варка

Каждому виду соответствует своё специальное оборудование. Но в данной работе нас интересуют устройства, производящие сварку с помощью электрического тока. Электродуговой сварочный аппарат, как правило, представляет собой источник питания постоянного или переменного тока, сварочная цепь которого гальванически развязана от сети электропитания, выполняющий функцию дуговой сварки плавлением, контактной сварки, сварки давлением. Он может представлять собой простой трансформатор, а так же сложный высокотехнологический агрегат В течение последних 100 лет для того, чтобы получить источник питания для сварки, использовалось большинство из доступных электрических и электронных технологий: от обыкновенного трансформатора до инверторов, обеспечивающих резонанс на частоте переключения более 100 кГц, от селеновых диодов до 32-разрядных микропроцессоров.
На данный момент существует три основных вида сварочных аппаратов для дуговой сварки:
- трансформаторы (наиболее просты по устройству и эксплуатации) - выпрямители (более высокого уровня по сравнению с трансформаторами)
- инвертор ( достижение в разработке сварочных аппаратов, уменьшение веса и энергозатрат).

1.1 Трансформаторы сварочные (источники питания переменным током).

Это специальные виды однофазных и трехфазных трансформаторов, а также электромашинные генераторы повышенной частоты (400—500 Гц). Существуют два основных принципа построения сварочных трансформаторов: с нормальным магнитным рассеянием и дополнительным индуктивным сопротивлением — дросселем и с искусственно увеличенным магнитным рассеянием.
Трансформаторы первой группы бывают двух основных типов:

б) в однокорпусном исполнении между обмотками трансформатора и дросселя существует как электрическая, так и магнитная связь; трансформаторы этого типа экономичнее и удобнее в эксплуатации.
В трансформаторах второй группы (в однокорпусном исполнении) необходимые внешние характеристики создаются за счет изменения реактивного сопротивления трансформатора. Это достигается за счет принудительного изменения расстояния между первичной и вторичной обмотками за счет изменения величины рассеяния магнитосиловых линий при помощи магнитного подвижного шунта , вводимого в зазор между удаленными друг от друга обмотками.

1.2 Выпрямители сварочные однопостовые (источники питания постоянным током).

Этот сварочный аппарат состоит из трансформатора и блока вентилей. Иногда в комплект выпрямителя входит также дроссель, включенный в цепь постоянного тока для получения нормального переноса электродного металла в дуге. В основном применяют многофазные выпрямители. В выпрямителях с полого-падающей характеристикой используют трансформаторы с малым сопротивлением короткого замыкания. Для получения падающей характеристики необходимы трансформаторы с дросселями или с развитым магнитным рассеянием, аналогичные ранее описанным. В современных выпрямителях применяют преимущественно кремниевые вентили, а в ряде случаев селеновые. Селеновые выпрямители обладают большой перегрузочной способностью и необходимы для сварочных аппаратов с падающей или жесткой характеристиками.
Кремниевые выпрямители применяют главным образом в источниках с падающими характеристиками. Они отличаются малым размером и, как следствие, очень напряженным тепловым режимом работы.

Это последнее слово техники в сварочном производстве. Инвертор является блоком питания и генератором сварочного тока, и имеет габариты в 10 раз меньше габаритов выпрямителей и трансформаторов с теми же характеристиками, а главное инверторный аппарат имеет КПД около 90%.. Основным принципом работы сварочного аппарата инвертора является многократное поэтапное преобразование электрической энергии. Можно выделить основные этапы преобразования тока в сварочном инверторе:
• выпрямление переменного сетевого напряжения частотой 50 Гц в первичном выпрямителе, собранном из силовых диодов по мостовой схеме;
• преобразование полученного выпрямленного напряжения с повышенными пульсациями в переменное напряжение высокой частоты с помощью инвертирующего преобразователя;
• понижение переменного напряжения высокой частоты импульсным высокочастотным трансформатором до значения, соответствующего напряжению сварки, с формированием необходимого вида вольтамперной характеристики;
• преобразование вторичным выпрямителем переменного напряжения высокой частоты, имеющего величину сварочного напряжения, в постоянное напряжение со сглаживанием пульсаций тока.

. Трансформатор — устройство, которое позволяет как повышать, так и понижать напряжение.

е = - ? Ф/ ? t.

е = ? Ф₀ sin?t, или

е = E₀ sin?t ,

где E₀= ? Ф₀ - амплитуда э.д.с. в одном витке.

В первичной обмотке, имеющей п₁ витков, полная э.д.с. индук­ции e₁ равна п₁е.

Во вторичной обмотке полная э.д.с. е₂ равна п₂

е, где п₂ - чис­ло витков этой обмотки.

e_1/ е_{2 =} п_1/ п₂. (1)

Сумма напряжения u₁, приложенного к первичной обмотке, и

э.д.с. e₁ должна равняться падению напряжения в первичной

u₁ + e₁ = i₁ R₁, где

R₁ - активное сопротивление обмотки, а i₁ -

урав­нения. Обычно активное сопротивле­ние обмотки мало и членом i₁

R₁ можно пре­небречь. Поэтому

Так как мгновенные значения э.д.с. e₁ и e₂

дей­ствующих значений E₁ и E₂ этих э.д.с. или,

Величина k называется коэффициентом трансформации. Ес­ли k>1,

то трансформатор является понижающим, при k 0). При активно-емкостной нагрузке (сварочный инвертор) cos опережающий и с ростом потребляемого тока напряжение возрастает тем сильнее, чем меньше cos (рис 2, X 0,015*Р (где Р - в ваттах). Для магнитопроводов отличных от тороидального следует увеличить сечение в 1,3. 1,5 раза. Затем вычисляют диаметр в мм. провода первичной обмотки: di >= 1,13 . Диаметр в мм провода вторичной обмотки вычисляют по формуле: dii>=1,13 , где i - плотность тока в А/мм2. При токе I, меньшем 100 А, принимают i равной 10 А/мм2; при токе менее 150 А - 8 А/мм2, при токе менее 200 А - 6 А/мм2. Если используют некруглый провод, его сечение должно быть равным сечению круглого. В расчете принято, что среднее суммарное время горения дуги не превышает 20 % от среднего суммарного времени пауз между периодами горения дуги.

В качестве примера можно рассмотреть следующий вариант сварочного трансформатора.. Первичная обмотка сконструирована так, чтобы возможно было варьировать число витков, включенных в сеть. Намоточные характеристики трансформатора представлены в таблице.

Термические виды сварки: электрошлаковая, газовая и дуговая сварка под флюсом

Московский Государственный Вечерний Металлургический Институт

по курсу «Технология материалов и покрытий»

Тема: «Термические виды сварки: электрошлаковая, газовая и дуговая сварка под флюсом»

Студент: Русенцов И. Г.

Преподаватель: Гузенкова А. С.

Москва 2004

В данной работе описаны три вида термической сварки: электрошлаковая, газовая и автоматическая дуговая сварка под флюсом.

В начале работы (глава «Введение») рассказывается о том, что такое сварка как таковая, какие существуют на данный момент её разновидности, также рассказаны некоторые особенности процесса сварки.

Далее по тексту более подробно, в соответствующих главах, описываются процессы электрошлаковой, газовой и автоматической дуговой сварки под флюсом.

Электрошлаковая сварка 6

Газовая сварка 9

Техника газовой сварки 10

Автоматическая дуговая сварка под флюсом 12

Список использованной литературы 14

Сваркой называется технологический процесс получения неразъёмных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого.

Сварное соединение металлов характеризует непрерывность структур. Для получения сварного соединения нужно осуществить межмолекулярное сцепление между свариваемыми деталями, которое приводит к установлению атомарной связи в пограничном слое.

Если зачищенные поверхности двух соединяемых металлических деталей при сжатии под большим давлением сблизить так, чтобы могло возникнуть общее, электронное облако, взаимодействующее с ионизированными атомами обоих металлических поверхностей, то получаем прочное сварное соединение. На этом принципе основана холодная сварка пластичных металлов.

При повышении температуры в месте соединения деталей, амплитуды колебания атомов относительно постоянных точек их равновесного состояния увеличиваются, и тем самым создаются условия более легкого получения связи между соединяемыми деталями. Чем выше температура нагрева, тем меньшее давление требуется для осуществления сварки, а при нагреве до температур плавления необходимое давление становится равным нулю.

Кусок твёрдого металла можно рассматривать как гигантскую молекулу, состоящую из атомов, размещённых в строго определённом, зачастую очень сложном порядке и прочно связанных в одно целое силами межатомного взаимодействия.

Принципиальная сущность процесса сварки очень проста. Поверхностные атомы куска металла имеют свободные, ненасыщенные связи, которые захватывают всякий атом или молекулу, приблизившуюся на расстояние действия межатомных сил. Сблизив поверхности двух кусков металла на расстояние действия межатомных сил или, говоря проще, до соприкосновения поверхностных атомов, получим по поверхности соприкосновения сращивание обоих кусков в одно монолитное целое с прочностью соединения цельного металла, поскольку внутри металла и по поверхности соединения действуют те же межатомные силы. Процесс соединения после соприкосновения протекает самопроизвольно (спонтанно), без затрат энергии и весьма быстро, практически мгновенно.

Объединение отдельных объёмов конденсированной твёрдой или жидкой фазы в один общий объём сопровождается уменьшением свободной поверхности и запаса энергии в системе, а потому термодинамический процесс объединения должен идти самопроизвольно, без подведения энергии извне. Свободный атом имеет избыток энергии по сравнению с атомом конденсированной системы, и присоединение свободного атома сопровождается освобождением энергии. Такое самопроизвольное объединение наблюдается на объёмах однородной жидкости.

