.RU

Рис. 2.5. Схема сварки под флюсом. А – сварочная головка; Б – механизм перемещения. I, II, III – поперечные сечения в различных зонах шва


Рис. 2.5. Схема сварки под флюсом. А – сварочная головка; Б – механизм перемещения. I, II, III – поперечные сечения в различных зонах шва.


отсасывается пневмоустройством 11 автомата в бункер 2 для повторного использования.
Что же представляет собой флюс?

Флюс- это сыпучий, зернистый, т.е. гранулированный материал, с величиной зерен (гранул)

1-2

мм

.
Современные флюсы разнообразны, отличаясь назначением, составом и свойствами. В зависимости же от способа изготовления различают флюсы

плавленые

и

неплавленые

.

Плавленые флюсы

получают путем сплавления различных веществ (минералов, рудных продуктов и др.) в печах, поэтому готовый плавленый флюс относится к сложным силикатам, близким по свойству стеклу. Шлаки, ими образуемые, в зоне сварки выполняют, в основном, защитную роль, изолируя жидкий металл от контакта с воздухом, будучи в металлургическом отношении малоактивными.

Неплавленые флюсы

, к которым относятся прежде всего так называемые

керамические

, изготовляют без сплавления входящих в их состав порошкообразных веществ, путем связывания такой смеси жидким стеклом (силикатным клеем) с последующей грануляцией в зерна размером 1-3 мм. Для этого осуществляют протирку густой массы через соответствующие сита, с определенным размером ячейки, а затем просушивают и прокаливают флюс. Подобные флюсы содержат в своем составе (как и электродные покрытия) неокисленные, свободные элементы - металлы, или их сплавы (ферросплавы), что позволяет при сварке под таким флюсом активно вмешиваться в ход химических реакций в жидкой сварочной ванне осуществлять раскисление, легирование металла шва, очищать его от вредных примесей, воздействовать на структуру шва, т.е. получать в итоге сварные швы нужного состава и свойств.
Главным узлом сварочного автомата является сварочная головка (А, рис.2.5), выполняющая операции по возбуждению дуги, ее поддержанию и прекращению горения. Кроме нее, автомат имеет ходовой механизм (Б) для перемещения головки вдоль свариваемых кромок по специальным направляющим рельсам, устройство для подъема и опускания головки, катушку с намотанной электродной проволокой, а также флюсоаппарат, обеспечивающий подачу флюса в зону сварки и отсос неиспользованной его части. Роль сварщика, работающего со сварочным автоматом сводится лишь к управлению процессом сварки при помощи пульта управления, корректора.
При включении автомата ведущие ролики сварочной головки начинают вращаться и толкают электродную проволоку, к которой они плотно прижаты, вниз в токоподводящий мундштук. Токоподводящий мундштук подсоединен проводом к одному из полюсов источника питания сварочной дуги (см. рис.2.5). Другой полюс ИП соединен с изделием.
Поскольку подвод тока к проволоке через мундштук производится всего лишь в нескольких сантиметрах от ее конца, то исключается значительный нагрев этого участка, называемого вылетом электрода, джоулевым теплом, что позволяет применять для такой сварки, в отличие от ручной - повышений ток.
Так как дуга, находящаяся под флюсом невидима, то это исключает возможность визуального наблюдения за положением конца электрода. Контроль за процессом сварки ведут по приборам и указателю положения электрода относительно кромок свариваемого изделия.
Для корректировки конца электродной проволоки относительно кромок, у автомата имеются корректоры, управляемые вручную или с помощью автоматических устройств.
По способу подачи электродной проволоки различают автоматы с зависимой от напряжения дуги и ее длины скорости подачи электродной проволоки и автоматы с постоянной скоростью подачи электродной проволоки. Автоматы первого типа имеют довольно сложную схему автоматического регулирования дуги, в которой использована зависимость скорости подачи проволоки от напряжения дуги и ее длины. Появление второго типа автоматов связано с открытием в 1942 г. профессором В.И.Дятловым явления

саморегулирования дуги

. Оно заключается в самопроизвольном восстановлении длины дуги, нарушенной под действием случайных факторов. Если, например, в процессе сварки длина дуги внезапно уменьшилась (при прохождении участка с прихваткой), то самопроизвольно увеличится скорость плавления проволоки и быстро восстановится нормальная длина дуги и т.д. Разнообразные по конструкции автоматы этого типа отличаются большой надежностью, простотой управления и обслуживания, не требуют применения сложных автоматических механизмов для регулирования процесса сварки. Большая серия подобных автоматов разработана и продолжает разрабатываться Институтом электросварки им.Е.О.Патона.
В зависимости от того, каким образом производится перемещение дуги вдоль свариваемых кромок изделия, сварочные автоматы разделяются на 3 группы: подвесные автоматы, самоходные автоматы и сварочные тракторы.
Подвесные автоматы или подвесные сварочные головки обычно используются в специализированных установках (например трубосварочных станах). Такая головка закрепляется неподвижно, изделие же, от отдельного привода, получает движение со скоростью, равной скорости сварки.
Самоходные автоматы или самоходные сварочные головки, имеют механизм движения по рельсовому пути и при сварке перемещаются по этому пути.
Большое распространение в сварочном производстве получили сварочные тракторы - легкие, компактные самоходные автоматы, которые могут перемещаться непосредственно по изделию, не требуя стационарных устройств с рельсовыми путями.
Сварочные автоматы успешно используются в массовом и серийном производстве изделий, для выполнения прямолинейных и круговых швов большой протяженности.
Основным видом автоматической сварки под флюсом является сварка одной дугой, когда подается в зону дуги одна электродная проволока (рис.2.6, а).
Однако возможна сварка двумя и более дугами, с подачей двух и более проволок. При многоэлектродной сварке все электродные проволоки подсоединены к одному полюсу источника питания (рис .2.6, б), а при многодуговой - каждая из проволок получает питание от отдельного источника (рис.2.6,в). При этом, возможна сварка с одной общей сварочной ванной, куда поступает жидкий металл от всех плавящихся проволок, или сварка так называемыми раздвинутыми дугами, когда каждая дуга создает свою сварочную ванну, а следующая за ней дуга перекрывает своей ванной часть предыдущей. Существуют также виды автоматической сварки с использованием нескольких сварочных головок действующих одновременно на разных участках шва и др. Все эти виды автоматической сварки под флюсом преследуют одну главную цель: еще более повысить производительность сварки. Так, если однодуговая сварка под флюсом производительней ручной в 4-6 раз, то многодуговая - уже в 15-20 раз.
Весьма перспективным является применение ленты вместо электродной проволоки (рис. 2.6, г). Электродная лента обычно имеет толщину до 2 мм и ширину до 40 мм.

Рис. 2.6. Схемы различных видов сварки под флюсом: а – одной дугой; б – сдвоенным электродом; в – двухдуговой от двух источников питания; г – ленточным электродом.




Горящая дуга быстро перемещается поперек ленты равномерно ее оплавляя. Меняя форму ленты можно существенно влиять и на форму шва, т.е. глубину проплавления и ширину. Можно, вместо одной ленты применять их несколько (как и проволок), что особенно эффективно при выполнении наплавочных работ, для получения широкослойной наплавки на поверхность изделия. Менее известна и разработана сварка ленточным электродом, хотя этот процесс, несомненно имеет большое будущее.
Нетрудно увидеть преимущества автоматической сварки под слоем флюса. Они сводятся к следующему:
– Высокая производительность процесса, обусловленная возможностью применять значительный по величине ток (в сравнении с открытой дугой -в 10 и более раз).
– Закрытая и мощная дуга под флюсом обеспечивает лучшее использование сварочного тока - значительнее проплавление свариваемого металла, позволяющее уменьшать разделку кромок или вообще ее не делать. Следствием этого является существенное сокращение расхода электродного металла и электроэнергии. Вместе с тем, уменьшаются и потери металла на угар, разбрызгивание, огарки (неизбежные при ручной сварке).
– Стабильное, хорошее качество и формирование сварных швов.
– Высокий уровень механизации и возможность комплексной автоматизации сварочного процесса.
– Улучшение условий труда, т.к. нет необходимости в защите глаз и лица сварщика от вредного действия дуги.
Однако у способа имеются и недостатки:
– Возможность сварки только в нижнем положении при наклоне изделия не более чем на 10-15° от горизонтали с целью предупреждения отекания расплавленного металла и флюса, нарушающее правильное формирование шва.
– Невозможность (или нецелесообразность) сварки тонколистового металла толщиной менее 3-х мм, швов малого калибра.
– Сложность и громоздкость сварочного оборудования, уменьшающих маневренность способа.
– Необходимость более тщательной (в сравнении с ручной сваркой) подготовки кромок и более точной сборки деталей под сварку.
Ряд перечисленных недостатков и ограничительных факторов, присущих сварке под флюсом, могут быть полностью или частично устранены при использовании такого важного вида дуговой сварки, как

сварка в защитных газах

. В настоящее время дуговая сварка в защитных газах занимает одно из ведущих мест в сварочном производстве и продолжает развиваться и совершенствоваться.
При этом виде сварки вместо флюса используется защитный газ, подаваемый в зону горения дуги под небольшим избыточным давлением, защищающий расплавленный металл от контакта с воздухом (рис.3.7).
Для защиты зоны сварки применяются три группы газов:

инертные

(аргон, гелий),

активные

(углекислый газ, водород, азот и др.) и

смеси газов

(Ar+He, Ar+O2, Ar+H2, CO2+O2 и др.).
Выбор защитного газа определяется особенностями свариваемого металла, требованиями к свойствам сварных соединений, эффективностью процесса и другими соображениями.
Первым, высказавшим в конце ХIХ в. идею о сварке в защитном газе, был Н.Н.Бенардос. Реализацию же этой идеи в 20-х годах осуществили американские инженер Александер и физик, тоже инженер, Лэнгмюр, используя при сварке стержневым электродом, в качестве защиты - смесь газов. Значительно позднее, в 40-х годах в СССР и в США, почти одновременно, появляется новый вид дуговой сварки - в среде инертных газов.
В СССР этот процесс разрабатывался в НИАТ*, сначала - с применением

неплавящегося вольфрамового электрода

, а в конце 40-х годов - и плавящегося. На протяжении примерно 10 лет, в ряде организаций (ИЭС им. Е.О.Патона, МВТУ им.Баумана, ЦНИИТМАШе, МАТИ** и др.) делаются безуспешные попытки использовать при сварке в СО2 плавящийся электрод, но лишь в 1952 году в ЦНИИТМАШе сотрудниками К.В.Любавским и Н.М.Новожиловым получены положительные результаты, применившим не обычную сварочную, а специальную проволоку.
Использование в качестве защитной среды смесей газов – инертных и активных, оказалось в ряде случаев более эффективным, так как за счет активного воздействия на ход реакций, протекающих в металле, удается получить более высококачественные сварные шва. Более совершенная защита свариваемого металла создается при использовании местных защитных устройств, специальных камер с контролируемой атмосферой - для ручной и механизированной сварки, и так называемых обитаемых камер, в которых сварка осуществляется после создания соответствующей среды - сварщиком, одетым в скафандр.
Результатом большой совместной работы коллективов МВТУ им.Баумана и МЭИ*, начатой в 1961 году явилось применение для дуговой сварки

вакуумной защитной среды

(110-3...110-4 мм рт.ст.) создаваемой в специальных вакуумных камерах. В такой среде содержание азота и кислорода на один-два порядка ниже, чем при сварке в аргоне высшей чистоты.
Для сварки неплавящимся электродом нашли применение угольные (графитовые) и вольфрамовые стержни.
Уголь или графит относится к нерасплавляемым хрупким материалам; при высокой температуре дуги такие электроды интенсивно испаряются не расплавляясь, подвергаются окислению и поэтому довольно быстро расходуются.
Применение электродов из вольфрама экономически выгоднее несмотря на высокую стоимость этого металла. Вольфрам является самым тугоплавким из металлов (ТПЛ = 3370 С), поэтому такой электрод лишь медленно оплавляется и испаряется. Для защиты от окисления и увеличения срока службы, сварка таким электродом осуществляется в струе защитного газа, которым может быть водород или инертные газы - аргон, гелий.
Сущность процесса сварки

неплавящимся электродом

заключается в следующем. Дуга прямого действия (рис.2.7,а) возбуждается и горит между вольфрамовым электродом 1 и свариваемым изделием 5. Вся зона сварки (конец электрода, дуга и ванночка расплавленного металла) защищается от контакта с воздухом инертным газом, подаваемым в виде потока концентрически направленного относительно электрода.
Сопло 4 служит для формирования, и нужного направления потока защитного газа. Все названные элементы образуют так называемую горелку - основной рабочий инструмент
2010-07-19 18:44 Читать похожую статью
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • Контрольная работа
  • © Помощь студентам
    Образовательные документы для студентов.