Дугове зварювання

Ручна електродугова зварювання покритим електродом.
Електрозварювання — один із способів зварювання, використовує для нагріву і розплавлення металу електричною дугою.
Температура електричної дуги перевершує температури плавлення всіх існуючих металів.
Опис процесу
До електроду і зварюваного виробу для освіти і підтримки електричної дуги від зварювального трансформатора підводиться електроенергія. Під дією теплоти електричної дуги кромки зварюваних деталей і електродний метал розплавляються, утворюючи зварювальну ванну, яка деякий час знаходиться в розплавленому стані. У зварювальній ванні метал електрода змішується з розплавленим металом виробу (основним металом), а розплавлений шлак спливає на поверхню, утворюючи захисну плівку. При затвердінні металу утворюється зварне з'єднання. Енергія, необхідна для освіти і підтримки електричної дуги, що виходить від спеціальних джерел живлення постійного або змінного струму.
В процесі електрозварювання можуть бути використані плавляться та не плавляться електроди. У першому випадку формування зварного шва відбувається при розплавлюванні самого електрода, у другому випадку — при розплавлюванні присадного дроту (прутків і т. п. ), яку вводять безпосередньо в зварювальну ванну.
Розрізняють електрозварювання змінним струмом і електрозварювання постійним струмом. При зварюванні постійним струмом шов виходить з меншою кількістю бризок металу, оскільки немає переходу через нуль і зміни полярності струму.
В апаратах для електрозварювання постійним струмом застосовуються випрямлячі.
Класифікація.
Класифікація дугового зварювання проводиться залежно від ступеня механізації процесу, роду струму і полярності, типу зварювальної дуги, властивостей зварювального електрода, виду захисту зони зварювання від атмосферного повітря та ін.
За ступенем механізації розрізняють:
• ручне дугове зварювання • напівавтоматичне дугове зварювання • автоматичне дугове зварювання Віднесення процесів до того або іншого способу залежить від того, як виконуються запалювання і підтримання певної довжини дуги, маніпуляція електродом для додання шву потрібної форми, переміщення електрода по лінії накладення шва і припинення процесу зварювання.
При ручний дугового зварюванні зазначені операції, необхідні для утворення шва, виконуються людиною вручну без застосування механізмів.
За родом струму розрізняють:
• електрична дуга, що живиться постійним струмом прямої полярності (мінус на електроді) • електрична дуга, що живиться постійним струмом зворотної (плюс на електроді) полярності • електрична дуга, що живиться змінним струмом За типом дуги розрізняють
• дугу прямої дії (залежну дугу) • дугу непрямого дії (незалежну дугу) У першому випадку дуга горить між електродом і основним металом, який також є частиною зварювального ланцюга, і для зварювання використовується теплота, що виділяється в стовпі дуги і на електродах; в другому — дуга горить між двома електродами.
За властивостями зварювального електрода розрізняють
• способи зварювання плавким електродом • способи зварювання неплавким електродом (вугільним, графітовим і вольфрамовим) Зварювання плавким електродом є самим поширеним способом зварювання; при цьому дуга горить між основним металом і металевим стрижнем, що подається в зону зварювання у міру плавлення. Цей вид зварювання можна робити одним або декількома електродами. Якщо два електроди під'єднані до одного полюса джерела живлення дуги, то такий метод називають двухэлектродной зварюванням, а якщо більше — многоэлектродной зварюванням пучком електродів. Якщо кожен з електродів отримує незалежне харчування — зварювання називають двухдугового (многодуговой) зварюванням. При дуговому зварюванні плавленням ККД дуги досягає 0,7-0,9.
За умовами спостереження за процесом горіння дуги розрізняють:
• відкриту • закриту • напіввідчинені дугу При відкритій дузі візуальне спостереження за процесом горіння дуги проводиться через спеціальні захисні скла — світлофільтри. Відкрита дуга застосовується при багатьох способів зварювання: при ручному зварюванні металевим і вугільним електродом і зварюванні в захисних газах. Закрита дуга розташовується повністю в розплавленому флюсі — шлаку, основному металі і під гранульованим флюсом, і вона невидима. Напіввідкрита дуга характерна тим, що одна її частина знаходиться в основному металі і розплавленому флюсі, а інша над ним. Спостереження за процесом здійснюється через світлофільтри. Використовується при автоматичному зварюванні алюмінію за флюсові.
За родом захисту зони зварювання від навколишнього повітря розрізняють:
• дугове зварювання без захисту (голим електродом, електродом зі стабілізуючим покриттям) • дугове зварювання з шлакової захистом (толстопокрытыми електродами, під флюсом) • дугове зварювання з шлакогазовой захистом (толстопокрытыми електродами) • дугове зварювання з газовим захистом (в середовищі захисних газів) (MIG-MAG) • дугове зварювання з комбінованою захистом (газова середовище і покриття або флюс) Стабілізуючі покриття являють собою матеріали, що містять елементи, які легко іонізуючі зварювальну дугу. Наносяться тонким шаром на стрижні електродів (тонкопокрытые електроди), призначених для ручного дугового зварювання.
Захисні покриття являють собою механічну суміш різних матеріалів, призначених захищати розплавлений метал від дії повітря, стабілізувати горіння дуги, легувати і рафінувати метал шва.
Найбільше застосування мають середньо — та толстопокритие зварювальні електроди, призначені для ручного дугового зварювання та наплавки, виготовлені в спеціальних цехах або на заводах.
Останнім часом набуває поширення плазмове зварювання, де дуга між інертними неплавящимися електродами використовується для високотемпературного нагріву проміжного носія, наприклад, водяної пари. Відома також зварювання атомарним воднем, отриманим в дузі між вольфрамовим електродами, і виділяє тепло при рекомбінації в молекули на зварюваних деталях