sudare cu arc electric

Luați în considerare condițiile mai arc electric ce acțiune directă între electrod metalic și metalul de bază, care este cea mai frecventa practica in sudura cu arc electric.

Un arc (Fig. 28). La un capăt de contact de metal electrod fiind sudat este un circuit de sudare scurt-circuit (Fig. 28a). Trecând prin proeminențe distincte, curentul având punctele de contact a electrodului cu un metal foarte mare densitate le topește instantaneu, prin care între electrod și metalul unui strat subțire de metal lichid (Fig. 28.6). În clipa următoare atribuie mai electrod de sudură, provocând gâtul este format (Fig. 28b) în metalul lichid, în care densitatea de curent și temperatura crește de metal. Apoi, prin evaporarea metalului topit, gâtul este rupt, gazele și vaporii care umplu golul rezultat și ionizată are loc instantaneu arc de sudură între electrod și (fig. 28 g) metal.

tensiunea arcului. Acesta este determinat de diferența de potențial dintre catod (electrod) și anod (metalul de bază).

Căderea de tensiune totală în arc Ud suma căderii de tensiune în regiunea catodului din Marea Britanie. coloană arc Ust și regiunea anodului Ua. t. e.

Linia ab-in-g se prezintă variația tensiunii în cele trei domenii principale ale arcului. Valorile căderii de tensiune în zonele anozilor și catozilor poate fi considerată constantă, deoarece ele depind numai de material de electrod, iar proprietățile presiunii mediului gazos. Căderea de tensiune în coloana de arc este proporțională cu lungimea arcului (L), pentru care este luată distanța dintre suprafețele catod și anod locul (la o parte profunda a fierbe arc scufundat în metal). Pentru valorile medii curente la care produce sudarea manuală și automată, se poate presupune că tensiunea arcului depinde de valoarea curentă, și este determinată numai de lungimea arcului. Mai scurt arc, cu atât mai mică tensiunea în aceasta și, invers, cu extinderea acesteia crește tensiunea arcului. Acest lucru se datorează unei creșteri a rezistenței coloanei de arc, cu o creștere a lungimii sale.

Prin urmare, pentru a calcula tensiunea totală de arc este posibilă utilizând următoarea formulă aproximativă

Ud = a + b * L, unde Ud - tensiunea arcului, V;

și - un coeficient constant, care exprimă suma căderilor de tensiune la catod și anod arc nu depinde de lungimea arcului în;

b - căderea de tensiune medie pe unitatea de lungime a arcului, în / mm; L - lungimea arcului a mm.

Pentru electrozi din oțel poate lua o medie = 10 și b = 2 / mm. Apoi, lungimea arcului de tensiune L = 4 mm este:

Pe mărimea tensiunii arcului poate afecta, de asemenea, compoziția electrodului și metalul de bază, compoziția și presiunea gazului din jurul mediului de arc (aer, argon, heliu, dioxid de carbon) și de alți factori.

Arc electrod de sudura de metal arde în mod constant, la o tensiune de 18-28, iar sudarea carbon sau grafit - la 30-35 în. Pentru o excitație arc necesită o tensiune mai mare decât cea necesară pentru arderea normală. Acest lucru se datorează faptului că, inițial întrefierul nu este încă suficient încălzită și trebuie administrată electroni de mare viteză pentru a ioniza atomii decalaj de gaz, care pot fi realizate numai la un arc de aprindere de înaltă tensiune.

Caracteristicile curent-tensiune ale arcului. Curba care arată relația dintre tensiune și curent în arc este numit curent-tensiune corespunde caracteristice arcului stabil și formarea unui arc electric (staționare). Fig. 29, așa cum este ilustrat în formă generală atât de caracteristică a arcului. Punctul A corespunde momentului apariției arcului. După cum se vede din grafic, la curenți mici (porțiunea I) care se încadrează arc caracteristic, t. E. Cu creșterea tensiunii arcului curent scade. Acest lucru se datorează faptului că la curenți de până la 80 ° C și crescând curentul crește aria secțiunii coloanei arcului și conductivitatea electrică. Acest arc este o stabilitate scăzută și sunt, prin urmare, utilizarea lor este limitată la sudarea. Când curenții de 80 până la 800 A (porțiune II) arc are o caracteristică rigidă (linia orizontală), t. E. Tensiunea arcului nu se modifică prin creșterea sau descreșterea curentului. Acest lucru se datorează faptului că, în aceste condiții coloana arc suprafața secțiunii transversale și aria de catod și anod pete crește (sau descrește) proporțională cu curentul, astfel încât densitatea curentului și căderea de tensiune în toate zonele arcului rămâne constantă, indiferent de schimbare a curentului. Acest arc este cel mai utilizat pe scară largă în sudare. La curenți de peste 800 și densitatea de curent în arc este crescut, astfel încât curentul crește și tensiunea începe să crească cu arc. Acest lucru se datorează faptului că

în aceste condiții, suprafața catodului la fața locului nu poate fi mărită, deoarece aria secțiunii transversale a electrodului devine insuficient, iar coloana arcului crește rezistența r. e. conductivitatea electrică scade. Arc caracteristic cu o crestere larg utilizat în sudarea cu arc electric imersat și gaz protector. Fig. 29b prezintă caracteristicile sudarea cu arc electric cu electrod învelit oțel carbon scăzut aparținând domeniului I și II. Curba 1 se referă la lungimea arcului de 2 mm, curba 2 la lungimea arcului de 5 mm. Curbele punctate 3 și 4 sunt în zona III și sunt caracteristici ale arcelor în timpul sudarea oțelului moale scufundat la o densitate mare de curent. Fig. 29, caracteristicile sunt date în zona arcelor III la sudarea din oțel inoxidabil marca sârmă 0H18N9, și anume: 1-3 - sudarea in bioxid de carbon; 4-6 - sudura argon; Caracteristici 1 și 4 corespund cu diametrul firului de 1 mm; 2 și 5 - există 1,6 mm în diametru; 3 și 6 - 2 mm diametru.

Stabilitatea arcului. ardere uniform fără continuitate arbitrară necesita re-aprindere arc, este numit stabil. În cazul în care arcul arde inegal, de multe ori se rupe și se merge, atunci acest arc se spune ca este instabil. stabilitatea arcului depinde de mulți factori, cele mai importante sunt genul de curent și polaritate, acoperirea electrozilor, lungimea arcului.

Pentru electrozi cu un diametru de 4-5 mm lungime arc normal de acoperit este de 5-6 mm. Aceasta se numește scurt arc; este aprins stabil și asigură un flux normal al procesului de sudare.

Arc, a căror lungime este mai mare de 6 mm, numite lung. proces de topire electrod metalic în timpul arc lung continuă inegal. Pornind de la capătul electrodului metalic scade într-o măsură mai mare poate fi oxidat cu aer îmbogățit cu oxigen și azot. Metalul de sudură se obține cusătură poros are o suprafață neuniformă, iar arcul electric este instabil. Când lungimea arcului se reduce productivitatea, creșterea metalizarea prin pulverizare, mai multe locuri sunt formate cu Fuziunile și fuziune insuficientă sudură de metal cu baza.

DC cu arc. La sudarea curentul dc arc poate fi alimentat înainte sau polaritate inversă. Când polaritatea negativă sursă de curent continuu este conectat la electrodul, si cu polaritate opusa - a piesei de lucru. Atunci când un electrod de sudură cu arc de carbon este excitat ardere mai ușor și mai stabil, în cazul în care curentul este polaritate directă. curent polaritate inversă este aplicată în acele cazuri în care este necesară pentru a reduce generarea de căldură în articol sudate: la sudarea subțire de metal sau punct de topire scăzut, aliaj sensibil la căldură, din oțel inoxidabil și oțeluri carbon, etc. și când anumite tipuri de electrozi (de exemplu, ftoristokaltsievym .. UONI tip de acoperire 13 și altele.).

