Авторский знак. Seosait21.ru Если Ты что-то здесь нашёл, то оставь отзыв. Сломай свою гордыню.
Нажимай и поддержи.

Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31


Чувашия-это моя Россия

Ручная дуговая сварка.

Как-то вскольз упоминал о некоторых научных понятиях и теоретических высказываниях о ручной сварке.

Поговорим для расширения кругозора об этих основных процессах при ручной дуговой сварке покрытым электродом( оболочкой металлического стержня).

Как раньше говорил, будем иметь ввиду на страницах данного сайта только постоянный электрический ток, то есть электрический ток , у которого с течением времени не изменяется основная характеристика - величина силы тока или поток заряженных частиц через определенную площадь со временем.

Для начала сварочного процесса к сварочному электроду и свариваемому изделию( металлической поверхности) подается постоянный электрический ток. Электрическая дуга, возникающая между сварочным электродом и металлической пластинкой расплавляет металлический стержень электрода, его покрытие( так наз. оболочку) и основной металл смотрите на рис. 1. Расплавляющийся металлический стержень электрода в виде отдельных капель, покрытых шлаком, переходит в сварочную ванну, что находится на металл.пластине. В сварочной ванне электродный металл смешивается с расплавленным металлом изделия, но расплавленный шлак оболочки электрода в основном всплывает на поверхность, так как легче жидкого металла.

Глубина, на которую расплавляется основной металл, называется глубиной проплавления. Она зависит от режима сварки? пространственного положения сварки, скорости перемещения электрической дуги по поверхности металлической пластины, от конструкции сварного соединения, формы и размеров разделки свариваемых кромок и от кучу еще факторов и способов сварки. Размеры сварочной ванны зависят от режима сварки и считаютсмя нормальной: глубина до 6-6 мм, ширина 7-15 мм, длина 10—30 мм. Основной металл в формировании металла шва отдает примерно 13—38% массовой доли.

рис.1 Рисунок сварочного шва.

Расстояние от активного пятна на расплавленной поверхности электрода до другого активного пятна дуги на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Расплавляющееся покрытие электрода образует вокруг дуги и над поверхностью сварочной ванны газовую атмосферу, которая, оттесняя воздух из зоны сварки, препятствует взаимодействиям его с расплавленным металлом. В газовой сфере присутствуют пары основного и электродного металлов и многих легирующих элементов. Шлак, покрывая капли электродного металла и поверхность расплавленного металла сварочной ванны, способствует предохранению их от контакта с воздухом и участвует в физико-химическиих взаимодействиях с расплавленным металлом. Кристаллизация металла сварочной ванны по мере удаления дуги приводит к образованию шва, что приводит к образованию прочного сварного шва. Всплывающий из сварочной ванны шлак образует на поверхности шва шлаковую корку.

Длина дуги зависит от марки и диаметра электрода, пространственного положения сварки, разделки свариваемых кромок и т.д. Нормальная длина дуги составляет Lд = (0,5 — 1,1) dэл( dэл — диаметр сварочного электрода). Увеличение длины дуги снижает качество наплавленного металла шва ввиду его интенсивного окисления и азотирования, увеличивает потери металла на угар и разбрызгивание, уменьшает глубину проплавления основного металла.

При касании и быстром разведении сварочного электрода и свариваемого изделия между ними возникают расплавленные мостики и они растягиваются и ссужаются, вследствие чего плотность тока доходит в них в момент разрыва до такой величины, что обращает расплавленные мостики в пар. При высокой температуре паров металла ионизация промежутка получается настолько значительной, что при сравнительно небольшой разности потенциалов между концами электродов возникает дуговой разряд. В момент зажигания дуги промежуток недостаточно нагрет и для ионизации необходима увеличенная кинетическая энергия, которая добывается усилением электрического поля, т.е. повышением напряжения для поддержания дуги в установившемся состоянии.

Периоду поджига сварочной дуги и выхода на режим стабильного горения соответствует участок I на статической вольт-амперной характеристике электрической дуги между сварочным электродом и свариваемым металлическим изделием.

