3.2. Теоретические сведения
Дуговая сварка плавящимся металлическим электродом (проволокой) в среде инертного или активного газа с непрерывной автоматической подачей электродной проволокой широко применяется в промышленности. Зона сварки защищается извне подаваемым газом. Единственное ручное управление, требуемое от сварщика при механизированной сварке, - позиционирование и перемещение с определенной скоростью сварочной горелки вдоль оси шва. Перемещение электрода по мере его плавления перпендикулярно оси шва осуществляется механизмом подачи сварочной проволоки.
Основные элементы полуавтоматов (рис. 3.1.): источник питания дуги, совмещенный с блоками пускорегулирующей аппаратуры и управляющего устройства, кассета с присадочной проволокой, механизм подачи присадочной проволоки, баллон с защитным газом, понижающий редуктор давления защитного газа, гибкие шланги с токоподводящими проводами и каналами для подачи присадочной проволоки и защитного газа к держателю. Конструктивные особенности, как самих полуавтоматов, так и их отдельных элементов зависят от специализации полуавтомата.
Наиболее ответственный элемент полуавтоматов – механизм подачи проволоки. Он обычно состоит из электродвигателя, редуктора и подающих роликов. Конструктивное оформление механизма подачи зависит от назначения полуавтомата. В полуавтоматах тяжелого типа механизм подачи размещен на передвижной тележке и сосредоточен в массивном корпусе. В полуавтоматах легкого типа механизм подачи установлен в переносном футляре (ранце) или расположен непосредственно на корпусе держателя.
В зависимости от характера защиты расплавленного металла и типа электродной проволоки применяются следующие разновидности механизированной сварки: под флюсом, в защитных газах и порошковой проволокой. Сущность процесса механизированной сварки под флюсом и принципы выбора параметров режима аналогичны изученным в лабораторной работе № 2.
Рис.3.1. Общий вид установки для механизированной сварки
В защитных газах
Рис. 3.2. Схема процесса механизированной сварки
В защитных газах
3.2.1. Механизированная сварка в защитных газах
При дуговой сварке в защитных газах источником нагрева и плавления металла является электрическая дуга, возбуждаемая между электродом и свариваемым изделием, а защита расплавленного металла от воздействия воздушной атмосферы обеспечивается вдуванием в зону сварки защитного газа (рис. 3.2).
Для защиты применяют три группы газов: инертные (аргон, гелий), активные (углекислый газ, азот, водород и др.), смеси газов инертных, активных или первой и второй группы. Выбор защитного газа определяется химическим составом свариваемого металла, требованиями, предъявляемыми к свойствам сварного соединения. Наиболее распространены разновидности сварки в углекислом газе и аргоне.
Сварку в углекислом газе плавящимся электродом выполняют на постоянном токе обратной полярности. При применении СО2 в качестве защитного газа необходимо учитывать металлургические особенности процесса, связанные с окислительным действием СО2. При высоких температурах, характерных для процесса дуговой сварки, идет диссоциация углекислого газа на закись углерода СО и атомарный кислород О, который, если не принять специальных мер, приводит к окислению свариваемого металла и легирующих элементов. В соответствии с ГОСТ 8050-76 для механизированной сварки применяют углекислоту сварочную с объемным содержанием чистого газа не менее 99,5 %.
Окислительное действие атомарного кислорода нейтрализуется введением в сварочную проволоку дополнительного количества раскислителей: кремния и марганца. Наиболее широкое применение при механизированной сварке углеродистых и низколегированных сталей нашла проволока марок Св-08Г2С, Св-08ГС, Св-08ГСМА, Св-10ХГ2СМА (ГОСТ 2246-70).
Основными параметрами режима сварки в углекислом газе являются:
- диаметр сварочной проволоки;
- полярность и сила тока;
- напряжение дуги;
- расход углекислого газа.
Набор параметров режима сварки зависит от толщины свариваемого металла, катета угловых швов, формы и размеров подготовки (разделки) кромок, химического состава свариваемого металла. Типовые режимы приводятся в справочно–нормативной литературе. Для некоторых типоразмеров сварных соединений строительных сталей они приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1