Гораздо труднее происходит объединение объёмов твёрдого вещества. Приходится затрачивать значительные количества энергии и применять сложные технические приёмы для сближения соединяемых атомов. При комнатной температуре обычные металлы не соединяются не только при простом соприкосновении, но и при сжатии значительными усилиями. Две стальные пластинки, тщательно отшлифованные и “пригнанные”, подвергнутые длительному сдавливанию усилием в несколько тысяч килограммов, при снятии давления легко разъединяются, не обнаруживая никаких признаков соединения. Если соединения возникают в отдельных точках, они разрушаются действием упругих сил при снятии давления. Соединению твёрдых металлов мешает, прежде всего, их твёрдость, при их сближении действительное соприкосновение происходит лишь в немногих физических точках, и расширение площади действительного соприкосновения достаточно затруднительно.

Металлы с малой твёрдостью, например, свинец, достаточно прочно соединяются уже при незначительном сдавливании. У более важных для техники металлов твёрдость настолько велика, что поверхность действительного соприкосновения очень мала по сравнению с общей кажущейся поверхностью соприкосновения, даже на тщательно обработанных и пригнанных поверхностях.

На процесс соединения сильно влияют загрязнения поверхности металла - окислы, жировые плёнки и пр., а также слои адсорбированных молекул газов, образующиеся на свежезачищенной поверхности металла под действием атмосферы почти мгновенно. Поэтому чистую поверхность металла, лишенную слоя адсорбированных газов, можно сколько-нибудь длительно сохранить лишь в высоком вакууме. Такие естественные условия имеются в космическом пространстве, где металлы получают способность довольно прочно свариваться или «схватываться» при случайных соприкосновениях. В обычных же, земных условиях приходится сталкиваться с отрицательным действием, как твёрдости металлов, так и слоя адсорбированных газов на поверхности. Для борьбы с этими затруднениями техника использует два основных средства: нагрев и давление.

Все существующие способы сварки, как уже упоминалось выше, можно разделить на две основные группы:

Сварку давлением – контактная, газопрессовая – трением, холодная – ультразвуком,

Сварку плавлением – газовая, термитная, электродуговая, электрошлаковая, электронно-лучевая, лазерная.

Самое широкое распространение получили различные способы электрической сварки плавлением, а ведущее место занимает дуговая сварка, при которой источником теплоты служит электрическая дуга.

Электрическую сварку плавлением в зависимости от характера источников нагрева и расплавления свариваемых кромок можно разделить на следующие основные виды сварки:

электрическая дуговая, где источником тепла является электрическая дуга;

электрошлаковая, где основным источником теплоты является расплавленный шлак, через который протекает электрический ток;

электронно-лучевая, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным потоком электронов, излучаемых раскалённым катодом;

лазерная, при которой нагрев и расплавление кромок соединяемых деталей производят направленным сфокусированным мощным световым лучом микрочастиц-фотонов.

При электрошлаковой сварке основной и электродный металл расплавляется теплотой, выделяющейся при прохождении электрического тока через шлаковую ванну.

Перед сваркой между соединяемыми деталями насыпается флюс. Применяемый в этом процессе флюс способен проводить ток.
Для начала сварки между одним или более электродами и основным металлом под слоем флюса возбуждается дуга. В зону сварки электрод постоянно подается специальным механизмом, который также обеспечивает колебания электрода вперед–назад при сварке изделий большой толщины. Кроме того, механизм поднимается вверх по мере выполнения соединения. При горении дуги флюс плавится и горение дуги прекращается, но электрический ток продолжает проходить от электрода к основному металлу.
Расплавленный флюс плавит основной металл и постоянно подающийся электрод, являющийся присадочным материалом. Кроме того, флюс защищает металл от воздействия воздуха. Для того, чтобы жидкий металл и флюс не вытекали за пределы требуемой зоны сварки, используются специальные накладки с каждой стороны соединения. Накладки выполнены из меди с водяным охлаждением, которое не дает им расплавиться. Обычно накладки подвижны и поднимаются вслед за электродом.

При прохождении тока через расплавленный шлак, являющийся электропроводящим электролитом, в нем выделяется теплота, достаточная для поддержания высокой температуры шлака (до 2000°С) и расплавления кромок основного металла и электродной проволоки. Проволока вводится в зазор и подается в шлаковую ванну с помощью мундштука. Проволока служит для подвода тока и пополнения сварочной ванны расплавленным металлом. Как правило, электрошлаковую сварку выполняют при вертикальном положении свариваемых заготовок. По мере заполнения зазора между ними мундштук для подачи проволоки и формирующие ползуны передвигаются в вертикальном направлении, оставляя после себя затвердевший сварной шов.

В начальном и конечном участках шва образуются дефекты. В начале шва – непровар кромок, в конце шва - усадочная раковина и неметаллические включения. Поэтому сварку начинают на вводной, а заканчивают на выходной планках, которые затем удаляют газовой резкой.

Шлаковая ванна – более распределенный источник теплоты, чем электрическая дуга. Основной металл расплавляется одновременно по всему периметру шлаковой ванны, что позволяет вести сварку металла большой толщины за один проход.

Заготовки толщиной до 150 мм можно сваривать одним электродом, совершающим поперечные колебания в зазоре для обеспечения равномерного разогрева шлаковой ванны по всей толщине. Металл толщиной более 150 мм сваривают тремя проволоками, а иногда и большим числом проволок, исходя из использования одного электрода на 45 – 60 мм толщины металла. Специальные автоматы обеспечивают подачу электродных проволок и их поперчной перемещение в зазоре.

Электрошлаковая сварка имеет ряд преимуществ по сравнению с автоматической сваркой под флюсом: повышенную производительность, лучшую макроструктуру шва и меньшие затраты на выполнение 1 м сварного шва.

К недостаткам электрошлаковой сварки следует отнести образование крупного зерна в шве и околошовной зоне вследствие замедленного нагрева и охлаждения. После сварки необходима термическая обработка (отжиг или нормализация) для измельчения зерна в металле сварного соединения.

Электрошлаковую сварку широко применяют в тяжелом машиностроении для изготовления ковано – сварных и лито – сварных конструкций, таких, как станины и детали мощных прессов и станков, коленчатые валы судовых дизелей, роторы и валы гидротурбин, котлы высокого давления и т. п. Толщина свариваемого металла составляет 50 – 2000 мм.

Схема электрошлаковой сварки:

При газопламенной обработке металлов в качестве источника теплоты используется газовое пламя ­– пламя горючего газа, сжигаемого для этой цели в специальных горелках.

В качестве горючих газов используют ацетилен, водород, природные газы, нефтяной газ, пары бензина, керосина и др. Наиболее высокую температуру по сравнению с пламенем других газов имеет ацетиленокислородное пламя, поэтому оно нашло наибольшее применение.

Газовая сварка - это сварка плавлением, при которой метал в зоне соединения нагревается до расплавления газовым пламенем (см. рис 8).

При нагреве газовым пламенем 4 кромки свариваемых заготовок 1 расплавляются вместе с присадочным металлом 2,который может дополнительно вводиться в пламя горелки 3. После затвердевания жидкого металла образуется сварной шов 5.

К преимуществам газовой сварки относятся: простота способа, несложность оборудования, отсутствие источника электрической энергии.

К недостаткам газовой сварки относятся: меньшая производительность, сложность механизации, большая зона нагрева и более низкие механические свойства сварных соединений, чем при дуговой сварке.

Газовую сварку используют при изготовлении и ремонте изделий из тонколистовой стали толщиной 1-3 мм, сварке чугуна, алюминия, меди, латуни, наплавке твёрдых сплавов, исправлении дефектов литья и др.

При сварке место соединения нагревают до расплавления высокотемпературным газовым пламенем. При нагреве газосварочным пламенем кромки свариваемых заготовок расплавляются, а зазор между ними заполняется присадочным металлом, который вводят в пламя горелки извне. Газовое пламя получают при сгорании горючего газа в атмосфере технически чистого кислорода.

Кислородный баллон представляет собой стальной цилиндр со сферическим днищем и горловиной для крепления запорного вентиля. На нижнюю часть баллона насаживается башмак, позволяющий ставить баллон вертикально. На горловине имеется кольцо с резьбой для навертывания защитного колпака. Средняя жидкостная вместимость баллона 40 дм3. При давлении 15 МПа он вмещает ~ 6000дм3 кислорода.

Конструкция ацетиленовых баллонов аналогична конструкции кислородных баллонов. Давление ацетилена в баллоне 1,5 МПа. В баллоне находится пористая масса (активизированный уголь) и ацетон. Растворения ацетилена в ацетоне позволяет поместить в малом объеме большое количество ацетилена. Растворенный в ацетоне ацетилен пропитывает пористую массу и становится безопасным.

При газовой сварке заготовки нагреваются более плавно, чем при дуговой; это и определяет основные области ее применения: для сварки металлов малой толщины (0,2 – 3 мм); легкоплавких цветных металлов и сплавов, требующих постепенного нагрева и охлаждения, например инструментальных сталей, чугуна, латуней; для пайки а наплавочных работ; для подварки дефектов в чугунных и бронзовых отливках. При увеличении толщины металла производительность газовой сварки резко снижается. При этом за счет медленного нагрева свариваемые изделия значительно деформируются. Это ограничивает применение газовой сварки.

Техника газовой сварки.

В практике применяют два способа сварки - правый и левый (см. рис.8) При правом способе сварку ведут слева на право, сварочное пламя направляют на сваренный участок шва, а присадочную проволоку перемещают вслед за горелкой. Так как при правом способе пламя направлено на сваренный шов, то обеспечивается лучшая защита сварочной ванны от кислорода и азота воздуха, большая глубина плавления, замедленное охлаждение металла шва в процессе кристаллизации. Теплота пламени рассеивается меньше, чем при левом способе, поэтому угол разделки кромок делается не 90 , а 60-70, что уменьшает количество наплавленного металла и коробление. При правом способе производительность на 20-25 %выше, а расход газов на 15-20 % меньше, чем при левом. Правый способ целесообразно применять при сварке металла толщиной боле 5 мм и металлов с большой теплопроводностью.

При левом способе сварку ведут справа налево, сварочное пламя направляют на ещё не сваренные кромки металла, а присадочную проволоку перемещают впереди пламени. При левом способе сварщик хорошо видит свариваемый металл, поэтому внешний вид шва лучше, чем при правом способе; предварительный подогрев кромок свариваемого металла обеспечивает хорошее перемешивание сварочной ванны. Благодаря этим свойствам левый способ наиболее распространён и применяется для сварки тонколистовых материалов и легкоплавких металлов.

Мощность сварочной горелки при правом способе выбирают из расчёта 120-150 дм3/ч ацетилена, а при левом -100-130 дм3/ч на 1 мм толщина свариваемого металла.

Диаметр присадочной проволоки выбирают в зависимости от толщины свариваемого металла и способа сварки. При правом способе сварки диаметр присадочной проволоки  мм., но не более 6 мм, при левом  мм, где - толщина свариваемого металла, мм

Скорость нагрева регулируют изменением угла наклона мундштука к поверхности свариваемого металла (рис. 9, а).

Чем толще металл и больше его теплопроводность, тем больше угол наклона мундштука к поверхности свариваемого металла.

В процессе сварки газосварщик концом мундштука горелки совершает одновременно два движения: поперечное (перпендикулярно оси шва) и продольное (вдоль оси шва) (рис. 9) Основным является продольное движение. Поперечное движение служит для равномерного прогрева кромок основного металла и получения шва необходимой ширины.

Газовой сваркой можно выполнять нижние, горизонтальные (на вертикальной плоскости), вертикальные и потолочные швы. Горизонтальные и потолочные швы обычно выполняют правым способом сварки, вертикальные снизу вверх - левым способом.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом.

Для автоматической дуговой сварки под флюсом используют непокрытую электродную проволоку и флюс для защиты дуги и сварочной ванны от воздуха. Подача и перемещение электродной проволоки, а также процессы зажигания дуги и заварки кратера в конце шва автоматизированы В процессе автоматической сварки под флюсом дуга горит между проволокой и основным металлом. Столб дуги и металлическая ванна жидкого металла со всех сторон плотно закрыты слоем флюса толщиной 30 – 35 мм. Часть флюса расплавляется, в результате чего вокруг дуги образуется газовая полость, а на поверхности расплавленного металла – ванна жидкого шлака. Для сварки под флюсом характерно глубокое проплавление основного металла. Действие мощной дуги и весьма быстрое движение электрода вдоль заготовки обусловливают оттеснение расплавленного металла в сторону, противоположную направлению сварки. По мере поступательного движения электрода происходит затвердевание металлической и шлаковой ванн с образованием сварного шва, покрытого твердой шлаковой коркой. Проволоку подают в дугу и перемещают ее вдоль шва с помощью механизмов подачи и перемещения. Ток к электроду поступает через токопровод.

Дуговую сварку под флюсом выполняют сварочными автоматами, сварочными головками или самоходными тракторами, перемещающимися непосредственно по изделию. Назначение сварочных автоматов – подача электродной проволоки в дугу и поддержание постоянного режима сварки в течение всего процесса. Автоматическую сварку под флюсом применяют в серийном и массовом производствах для выполнения длинных прямолинейных и кольцевых швов в нижнем положении на металле толщиной 2 – 100 мм. Под флюсом сваривают металлы различных классов. Автоматическую сварку широко применяют при изготовлении котлов, резервуаров для хранения жидкостей и газов, корпусов судов, мостовых балок и других изделий. Она является одним из основных звеньев автоматической линий для изготовления сварных автомобильных колес и станов для производства сварных прямошовных и спиральных труб. На рисунке 93 представлена схема сварки под флюсом.

Реферат электродуговой сварки

Развитие многих отраслей промышленности во многом зависит от успехов сварочной науки и техники. В настоящее время около 70 % всех сварочных работ выполняют методами плавления, среди которых наибольшее распространение получила электродуговая сварка, которая используется при производстве автомобильного, железнодорожного, морского и речного транспорта и при производстве трубопроводов. Электродуговая сварка позволяет сваривать почти все конструкционные стали, серый и ковкий чугуны, медь, алюминий, никель, титан и их сплавы. [1]

Сварка во многих случаях заменила такие трудоемкие процессы изготовления конструкции, как пленка и литье, соединение на резьбе.

Преимущества сварки перед этими процессами следующие:

1. Экономия металла – 10-30% (в зависимости от сложности конструкции).

2. Уменьшение трудоемкости работ, а соответственно – сокращение сроков работ и уменьшение их стоимости.

3. Удешевление оборудования.

4. Возможность использования наплавки для восстановления изношенных деталей.

5. Герметичность сварных соединений выше, чем клепаных и резьбовых.

