Мдк. 04. 01. (4. 1) тема «создание газовой защиты»

Для получения качественных соединений при дуговой сварке необходимо защищать зоны дуги и расплавленного металла от вредного воздействия воздуха. При сварке в защитных газах для защиты зоны дуги и расплавленного металла используют газ (рис. 1), подаваемый струей при помощи горелки.

Рис. 1. Схемы процессов сварки в защитных газах:

а — неплавящимся электродом;

б — плавящимся электродом;

в — плавящимся электродом в двух потоках газа;

1 — деталь;

2 — сварочная дуга;

3 — защитный газ;

4 — сопло;

5 — неплавящийся электрод;

6 — сварочная ванна;

7 — электродная про­волока;

8 — внутренний поток газа

В качестве защитных газов используют инертные газы (аргон, гелий и их смеси), не взаимодействующие с металлом при свар­ке, и активные газы (углекислый газ, водород и др.), взаимодей­ствующие с металлом, а также их смеси.

Сварку в защитных газах можно выполнять неплавящимся электродом (рис. 1, а), при этом дуга горит между неплавящим­ся электродом и изделием. Электрод в процессе сварки не рас­плавляется и не попадает в шов. Дуга, передвигаемая вдоль сва­риваемых кромок, оплавляет их. По мере удаления дуги расплавленный металл затвердевает, образуя шов, соединяющий кромки детали.

При сварке плавящимся электродом (рис. 1, б) дуга горит между электродной проволокой, непрерывно подаваемой в дугу, и изделием. Дуга расплавляет проволоку и кромки изделия, и образуется общая сварочная ванна. По мере перемещения дуги сварочная ванна затвердевает, образуя шов, соединяющий кром­ки изделия. Плавящийся электрод уча­ствует в образовании металла шва.

В целях экономии защитного газа и управления процессом сварку ведут в двух отдельных потоках газов, подаваемых концентрично вокруг дуги (рис. 1, в). Во внутреннем потоке газа го­рит дуга и находится капля электродного металла, а жидкая ме­таллическая ванна защищается смесью внутреннего и наружного потоков.

Основные разновидности ручной сварки в защитных газах плавящимся электродом приведены на рис. 2.

Рис. 2. Классификация методов сварки в защитных газах

Основными параметрами процесса ручной аргонодуговой сварки являются:

– при сварке неплавящимся электродом — ток дуги и рас­ход защитного газа;

– при сварке плавящимся электродом — ток дуги, расход защитного газа и скорость подачи электродной прово­локи.

Особенностями дуговой сварки в защитных газах являются:

– высокая концентрация энергии дуги, обеспечивающая минимальную зону термического влияния и небольшие деформации сварного узла;

– высокая производительность процесса;

– эффективная за­щита расплавленного металла, особенно при использова­нии в качестве защитной среды инертных газов;

– отсутствие необходимости применения флюсов или об­мазок;

– возможность сварки в различных пространствен­ных положениях.

Наиболее распространена струйная местная защита потоком газа, истекающего из сопла сварочной горелки. Качество струй­ной защиты зависит от конструкции и диаметра сопла 1 (рис. 3), расстояния от среза сопла до поверхности (L + Н) свариваемого материала и расхода защитного газа.

Рис. 3. Схема истечения защитного газа из сопла горелки:

1 — сопло;

2 — потенциальное ядро струи;

3 — пограничный слой;

4 — периферийный участок струи;

Н — вылет ядра за срез сопла;

h — расстояние от среза сопла до уровня, на котором диаметр зоны эффективной защиты равен

d_э; L — расстояние от среза сопла до поверхности изделия;

d_c — выходной диаметр сопла

В строении газового потока различают две области: ядро струи 2 и периферийную область 3. При истечении в окружающую воздушную среду в ядре струи со­храняются скорость и состав газа, имеющиеся в сечении на сре­зе сопла.

Периферийная область потока представляет собой зону, в ко­торой защитный газ смешивается с окружающим воздухом, а скорость по длине потока изменяется от первоначальной (имею­щейся на срезе сопла) до нулевой на внешней границе струи, поэтому надежная защита металла может осуществляться только в пределах ядра потока. Чем больше длина Н этого участка, тем выше его защитные свойства. Максимальная длина Н наблюдается при ламинарном истечении газа из сопла. При турбулентном характере истечения газа такое строение потока нарушается и его защитные свойства резко ухудшаются.

На практике применяют конические, цилиндрические и про­филированные сопла (рис. 4).

Рис. 4. Схемы сопл:

а — конического;

б — цилиндрического;

в — профилированного;

d — диаметр сопла на срезе

Для улучшения струйной защиты на входе в сопло в горелке устанавливают мелкие сетки, пористые материалы, позволяющие дополнительно выравнивать поток газа на выходе из сопла. Расход защитного газа выбирают таким, что­бы обеспечить истечение струи, близкое к ламинарному истече­нию.

В зону сварки защитный газ может поступать концентрично вокруг дуги, а при повышенной скорости сварки плавящимся элек­тродом — сбоку и двумя раздельными потоками (рис. 5).

Рис. 5. Схемы газовых потоков в зоне сварки:

а — центрального;

б — бокового;

в — двух концентрических;

1 — электрод;

2 — защитный газ;

3,4 — наружный и внутренний потоки защитного газа

При сварке активных материалов в целях предупреждения контактиро­вания воздуха не только с расплавленным, но и с нагретым твер­дым металлом применяют сопла с увеличенной зоной защиты.

В соплах с увеличенной зоной газовой защиты для создания ламинарного потока инертного газа в корпусе сопла устанавлива­ют рассекатель в виде мелкоячеистой металлической сетки.

Вопросы и задания

1. Что необходимо выполнять при дуговой сварке для получения качественных соединений?

2*. Нарисуйте схемы процессов сварки в защитных газах (с обозначениями и наименованием всех элементов).

3. Какие газы используют в качестве защитных?

4. Что происходит при сварке в защитных газах неплавящимся электродом?

5. Что происходит при сварке в защитных газах плавящимся электродом?

6. Как ведут сварку в целях экономии защитного газа и управления процессом?

7*. Нарисуйте схему классификации методов сварки в защитных газах.

8. Что являются основными параметрами процесса ручной аргонодуговой сварки?

9*. Что являются особенностями дуговой сварки в защитных газах?

10. Какая защита потоком газа наиболее распространена и от чего зависит ее качество?

11**. Нарисуйте схему истечения защитного газа из сопла горелки (с обозначениями и наименованием всех элементов) и опишите что при этом происходит.

12. Какие бывают схемы сопел?

13. Что выполняют для улучшения струйной защиты?

14**. Как выбирают расход защитного газа?

15. Как может поступать защитный газ в зону сварки?

16. Нарисуйте схемы газовых потоков в зоне сварки (с обозначениями и наименованием всех элементов).

17. Когда и в каких целях применяют сопла с увеличенной зоной защиты?

18**. Что и с какой целью устанавливают в соплах с увеличенной зоной газовой защиты?

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии