Материал по технологии по теме "Применение способа импульсной сварки плавящимся электродом при изготовлении сварных конструкций"

Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом (ИДСП) применяется в подавляющем большинстве случаев при непрерывном горении дуги, на основной сварочный ток которой периодически накладываются импульсы тока с частотой в несколько десятков герц. В результате электродинамическая сила становится преобладающей, что вызывает отделение капли. При ИДСП происходит управляемый перенос металла с частотой переноса равной (или кратной) частоте импульсов, в то время как среднее значение тока может быть небольшим и значительно меньшим критического. По сравнению со сваркой неплавящимся электродом ИДСП позволяет в 3—8 раз повысить производительность процесса и значительно снизить сварочные деформации при практически одинаковом качестве сварных соединений. ИДСП может применяться для конструкций ответственного назначения из разных марок сталей, алюминиевых, медных, никелевых сплавов и титана толщиной от 1 до 50 мм при выполнении швов во всех пространственных положениях. Благодаря высокой пространственной стабилизации дуги и возможности применения вылета электрода большой длины этот процесс может быть успешно применен для сварки стыковых соединений толстолистовых материалов с узкощелевой подготовкой кромок.

К отечественному оборудованию для ИДСП относятся генераторы импульсов ГИД-1 и ГИ-ИДС, импульсные выпрямители НУП-1, ВДГИ-301 и полуавтомат ПДИ-303.

Наибольшее распространение ИДСП получила для сварки алюминиевых сплавов толщиной ≥15 мм и специальных сталей толщиной > 1 мм.

Для каждого сварочного тока должны быть выбраны оптимальные частота и энергия импульсов. Частоту 50 Гц следует применять при малых токах, когда использование частоты 100 Гц невозможно. При токах свыше 70—100 А следует применять частоту 100 Гц, так как при частоте 50 Гц увеличивается чешуйчатость шва, его пористость и дымообразование.

Техника ИДСП в нижнем положении не отличается от техники обычной полуавтоматической сварки плавящимся электродом. Сварка вертикальных швов производится снизу вверх. Сварку стальных конструкций толщиной до 2 мм можно выполнять сверху вниз. При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом алюминиевых сплавов толщиной >4 мм рекомендуется совершать поперечные колебания.

Плавящийся электрод применяют при дуговой сварке алюминиевых сплавов толщиной более 3 мм. Для более тонкого металла не удается добиться устойчивого горения дуги при мелкокапельном струйном переносе металла.

В связи с недостаточно высокой жесткостью алюминиевой проволоки сварка проволокой диаметром менее 1, 2-1, 5 мм затруднена. Устойчивое горение дуги с применением проволоки этих диаметров и обеспечением струйного переноса металла оказывается возможным при силе тока выше 130 А, позволяющей сваривать металл толщиной более 4-5 мм. Для питания дуги при сварке плавящимся электродом необходимы источники постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней вольт-амперной характеристикой.

При сварке на обратной полярности обеспечивается надежное разрушение оксидной пленки на кромках за счет катодного рас пыления и нормальное формирование швов. При сварке на пря мой полярности наблюдается чрезмерно быстрое плавление электрода и неудовлетворительное соединение наплавленного металла с основным. Процесс автоматической сварки плавящимся электродом большей частью ведут на подкладках с формирующими канавками.

Преимущества процесса сварки плавящимся электродом — хорошее перемешивание ванны, меньшая вероятность получения в металле швов крупных оксидных включений, а также высокая производительность, особенно сварки металла большей толщины.

При сварке плавящимся электродом важнейшим процессом, определяющим его стабильность и качество формирования шва, является процесс формирования капель на электроде и перенос их в ванну. К сожалению, при обычном процессе плавящимся электродом управлять процессом плавления электрода довольно трудно.

В ИЭС им. Е. О. Патона разработан весьма перспективный процесс сварки плавящимся электродом с импульсным режимом питания дуги. Теплота, выделяемая основной дугой, горящей в перерыве между импульсами, сравнительно невелика и недостаточна для плавления электродной проволоки с заданной скоростью. Под действием импульса сварочного тока происходит ускоренное плавление электрода, и образовавшаяся на его конце капля сбрасывается в ванну.

Полную информацию смотрите в файле. 

Мантуров Константин

II курс ГБОУ СПО «БРИТ»

г.Улан-Удэ

руководитель Варфоломеева Н.И.

Применение способа импульсной сварки плавящимся электродом при изготовлении сварных алюминиевых конструкций.

Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом (ИДСП) применяется в подавляющем большинстве случаев при непрерывном горении дуги, на основной сварочный ток которой периодически накладываются импульсы тока с частотой в несколько десятков герц. В результате электродинамическая сила становится преобладающей, что вызывает отделение капли. При ИДСП происходит управляемый перенос металла с частотой переноса равной (или кратной) частоте импульсов, в то время как среднее значение тока может быть небольшим и значительно меньшим критического. По сравнению со сваркой неплавящимся электродом ИДСП позволяет в 3—8 раз повысить производительность процесса и значительно снизить сварочные деформации при практически одинаковом качестве сварных соединений. ИДСП может применяться для конструкций ответственного назначения из разных марок сталей, алюминиевых, медных, никелевых сплавов и титана толщиной от 1 до 50 мм при выполнении швов во всех пространственных положениях. Благодаря высокой пространственной стабилизации дуги и возможности применения вылета электрода большой длины этот процесс может быть успешно применен для сварки стыковых соединений толстолистовых материалов с узкощелевой подготовкой кромок.

К отечественному оборудованию для ИДСП относятся генераторы импульсов ГИД-1 и ГИ-ИДС, импульсные выпрямители НУП-1, ВДГИ-301 и полуавтомат ПДИ-303.

Наибольшее распространение ИДСП получила для сварки алюминиевых сплавов толщиной ≥15 мм и специальных сталей толщиной 1 мм.

Для каждого сварочного тока должны быть выбраны оптимальные частота и энергия импульсов. Частоту 50 Гц следует применять при малых токах, когда использование частоты 100 Гц невозможно. При токах свыше 70—100 А следует применять частоту 100 Гц, так как при частоте 50 Гц увеличивается чешуйчатость шва, его пористость и дымообразование.

Техника ИДСП в нижнем положении не отличается от техники обычной полуавтоматической сварки плавящимся электродом. Сварка вертикальных швов производится снизу вверх. Сварку стальных конструкций толщиной до 2 мм можно выполнять сверху вниз. При импульсно-дуговой сварке плавящимся электродом алюминиевых сплавов толщиной 4 мм рекомендуется совершать поперечные колебания.

Плавящийся электрод применяют при дуговой сварке алюминиевых сплавов толщиной более 3 мм. Для более тонкого металла не удается добиться устойчивого горения дуги при мелкокапельном струйном переносе металла.

В связи с недостаточно высокой жесткостью алюминиевой проволоки сварка проволокой диаметром менее 1,2-1,5 мм затруднена. Устойчивое горение дуги с применением проволоки этих диаметров и обеспечением струйного переноса металла оказывается возможным при силе тока выше 130 А, позволяющей сваривать металл толщиной более 4-5 мм. Для питания дуги при сварке плавящимся электродом необходимы источники постоянного тока с жесткой или пологопадающей внешней вольт-амперной характеристикой.

При сварке на обратной полярности обеспечивается надежное разрушение оксидной пленки на кромках за счет катодного рас пыления и нормальное формирование швов. При сварке на пря мой полярности наблюдается чрезмерно быстрое плавление электрода и неудовлетворительное соединение наплавленного металла с основным. Процесс автоматической сварки плавящимся электродом большей частью ведут на подкладках с формирующими канавками.

Преимущества процесса сварки плавящимся электродом — хорошее перемешивание ванны, меньшая вероятность получения в металле швов крупных оксидных включений, а также высокая производительность, особенно сварки металла большей толщины.

При сварке плавящимся электродом важнейшим процессом, определяющим его стабильность и качество формирования шва, является процесс формирования капель на электроде и перенос их в ванну. К сожалению, при обычном процессе плавящимся электродом управлять процессом плавления электрода довольно трудно.

В ИЭС им. Е. О. Патона разработан весьма перспективный процесс сварки плавящимся электродом с импульсным режимом питания дуги. Теплота, выделяемая основной дугой, горящей в перерыве между импульсами, сравнительно невелика и недостаточна для плавления электродной проволоки с заданной скоростью. Под действием импульса сварочного тока происходит ускоренное плавление электрода, и образовавшаяся на его конце капля сбрасывается в ванну.

Импульсное изменение тока оказывает воздействие на ванну жидкого металла, способствуя получению более мелкой структуры металла шва, плавных очертаний валиков швов с мелкочешуйчатым строением. По-видимому, импульсное воздействие дуги на ванну должно способствовать лучшему дроблению оксидных пленок и более полному протеканию реакций взаимодействия поверхностной влаги, имеющейся на электродной проволоке, с металлом на стадии формирования капли. Эти особенности импульсной сварки плавящимся электродом очень важны с точки зрения сокращения пористости в металле швов и предупреждения дефектов, вызванных оксидными пленками.

Импульсная сварка алюминиевых сплавов может осуществляться от тех же источников, которые применяют при сварке непрерывно горящей дугой при совместном включении с генератором импульсов.

Для сварки алюминия и его сплавов перспективна сжатая дуга. Однако применение сварки сжатой дугой алюминиевых сплавов сопряжено с некоторыми трудностями. До недавнего времени основное применение имели сжатые дуги на постоянном токе прямой полярности, при которой не удавалось обеспечить нормальной очистки поверхности металла за счет катодного распыления. Были сделаны попытки применения для сварки алюминиевых сплавов сжатых дуг с обратной полярностью. К недостаткам такого процесса относятся низкая допустимая нагрузка по току на электроде, недостаточная стойкость вольфрамового электрода и загрязнение шва включениями вольфрама.

Разработана технология сварки алюминиево-магниевых сплавов сжатой дугой переменного тока промышленной частоты, обеспечивающая нормальную очистку металла при сохранении достаточно высокой стойкости вольфрамового электрода. Преимущество сварки сжатой дугой — значительное сокращение зоны теплового влияния, высокая стабильность процесса и жесткость дуги, благодаря чему отпадает необходимость строгого контроля длины дуги. Последнее обстоятельство значительно облегчает процесс ручной сварки.

В последние годы для сварки алюминиевых сплавов больших толщин начинает использоваться процесс сварки вольфрамовым электродом на прямой полярности в атмосфере гелия. При скорости сварки 5—7 м/ч и силе тока 1000—1200 А без разделки кромок удается сваривать металл толщиной до 50 мм. Недостатком процесса является большой расход гелия. Этот недостаток устраняется при использовании горелок конструкции МАТИ, в которых используется кольцевая защита аргоном и подача гелия только в зону дуги. Расход гелия при этом снижается в 5— 6 раз по сравнению с обычным способом.

Список использованной литературы и интернет - ресурсов:

1. http://www.autowelding.ru/publ/1/1/impulsno_dugovaja_svarka/3-1-0-362

2. http://промпортал.su/plavalum

3. http://penzaelektrod.ru/articles/art32.htm

4. Anders Norlin. A century of aluminium – a product of the future // A welding review published by Esab. Focus Aluminium, 2000. №2. с. 31-33.

5. Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением. .: Машиностроение, 1977.

6. Аргоно-дуговая сварка алюминиевых сплавов для строительных конструкций, технологические рекомендации. М.: Госстройиздат, 1989г.

7. Рабкин Д.М. "Металловедение сварки алюминия и его сплавов"

8. Гуревич С.М. Справочник по сварке цветных металлов. Киев: Науковадумка, 1981.

1. Малаховский В.. Плазменная сварка. М.: Высш.шк., 1987.

2. Руссо В.Л. Сварка алюминиевых сплавов в среде инертных газов. Л.: Судпромгиз 1962.

3. Klas Weman. Equipment for aluminiu welding //A welding review published by Esab. Focus Aluminium , 2000. №2. с. 11-13.

4. Гуревич С.М. "Справочник по сварке цветных металлов"