6. Уменьшения производственного шума и улучшение условий труда рабочих. [2]

Электродуговая сварка – достаточно популярная совокупность процессов сварочной технологии. Источник теплоты – электрическая дуга, которая соединяет сварочный электрод со свариваемой деталью. Сила сопротивления дуги больше, чем сварочного электрода и проводов. Исходя из этого, большая часть тепловой энергии тока выделяется непосредственно в плазму электрической дуги.

В истории создания электродуговой сварки стояли многие русские ученые. Впервые явление дугового разряда было открыто в 1802 г. российским академиком В. В. Петровым (см. Приложение 1).

Продолжил работу в этой области Н. Бенардос, который создал в 1882 году абсолютно новый вид сварки и резки металлов – электродуговую сварку, что и сегодня пользуется спросом (см. Приложение 2).

В 1888 г. горный инженер И. Славянов заменил графитовый электрод металлическим, и с тех пор 99% работ, выполняемых дуговой сваркой, производятся по методу Н. Г. Славянова. [3]

ЭЛЕКТРОДУГОВАЯ СВАРКА

1. Описание процесса

Электрическая дуга является электрическим разрядом в газах, характеризуемым большой плотностью тока и малым катодным падением потенциала, высокой температурой и давлением газа. Расположенный между электродами нагретый светящийся газ изгибается в виде дуги, в связи с чем явление электрического разряда было названо электрической дугой. [4]

Тема работы: Измерительные трансформаторы тока

. (400. 8000, Гц и выше), например, в схемах электроᴨȇчей; трансформаторы постоянного тока. трансформатор ток По климатическим условиям различают: трансформаторы тока для работы в странах с умеренным климатом - с темᴨȇратурой .

К электроду и свариваемому изделию для образования и поддержания электрической дуги от сварочного трансформатора подводится электроэнергия. Под действием теплоты электрической дуги (до 6000°С) кромки свариваемых деталей и электродный металл расплавляются, образуя сварочную ванну, которая некоторое время находится в расплавленном состоянии. В сварочной ванне металл электрода смешивается с расплавленным металлом изделия (основным металлом), а расплавленный шлак всплывает на поверхность, образуя защитную плёнку. При затвердевании металла образуется сварное соединение. Энергия, необходимая для образования и поддержания электрической дуги, получается от специальных источников питания постоянного или переменного тока. [5]

2. Разновидности

Дуговую сварку классифицируют по разным параметрам, наиболее распространенные виды дуговой сварки представлены ниже.

полуавтоматическую дуговую сварку

ручную дуговую сварку

По защите зоны и режиму дуговой сварки:

сварка под флюсом

импульсная дуговая сварка

дуговая сварка стали и чугуна

По роду тока различают:

электрическая дуга, питаемая постоянным током прямой полярности (минус на электроде);

Б) электрическая дуга, питаемая постоянным током обратной (плюс на электроде) полярности;

• В) электрическая дуга, питаемая переменным током.

Устойчивость горения дуги при постоянном токе выше, чем при переменном, так как в последнем случае при переходе напряжения через нуль и перемене полярности в начале и конце каждого полупериода температура дугового промежутка уменьшается, что вызывает деионизацию газов. Устойчивость горения дуги на переменном токе значительно возрастает, если через покрытие или проволоку в дуговой промежуток ввести легко ионизируемые химические элементы, например калий, кальций и др. [5]

По свойствам сварочного электрода различают:

способы сварки плавящимся электродом

способы сварки неплавящимся электродом

Сварка плавящимся электродом является самым распространённым способом сварки; при этом дуга горит между основным металлом и металлическим стержнем, подаваемым в зону сварки по мере плавления. Этот вид сварки можно производить одним или несколькими электродами. Если два электрода подсоединены к одному полюсу источника питания дуги, то такой метод называют двухэлектродной сваркой, а если больше — многоэлектродной сваркой пучком электродов. Если каждый из электродов получает независимое питание, сварку называют двухдуговой (многодуговой) сваркой. При дуговой сварке плавлением КПД дуги достигает 0,7-0,9. При сварке неплавящимся электродом в зону дуги подают присадочный материал (при необходимости) в виде проволоки определенного состава в соответствии с составом свариваемых сплавов. [7]

По условиям наблюдения за процессом горения дуги различают:

Оборудование для ручной дуговой и механизированной сварки

. Оборудование для ручной дуговой сварки 1.1 Сущность ручной дуговой сварки С помощью ручной дуговой сварки выполняется большой объем сварочных работ при производстве сварных конструкций. Наибольшее применение находит ручная дуговая сварка покрытыми электродами. Схема ручной дуговой сварки покрытым электродом .

А) открытую (визуальное наблюдение за процессом горения дуги производится через специальные защитные стёкла — светофильтры);

Б) закрытую (располагается полностью в расплавленном флюсе — шлаке, основном металле и под гранулированным флюсом; она невидима);

3. Применение

Электродуговую сварку используют для производства автомобилей, судов, вагонов, горнодобывающего и химического оборудования, электрооборудования, строительно-дорожных машин, прессового оборудования и др. [4]

Более подробно рассмотрю пример использования электродуговой сварки в строительстве.

В строительной отрасли активно используется сварочное оборудование, которое предназначено для соединения стальных и железных металлоконструкций. Ручная электродуговая сварка является основным видом подобного оборудования.

Такая популярность обусловлена исключительными особенностями этого метода сварки, которые оптимальны для решения различных производственных задач в строительстве. Простота обслуживания и высокая надежность технологичного оборудования, мобильность и оперативность стали основными факторами в пользу выбора ручной дуговой сварки в качестве основного сварочного аппарата.

Сварочные работы при помощи электродуговой сварки производятся быстро и эффективно. Данное сварочное оборудование и расходные материалы просты в эксплуатации и доступны. Купить электроды для дуговой сварки можно в любом городе. [2]

Также в работе приведен пример изготовления прямошовных труб методом электродуговой сварки (см. Приложение 5).

4. Эффективность

Появившись в начале XX века как технология соединения металлов, электродуговая сварка и до сегодняшнего дня является преобладающим способом изготовления сварных конструкций.

Более половины валового национального продукта промышленно развитых стран создается с помощью сварки и родственных технологий. До 2/3 мирового потребления стального проката идет на производство сварных конструкций и сооружений. Во многих случаях сварка является единственно возможным или наиболее эффективным способом создания неразъемных соединений конструкционных материалов и получения ресурсосберегающих заготовок, максимально приближенных по геометрии к оптимальной форме готовой детали или конструкции.

На эффективность сварки влияют «правильные» сварочные материалы, а также технологии. Экономия на сварочных материалах недопустима — этот постулат должен стать аксиомой для всех предприятий. [8]

Сегодня сварка применяется для неразъемного соединения широчайшей гаммы металлических, неметаллических и композиционных конструкционных материалов в условиях земной атмосферы, Мирового океана и космоса. Дуговая и контактная сварка остаются по-прежнему доминирующими способами соединения металлов. [9]

1.5 Предприятия Беларуси, в услуги которых входит электродуговая сварка

IRONLINE — Ограждения лестниц, пандусов, балконов (г. Минск);

• Государственное унитарное строительно-снабженческое предприятие «УПТК спецработ» (Брестская область);
• Ивацевичский филиал Открытого Акционерного Общества «Экран» (Брестская область);
• ИП «ПРОММЕТАЛЛКОНСТРУКЦИЯ » (Минская область);
• ИЧПУП «ОСТ-Станкопром» (Витебская область);
• ОАО «Березовский мотороремонтный завод» (Брестская область);
• ОАО «РЕМИЗ» (Минская область);
• Общество с ограниченной ответственностью «ЭкситоПлюс» (г. Минск);
• ОДО Промметаллсистемы (Могилевская область);
• ООО «Сити Индустрия» (г. Минск);
• ООО «Униплант» (Минская область);
• Открытое акционерное общество «Березинское» (Минская область);
• Открытое акционерное общество «Лида — агротехсервис» (Гродненская область);
• Открытое акционерное общество «Полесьежилстрой» (Брестская область);
• Открытое акционерное общество «Союзпроммонтаж» (Гродненская область);
• Открытое акционерное общество Автомотосервис и торговля-1 (Могилевская область);
• Производственное республиканское унитарное предприятие «Брестский электротехнический завод» Белорусской железной дороги (Брестская область);
• Частное торгово-производственное унитарное предприятие «Лидмаш» (Гродненская область);
• ОАО «Завод «Легмаш » (Витебская область);
• ООО «МАФагрострой» (г. Минск).

Классификация способов сварки

. аустенита благоприятна для сварки давлением, а объемно-центрированная а-железа -- феррита неблагоприятна. Рис. 3. Сварка давлением. 1.1 Сварка плавлением Электродуговая сварка В результате . сварки. Способы сварки делят на две большие группы: 1) сварка плавлением (сварка без давления) - характеризуется объединением частей металла при его жидком состоянии без приложения давления. К сварке .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сварка представляет собой один из ведущих технологических процессов обработки металлов. Порядка 70 % металлических конструкций, а это промышленные здания и сооружения, суда, мосты, энергетическое и химическое оборудование и прочее, изготавливают с применением сварки.

В Беларуси электродуговая сварка применяется широкой сетью предприятий.

Высокая эффективность сварочных работ и качественная конструкция достигаются при правильном выборе сварочных материалов.. Это очень важно для Беларуси, где наблюдается тенденция повышения конкурентоспособности продукции.

К сожалению, некоторые сварочные материалы (например, электроды) Беларусь вынуждена закупать у России, Японии, Швеции, Америки, так как товары отечественного производства на данном этапе чаще всего уступают по качеству зарубежным производителям. [8]

Для ускорения технического процесса, повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции необходимо широкое внедрение в сварочное производство последних достижений науки и техники. [4]

Усилиями отечественных и зарубежных исследователей достигнуты большие успехи в области создания новых и совершенствования уже существующих способов сварки. Однако до сегодняшнего времени одним из наиболее распространенных способов сварки остается электродуговая. [1]

ПРИЛОЖЕНИЯ, Приложение 1. [9]

В.В. Петров построил самый крупный для того времени источник тока – батарею из 4200 пар медных и цинковых кружков, проложенных бумагой, смоченной водным раствором нашатыря. К ее медному полюсу он присоединил первоначально медную, а затем стальную проволоку с конусной шляпкой, к цинковому полюсу – стальную осургученную проволоку, на острие которой иногда надевал древесный уголек. На ней впервые в мире была получена электрическая дуга: при замыкании проволоки со шляпкой на уголек или металл по замкнутой цепи протекал электрический ток, а при размыкании образовывалась электрическая дуга.

Сварка, склеивание пластмасс

. деформации и течения материала под действием давления; сварка с помощью растворителей - размягчение пластиков и приложение давления (соединение за счет протекания диффузионных процессов). . Классификация относительно ультразвуковой сварки (УЗС) несколько условна. Свариваемым материал .

Схема опытов В.В. Петрова, Приложение 2. [3]

Различные способы электродуговой сварки: а – способ Бенардоса; б, в – способ Славянова; 1 – присадочный пруток; 2 – электрод; 3 – источник тока; 4 – сварной шов; 5 – шлак; 6 – расплавленный металл.

Приложение 3. [11]

а — схема сварки, б — разрез по шву; 1 — свариваемое изделие, 2 — электродная проволока, 3 — катушка для проволоки, 4 — механизм автомата, 5 — бункер для флюса, 6 — трубка для подачи флюса к месту сварки, 7 — флюс, 8 — сварной шов, 9 — шлаковая корка

Приложение 4. [9]

Приложение 5. [12]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Каховский Н. И. Электродуговая сварка сталей: справочник. — Киев: Наукова думка, 1975.

Черный О. М. Электродуговая сварка: практика и теория. — Ростов н/Д: Феникс, 2009.

Мотяхов М. А. Электродуговая сварка металлов. Учебное пособие для повышения классификации электросварщиков. — М.: Высш. школа, 1975.

Закс М.И. Трансформаторы для электродуговой сварки. — Л.: Энергоатомиздат., 1998.

Примеры похожих учебных работ

Установки дуговой электрической сварки

. стержень; 7 – электродное покрытие; 8 – дуга; 9 – сварочная ванна; 10 – деталь. Дуга 8 горит между стержнем 6 и основным . потока. Это улучша­ет защиту сварочной ванны. По мере движения дуги сварочная ванна охлаждается и затвердевает, образуя .

Технологические процессы сборки и сварки трубопровода диаметром 50 мм в поворотном .

. темы настоящей дипломной работы. Целью дипломной работы является изучение технологических процессов сборки и сварки трубопровода диаметром . сварочный шов, упрочняющий место сварки. В полевых условиях сварку труб магистральных трубопроводов производят с .

Подводная сварка и резка

. погружения, при котором ткани тела водолаза, работающего под водой, насыщается инертным газом. Скорость насыщения зависит в . затрудняет наблюдение за дугой. Устойчивое горение дуги под водой можно объяснить принципом минимума энергии Штеенбека, т.е. .

Электродуговая сварка: технология процесса и безопасность труда

. Длина дуги. Сварку обычно выполняют короткой дугой. При сварке длинной дугой . безопасности технологического процесса является наиболее актуальным, является отрасль металлообработки, где не последнее место занимает процесс сварки. Сваркой .

Автоматическая сварка под флюсом

. Оборудование (характеристики источника питания, тип тока) Промышленность выпускает два типа аппаратов для дуговой сварки под флюсом: с постоянной скоростью подачи электродной проволоки, не зависимой от напряжения на дуге .

• Технологии и технологи
• Инженерные сети и оборудование
• Промышленность
• Промышленный маркетинг и менеджмент
• Технологические машины и оборудование
• Автоматизация технологических процессов
• Машиностроение
• Нефтегазовое дело
• Процессы и аппараты
• Управление качеством
• Автоматика и управление
• Металлургия
• Приборостроение и оптотехника
• Стандартизация
• Холодильная техника
• Архитектура
• Строительство
• Метрология
• Производство
• Производственный маркетинг и менеджмент
• Текстильная промышленность
• Энергетическое машиностроение
• Авиационная техника
• Ракетно-космическая техника
• Морская техника

Все документы на сайте представлены в ознакомительных и учебных целях.
Вы можете цитировать материалы с сайта с указанием ссылки на источник.

Читайте также:

  
• Холодная сварка для двигателя автомобиля
  
• Схема сварочного инвертора патон
  
• Сварочные работы в сызрани
  
• Как проводить сварку на автомобиле
  
• Сварочный аппарат blueweld prestige