Pentru a determina polaritatea bucla DC, este dizolvată într-o sare de jumătate de linguriță de sticlă de apă, cufundat într-o soluție a celor două fire de circuit și includ curent de sudare. Firul, în jurul căruia există o evoluție intensă de bule de gaz (hidrogen) este negativ, iar al doilea - pozitiv. Capetele firelor la lungimea de 1-2 cm trebuie să fie liberă de izolație. Pentru a determina polaritatea curentului se aplică, de asemenea, polyusoukazatell speciale (indicatorilor de polaritate).

Arc de curent alternativ. Într-un arc de tensiune și de curent alternativ se va schimba în conformitate cu frecvența curentă. În Fig.30 arată curbele de schimbare de tensiune și curent în arc de curent alternativ pentru o perioadă. Deoarece în fiecare jumătate de ciclu al Id curent și tensiune Ud arc variază de la zero la o valoare maximă, apoi pentru aceeași perioadă de timp scade temperatura coloanei arcului și gradul de ionizare a diferenței de arc. În consecință, pentru conducerea curentului de arc, după trecerea prin zero (punctul A din fig. 30) trebuie să fie crescută de tensiune egală Uzazh. care este mai mare decât tensiunea normală arc Ud.

Pentru a mări stabilitatea arcului AC în acoperirea electrozilor și fluxuri de sudură elemente administrate cu potențial de ionizare scăzută: potasiu, sodiu și calciu, care facilitează arc electric de excitație după scăderile curente la zero și în același timp, își schimbă direcția inversă.

O explozie magnetică. În jurul arcului și metalul sudat cu câmpul magnetic. În cazul în care aceste câmpuri sunt dispuse asimetric în raport cu axa arcului, atunci ei pot respinge arc, conductorul de curent este flexibil, ceea ce face dificil de sudat. acțiune abătută câmpurilor magnetice asupra arcului de sudură se numește lovitură magnetică.

Intensitatea câmpului magnetic este proporțională cu pătratul curentului, astfel încât suflare deosebit de vizibilă magnetic la sudarea cu magnitudinea considerabilă DC (peste și 300-400). Când sudarea AC cu electrozi înveliți și arc scufundat sudare fenomen efect lovitură magnetic este semnificativ mai slabă decât la un curent constant și aplicarea electrozilor goi sau tonkopokrytyh.

Amploarea exploziei magnetice afectează, de asemenea, localizarea oțelului în masă (feromagnetic) în apropierea zonei de sudură, actualul loc de alimentare la o formă de produs al produsului, tipul de îmbinări sudate, prezența lacunelor și din alte motive. Pentru a reduce acțiunea abătută a câmpului magnetic la arc urmeaza a suda posibil scurt arc curent de sudare aprovizionare la articol într-un punct situat cât mai aproape posibil de punctul de sudură, precum și pentru a schimba unghiul de înclinare a electrodului, astfel încât capătul inferior al electrodului îndreptat spre arcul de aerisire off . Pentru interferența cauzată de mare lovitură magnetică ar trebui să procedeze, dacă este posibil, pe sudura de curent alternativ.

Fig. 31, a, b și c prezintă efectul asupra deformarea spațiului de alimentare cu curent arc la produs, și Fig. 31 g - efectul masei feromagnetic mari. Pentru a reduce influența acestor mase, arcul de deviere în direcția nedorită, pe produsul care urmează să fie sudată este pus placă suplimentară de oțel masiv pe partea opusă deformarea arcului, și atașat la acesta un fir de la sursa de alimentare. Placă plasat la o distanță de 200-250 mm de zona de sudură și, treptat, de-a lungul mutat cusătură ca mișcarea arcului.