Дугове зварювання електродом є найбільш поширеним способом зварювання в промисловому виробництві.Метал, що зварюється, має один полюс, а електрод – інший полюс.Коли два полюси знаходяться близько один до одного, утворюється дуга.Тепло, що виділяється дуговим розрядом (широко відоме як горіння дуги), використовується для з’єднання електрода з деталями, плавлення одна одної та утворення зварного шва після конденсації, щоб отримати міцне з’єднання.
Малюнок 1. Історія зварювання
Коротка історія
Після багатьох експериментів зі зварювання ще в 19 столітті англієць на ім’я Віллард вперше отримав патент на дугове зварювання в 1865 році. Він використовував електричний струм, щоб пропустити через дві невеликі частини заліза, щоб успішно їх сплавити, а приблизно через двадцять років росіянин Бернард отримав патент на процес дугового зварювання.Він підтримував дугу між вугільним полюсом і заготовками.Коли дуга запускалася вручну через з’єднання заготовок, заготовки, які потрібно було зварити, сплавлялися разом.У 1890-х роках твердий метал був розроблений як електрод, який витрачався в розплавленій ванні та став частиною металу зварного шва.Однак кисень і азот у повітрі утворюють шкідливі оксиди та нітриди в наплавленому металі., що призводить до низької якості зварювання.
На початку 20 століття було усвідомлено важливість захисту дуги, щоб уникнути проникнення повітря, і використання тепла дуги для розкладання покриття на електроді захисного газового екрану стало найкращим методом.У середині 1920-х років був розроблений електрод з покриттям, який значно підвищив якість зварюваного металу.У той же час це також може бути найважливішим перетворенням дугового зварювання.Основне обладнання в процесі зварювання включає електрозварювальний апарат, зварювальні кліщі та маску для обличчя.
Малюнок 2. Принцип зварювання
Принцип
Зварювальна дуга живиться від джерела зварювального живлення.Під дією певної напруги між електродом (і кінцем зварювального дроту або зварювального прутка) і заготовкою виникає сильний і тривалий розряд.Суть зварювальної дуги полягає в газопровідності, тобто нейтральний газ в просторі, де знаходиться дуга, під дією певної напруги розкладається на позитивно заряджені позитивні іони і негативно заряджені електрони, що називається іонізацією.Ці дві заряджені частинки спрямовані до двох полюсів.Напрямлений рух змушує місцевий газ проводити електрику, утворюючи дугу.Електрична дуга перетворює електричну енергію в тепло, яка нагріває і розплавляє метал з утворенням зварного з’єднання.
Після «займання» дуги сам процес розряду може виробляти заряджені частинки, необхідні для підтримки розряду, що є явищем самопідтримуваного розряду.А процес дугового розряду має низьку напругу, високий струм, високу температуру та сильне світіння.У цьому процесі електрична енергія перетворюється на теплову, механічну та світлову.Зварювання в основному використовує свою теплову та механічну енергію для досягнення мети з’єднання металів.
Під час зварювання дуга горить між зварювальним стрижнем і зварювальними заготовками, розплавляючи заготовки та серцевину електрода з утворенням розплавленої ванни.У той же час покриття електрода також розплавляється, і відбувається хімічна реакція з утворенням шлаку та газу, який захищає кінець електрода, краплі, розплавлену ванну та високотемпературний метал шва.
Основна класифікація
До поширених методів дугового зварювання в основному входять дугове зварювання в екранованому металі (SMAW), дугове зварювання під флюсом (SAW), дугове зварювання вольфрамовим газом (GTAW або TIG), плазмове дугове зварювання (PAW) і дугове зварювання газом (GMAW，MIG або MAG). ) тощо
Малюнок 3. Зварювальний електрод E7018
Дугове зварювання в екранованому металі (SMAW)
При дуговому зварюванні в екранованому металі електрод і заготовка використовуються як два електроди, а тепло та сила дуги дуги використовуються для локального розплавлення заготовки під час зварювання.При цьому під дією нагрівання дуги кінець електрода розплавляється з утворенням краплі, а заготовка частково розплавляється з утворенням овальної ямки, заповненої рідким металом.Розплавлений рідкий метал і крапля заготовки утворюють розплавлену ванну.Під час процесу зварювання покриття та неметал - це включення розчиняються один в одному та утворюють неметалеву речовину, яка покриває поверхню зварного шва шляхом хімічних змін, яка називається шлаком.Коли дуга рухається, розплавлена ванна охолоджується і твердне, утворюючи зварний шов.У нас є різні зварювальні електроди для SMAW, найбільш популярні моделіE6010, E6011, E6013, E7016, E7018, і длянержавіюча сталь, чавун, тверде покриттятощо
Малюнок 4. Зварювання під флюсом
Дугове зварювання під флюсом (SAW)
Зварювання під флюсом - це спосіб, при якому дуга горить під шаром флюсу для зварювання.Металевий електрод, який використовується при зварюванні під флюсом, — це оголений дріт, який автоматично подається без перерви.Як правило, зварювальний візок або інші механічні та електричні пристрої використовуються для реалізації автоматичного руху дуги під час процесу зварювання.Дуга зварювання під флюсом горить під гранульованим флюсом.Тепло дуги плавить і випаровує деталі, на які безпосередньо діє дуга заготовки, кінець зварювального дроту і флюс, а пари металу і флюсу випаровуються, утворюючи замкнуту порожнину навколо дуги.Опік у цій порожнині.Порожнина оточена шлаковою плівкою, що складається зі шлаку, утвореного при плавленні флюсу.Ця шлакова плівка не тільки добре ізолює повітря від контакту з дугою та розплавленою ванною, але й запобігає випромінюванню дуги назовні.Зварювальний дріт, нагрітий і розплавлений дугою, падає у вигляді крапель і змішується з розплавленим металом заготовки, утворюючи розплавлену ванну.Менш щільний шлак плаває в розплавленому басейні.На додаток до механічної ізоляції та захисту розплавленого металу ванни, розплавлений шлак також піддається металургійній реакції з розплавленим металом ванни під час процесу зварювання, тим самим впливаючи на хімічний склад металу шва.Дуга рухається вперед, і розплавлений метал поступово охолоджується та кристалізується, утворюючи зварний шов.Після охолодження розплавленого шлаку, що плаває у верхній частині басейну розплавленого розчину, утворюється шлакова кірка, яка продовжує захищати зварний шов при високій температурі та запобігає його окисленню.Надаємо флюс для SAW,SJ101,SJ301,SJ302
Рисунок 5. Дугове зварювання вольфрамовим газом TIG
Gas ТунGSTen Дугове зварювання/Зварювання інертним газом вольфраму (GTAW або TIG)
Зварювання TIG відноситься до методу дугового зварювання, який використовує вольфрам або вольфрамовий сплав (вольфрам торію, вольфраму церію тощо) як електрод і аргон як захисний газ, що називається зварюванням TIG або GTAW.Під час зварювання присадковий метал можна додавати або не додавати відповідно до форми канавки зварного шва та характеристик металу зварного шва.Присадний метал зазвичай додається з передньої частини дуги.Через особливість алюмінієво-магнієвих та їх сплавів для зварювання необхідне дугове зварювання вольфрамовим струмом змінним струмом, а для інших металевих матеріалів використовується дугове зварювання постійним струмом.Для контролю надходження тепла все ширше використовується імпульсне аргоно-вольфрамове зварювання.В основному використовуються зварювальні дроти TIGAWS ER70S-6, ER80S-G,ER4043,ER5356,HS221та ін.
Малюнок 5. Плазмодугове зварювання
Плазмодугове зварювання (PAW)
Плазмова дуга є особливою формою дуги.Дуга також є вольфрамом або вольфрамовим сплавом (торій-вольфрам, церій-вольфрам тощо) як дуговий електрод, використовуючи аргон як захисний газ, але вольфрамовий електрод не виходить із сопла, а втягується всередину сопла, сопло має водяне охолодження, також відоме як сопло з водяним охолодженням.Інертний газ ділиться на дві частини, одна частина - це газ, що викидається між вольфрамовим електродом і соплом з водяним охолодженням, називається іонним газом;інша частина — це газ, який викидається між соплом з водяним охолодженням і кришкою захисного газу, називається захисним газом, використовуючи плазмову дугу як джерело тепла для зварювання, різання, розпилення, наплавлення тощо.
Рисунок 5 Зварювання металу в інертному газі
Зварювання металу в інертному газі (MIG)
Зварювання MIG означає, що зварювальний дріт замінює вольфрамовий електрод.Сам зварювальний дріт є одним із полюсів дуги, граючи роль електропровідності та дугоутворювача, і водночас як наповнювальний матеріал, який під дією дуги безперервно розплавляється та заливається в зварний шов.Захисним газом, який зазвичай використовується навколо дуги, може бути інертний газ Ar, активний газ CO2або Ar+CO2змішаний газ.Зварювання MIG з використанням Ar як захисного газу називається зварюванням MIG;Зварювання MIG з використанням CO2як захисний газ називається CO2зварювання.Найпопулярнішими є MIGAWS ER70S-6, ER80S-G.
Час публікації: 17 серпня 2021 р