Рефераты по сварке дуговой

Обновлено: 17.05.2024

* 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.

Несмотря на широкое применение различных механизированных

методах сварки плавлением, наибольшее количество сварных

конструкций изготовляются методом ручной дуговой сварки.

Ручная дуговая сварка производится штучными электродами,

конструктивно представляющими собой металлический стержень

с нанесненным на него покрытием соответствующего состава. Один

из концов стержня длинной ~30мм. освобожден от покрытия для

его зажатия в электродержатель с обеспечение электрического

контакта. Второй конец слегка очищается для обеспечения

возможности зажигания дуги посредством контакта с изделием.

Применение электродов должно обеспечивать следующие

необходимые условия: легкое зажигание и устойчивое горение дуги,

равномерное расплавление покрытия, равномерное покрытие шва шлаком: легкое удаление шлака после сварки, отсутствие непроваров,

пор, трещин в металле шва.

Электроды классифицируются по следующим признакам:

- по материалу, из которого они изготовлены;

- по назначению для сварки определенных сталей;

- по толщине покрытия, нанесенного на стержень;

- по видам покрытия;

- характеру шлака, образующегося при расплавлении покрытия;

- техническим свойствам металла шва;

- по допустимым пространственным положениям сварки или

- по роду и полярности применяемого при сварке тока.

2.0 Классификация и основные ГОСТы на

Стальные электроды изготовляют в соответствии с ГОСТ 9466-75,

ГОСТ 9467-75, ГОСТ 100051-75. В ГОСТ 9466-75 электроды

подразделяются на группы в зависимости от свариваемых металлов:

У - углеродистых и низкоуглеродистых конструкционных сталей;

Л - легированных конструкционных сталей;

Г - легированных теплоустойчивых сталей;

В - высоколегированных сталей с особыми свойствами.

Общее назначение электродных покрытий - обеспечивание

стабильности горения сварочной дуги и получение металла шва с

заранее заданными свойствами (прочность, пластичность, ударная

вязскость, стойкость против коррозии, и др.). Стабильность горения

сварочной дуги достигается снижением потенциала ионизации воздушного промежутка между электродом и свариваемой деталью.

Покрытия выполняют защитную функцию, шлаковая защита служит для защиты расплевленного металла шва от воздействия кислорода и азота воздуха путем образования шлаковых оболочек на

поверхности капель электродного металла, переходящих через

дуговой промежуток, и для образования шлакового покрова на

поверхности расплавленного металла. Шлаковое покрытие

уменьшает скорость охлаждения и затвердевания металла шва,

способствуя выходу из него газовых и неметаллических включений.

Шлакообразующими компонентами являются; титановый концентрат,

марганцевая руда, каолин, мрамор, мел, кварцевый песок, доломит, полевой шпат и др.

Легирование металла шва производится для придания специальных свойств наплавленному металлу. Наиболее часто

применяются такие легирующие компоненты как хром, никель,

млибден, вольфрам, марганец, титан и др. Легирование металла

иногда производится специальной проволокой, содержащей

нужные элементы. Чаще металл шва легируют введением

легирующих компонентов в состав покрытия электрода. Легирующие

компоненты - ферросплавы, иногда чистые металлы.

Для повышения проиводительности, т.е. для увеличения количества наплавляемого металла в единицу времени, в электродные

покрытия иногда вводят железный порошок. Введеный в покрытие

железный порошок улучшает технологические свойства электродов

(облегчает повторное зажигание дуги, уменьшает скорость охлаждения наплавленного металла, что благоприятно сказывается

при сварке в условиях низких температур)

Для закрепления покрытия на стержне используют связывающие

компоненты, жидкое стекло имеет также стабилизирующие свойства.

При наличии в составе покрытия более 20% железного порошка,

к обозначению следует добавить букву Ж.

По видам покрытия электродов подразделяются:

А - с кислым покрытием, содержащим окиси железа, марганца,

кремния, иногда титана;

Б - с основным покрытием, имеющим в качестве основы фтористый

кальций и карбонад кальция. ( Сварку электродами с основным

покрытием осуществляют на постоянном токе и обратной

полярности. Вследствие малой склонности металла к

образованию кристаллизационных и холодных трещин,

с этим покрытием используют для сварки больших сечений );

Ц - с целлюлозным покрытием, основные компоненты которых

- целлюлоза, мука другие органические составы, создающие

газовую защиту дуги и образующие при плавлении тонкий шлак.

( Электроды с целлюлозным покрытием применяют, как

правило, для сварки стали малой толщины);

Р - с рутиловым покрытием, основной компонент - рутил. Для

шлаковой и газовой защиты покрытия этого типа вводят

соответствующие минеральные и органические компоненты.

При сварке на постоянном и переменном токе разбрызгивание

металла незначительно. Устойчивость горения дуги,

формирование швов во всех пространственных положениях

П - прочие виды покрытий.

При покрытии смешанного вида используют соответствующее

2.1 Электроды для сварки конструкционных

и низколегированных сталей

Для сталей обычной прочности предназначены электроды:

Э38, Э42, Э46, Э50, Э42А, Э46А, Э50А, Э55 и Э60.

Для констукционных сталей повышенной прочности - электроды:

Э70, Э85, Э100, Э125, Э150. Механические свойства швов и сварных

соединений при применении электродов для сварки конструкционных сталей должны соответствовать определенным нормам.

2.2 Электроды для сварки легированных

Эти стали сваривают электродами девяти типов по ГОСТ 9467-75

которые классифицируют по механическим свойствам к химическому

составу наплавленного металла. Буквы, стоящие после буквы Э,

показывают гарантированное содержание легирующих элементов в наплавленном металле.

2.3 Электроды для сварки высоколегирванных

сталей с особыми свойствами.

Для сварки коррозионно - стойких

, жаропрочных и жаростойких

высоколегированных сталей мартенситного, мартенситно -

ферритного, ферритного, аустенитно - ферритного и аустенитного

классов существует 49 типов электродов.

3.0 Производство электродов для ручной

В электродном производстве проволоку, поставляемую металлургической промышленностью, правят, разрезают по длинне на

прутки, и очищают от различных поверхностных загрязнений.

Стабильность покрытия должна обеспечиваться его достаточно

одинаковым количеством, на единице длинны электрода и

равномерностью состава в связи с тем, что покрытие представляет

собой смесь различных порошкообразных материалов, скрепленных

между собой и со стержнем склеивающим связующих. Необходимо

стремиться, чтобы замес покрытия в момент нанесения на стержень

был достаточно однородным, этого, видимо, можно достичь при

достаточной дисперсности тех порошков, которые будут

использованы в шихте, и усреднением состава как порошковой

шихты, так и замеса со связующим. Измельченности порошков

имеет значение и не только для возможности усреднения, выравнивания состава покрытия в каждом его объеме, но и

сказывается на кинетике шлакообразования, газовыделения и других важных характеристиках. Действительно: если газовая защита

создается, например, распадом карбонадов, нужна их значительная

удельная поверхность - отдельные частицы должны быть мелкими.

Температура плавления шлака должна быть не очень высокой, а

температура плавления его составляющих в поверхности может быть

более высокой. Относительно легкоплавким является шлак из смесей,

растворов, комплексных соединений и эвтектик, их образование

осуществляется легче и быстрее при контакте элементарных окислов

по значительной поверхности и малом объеме малой частицы, т.е.

опять при достаточно измельченных материалах.

Конечно, различные материалы, используемые в покрытиях, требуют и различного измельчения. Так, целесообразность наличия

более крупных частиц для некоторых ферросплавов отмечалась

ранее, можно указать и на технологические соображения, вытека-ющие из требований производства электродов: так, например,

большое количество мелкодисперсных фракций в ряде случаев

приводит к образованию трещин в электродных покрытиях в

процессе сушки и прокалки электродов. Из таких предпосылок

должны вырабатываться требования к наиболее целессообразным

размерам частицы различных материалов, используемых при

изготовлении конкретных составов электродных покрытий. При этом

следует стремиться к максимально допустимому по обеспечению

технологии изготовления электродов измельчению шлако- и газообра-

зующих составляющих и к ограничениям размеров частиц

ферросплавов и легирующих из соображений их полезного их

использования в шихте покрытий.

Однако при производственных методах измельчения материалов

обеспечить одинаковый размер огромного количества частиц не

удается (всегда получается комплекс частиц различного

гранулометрического состава). Повторяемость примерно одинаковых

частиц имеет вид кривой, близкой по форме к кривой распределения вероятностей, но с ограничением в области больших размеров частиц

(все крупные частицы раздроблены). Такое распределение может быть охарактеризовано просевом через сита.

Обычно применяемые размеры частиц материалов электродных

покрытий проверяются ситами с размерами по ГОСТу 3484-53 от

0,45 (т.е. 252 отверстия и 1 см при размере ячейки 0,45мм) до 007.

Порошкообразные измельченные материалы при принятой в нашей стране схеме электродного производства, получаются в

электродных цехах переработкой исходной продуктов, поступающих в основном в виде кусков того или иного размера. Правда, некоторые

материалы поступают в электродное производство уже в виде

порошков (например крахмал, сода) ии измельчения не требуют.

В качество связующих в электродном производстве являются

селикатные растворы - натриевые, реже калиевые жидкие стекла. Кроме того, в покрытиях они являются одновременно ионизаторами,

а также влияют на формирование состава шлака. В электродном

производстве в зависимости от метода нанесения покрытия на

стержни - окунанием или опрессовкой, жидкие стекла применяются различной плотности.

Жидкие стекла характеризуются модулем, плотностью,

вязскостью и клеющей способностью. На вязскость очень

значительно влияет температура жидкого стекла. Весьма важной

характеристикой жидкого стекла для оценки состава электродных

покрытий является величина сухого остатка.

Раствор жидкого стекла может химически взаимодействовать с ферросплавами - ферросицилием и ферромарганцем.

Нанесение массы покрытия на стержни осуществляется окунанием

или опрессовкой. В настоящее время нанесение покрытия окунанием

применяется при изготовлении мелких партий специальных

электродов (например, для твердых наплавок, сварки цветных металлов). Для электродов общего назначения, а также специальных, но применяемых достаточно широко, изготовляемых массовым

методом или большими партиями,покрытия наносят опрессовкой под

Консистенция обмазочной массы для нанесения покрытия тем или

другим способом должна быть различной. Так, для нанесения

окунанием обмазочная масса должна иметь сметанообразную

консистенцию, которая может количественно оцениваться

различными технологическими пробами. На Ленинградском

Кировском заводе, например, разработана проба по диаметру

растекания мерного количества покрытия по горизонтальному стеклянному листу под собственным весом.

Для нанесения покрытий опрессовкой масса должна иметь консистенцию оконной замазки. Контроль за консистенцией

возможен продавливанием прессом с постоянной скоростью

определенного объема обмазочной массы через калибровое

отверстие. В современные высокопроизводительные электрообмазочные агрегаты масса обычно вводится в виде

брикетов, форма которых обеспечивает быструю загрузку цилиндра

Основные показатели качества нанесения покрытия -

равномерность его расположения по длине, количество (толщина)

покрытия, концентричность расположения относительно стержня -

определяются и качеством обмазочной массы, и режимом нанесе-

ния покрытия. При нанесении окунанием, в этом отношении важны

вертикальность извлечения стержня из обмазочной массы, постоян-

ство скорости извлечения и равномерность массы, поддерживаемая периодическим ее перемешиванием. Важно также, чтобы покрытие

не стекало по стержню во время сушки. При нанесении покрытия

опрессовкой эти хпарктеристики достигаются при правильной

конструкции обмазочной головки пресса точным расположением

каналов, направляющих стержни, и фильеры, ограничивающей

размер покрытия. Наилучшие условия для получения покрытия,

расположенного концентрично стержню, достигаются при соосном движении в электрообмазочном агрегате и стержней,и обмазочной

массы, выдавливаемой прессом. В связи с большими трудностями создания такой конструкции прессов обычно канал для подачи

массы в обмазочную головку изменяет ее приближение с

максимальным приближением к касательной по отношению к

подаваемым в головку стержня. Высокие давления при этом

придают такую плотность покрытию в момент выхода электрода из

пресса, что перетекание массы при сушке исключается и сушка

происходит в горизонтальном положении. В процессе сушки и прокалки диаметр электрода с покрытием несколько увеличивается -

покрытие распухает. Так, для покрытий типа УОНИ-13/45 диаметр

электрода увеличивается при сушке на 0,1-0,2 мм. по сравнению

с его диаметром в момент его выхода их пресса. Сушка и прокалка

электродов должны удалить воду из покрытия. При этом следует

учитывать это воды в покрытии много.

Сушка может быть естественная, т.е. при комнатной температуре,

и ускоренная, в различных печах.

При прокалке осуществляется дальнейшее удаление влаги и

иногда кристаллизационной воды. Температура прокалка ограничивается как отдельными составляющими покрытия, например

при наличии в покрытии органических соединений - температурой их

распада, так и отсутствием откалыванием покрытия от стержня

вследствии различия уоэффициента их теплового расширения. Например, покрытия типа УОНИ-13/45 на стержняи из

низкоуглеродистой или низколегированной проволоки нельзя прокалывать при температуре выше 500-525`C.

Технология ручной дуговой сварки

Сущность процесса ручной дуговой сварки. Рассмотрение особенностей оборудования сварочного поста. Подготовка металлических деталей под сварку. Этапы проведения сварочных работ. Выбор режима ручной дуговой сварки. Современные техники выполнения швов.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	14.12.2017
Размер файла	5,0 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Технология ручной дуговой сварки

1. Технологический процесс

1.1 Сущность процесса ручной дуговой сварки

1.2 Оборудование сварочного поста

1.3 Подготовка деталей под сварку

1.4 Выбор режима ручной дуговой сварки

1.5 Техника выполнения швов

2. Техника безопасности

Сварка является одним из ведущих технологических процессов в машиностроении и в строительстве. Трудно назвать отрасль хозяйства, где бы не применялась сварка.

Сварка позволила внести коренные изменения в технологию производства, создать принципиально новые конструкции машин. Например, применение сварных конструкций вместо клепаных в строительстве позволило экономить около 20% металла, снизить на 5-30% трудоемкость изготовления конструкций.

Сварка универсальна: этим способом могут соединяться металлы в изделиях различных размеров при толщине соединяемого металла от сотых долей миллиметра до метров, при массе изделия от долей грамма до сотен и тысяч тонн. Размеры сварных изделий могут быть от долей миллиметра (приборы электроники) до гигантских размеров (пролетные конструкции железнодорожных и шоссейных мостов, корпуса океанских лайнеров, трубопроводы длиною в тысячи километров).

Сваркой можно соединять не только металлы, но и некоторые другие материалы (стекло, керамику, пластмассы). Возможна сварка разнородных металлов, например, стали с медью или алюминием. Можно сваривать и совершенно разнородные материалы, например металлы со стеклом.

В условиях непрерывного усложнения конструкций, неуклонного роста объема сварочных работ большую роль играет правильное проведение технологической подготовки производства, в значительной степени определяющей его трудоемкость и сроки освоения, экономические показатели, использование средств механизации и автоматизации.

Наибольший эффект технологической подготовки достигается при комплексном решении вопросов технологической обработки самих конструкций, разработки технологических процессов и их оснащения на всех этапах производства. дуговой сварка шов металлический

Поскольку разнообразны применение и характер изготовляемых изделий, освоение сварки требует знаний по металлургии и металловедению, машиностроению, электротехнике, физике, химии, прочности материалов и их свойств при различных температурах, прочности сварных конструкций, автоматизации производственных процессов, начиная с простейших автоматов и полуавтоматов и кончая работами, имитирующими рабочие приемы человека.

Наибольший объем среди других видов сварки занимает ручная дуговая сварка - сварка плавлением штучными электродами, при которой подача электрода и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок производятся вручную.

Среди всех способов наиболее распространена ручная дуговая сварка штучными электродами, как наиболее универсальная. Способ позволяет без замены сварочного инструмента и оборудования (при правильно выбранном сварочном режиме) выполнять швы различных типов и назначения, а так же вести сварку в любом пространственном положении и труднодоступных местах.

Схема процесса показана на рисунке 1.

Дуга горит между стержнем электрода 1 и основным металлом 7. Под действием теплоты дуги электрод и основной металл плавятся, образуя металлическую сварочную ванну 4. Капли жидкого металла 8 с расплавляемого электродного стержня переносятся в ванну через дуговой промежуток. Вместе со стержнем плавится покрытие электрода 2, образуя газовую защиту 3 вокруг дуги и жидкую шлаковую ванну на поверхности расплавленного металла.

Рис. 1 Ручная дуговая сварка металлическим электродом с покрытием (стрелкой указано направление сварки)

Металлическая и шлаковая ванны вместе образуют сварочную ванну. По мере движения дуги металл сварочной ванны затвердевает и образуется сварной шов 6. Жидкий шлак по мере остывания образует на поверхности шва твердую шлаковую корку 5, которая удаляется после остывания шва. Для обеспечения заданного состава и свойств шва, сварку выполняют покрытыми электродами, к которым предъявляют специальные требования.

1.2 Оборудование сварочного поста, инструменты

Сварочный пост для ручной дуговой сварки оснащается источником питания, токоподводом, необходимыми инструментами, принадлежностями и приспособлениями.

Сварочные посты могут быть стационарными и передвижными.

К стационарным постам относятся посты, расположенные в цехе, преимущественно в отдельных сварочных кабинах, в которых сваривают изделия небольших размеров.

Передвижные сварочные посты, как правило, применяют при монтаже крупногабаритных изделий (трубопроводы, металлоконструкции, сосуды) и ремонтных работах. При этом часто используют переносные источники питания. В зависимости от свариваемых материалов и применяемых электродов для ручной дуговой сварки применяют источники переменного или постоянного тока с крутопадающей характеристикой.

Основным инструментом сварщика является электрододержатель. С его помощью осуществляются основные манипуляции в процессе сварки. От этого во многом зависит качество сварного шва.

Рис.2 Конструктивные схемы электрододержателей для ручной дуговой сварки: а - пластинчатый, винтовой, вилочный; б- пружинный; в- зажимной

Электродержатель должен выдерживать 8000 зажимов электрода, затрачивая на каждую замену не более 4 секунд. Он должен допускать возможность захвата электрода не менее чем в двух положениях: перпендикулярно и под углом не менее 1150 к оси электрододержателя. Токоведущие части электрододержателя должны быть надёжно изолированы от случайного соприкосновения со свариваемым изделием или руками сварщика. Изоляция рукоятки должна выдерживать без перебоя в течение 1мин. испытательное напряжение 1500 В при частоте 50 Гц. Превышение температуры наружной поверхности рукоятки при номинальном режиме работы не должно быть более 550С. Поперечное сечение рукоятки на длине, охватываемой ладонью сварщика, должно вписываться в круг диаметром не более 40мм. Электрододержатели должны обладать достаточной механической прочностью.

По силе сварочного тока можно определить наименьшее сечение сварочного кабеля. Кабель должен надёжно контактировать с электродо-держателем.

Щитки и маски применяются для предохранения глаз и кожи лица сварщиков от вредного влияния электрических лучей и брызг расплавленного металла. Их изготовляют по ГОСТ 1361-69 из лёгкого токонепроводящего материала (фибра, спецфанера). Масса щитка или маски не должна превышать 0,6кг. В щиток или маску вставляют специальный светофильтр, удерживаемый рамкой. Нельзя пользоваться случайными цветными стёклами, так как они не могут надёжно защитить глаза от невидимого излучения сварочной дуги, вызывающего заболевание глаз.

Светофильтры имеют различную плотность. Наиболее тёмное стекло имеет марку ЭС-500 и применяется при сварке током до 500 А; среднее - ЭС-300, для сварки током до 300 А; более светлое стекло ЭС-100 для сварки током 100 А и менее. Снаружи светофильтр защищают от брызг расплавленного металла обычным прозрачным стеклом, которое нужно 2-3 раза в месяц заменять новым. Применяют также светофильтры с изменяющейся оптической плотностью, которая позволяет не поднимая щитка вести сборочные и сварочные работы. Без дуги фильтр прозрачен, а при её зажигании за время менее 0,01 с оптическая плотность его автоматически возрастает до номинальной.

Для работы в особо вредных условиях маска сварщика может комплектоваться системой принудительной подачи очищенного воздуха. Она состоит из микровентилятора, фильтрующего элемента, аккумуляторного блока, соединительных шлангов. Система крепится на поясе сварщика со стороны спины. Воздух захватывается в чистой области и подаётся сварщику для дыхания под щиток.

При выполнении сварочных работ обязательно применение спецодежды. Она должна быть изготовлена из плотного брезента или сукна. Не должна иметь открытых карманов. Обувь должна иметь глухой верх. Рукавицы из кожи, плотного брезента или асбестовой ткани.

К дополнительному инструменту сварщика относятся:

- зажимы типа струбцин, присоединённые к обратному кабелю трансформатора. Они должны обеспечивать плотный контакт со свариваемым изделием;

- проволочные щетки для зачистки швов и удаления шлака;

- набор слесарного инструмента (клейма, зубила, молотки) для вырубки дефектных мест, клеймения швов, удаления брызг и шлака;

- сумки для хранения электродов непосредственно на рабочем месте;

- измерительный инструмент - шаблоны, угломеры;

- механические зажимные устройства: сборочные струбцины, скобы, фиксаторы, винтовые распорки и магнитные захваты;

Для прокалки электродов необходимо наличие сушильного шкафа или печи.

При подготовке деталей под сварку поступающий металл подвергается правке, разметке, наметке, резке, подготовке кромок под сварку, холодной или горячей гибке.

Основной металл и присадочный материал перед сваркой должны быть тщательно очищены от ржавчины, масла, влаги, окалины и различного рода неметаллических загрязнений. Наличие указанных загрязнений приводит к образованию в сварных швах пор, трещин, шлаковых включений, что приводит к снижению прочности и плотности сварного соединения.

Подготовка кромок под сварку

К элементам геометрической формы подготовки кромок под сварку (рис.3) относятся угол разделки кромок б, притупление кромок S, длина скоса листа L при наличии разности толщин металла, смещение кромок относительно друг друга б, зазор между стыкуемыми кромками а.

Рис.3 Элементы геометрической формы подготовки кромок под сварку (а) и шва (б): в - ширина шва, h - высота шва, К - катет шва

Для выполнения сварного шва прежде всего определяют режим сварки, обеспечивающий хорошее качество сварного соединения, установленные размеры и форму при минимальных затратах материалов, электроэнергии и труда.

Режимом сварки называется совокупность параметров, определяющих процесс сварки: вид тока, диаметр электрода, напряжение и значение сварочного тока, скорость перемещения электрода вдоль шва и др.

Основными параметрами режима ручной дуговой сварки являются диаметр электрода и сварочный ток.

Остальные параметры выбирают в зависимости от марки электрода, положения свариваемого шва в пространстве, вида оборудования и др. Диаметр электрода устанавливают в зависимости от толщины свариваемых кромок, вида сварного соединения и размеров шва.

Для стыковых соединений приняты практические рекомендации по выбору диаметра электрода d в зависимости от толщины свариваемых кромок s:

При выполнении угловых и тавровых соединений принимают во внимание размер катета шва.

При катете шва 3. 5 мм сварку производят электродом диаметром 3. 4 мм; при катете 6. 8 мм применяют электроды диаметром 4. 5 мм.

При многопроходной сварке швов стыковых соединений первый проход выполняют электродом диаметром не более 4 мм. Это необходимо для хорошего провара корня шва в глубине разделки.

По выбранному диаметру электрода устанавливают значение сварочного тока. Обычно для каждой марки электродов значение тока указано на заводской этикетке, но можно также определить по следующим формулам:

I = (40. 50)dэ , при dэ = 4. 6 мм;

I = (20 + 6dэ)dэ, при dэ6 мм,

где I - значение сварочного тока, А;

dэ, - диаметр электрода, мм.

Полученное значение сварочного тока корректируют, учитывая толщину металла и положение свариваемого шва.

При толщине кромок менее (1,3. 1,6) dэ расчетное значение сварочного тока уменьшают на 10. 15 %, при толщине кромок > 3dэ - увеличивают на 10. 15 %.

Сварку вертикальных и потолочных швов выполняют сварочным током, на 10. 15 % уменьшенным против расчетного.

Сварочную дугу возбуждают двумя приемами. Можно коснуться свариваемого изделия торцом электрода и затем отвести электрод от поверхности изделия на 3. 4 мм, поддерживая горение образовавшейся дуги. Можно также быстрым боковым движением коснуться свариваемого изделия и затем отвести электрод от поверхности изделия на такое же расстояние (по методу зажигания спички).

Прикосновение электрода к изделию должно быть кратковременным, так как иначе он приваривается к изделию, т.е. «примерзает». Отрывать «примерзший» электрод следует резким поворачиванием его вправо и влево. Длина дуги значительно влияет на качество сварки. Короткая дуга горит устойчиво и спокойно. Она обеспечивает получение шва высокого качества, так как расплавленный металл электрода быстро проходит дуговой промежуток и меньше подвергается окислению и азотированию. Но слишком короткая дуга вызывает «примерзание» электрода, дуга прерывается, нарушается процесс сварки. Длинная дуга горит неустойчиво с характерным шипением.

Глубина проплавления недостаточная, расплавленный металл электрода разбрызгивается и больше окисляется и азотируется. Шов получается бесформенным, а металл шва содержит большое количество окислов.

Для электродов с толстым покрытием длина дуги указывается в паспортах.

В процессе сварки электроду сообщаются движения, показанные на рисунке 3:

1 - по направлению оси электрода в зону дуги. Скорость движения должна соответствовать скорости плавления электрода, чтобы сохранить постоянство длины дуги;

2 - вдоль линии свариваемого шва. Скорость перемещения не должна большой, так как металл электрода не успевает сплавиться с основным металлом (непровар). При малой скорости перемещения возможны перегрев и пережог металла; шов получается широкий, толстый, производительность сварки низкая;

3 - поперечные колебательные движения применяют для получения уширенного валика шириной равной (3. 4)dэ. Поперечные движения замедляют остывание наплавляемого металла, облегчают выход газов и шлаков и способствуют наилучшему сплавлению основного и электродного металла и получению высококачественного шва. Образующийся в конце наплавки валика кратер необходимо тщательно заварить.

Рис. 4 Движение электрода в процессе сварки: 1 - поступательное (вдоль оси электрода); 2 - прямолинейное (вдоль оси шва); 3 - колебательные (поперек оси шва)

1.4 Техника выполнения швов

Техника выполнения сварных швов зависит от вида и пространственного положения шва.

Нижние швы наиболее удобны для выполнения, так как расплавленный металл электрода под действием силы тяжести стекает в кратер и не вытекает из сварочной ванны, а газы и шлак выходят на поверхность металла. Поэтому по возможности следует вести сварку в нижнем положении.

Стыковые швы без скоса кромок выполняют наплавкой вдоль шва валика с небольшим уширением. Необходимо хорошее проплавление свариваемых кромок. Шов делают с усилением (выпуклость шва до 2 мм). После проварки шва с одной стороны изделие переворачивают и, тщательно очистив от подтеков и шлака, заваривают шов с другой стороны.

Сварку стыковых швов с V-образной разделкой при толщине кромок до 8 мм производят в один слой, а при большей толщине - в два слоя и более. Первый слой наплавляют высотой 3. 5 мм электродом, диаметр которого 3. 4 мм. Последующие слои выполняют электродом диаметром 4. 5 мм.

Перед наплавкой очередного слоя необходимо тщательно очистить металлической щеткой разделку шва от шлака и брызг металла.

После заполнения всей разделки шва изделие переворачивают и выбирают небольшую канавку в корне шва, которую затем аккуратно заваривают. При невозможности подварить шов с обратной стороны следует особенно аккуратно проварить первый слой.

Стыковые швы с Х-образной разделкой выполняют аналогично многослойным швом с обеих сторон разделки.

Угловые швы в нижнем положении лучше выполнять в положении «лодочка» (рис.5, а). Если изделие не может быть так установлено, необходимо особенно тщательно обеспечить хороший провар корня шва и свариваемых кромок.

Сварку следует начинать с поверхности нижней кромки и затем переходить через разделку шва на вертикальную кромку, как показано на рисунке 5, б. При наложении многослойного шва первый валик выполняют ниточным швом электродом с диаметром 3. 4 мм. При этом необходимо обеспечить хороший провар корня шва. Затем после зачистки разделки наплавляют последующие слои.

Рис.5 Техника выполнения швов

Вертикальные швы менее удобно сваривать, так как сила тяжести увлекает капли электродного металла вниз. Вертикальные швы следует выполнять короткой дугой и снизу вверх (рис.5,в). При этом капли металла легче переходят в шов, а образующийся кратер в виде полочки удерживает очередные капли металла от стекания вниз.

Сварку можно вести и сверху вниз. При этом дугу следует зажигать при положении электрода, перпендикулярном плоскости изделия (рис.5, г). После образования первых капель металла электрод наклоняют вниз и сварку выполняют возможно короткой дугой.

Рекомендуется применять электроды диаметром 4. 5 мм при несколько пониженном сварочном токе (150-170 А). Горизонтальные швы выполняют при разделке кромок со скосом у верхнего листа (рис.5, д). Дугу возбуждают на нижней кромке и затем переводят на поверхность скоса и обратно. Сварку выполняют электродом диаметром 4. 5 мм.

Горизонтальные нахлесточные швы (рис.5, е) выполняются легче, так как нижняя кромка образует полочку, удерживающую капли расплавленного металла.

Потолочные швы наиболее трудно выполнимы и поэтому требуют высокой квалификации сварщика. Применяют электроды диаметром не более 5 мм при уменьшенном значении сварочного тока.

Следует применять тугоплавкое покрытие электрода, образующее «чехольчик», в котором удерживается расплавленный металл электрода. Дуга должна быть как можно короче для облегчения перехода капель металла электрода в кратер шва. Выбор способа и порядка выполнения сварных швов зависит главным образом от толщины металла и протяженности шва.

При сварке тонколистовой стали необходимо строгое соблюдение техники выполнения сварных швов. Особую опасность представляют сквозные прожоги и проплавление металла.

Сталь толщиной 0,5. 1,0мм следует сваривать внахлестку с проплавлением через верхний лист (рис.6, а) или встык с укладкой между свариваемыми кромками стальной полосы (рис.6, б). Во втором случае расплавление кромок должно происходить при косвенном воздействии дуги. Рекомендуются следующие режимы сварки.

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.

Сваркой называют технологический процесс получения механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур – структурной непрерывной связью.
Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и многие другие изделия.

Содержание

Введение
Описание процесса электродуговой сварки
Цех по сварке алюминиевых колен
Оценка факторов рабочей среды
Мероприятия по снижению влияния вредных факторов при ручной дуговой сварке.
Мероприятия по снижению влияния трех основных опасных факторов
Оценка факторов рабочей среды с учетом принятых мер
Заключение
Список литературы

Вложенные файлы: 1 файл

Содержание.doc

Описание процесса электродуговой сварки

Цех по сварке алюминиевых колен

Оценка факторов рабочей среды

Мероприятия по снижению влияния вредных факторов при ручной дуговой сварке.

Мероприятия по снижению влияния трех основных опасных факторов

Оценка факторов рабочей среды с учетом принятых мер

Безопасность труда – это такое состояние его условий, при котором исключено негативное воздействие на работающих людей опасных и вредных производственных факторов. В наш век, век научно-технического прогресса, когда особенностью производства является применение самых разнообразных технологических процессов, сложных по своей физико-химической основе, использование высокотоксичных, легковоспламеняющихся веществ, различного рода излучений, а также внедрение новых материалов, которые часто недостаточно изучены с точки зрения негативных последствий их применения, особенно остро стоит вопрос о безопасности. И, несмотря на внедрение новых, более современных и безопасных для человека технологий, остается много отраслей, где травматизм являет собой значительную проблему. Таким образом, можно сказать, что уровень производственного травматизма в России сегодня в первую очередь определяется технологическим уровнем производства.

Одна из отраслей, где вопрос о безопасности технологического процесса является наиболее актуальным, является отрасль металлообработки, где не последнее место занимает процесс сварки.

Сваркой называют технологический процесс получе ния механически неразъемных соединений, характеризующихся непрерывностью структур – структурной непрерывной связью.

Это технологический процесс, с помощью которого изготавливаются все основные конструкции гидротехнических сооружений, паровых и атомных электростанций, автодорожные, городские и железнодорожные мосты, вагоны, наводные и подводные корабли, строительные металлоконструкции, всевозможные подъемные краны и многие другие изделия.

Многообразие свариваемых конструкций и свойств материалов, используемых для изготовления, заставляют применять различные способы сварки, разнообразные сварочные источники теплоты. Для сварочного нагрева и формирования сварного соединения используются: энергия, преобразованная в тепловую посредством дугового разряда, электронного луча, квантовых генераторов; джоулево тепло, выделяемое протекающим током по твёрдому или жидкому проводнику; химическая энергия горения, механическая энергия, энергия ультразвука и других источников.

Все эти способы требуют разработки, производства и правильной эксплуатации разнообразного оборудования, в ряде случаев с применением аппаратуры, точно дозирующей энергию, со сложными схемами, иногда с использованием технической электроники и кибернетики.

Электродуговая сварка – наиболее широко применяемая группа процессов сварочной технологии.

При электродуговой сварке кромки соединяемых деталей расплавляются электрическим дуговым разрядом. Для сварки необходим сильноточный источник питания низкого напряжения, к одному зажиму которого присоединяется свариваемая деталь, а к другому – сварочный электрод. Электрическая дуга представляет собой устойчивый длительный электрический разряд между двумя электродами в ионизированной газовой среде. Дуга состоит из анодной области, катодной области и столба. Главная роль дугового разряда – преобразование электрической энергии в теплоту. Температура дуги на оси газового столба достигает 6000. 7500°С, что позволяет расплавить практически все металлы и сплавы. На поверхностях анода и катода температура дуги снижается до 3500 – 4000 0 С. Столб дуги окружен пламенем (ореолом). Из-за большого концентрации тепла и высоких температур при сварке тонкого или легкоплавкого металла, а также чувствительных к перегреву высокоуглеродистых, нержавеющих и легированных сталей электрическую дугу питают током обратной полярности. То есть минус источника тока подключают к изделию.

В результате очень высоких температур дуги возникают опасные факторы: интенсивное излучение сварочной дуги в оптическом диапазоне (ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное) и интенсивное тепловое (инфракрасное) излучение свариваемых изделий и сварочной ванны.

Интенсивность излучения и его спектральный состав зависят от мощности дуги, применяемых сварочных материалов, защитных и плазмообразующих газов и т.п. При отсутствии защиты возможно поражение органов зрения (электроофтальмия, катаракта и т.п.) и кожных покровов (эритемы, ожоги и т.п.). А интенсивность инфракрасного (теплового) излучения зависит от температуры предварительного подогрева изделий, их габаритов и конструкций, а также от температуры и размеров сварочной ванны. При отсутствии средств индивидуальной защиты воздействие теплового излучения может приводить к нарушениям терморегуляции вплоть до теплового удара. Контакт с нагретым металлом может вызвать ожоги.

Электрическая дуга возникает в результате сильного нагрева торца электрода (катода), который под действием электрического поля начинает испускать свободные электроны (электронная эмиссия). В дуговом промежутке образуются положительно и отрицательно заряженные частицы – ионы. Положительные ионы – это атомы, потерявшие электроны; отрицательные ионы – это частицы, присоединившие электроны. В образовании дуги главную роль играют положительные ионы. Процесс образования ионов называют ионизацией; газ в дуговом промежутке, содержащий ионы, становится ионизированным, а дуговой промежуток – электропроводным.

Длина дуги. При горении дуги на поверхности свариваемого изделия образуется ванна расплавленного металла (сварочная ванна) с углублением – кратером. Расстояние от конца электрода до поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Длина дуги при ручной дуговой сварке металлическим электродом составляет от 2 до 6 мм. Практически можно считать нормальной дугу, длина которой приблизительно равна диаметру электродного стержня. Длинной называется дуга, длина которой более 1-1,5 диаметра электрода.

Сварку обычно выполняют короткой дугой. При сварке длинной дугой происходит сильное разбрызгивание, окисление капель расплавленного металла, что ведет к пористости шва и плохому сплавлению наплавленного и основного металлов. Так же искры, брызги и выбросы расплавленного металла и шлака могут явиться причиной ожогов.

При сварке угольным электродом длина дуги может достигать 15-20 мм. Напряжение дугового разряда связано прямой зависимостью с длиной дуги: чем длиннее дуга, тем выше напряжение разряда. Точная форма этой зависимости определяется условиями разряда – наличием или отсутствием защитной газовой атмосферы, свойствами покрытого электрода, наличием и свойствами флюса и т.д.

Температура дуги зависит от силы тока, приходящейся на единицу площади поперечного сечения электрода, — плотности тока. Чем она больше, тем выше температура дуги. При ручной дуговой сварке плавящимся электродом плотность тока от 10 до 20 А/мм 2 и напряжение 18. 20 В. Этим способом можно сваривать и наплавлять углеродистые и легированные стали всех марок толщиной от 1 м и выше, чугун и цветные металлы, а также наплавлять твердые сплавы.

В ремонтной практике для сварочных работ используют переменный и постоянный ток. Сварочная дуга на переменном токе малой плотности горит неустойчиво. Чтобы повысить стабильность дуги, увеличивают плотность тока. По этой причине при сварке мелких деталей возрастает опасность их прожигания, однако из-за простоты источников питания сварку на переменном токе применяют достаточно широко. При сварке на постоянном токе дуга горит стабильно. Это позволяет использовать малые токи и сваривать тонкие детали, кроме того, можно изменять полярность тока. Поэтому, несмотря на более сложное и дорогое оборудование источников питания, постоянный ток применяют в практике все шире.

Производительность сварки характеризуют количеством расплавленного электродного металла в единицу времени.

Под действием высокой температуры в зоне сварки молекулы кислорода и азота, попадающие из воздуха, частично распадаются на атомы. Кислород образует оксиды железа и способствует выгоранию ценных легирующих элементов (марганца, кремния и др.), тем самым резко ухудшая свойства наплавленного слоя. Азот образует нитриды, которые увеличивают твердость, снижают пластичность и способствуют образованию коробления и трещин. Водород, попадающий в зону сварки из влаги и ржавчины, способствует образованию пор и трещин. Чтобы уменьшить вредное воздействие этих элементов, место сварки зачищают, а зону сварки защищают нейтральными газами и шлаками. После сварки используются для зачистки швов ручные пневматические инструменты. Они являются источником локальной вибрации, что может привести к развитию вибрационной болезни у сварщика. Выделение сварочного аэрозоля, газов, пыли также является опасным фактором, т. к. наносит вред дыхательной системе рабочих.

Певмоприводы, вентиляторы, плазмотроны, источники питания, ультразвуковые генераторы, электроды могут быть источниками шума и ультразвука, что также негативно сказывается на рабочих.

Сварщик испытывает психологические нагрузки, которые заключаются в необходимости непрерывного наблюдения за зоной сварки, в напряжении зрения, высоких требований к точности движения и перемещения электрода.

Высокие требования к органам зрения связаны с необходимостью тщательного наблюдения за разделкой, сварочной ванной и кристаллизующимся металлом.

Выполнение ручной сварки часто сопровождается повышенным статическим напряжением. Сварку выполняют часто в вынужденной позе, сидя на корточках, лежа на боку и спине и т.д., что вызывает сильное напряжение мышц рук и тела.

Читайте также: