Анализ и совершенствование технологии ручной дуговой сварки неповоротных кольцевых стыков магистральных трубопроводов
Способы получения монолитных соединений, образование монолитного соединения при сварке плавлением или давлением. Классификация методов сварки магистральных трубопроводов. Физическо-металлургические явления при дуговой сварке плавящимся электродом.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 04.06.2017 |
| Размер файла | 539,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
2) при неупругих соударениях частиц энергия передается в виде энергии диссоциации wд, возбуждения wв или ионизации wi, причем за одно столкновение может быть передано сразу несколько электрон-вольт. При этом электрон нейтрального атома переходит с низкого уровня на более высокий, потенциальная энергия атома растет, и атом возбуждается либо ионизируется. Запасаясь в возбужденных атомах, энергия вновь уходит из них в виде излучения - столб дуги светится.
Ионизацию можно рассматривать как крайний случай возбуждения, когда электрону сообщается энергия большая, чем самый высокий возбужденный уровень атома.
Энергию, которая должна быть сообщена электрону для его ионизации, часто выражают в вольтах (точнее в электрон-вольтах) и называют соответственно потенциалом ионизации Ui. Условия неупругого соударения электрона е при напряжении поля U можно записать так:
eU " wд (или wв; wi).
Значения первых потенциалов ионизации Ui некоторых атомов приведены в табл. 3:
Таблица 3. Значения первых потенциалов ионизации некоторых атомов
|
Атом |
Cs |
K |
Na |
Ca |
Fe |
H |
O |
N |
Ar |
F |
Ne |
He |
|
|
Ui,эВ |
3,9 |
4,3 |
5,11 |
6,08 |
7,83 |
13,53 |
13,56 |
14,5 |
15,7 |
18,6 |
21,5 |
24,5 |
Неупругие соударения частиц между собой при высоких температуре и плотности газа приводят к так называемой термической ионизации, которая возникает за счет кинетической энергии частиц. Наиболее вероятна схема электронного удара:
eбыстр + A0A+ + 2eмедл
После неупругого соударения оба электрона будут обладать малыми скоростями и вновь начнут ускоряться электрическим полем.
Ионизация холодной плазмы осуществляется весьма небольшим числом высокоскоростных электронов, соответствующих "хвосту" максвелловского распределения. Поэтому неупругих столкновений в сварочном столбе дуги обычно значительно меньше, чем упругих.
Энергия ионизации зависит от строения атома, т.е. от его места в периодической системе элементов. Она представляет собой периодическую функцию атомного номера элемента Z и снижается с уменьшением номера группы и увеличением номера периода таблицы Менделеева.
Атомы и молекулы могут возбуждаться не только при соударениях между собой или с ионами и электронами, но и путем поглощения квантов излучения (явление фотоионизации). Такие кванты в дуге появляются при рекомбинации (деионизации, или восстановлении) других сильно возбужденных атомов. Условие фотоионизации:
hн eUi
где h - постоянная Планка. Отсюда можно определить длину волны Лi электромагнитного излучения, способного вызвать ионизацию атомов:
н = Лi =
Чем больше потенциал ионизации элемента, тем меньше требуемая для ионизации атома этого элемента длина волны. Для сварочной дуги соответствующие значения длины волны находятся в ультрафиолетовой части спектра. Фотоионизация в плотной плазме, видимо, незначительна по сравнению термической (ударной), причем выделить их доли расчетным и опытным путем пока не удается.
В любой точке стационарного разряда концентрация заряженных частиц любого типа определяется равенством скоростей образования и потерь частиц в этой точке. Ионизация в плазме приводит к разделению зарядов, но электрическое притяжение ограничивает степень возможного разделения и плазма остается квазинейтральной. Наряду с ионизацией непрерывно происходят уравновешивающие ее процессы деионизации. К ним относятся рекомбинация заряженных частиц в нейтральные, захват электронов (прилипание), дрейф проводимости и диффузионные процессы, выравнивающие концентрацию (амбиполярная диффузия)
Явление рекомбинации электрона с ионом заключается в том, что свободный электрон, пролетая в поле иона, захватывается последним и переходит в связанное состояние. При этом освобождается энергия, равная сумме кинетической энергии свободного электрона и его энергии связи. Так как свободные электроны обладают непрерывным набором энергий, то фотоны, излучаемые в процессе рекомбинации, образуют сплошной спектр, на который накладывается линейчатый спектр возбужденных атомов, образующихся при ступенчатых переходах.
Для сварочных дуг излучение рекомбинации преобладает над тормозным излучением электронов и имеется преимущественно сплошной спектр с максимумом в области видимого и ультрафиолетового диапазонов (0,3-1,0 мкм). Спектр сварочной дуги в парах металлов приближается к спектру солнечного излучения с небольшим сдвигом от последнего в сторону длинных волн (рис. 8).
1.3.1.4 Термодинамическая характеристика плазмы. Понятие эффективного потенциала ионизации
Для обычных сварочных дуг, горящих в среде при давлении порядка атмосферного, столб дуги представляет собой плазму. В полностью ионизированной плазме нейтральные частицы отсутствуют.
Плазма дуги квазинейтральна (т. е. почти нейтральна), так, как в ней отрицательный заряд электронов почти точно нейтрализует положительный заряд ионов. Однако так как электроны гораздо подвижнее, чем положительные ионы, то поле заставляет электроны быстро уходить к аноду и столб дуги имеет положительный потенциал относительно катода.
Термическое равновесие в дуговом промежутке будет полным, когда частота появления всех возможных энергетических состояний удовлетворяет распределению Максвелла-Больцмана. В плотной среде столба дуги столкновения между частицами приводят к быстрому установлению локального равновесного состояния. Напротив, в разреженной плазме, где столкновения частиц редки, могут длительное время существовать состояния, далекие от равновесия. Столкновения частиц становятся редкими и при высоких температурах в так называемой горячей плазме, когда энергия теплового движения kT = 10-100 эВ и более. Плазма, имеющая kT порядка 1 эВ (11600 К), в физике считается холодной плазмой.
Основное понятие термодинамики - понятие температуры, которая характеризует значение энергии и ее распределение между частицами вещества. В разреженной или в горячей плазме электронная Те и ионная Ti температуры не равны между собой, но с увеличением давления газа их значение и распределение по сечению столба дуги становятся почти одинаковыми (рис. 9). Ионная температура близка к температуре газа.
Так как дуговой разряд существует обычно не в однородном газе, а в смеси газов и паров, находящихся при высокой температуре, то необходимо знание эффективного потенциала ионизации - Ui. Практика показывает, что в смеси газов в большей степени ионизируется газ с наименьшим Ui. Расчет эффективного потенциала термической ионизации U0 выполняется по формуле Фролова (под U0 смеси, обладающей степенью ионизации x0, следует понимать потенциал ионизации некого однородного газа, в котором число заряженных частиц такое же, как и в газовой смеси).
U0 = ln exp(-)
где k - количество газов в смеси, нi - концентрация i-го газа в смеси, Ui - потенциал ионизации i-го газа, T - абсолютная температура.
Расчет U0 в зависимости от концентрации паров в системе Fe-K при предположительной T = 5800 К (рис. 10) позволяет сделать вывод, что сравнительно небольшие добавки ионизаторов достаточны для обеспечения стабильности горения дуги (при сварке под флюсом или покрытыми электродами).
1.3.1.5 Явления переноса, баланс энергии и температура в столбе дуги
Направленное движение ионов и электронов в плазме может быть вызвано двумя причинами:
1) электрическим полем, создающим ток;
2) разницей в концентрации частиц между различными участками плазмы (амбиполярной диффузией). Направленные потоки ионов и электронов в плазме могут возникать не только под действием электрического поля, но и при условиях, когда концентрация частиц в различных точках неодинакова. Силой, приводящей в движение частицы, здесь будет разность давлений. В слабо ионизированной плазме давление электронного и ионного компонентов мало по сравнению с давлением нейтрального газа, поэтому при диффузионном движении заряженных частиц, так же как и при прохождении тока, происходит не перемещение всей массы вещества, а только перемещение составляющих. Характерной особенностью процесса является то, что по условию квазинейтральности скорости диффузии электронов и ионов должны быть одинаковы. Поскольку электроны обладают большой подвижностью, они опережают ионы, создавая благодаря этому опережению электрическое поле, которое сильно тормозит их и слегка ускоряет тяжелые ионы. В результате происходит выравнивание скоростей и весь процесс идет со скоростью, близкой к той, которая в отсутствие электрического поля соответствовала бы диффузионному движению ионов. Такой процесс совместного движения ионов и электронов через газ получил название амбиполярной диффузии.
Кроме того, в неравномерно нагретой плазме обмен частицами между областями с различной температурой создает механизм плазменной теплопроводности, благодаря которому через плазму идет поток тепловой энергии. Перечисленные процессы объединяются общим названием - явление переноса. Они обеспечивают переход от неравновесного к равновесному состоянию.
Теплопроводность плазмы также обусловлена движением частиц. Главную роль в переносе теплоты от более горячих участков плазмы к холодным играют электроны (благодаря большей тепловой скорости). Если вдоль некоторого направления существует перепад температур, то электроны с большими энергиями идут в одну сторону, а с меньшими - в другую.
Пренебрегая очень небольшой долей энергии, получаемой ионами при их ускорении в продольном поле (ионный ток мал), можно считать, что вся энергия, отбираемая разрядом от внешнего источника в столбе дуги, переходит непосредственно электронам плазмы. Эта энергия расходуется на возбуждение и ионизацию молекул газа, а также на повышение их кинетической энергии при упругих столкновениях. В конечном итоге баланс мощности для единицы длины столба дуги имеет вид:
jE = Wn + WT + Wk
где Wn - потери столба дуги излучением; WT и Wk - соответственно потери теплопроводностью и конвекцией.
Отношение Wn /(WT + Wk) зависит от режима дуги, формы столба и рода атмосферы.. Однако из опыта известно, что для дуг в парах металлов при I = 100-1000 А до 90% энергии столба дуги теряется излучением. Спектр излучения таких дуг близок к спектру абсолютно черного тела, т.е. они представляют собой эффективные излучатели. Для краткости будем ниже такие дуги называть металлическими или Ме-дугами.
Температура в столбе дуги может быть примерно вычислена по формуле, полученной К.К. Хреновым:
T KU0
где U0 - эффективный потенциал ионизации, K - коэффициент, принимающий значения K=800 для РДС и K=1100 для сварки под слоем флюса. По длине столба температура принимается постоянной.
Таким образом, анализ проводимости вещества, а также элементарных процессов и термодинамики плазмы показал следующее:
1) в сварочных дугах имеются три характерные зоны - катодная, анодная и столб дуги;
2) столб сварочных дуг при атмосферном давлении представляет собой плазму с локальным термическим равновесием, квазинейтральностью и свойствами идеального газа. В столбе вакуумных сварочных дуг термическое равновесие может не наблюдаться, т.е.
Те>(Тi=Тд);
3) с помощью физики элементарных процессов в плазме определяют потенциал ионизации газов Ui, эффективное сечение взаимодействия атомов с электронами (по Рамзауэру) Qe и отношение квантовых весов а 2. С использованием термодинамических соотношений определяют эффективный потенциал ионизации U0, температуру плазмы столба Т, напряженность поля Е и плотность тока j в нем.
Приближенные формулы позволяют оценивать значения параметров столба сварочной дуги и влияние отдельных факторов процесса.
1.3.1.6 Приэлектродные области дугового разряда
1.3.1.6.1 Эмиссионные процессы в катодной зоне. Виды электронной эмиссии
Приэлектродные области электрического разряда - катодная и анодная - представляют собой переходные зоны между твердыми (или жидкими) поверхностями электродов и плазмой разряда. В катодной области сварочных дуг, как предполагается, в основном, протекают эмиссионные процессы.
Известны следующие виды эмиссии электронов твердыми телами:
1) термоэлектронная;
2) автоэлектронная (или электростатическая);
3) фотоэлектронная (или внешний фотоэффект);
4) вторичная, возникающая при бомбардировке твердого тела тяжелыми частицами (атомами, ионами) или потоком первичных электронов.
5)экзоэлектронная эмиссия. Она возникает на поверхностях, обработанных с введением энергии извне (при резании и т. п.).
В сварочных дугах превалируют процессы термо- и автоэлектронной эмиссии. сварка плавление электрод трубопровод
Явление термоэлектронной эмиссии заключается в испускании всеми металлами при достаточно высоких температурах электроны, число которых быстро возрастает с повышением температуры. Механизм этого явления заключается в следующем: электроны проводимости свободно перемещаются по всему объему металла, но не могут выходить за его пределы. Этому препятствует электрическое поле, действующее в узкой зоне, которую называют поверхностным потенциальным барьером или просто барьером; форма и высота его могут быть определены при вычислении работы, необходимой для удаления электрона из металла - работы выхода. Наличие внешнего электрического поля снижает значение этой работы (эффект Шоттки). Сообщение электронам энергии (при сварке это термоэнергия, выделяющаяся при прохождении электрического тока через площадь контакта при коротком замыкании), приводит к эмиссии электронов.
Явление автоэлектронной эмиссии основано на туннельных переходах - электронной эмиссии с заострений и шероховатостей металлической поверхности под действием внешнего электростатического поля. Объясняются эти переходы волновой природой электронов.
Фотоэлектронная эмиссия является следствием повышения энергии электронов в результате поглощения ими квантов внешнего излучения (света). При этом энергия отдельных электронов оказывается настолько большой, что некоторые из них преодолевают поверхностный барьер и оказываются эмитированными. Явление это носит название внешнего фотоэффекта. В обычных сварочных дугах фотоэмиссия мало поддается количественному расчету и играет незначительную роль в балансе энергии.
1.3.1.6.2 Физические явления в приэлектродных областях
Поверхности сварочных электродов обычно покрыты твердыми и жидкими оксидами, пленками шлака и т. д., которые сильно влияют на работу выхода. Некоторые покрытия, например торий, лантан, барий на вольфраме, заметно улучшают эмиссионные свойства. Другие, наоборот, адсорбируясь на поверхности металлического катода, резко снижают эмиссию (например, кислород). Увеличение эмиссии объясняется созданием у поверхности эмиттера дипольного слоя, обращенного положительным зарядами наружу. Возникающее при этом электростатическое поле способствует увеличению "Шоттки-электронов" и туннельных электронов.
Эмиссионные свойства поверхности всякого катода (термо-, авто- и фотоэлектронного) неодинаковы. На ней существуют участки с различной работой выхода электронов. Различие плотности тока в отдельных участка" катода, особенно при низких температурах, доходит до такой степени, что практически весь эмиссионный ток течет только через участки с наименьшей работой выхода. Это явление, заметное и у чистых металлов, но особенно резко выраженное у пленочных катодов, называют эмиссионной пятнистостью.
Обнаружено, что относительный коэффициент вторичной эмиссии увт с окисленной поверхности алюминия, обработанной парами цезия, т.е. с поверхности металла, покрытой тонкой, плохо проводящей пленкой, иногда достигает огромных значений (увт = 100-1000). Это же наблюдается при создании положительного заряда на пленке любым другим способом, в том числе осаждением положительных ионов газа, что весьма возможно для условий сварочной дуги в парах металлов. При толщине пленки порядка 1 мкм среднее значение напряженности поля достигает в ней 106-107 В/см, что может обеспечивать появление "Шоттки-электронов" и возникновение электростатической эмиссии.
С анода, изготовленного из очень чистого и слабо испаряющегося металла, происходит небольшая эмиссия положительных ионов. Она значительно усиливается, если анод содержит легко испаряющиеся примеси, особенно примеси щелочных металлов. Возможна также эмиссия отрицательных ионов с металлов, покрытых электропроводными слоями металлов или полупроводниками типа оксидов. Если накаленный эмиттер находится в парах какого-либо металла, то атомы падают на поверхность эмиттера, ненадолго адсорбируются ею и затем испаряются вновь. Часть из них испаряется в виде ионов. Такое явление получило название поверхностной ионизации. В сварочных дугах ионный ток обычно невелик, однако при сварке легко испаряющихся материалов, например латуни, из которой интенсивно выгорает цинк, он может оказаться значительным.
1.3.1.6.3 Краткая характеристика приэлектродных зон
В переходных (приэлектродных) областях сварочных дуг отмечаются резкие изменения электрических, термических и других свойств по длине дугового разряда. Здесь существует переход от металлического проводника, в котором ток переносится исключительно электронами, к газообразному, в котором имеется как электронная, так и ионная проводимость. В дуговом разряде при высоких давлениях газа также существует переход от холодного электрода к весьма горячей плазме. При низких давлениях, наоборот, - от сравнительно горячего электрода к холодному газу.
В устойчивом дуговом разряде температура электродов часто приближается к точке кипения электродного материала, и его пары могут добавляться к газовой среде. Поэтому вблизи электродов дуга будет гореть в смеси газов и паров, а давление здесь может быть значительно выше, чем в столбе.
Можно предполагать, что в большинстве случаев эмиссионный ток электронов с поверхности сварочных катодов будет складываться из собственно термоэлектронов, "Шоттки-электронов", туннельных электронов и из вторичных электронов. В Ме-дугах при большой напряженности поля и низкой температуре плавления металла могут преобладать туннельные электроны, причем сильное поле вероятно также при наличии флюсовых диэлектрических пленок на катоде.
За исключением специальных случаев (например, угольная дуга), анод не эмитирует положительных ионов. Поэтому анодный ток - чисто электронный. Вблизи анода сказывается избыток отрицательного пространственного заряда и появляется анодное падение потенциала Ua. Его значение определяется, в основном, энергией, потребляемой для образования положительных ионов в анодной области. В большинстве случаев Uа<Uк и для Ме-дуг Ua составляет 2-3 В, Uк - примерно 10-20 В
Обычно в анодной области дуги выделение энергии значительно больше, чем в катодной (в 2-2,7 раза). Это учитывается технологами при выборе полярности электрода и изделия.
Таким образом, рассмотрение приэлектродных областей дуги показало, что катодная область, служащая источником электронов, определяет свойства дуги. Исходя из вида катодов, сварочные дуги целесообразно разделить на:
1) металлические (Me-дуги) в парах с плавящимися холодными катодами;
2) дуги в газах с неплавящимися термокатодами (например, вольфрамовая W-дуга).
Обычные Me-дуги характеризуются следующими, общими для них всех, признаками:
1) сравнительно низкой (менее 3000-4000 К) температурой катода, близкой к температуре кипения электродного металла, и его интенсивным испарением;
2) высокой плотностью тока в пятне дуги (j100 А/ммІ)
3) блужданием и неустойчивостью пятна на жидком металле электрода;
4) катодным падением напряжения, соразмеримым с потенциалом ионизации металлов (10-20 В); анодным падением напряжения, мало зависящим от материала электродов (2-3 В);
5) температурой столба дуги около 5000 К
6) наиболее вероятным механизмом появления электронов в катодной зоне при плотности тока j=104-105 А/ммІ можно считать автоэлектронную эмиссию.
1.3.1.7 Элементы магнитогидродинамики сварочной дуги
1.3.1.7.1 Электромагнитные силы в дуге
Так как всякое перемещение заряженных частиц сопровождается появлением магнитных полей, то существуют они и в сварочной дуге. На проводник длиной l с током I, находящийся в магнитном поле, действует сила Лоренца F, направление которой можно определить для тока от плюса к минусу по правилу Ампера (левой руки):
F = BIl
где магнитная индукция B=мH. При м=1 для неферромагнитной среды:
F = HIl
где Н - напряженность магнитного поля.
Применительно к газовому разряду вектор элементарной силы , действующей на каждую частицу зарядом q, движущуюся со скоростью , будет определяться векторным произведением:
F = (q/c)[ ]
или на единицу объема:
F = (1/c)[]
где с - скорость света. Сила перпендикулярна плоскости векторов и . Она не производит работы, но меняет направление скорости частицы. При этом в однородном магнитном поле (H = const) действуют постоянное центростремительное ускорение v2/r и сила
mv2/r = (1/c)qvH.
Так как в столбе дуги могут быть два тока - электронный и ионный, - то сила будет направлена по-разному для каждой частицы при одинаковом направлении их скоростей. Но дрейфовые скорости электронов ve и ионов vi противоположны, и сила F для любой частицы оказывается направленной к центру дуги (рис. 11). Собственный магнитный поток столба дуги Фст, силовые линии которого концентрически охватывают столб и могут быть определены по правилу буравчика, стабилизируют дугу вследствие пинч-эффекта - электромагнитного сжимающего давления. Распределение электромагнитного давления по сечению проводника (сварочной дуги) имеет параболическую форму с максимумом в центре. Для проводника переменного сечения, в частности, для сужения столба дуги около стержневого электрода, разность давлений вызовет осевую силу ДF, действующую от меньшего сечения к большему. Например, если площади сечений отличаются в 4 раза (2 раза по диаметру), то при токе 200 А создается сила, способная удерживать стальную каплю диаметром около 4 мм (см. [1], стр.81). Следует учесть, что действие пинч-эффекта должно уравновешиваться изнутри термическим давлением плазмы (идеального газа).
1.3.1.7.2 Магнитное дутье. Влияние ферромагнитных масс
Сварочная цепь "электрод - дуга - изделие" вместе с подводящими проводниками образует сварочный контур, магнитное поле которого может отклонять дугу в ту или иную сторону. Боковой распор магнитных линий, сконцентрированных внутри угла, образованного электродом и токопроводящей частью пластины, будет "выжимать" дугу наружу (рис. 12).
Меняя место подвода тока, можно регулировать отклонение дуги. Отклонение дуги можно регулировать также изменением угла наклона электрода к поверхности изделия (рис. 13).
В установившемся положении отклоняющая сила собственного магнитного поля (пропорциональная квадрату тока) уравновешиваться противодействующими силами, вызванными "жесткостью" столба дуги.
Для объяснения "магнитного распора" в контуре лучше всего воспользоваться понятием магнитного давления, которое тем больше, чем больше напряженность. Движение эластичного проводника - дуги - будет происходить всегда только в сторону уменьшения плотности магнитных силовых линий.
Наличие значительных ферромагнитных масс вблизи дуги может вызвать ее отклонения, относимые также к магнитному дутью. Можно считать, что в ферромагнитной массе, благодаря ее высокой магнитной проницаемости "стремятся" сконцентрироваться магнитные силовые линии контура. Вследствие этого магнитное давление со стороны ферромагнитной массы снижается, и дуга отклоняется (рис. 14). Поэтому дуга может часто отклоняться в сторону заваренного шва или от кромки в сторону основной массы изделия. При рассмотрении магнитного дутья следует учитывать, что металл в ванне и вблизи нее нагрет выше точки Кюри и практически немагнитен.
Все сказанное выше о магнитном дутье относится в основном к дуге постоянного тока. При сварке дугой переменного тока в металле изделия создается система - замкнутых вихревых токов. Вихревые токи создают собственную переменную магнитодвижущую силу, сдвинутую почти на 180° по фазе по отношению к сварочному току. Результирующий магнитный поток контура оказывается значительно меньшим, чем при постоянном токе.
При сварке под флюсом магнитное дутье обычно мало. Однако при сварке продольных швов труб из-за значительной ферромагнитной массы и замкнутого контура трубы возникает поперечное магнитное поле, сдувающее дугу вдоль трубы. Изменяя токоподвод или наклон электрода, можно ликвидировать отрицательное влияние дутья.
1.3.1.7.3 Влияние на дугу внешнего магнитного поля
На сварочную дугу может воздействовать внешнее магнитное поле, которое по отношению к оси столба дуги может быть:
1) продольным;
2) поперечным.
Все промежуточные случаи могут быть сведены к этим двум.
При наложении продольного поля направления магнитного и электрического полей совпадают, поэтому на дрейфовое движение заряженных частиц магнитное поле влиять не будет. Однако электроны и ионы обладают еще тепловой скоростью хаотического движения и скоростью амбиполярной диффузии. В обычных сварочных дугах при атмосферном давлении наибольшее влияние продольное магнитное поле оказывает на диффузионную составляющую скорости ионов и электронов. Скорость диффузии их направлена по радиусу от центра дуги к периферии, где температура и концентрация меньше. В связи с тем, что скорости диффузии в квазинейтральном столбе дуги равны (vevi), а масса me"mi, импульсы, передаваемые нейтральным частицам от ионов, будут в тысячи раз больше, чем от электронов. Поэтому плазма столба дуги придет во вращательное движение, соответствующее движению в магнитном поле ионов. Столб дуги будет вращаться против часовой стрелки, если смотреть по направлению поля. Угловая скорость вращения максимальна в тех участках столба, где скорости диффузии наибольшие. Действие электрического поля приводит к появлению осевой составляющей вектора скорости, из-за чего заряженные частицы начинают двигаться по спирали. Продольное поле получают с помощью соленоида и используют для придания дуге большей жесткости и устойчивости. Оно несколько повышает температуру в центре столба дуги в связи с действием магнитного давления.
При наложении поперечного поля целесообразно рассматривать дугу как проводник с током. Поперечное магнитное поле, накладываясь на собственное поле дуги в контуре, может вызвать ее отклонение в ту или другую сторону. В той части сварочного контура, где силовые линии собственного и поперечного поля совпадают, создается избыточное магнитное давление и дуга отклоняется в сторону более слабого поля.
Воздействуя поперечным магнитным полем на дуги и ванну расплавленного металла, при сварке под флюсом можно, например, изменить формирование шва, в частности увеличить или уменьшить глубину проплавления.
Если использовать управление поперечным переменным магнитным полем, то дуга постоянного тока будет колебаться в обе стороны от положения равновесия с частотой поля. Эффект перемещения дуги в поперечном магнитном поле используется для ее вращения на конической или цилиндрической поверхности, и на нем основано несколько способов сварки. В частности, в трубопроводном строительстве применяется сварка вращающейся "бегущей" дугой.
Воздействие магнитогидродинамических явлений на ванну расплавленного металла можно использовать не только для регулирования глубины проплавления, но и для управления положением ванны в зазоре стыка. Для этого необходимо создать в металле вертикальные объемные силы, что вполне осуществимо. Поперечное поле позволит также управлять формированием шва в разных пространственных положениях.
1.3.1.8 Перенос металла в сварочной дуге
В зависимости от условий сварки (силы, плотности, формы, кривой тока и т.д.), можно назвать пять основных видов переноса электродного металла в дуге с плавящимся электродом (табл. 4).
Таблица 4. Основные виды переноса металла при дуговой сварке
|
Виды переноса |
Типовые примеры |
|
|
Крупнокапельный с замыканиями дугового промежутка |
Ручная дуговая сварка при плотности тока j<100 А/ммІ |
|
|
Мелкокапельный с замыканиями дугового промежутка |
Механизированная сварка в углекислом газе CO2 |
|
|
Мелкокапельный без замыканий дугового промежутка |
Сварка под флюсом при плотности тока j>1000 А/ммІ |
|
|
Струйный |
Сварка в инертных газах тонкой проволокой при плотности тока j>1000 А/ммІ |
|
|
Парами металла |
При всех видах сварки как дополнение к другим видам переноса |
Характер переноса металла оказывает значительное влияние на устойчивость процесса сварки, разбрызгивание металла, формирование шва и интенсивность металлургических процессов в дуге и ванне. В большинстве случаев, особенно при автоматизированных процессах сварки, предпочтителен струйный перенос, обеспечивающий лучшее формирование и качество шва.
На расплавленный металл в дуге действуют следующие главные силы:
1) силы тяжести;
2) силы поверхностного натяжения;
3) электродинамические силы в жидком проводнике;
4) реактивные силы,
5) электростатические силы;
6) силы давления плазменных потоков и др.
Силы тяжести способствуют переносу металла при сварке в нижнем положении и препятствуют при сварке в потолочном. Они оказывают наибольшее влияние на перенос электродного металла при сварке на малых токах, когда электродинамические силы еще сравнительно невелики.
Силы поверхностного натяжения придают каплям жидкости сфероидальную форму, удерживают капли на "потолке", втягивают капли металла в жидкую сварочную ванну. Оценить величину этих сил можно коэффициентом поверхностного натяжения б, равным отношению силы, действующей на границу поверхностной пленки жидкости к длине этой границы. Чем он меньше для данного металла, тем мельче капли материала и тем более вероятен переход к струйному или мелкокапельному переносу. Соприкосновение жидкого металла с газами и шлаками может изменить его поверхностное натяжение. Например, кислород снижает поверхностное натяжение стали, поэтому при сварке в инертных газах в смесь добавляют до 5% кислорода.
При сварке на обратной полярности анодное пятно стабильно на торце жидкой капли, и с увеличением тока его плотность остается постоянной, а размер пятна растет. Поэтому перегрев капли и ее кипение наступают при меньших токах, чем на прямой полярности, когда катодное пятно беспорядочно перемещается. При увеличении плотности тока, например, при j>20 А/ммІ может наблюдаться электрокапиллярный эффект, сопровождающийся понижением б и способствующий струйному переносу металла.
Электродинамические силы пинч-эффекта сильно влияют на перенос металла, особенно при больших токах, когда они способствуют появлению плазменных потоков от мест сужения столба. Поэтому в слаботочных дугах, где эти силы малы, преобладает крупнокапельный перенос, а в сильноточных дугах - струйный. Появлению струйного переноса также способствует перегрев капель, который достаточно велик, особенно при сварке на обратной полярности.
Струйный перенос особенно характерен для газоэлектрической сварки (дуговой сварки в среде защитных газов). Он сопровождается образованием конуса жидкого металла на конце электрода. При этом средний размер капель монотонно уменьшается с увеличением тока - примерно по гиперболической кривой. При некотором значении тока, называемом критическим (при сварке на обратной полярности оно меньше, чем при сварке на прямой) капельный перенос переходит практически в струйный (рис. 15). Охват дугой конца электрода способствует струйному переносу с анода.
Реактивные силы, вызываемые давлением паров, обычно противодействуют начальному обрыву капли. Если эти силы имеют взрывной характер, то они могут сильно затруднить переход к струйному переносу. При сварке на обратной полярности реактивное давление меньше, чем при сварке на прямой, соответственно, условия для струйного переноса создаются при более низких токах.
Электростатические силы возникают вследствие большого градиента потенциала (напряженности поля) в переходных областях дуги, а особенно у катода. В столбе дуги напряженность в тысячи раз меньше, поэтому создается разность давлений, и течение газа от анода (катода) становится подобным "электрическому ветру" с заряженного острия. Разность давлений может достигать десятков паскалей. Следствием этого может быть, например, деформация металла ванны в виде конуса полем высокой напряженности.
Плазменные потоки также могут сильно влиять на перенос металла в дуге. В некоторых случаях, например в Ме-дугах, мощный катодный поток от электрода к изделию вызывает отраженный анодный поток, который может концентрически охватывать катодную струю. Такой анодный поток затрудняет перенос металла, вызывая сдвиг капли металла в сторону или даже подъем ее над уровнем торца электрода.
1.3.1.9 Краткая характеристика сварочных дуг с плавящимся электродом
Ручная дуговая сварка Ме-дугой ведется обычно электродами диаметром 2-6 мм на постоянном и переменном токах силой 100-300 А при плотностях тока по сечению электрода j < 20 А/ммІ в любом пространственном положении. Широко применяются электроды с качественными обмазками (покрытиями), поэтому поверхность катода предлагается рассматривать как сложную систему из расплавленного металла и шлаковых пленок. Перенос металла в дуге крупнокапельный, обычно с короткими замыканиями. КПД дуги составляет около 75%.
Анализ энергетической структуры таких дуг показывает, что мощность в столбе дуги составляет примерно от 7 до 30% общей мощности дуги. Остальная мощность выделяется в приэлектродных областях. Важным фактором при ручной сварке является устойчивость дуги. На устойчивость дуги оказывают влияние внутренние условия в самой дуге (состав и свойства плазмы) и внешние условия - статические и динамические свойства источника питания и свойства электрической цепи, определяющие в большой мере переходные процессы в дуге.
Наиболее известна оценка устойчивости дуги по ее разрывной длине. Чем больше разрывная длина дуги, тем выше ее устойчивость.
Введение в дугу элементов с низким потенциалом Ui повышает ее устойчивость. Такие элементы облегчают возбуждение дуги, горение ее на переменном токе, а также уменьшают блуждание и разбрызгивание на постоянном токе. Объяснение действия элементов-ионизаторов можно связать с воздействием их на работу выхода катода, поскольку значение работы выхода тесно связано с потенциалом ионизации. Пары веществ-ионизаторов попадают в зону катода, понижают его работу выхода, что снижает катодное падение, повышает электропроводность катодной области и устойчивость дуги в целом. Введение элементов-ионизаторов уменьшает мощность, выделяемую в приэлектродных областях, и увеличивает долю энергии, затрачиваемой в столбе дуги. Производительность расплавления при этом обычно снижается. Примерная диаграмма баланса энергии открытой Me-дуги при I = 200 А, U = 26 В приведена на рис.16.
1.3.2 Металлургические процессы при сварке
1.3.2.1 Процессы окисления металла шва
При сварке плавлением металл нагревается до высоких температур, его химическая активность резко возрастает, и он вступает во взаимодействие с окружающей средой. В результате окисления, т.е. процесса потери электронов с внешнего энергетического уровня и перехода металла в соединение с атомами более электроотрицательного элемента, свойства металла шва резко ухудшаются, а сварные конструкции теряют свою работоспособность. Сварочная металлургия характеризуется высокой температурой термического цикла, малым временем существования сварочной ванны в жидком состоянии, т.е. в состоянии, доступном для металлургической обработки металла сварного шва.
Металлы, обладая малым числом электронов на внешних энергетических уровнях, легко отдают их атомам элементов с высокой электроотрицательной способностью(F, Cl, S, O и др.). Окисление происходит по схеме:
Me0 - 2e-Me2+
O0 + 2e-O2-
Обратный процесс восстановления металлов будет определяться термодинамической устойчивостью их оксидов (галидов, сульфидов). Разложение соединения требует той же энергии, что пошла на его создание и, тем самым, определяет возможности данного металлургического процесса.
В области высоких температур соединения металлов с элементарными окислителями могут разлагаться, выделяя окислитель в газовую фазу:
?+
Высокие температуры, имеющие место при сварке, с одной стороны понижают термодинамическую устойчивость оксидов, но с другой стороны резко увеличивают скорость их образования, и за очень небольшое время сварочного цикла металлы поглощают значительное количество кислорода. Поглощенный кислород может находиться в металле в растворенном состоянии в виде оксидов (обычно низшей степени окисления) или субоксидов. А может образовывать неметаллические включения эндогенного типа, создавшиеся при раскислении металла более активными элементами. В них находится основная масса кислорода. Все это резко снижает качество сварных соединений, особенно пластичность шва.
Особенно велика скорость взаимодействия металла с окружающей средой в высокотемпературной зоне сварки, к которой можно отнести каплю расплавленного металла на конце электрода, дуговой разряд и переднюю часть ванны (рис. 17).
Более медленно эти процессы развиваются хвостовой части ванны. Температурный перепад между этими областями так велик, что реакции окисления-восстановления меняют там свое направление. Кроме того, взаимодействие металла с кислородом при сварке сильно осложняется образованием растворов оксидов в металлах, что очень повышает термодинамическую устойчивость оксидов (из-за возрастания энтропии в процессе растворения).
Восстановление металла сварного соединения требует удаления кислорода из сварочной ванны, пока она находится в жидком состоянии.
1.3.2.2 Раскисление металла сварочной ванны
Раскисление (т.е., восстановление) металла сварочной ванны можно осуществлять несколькими путями:
1) извлечение кислорода более активными металлами - раскисление осаждением;
2) восстановление металла газовой атмосферой, контактирующей с металлом сварочной ванны;
3) извлечение оксидов из сварочной ванны путем обработки ее шлаками.
Раскисление осаждением основано на плохой растворимости металлами оксидов и сульфидов других металлов. Тогда возможен процесс:
[MeO] + [Э] ? Me + ЭО
в результате которого образуются восстановленный металл и шлаковое эндогенное включение. В качестве раскислителей выбираются металлы, имеющие большее сродство к кислороду, нежели Fe, - Mn, Si, Ti, Al. Эти элементы вводятся из электродной проволоки или из покрытия электрода:
[FeO] + [Mn] ? Fe + MnО
2[FeO] + Si ? 2Fe + SiО2
2[FeO] + Ti ? 2Fe + TiО2
3[FeO] + 2[Al] ? 3Fe + Al2О3
Сравнительно малая активность марганца как раскислителя создает значительные остаточные концентрации его в металле, но в количестве до 1% они не влияют на механические свойства стали. Несмотря на невысокую раскислительную способность, марганец широко применяется в сварочной металлургии, т.к. кроме кислорода он извлекает из расплавленного металла серу, переводя ее в тугоплавкий (Тпл=1883 К) сульфид марганца MnS. Это понижает влияние легкоплавкой сульфидной эвтектики при кристаллизации металла шва и повышает его сопротивление образованию горячих трещин.
Углерод, присутствующий в стали, также является раскислителем:
[FeO] + [Fe3C] ? 4Fe + CO^
Реакция эта эндотермическая, поэтому углерод будет выступать как раскислитель только при высоких температурах - в каплях электродного металла или в сварочной ванне в основании дугового разряда, что приводит к выгоранию углерода при сварке плавлением.
Кремний - более активный раскислитель стали, и для него характерны малые остаточные концентрации кислорода в металле. Большой недостаток раскисления осаждением - образование эндогенных неметаллических шлаковых включений. Они представляют собой концентраторы напряжений и могут снижать как прочностные, так и пластические свойства соединения, особенно если будут иметь неправильную геометрическую форму с малым радиусом кривизны. Во избежание этого вводят не один, а два и более раскислителя, с тем чтобы их оксиды взаимно понижали температуру плавления и включения имели глобулярную форму.
1.3.2.3 Защита металла сварочной ванны от воздействия атмосферы
Воздух представляет собой смесь различных газов. Все они могут контактировать с расплавленным металлом сварочной ванны, вступать с ним в реакции и снижать качество сварного соединения.
Азот, составляющий основную часть воздуха, всегда в какой-то степени участвует в процессах сварки плавлением, и по его содержанию можно судить о качестве защиты зоны сварки от атмосферы. Образование соединений азота с железом приводит к выпадению кристаллов Fe3N при кристаллизации или при распаде твердых растворов. В результате, металл шва теряет пластичность, а сварное соединение становится склонным к образованию холодных и горячих трещин.
Водород также является вредной примесью, поскольку резко снижает пластичность металла (водородная хрупкость). В сварных соединениях он, в силу своей большой подвижности, в течение сварочного цикла распределяется неравномерно, и при средней допустимой концентрации водорода могут создаваться локальные концентрации, вызывающие появление дефектов сварного соединения (поры, трещины). Общей теории водородной хрупкости пока еще не существует, т.к. водород (а точнее, протон) в твердых металлах ни одним из известных экспериментальных методов не обнаруживается.
Для защиты о воздействия атмосферы применяются шлаки - жидкие минеральные фазы, отделяющие зеркало расплавленного металла от непосредственного действия газовой атмосферы. Шлак не изолирует металл от окружающей среды, а только заменяет непосредственное ее воздействие диффузионным. Через шлак газы или металлы (в виде своих низших оксидов) могут диффундировать на границу раздела с атмосферой, там окисляться и, возвращаясь в металл, передавать захваченный кислород.
При сварке толстопокрытыми электродами реализуется смешанный газошлаковый метод защиты сварочной ванны. Подобная защита образуется при сгорании покрытия электрода.
1.3.2.4 Покрытие электродов, его компоненты и их функции
В состав этого покрытия входят компоненты, выполняющие следующие функции:
1) защита зоны сварки от кислорода и азота воздуха;
2) раскисление металла сварочной ванны;
3) легирование металла сварочной ванны нужными компонентами;
4) стабилизация сварочной дуги.
Таким образом, компоненты покрытия можно условно разделить в зависимости от их функционального назначения на следующие группы:
1) ионизирующие - соединения, содержащие ионы щелочных металлов (Na2CO3, K2CO3), пары которых снижают сопротивление дугового промежутка и делают разряд более устойчивым;
2) шлакообразующие - соединения, дающие при плавлении шлаки различного состава и основности (полевой шпат K2O·Al2O3·6SiO2, мрамор и мел CaCO3, магнезит MgCO3, глинозем Al2O3, флюорит CaF2, рутил TiO2, кварцевый песок SiO2, иногда гематит Fe2O3);
3) газообразующие компоненты, разлагающиеся с выделением большого объема газа (мрамор, мел, декстрин, крахмал, целлюлоза; продукты сгорания CO2, CO, H2, H2O);
4) раскислители и легирующие компоненты (металлические порошки или порошки ферросплавов - ферромарганец, ферросилиций, феррохром, ферровольфрам);
5) вяжущие компоненты (жидкое стекло, полимеры).
В зависимости от вида компонентов, которыми осуществляется защита зоны сварки от атмосферы, электродные покрытия можно разбить на четыре группы (вида):
1) кислые покрытия (А), в состав которых входят оксиды железа, марганца, титана и кремния, представляющие собой шлаковую основу покрытия. Газовая защита создается органическими составляющими (крахмал). Раскислителем служит ферромарганец.
2) основные покрытия (Б) построены на основе карбоната кальция (мрамора) и плавикового шпата (флюорита), который служит шлакообразующим компонентом. Газовая защита создается диссоциацией мрамора. В качестве раскислителей используется ферротитан, ферромарганец, ферросилилиций. К этой же группе относятся безокислительные покрытия, содержащие мало мрамора (мела) и много флюорита для сварки высокопрочных сталей. Уменьшение доли мрамора в покрытии снижает окисление металла и уменьшает содержание углерода в нем.
3) рутиловые покрытия (Р) построены на основе рутила с добавками полевого шпата, магнезита и других шлакообразующих компонентов. В качестве газообразующих веществ используются органические материалы (целлюлоза, декстрин), а также карбонаты (магнезит, мрамор). Раскислителем служит ферромарганец. Для повышения коэффициента наплавки в состав покрытия вводят железные опилки.
4) целлюлозные покрытия (Ц) построены на газообразующих веществах (целлюлоза). В некоторые покрытия этого вида вводят небольшое количество оксидов железа, марганца и титана. Для раскисления добавляют ферромарганец и ферросилиций.
1.3.2.5 Металлургические процессы при РДС покрытыми электродами
Схема сварки покрытым электродом приведена на рис. 18.
Электрический дуговой разряд возникает и горит между электродом и сварочной ванной. Электродный стержень плавится быстрее покрытия, и на конце электрода образуется втулочка, направляющая поток газов и капли металла в сварочную ванну. Капли металла проходят через дуговой промежуток уже покрытые тонкой пленкой шлака. Капля активно взаимодействует со шлаком и газами дугового промежутка, попадая в ванну, освобождается от шлака, который всплывает и оттесняется давлением дуги. Плавящийся на торце электрода металл растворяет в себе раскислители, имеющиеся в покрытии электрода. В кристаллизующемся металле ванны идет активная диффузия, но из-за ограниченности во времени всегда существует определенный градиент концентраций между металлом шва и основным металлом. В высокотемпературной зоне интенсивно развиваются эндотермические реакции, приводящие к легированию и одновременно к окислению металла сварочной ванны:
Fe + [MnO]> [FeO] + [Mn]
2Fe + [SiO2]> 2[FeO] + [Si]
В этой же зоне происходит интенсивное окисление углерода стали:
[FeO] + [C]> Fe + CO
и восстановление кремния марганцем:
2[Mn] + SiO2> 2MnO + [Si]
Интенсивное перемешивание шлака с металлом приводит к извлечению значительной части FeO в шлаковую фазу, где он может переходить в силикаты (диффузионное раскисление):
Таким образом, в сварочную ванну попадает обогащенный марганцем и кремнием металл. При понижении температуры он начинает раскислять металл шва:
[Mn] + [FeO]> Fe + (MnO)
[Si] + 2[FeO]> 2Fe + (SiO2)
А поскольку основная часть FeO уже извлечена шлаком, металл шва после раскисления будет содержать остаточное количество марганца (около 0,60%) и кремния (около 0,10%).
1.3.2.6 Особенности металлургических процессов при сварке электродами с покрытием основного и целлюлозного вида
Согласно СНИП 2.05.06-85*, для сварки магистральных трубопроводов могут быть применены только электроды с покрытием основного или целлюлозного вида. Поэтому имеет смысл рассмотреть происходящие при сварке этими электродами процессы более подробно.
Электроды группы Б при сварке осуществляют защиту зоны сварки разложением мрамора CaCO3, а образовавшийся при этом оксид кальция CaO уходит на формирование шлаковой системы Cao-CaF2. Атмосфера сварочной дуги состоит из CO, CO2, H2, H2O. Пары воды выделяются из покрытия, и во избежание этого электроды перед сваркой необходимо прокаливать при температуре Т=470-520 К (до 570 К). Содержание в покрытии нескольких раскислителей позволяет получить хорошо восстановленный металл, имеющий в своем составе мало серы и не склонный к образованию горячих трещин. При сварке высокопрочных и жаропрочных сталей применяют электроды с пониженным содержанием (15-20%) мрамора и увеличенным (60-80%) содержанием флюорита в покрытии. В этом случае удается избежать поглощения углерода сварочной ванной и обеспечить содержание углерода на уровне 0,02-0,05%, как этого требуют ТУ. Среди недостатков электродов с основным видом покрытия можно отметить низкую устойчивость дуги, требующую сварки на постоянном токе обратной полярности.
Электроды группы Ц содержат в своем составе до 50% органических веществ, и при их разложении и окислении выделяется большое количество газа, обеспечивающего хорошую защиту зоны сварки. Для предотвращения водородной хрупкости и появления пор при сварке необходимо вводить окислители TiO2, FeO, MnO2. Для уменьшения влияния водорода в покрытие также вводят плавиковый шпат (флюорит). Важный показатель качества сварных соединений - содержание газов и неметаллических включений, влияющих на прочностные свойства. В таблице 5 рассмотрены основные характеристики сварных соединений, выполненных электродами с различными видами покрытия.
Таблица 5. Массовые доли включений, %,при использовании при сварке электродов различных групп
|
Вид покрытия |
[O2] ... |
Подобные документы
Классификация и обозначение покрытых электродов для ручной дуговой сварки. Устройство сварочного трансформатора и выпрямителя. Выбор режима сварки. Техника ручной дуговой сварки. Порядок проведения работы. Процесс зажигания и строение электрической дуги.
лабораторная работа [1,1 M], добавлен 22.12.2009Сущность, основные достоинства и недостатки ручной дуговой сварки покрытыми электродами. Сущность, достоинства и недостатки сварки в среде защитных газов плавящимся электродом. Выбор сварочных материалов. Сварочно-технологические свойства электродов.
курсовая работа [4,6 M], добавлен 22.03.2012Состав и свойства стали. Сведения о ее свариваемости. Технология получения сварного соединения внахлёст двух листов сваркой ручной дуговой и в среде защитных газов плавящимся электродом. Выбор сварочных материалов и источников питания сварочной дуги.
курсовая работа [201,9 K], добавлен 28.05.2015Разработка технологии дуговой и газовой сварки, составление технологической карты на изготовление сварного соединения. Трудности при сварке, горячие и холодные трещины. Траектории движения конца электрода при дуговой сварке. Удаление сварочных шлаков.
контрольная работа [774,0 K], добавлен 20.12.2011Описание способа сварки неплавящимся электродом в защитных газах корневых слоев сварных соединений. Анализ изобретений в области сварки. Изучение основных приемов и методов теории решения изобретательских задач, позволяющих устанавливать системные связи.
курсовая работа [41,5 K], добавлен 26.10.2013Химический состав стали 10ХСНД. Механические свойства металла шва. Расчет режимов ручной дуговой сварки. Параметры сварки в углекислом газе плавящимся электродом. Оценка экономической эффективности вариантов технологии, затраты на электроэнергию.
курсовая работа [199,1 K], добавлен 12.11.2012Основные понятия и способы сварки трубопроводов. Выбор стали для газопровода. Подготовка кромок труб под сварку. Выбор сварочного материала. Требования к сборке труб. Квалификационные испытания сварщиков. Технология и техника ручной дуговой сварки.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 25.01.2015Процесс лазерно-дуговой сварки с использованием дуги, горящей на плавящемся электроде. Экспериментальное исследование изменения металла при сварке и микроструктуры сварных швов. Сравнительная оценка экономической выгоды различных процессов сварки.
дипломная работа [4,6 M], добавлен 16.06.2011Описание физической сущности ручной дуговой сварки покрытым электродом. Физическая сущность процесса сварки. Основные и вспомогательные материалы, вредные факторы. Влияние химических элементов на свариваемость. Расчет параметров режима процесса сварки.
курсовая работа [530,4 K], добавлен 05.12.2011Методика расчета ручной дуговой сварки при стыковом соединении стали 3ВС3пс. Определение химического состава и свойств данного металла, времени горения дуги и скорости сварки. Выбор светофильтра для сварочного тока и соответствующего трансформатора.
реферат [27,1 K], добавлен 04.06.2009Сущность, особенности и области применения сварки под флюсом. Оборудование и материалы для сварки под флюсом. Технология автоматической дуговой сварки, ее главные достоинства и недостатки. Техника безопасности при выполнении работ по дуговой сварке.
реферат [897,7 K], добавлен 30.01.2011Классификация электрической сварки плавлением в зависимости от степени механизации процесса сварки, рода тока, полярности, свойств электрода, вида защиты зоны сварки от атмосферного воздуха. Особенности дуговой сварки под флюсом и в среде защитных газов.
презентация [524,2 K], добавлен 09.01.2015Основные сварочные материалы, применяемые при сварке распространенных алюминиевых сплавов. Оборудование для аргонно-дуговой сварки алюминиевых сплавов. Схема аргонно-дуговой сварки неплавящимся электродом. Электросварочные генераторы постоянного тока.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 20.05.2015Характеристика и область применения алюминия марки АД1. Выбор сварочной проволоки, полуавтомата для сварки металла и защитного газа. Мероприятия по технике безопасности и охране труда при полуавтоматической сварке неплавящимся электродом в среде аргона.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 26.06.2014Краткое сведение о металле и свариваемости стали марки 09Г2С. Оборудование сварочного поста для ручной дуговой сварки колонны. Основные достоинства металлоконструкций. Технология ручной дуговой сварки. Дефекты сварных швов. Контроль качества соединения.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 08.12.2014История возникновения сварки, ее классификация и виды. Характеристика высокопроизводительных видов ручной дуговой сварки. Назначение и описание конструкции трубопровода. Особенности организации контроля качества и безопасности при сварочных работах.
дипломная работа [30,6 K], добавлен 24.07.2010Подготовка металла к сварке, выбор сварочного материала. Выбор источника питания для ручной дуговой сварки. Техника безопасности при выполнении технологического процесса: охрана окружающей среды, пожарная безопасность. Опасность поражения электротоком.
курсовая работа [2,5 M], добавлен 20.06.2012Низкоуглеродистые и низколегированные стали: их состав и свойства, особенности свариваемости. Общие сведения об электродуговой, ручной дуговой, под флюсом и сварке сталей в защитных газах. Классификация и характеристика высоколегированных сталей.
курсовая работа [101,4 K], добавлен 18.10.2011Процесс ручной дуговой сварки электродами с основным видом покрытия и автоматической сварки порошковой проволокой в защитных газах. Расчет предельного состояния по условию прочности, времени сварки кольцевого стыка и количества наплавленного металла.
курсовая работа [167,8 K], добавлен 18.05.2014Возникновение и развитие сварки и резки металлов. Понятие, сущность и классификация способов дуговой резки. Рабочие инструменты, используемые при резке металлов. Организация рабочего места сварщика. Техника безопасности труда при дуговой сварке и резке.
курсовая работа [508,4 K], добавлен 25.01.2016