При ручной дуговой сварке существенным является распределение температур по длине сварочного электрода и распределение температур в основном металле. Характеризуется термическими циклами, температурными кривыми, изотермами. На участке основного металла, прилегающем к шву, температура близка к температуре плавления. При удалении от шва температура интенсивно снижается, приближаясь к средней температуре свариваемого изделия. Поэтому в околошовной зоне металл подвергается своеобразной термообработке - это есть зона термического влияния. Структура металла в зоне термического влияния изменяется в соответствии с термическим циклом нагрева и охлаждения, зависит от химического состава металла, предшествующей термической и механической обработки.

Вот, смотрите на рис2.

                         Рисунок сварочного шва.

В пределах шва металл был нагрет до расплавления, и поэтому после затвердения имеет в основном литую структуру. К сварному шву прилегает участок неполного расплавления. На участке I( участок перегрева ) металл был нагрет от 1100 до 1500° С и имеет крупнозернистую структуру. Это участок перегрева, а структуру металла в нем называется видманштедтовой.

Участок II( участок нормализации) характерен тем, что металл был нагрет до интервала от критической точки Ас3 до 1100° С. В связи с тем, что охлаждение происходило на воздухе, металл в этом участке претерпел нормализацию и значит, отличается мелкозернистой структурой.

В участке III( участок неполной перекристаллизации) металл нагревается до интервала температур от критической точки Ac1, до Ас3 Нагрев до таких температур приводит к неполной перекристаллизации, а поэтому в пределах этого участка есть мелкие зерна перлита некрупные зерна феррита, т. е. структура характерна геометрической неоднородностью.

В пределах участка IV( участок рекристаллизации) металл нагревается до температур от 550° С до критической точки Ас1 что приводит к рекристаллизации, но размеры зерен увеличиваются.

Участок V( участок синеломкости) - видимых изменений в структуре металла сварного шва не происходит. Отличается цветами побежалости.

Из рассмотренных участков особое внимание должно уделяться участку с видманштедтовой структурой. Он вследствие перегрева имеет крупное зерно и обладает пониженной прочностью. Сварку следует выполнять так, чтобы участок перегрева был минимальный. Наиболее высокие механические свойства на участке нормализации, в пределах которого металл имеет однородную мелкозернистую структуру.

Если выполняется сварка среднеуглеродистых и низколегированных сталей 45, 40Х, ЗОХГСА в околошовной зоне возможно образование закалочных структур. Это называется подкалкой и приводит к повышению твердости, возникновению внутренних напряжений, а иногда к образованию трещин. В таких случаях сварку целесообразно выполнять с термическим циклом, характерным медленным нагревом и охлаждением металла.

При сварке аустенитных хромоникелевых сталей в околошовной зоне из твердого раствора могут выпадать комплексные карбиды хрома и железа. Это явление нежелательное, так как приводит к обеднению аустенита( твердого раствора) хромом и тем самым повышает склонность к межкристаллитной коррозии; поэтому при сварке обеспечивается минимальная длительность пребывания металла околошовной зоны в интервале высоких температур.

Нагрев электрода определяется двумя составляющими: нагрев проходящим током и нагрев сварочной дугой. Влияние нагрева электрода теплом сварочной дуги имеет решающее значение с точки зрения обеспечения плавления электрода, но сточки зрения нагрева нерасплавившейся части, проявляется на расстоянии до 13-15 мм от торца электрода, что очень важно с точки зрения транспорта компонентов электродного покрытия в сварочную дугу. Нагрев стержня электрода проходящим током тем больше, чем дольше протекание по стержню сварочного тока и чем больше величина тока. Перед началом сварки металлический стержень имеет температуру окружающего воздуха, а к концу расплавления электрода температура повышается до 500—600° С( при содержании в покрытии органических веществ - не выше 250° С). Это приводит к тому, что скорость расплавления электрода ( количество расплавленного электродного металла) в начале и конце различна. Изменяется и глубина проплавления основного металла ввиду изменения условий теплопередачи от дуги к основному металлу через прослойку жидкого металла в сварочной ванне. В результате изменяется соотношение долей электродного и основного металлов, участвующих в образовании металла шва, а значит, и состав и свойства металла шва, выполненного одним электродом.

Вот, Вам основы ручной электродуговой сварки. Плюсы и минусы сварки в теории и в терминах.

далее Выбор сварочного электрода.

ПОНРАВИЛОСЬ?
ПОДЕЛИСЬ с ДРУЗЬЯМИ: