13.03.2023

Группа 512

Предмет: Техника и технология ручной дуговой сварки( плавки, резки) неплавящимся электродом в защитном газе 

Тема: Техника и технология частично механизированной сварки(наплавки) плавление для сварки различных деталей

Тема урока: Выбор параметров механизированной сварки в защитном газе  

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока. 

Активные газы или продукты диссоциации в процессе сварки взаимодействуют с металлом сварочной ванны, растворяются в нём или образуют с элементами, входящих в его состав, химические соединения. Сварка в углекислом газе осуществляется главным образом плавящимся электродом, а иногда угольным электродом. В качестве плавящегося электрода служат низколигированные сварочные проволоки сплошного сечения и порошковые проволоки. Сварку низколигированными проволоками сплошного сечения ведут постоянным током обратной полярности. При сварке постоянным током прямой полярности, в следствии более высокого содержания в металле шва водорода, наблюдается интенсивное образование пор. Сварка активной проволокой сплошного сечения возможна и на прямой полярности. Питание дуги переменным током возможно пи сварке порошковой проволокой, в состав в которой введены стабилизирующие дугу вещества. Использование вольфрамового электрода нецелесообразно, так как углекислый газ при высоких температурах является энергичным окислителем, приводящим к сгоранию электрода. Защита углекислым газом в основном применима при полуавтоматической сварке низкоуглеродистых и низколигированных сталей и в некоторых специальных случаях. Полуавтоматическую сварку в углекислом газе можно выполнять во всех пространственных положениях. Расширение области её применения идёт за счёт замены ручной сварки и полуавтоматической сварки под флюсом. Широкое использование полуавтоматической сварки в защитном газе взамен сварки ручной сварки покрытыми электродами обусловлено большей производительностью, лучшими условиями труда и меньшими требованию к квалификации рабочих. Перед полуавтоматической сваркой под флюсом её преимущество заключается в возможности визуального наблюдения за расплавлением электрода, отсутствие операций по удалению и удержанию флюса.

Сварка в углекислом газе характеризуется высокой производительностью и низкой стоимостью; к недостаткам способа относится то, что при большом избытке углекислого газа организм человека претерпевает кислородную недостаточность. К тому же необходимо учитывать некоторые металлургические особенности, связанные с окислительным действием углекислого газа. При высоких температурах сварочной дуги углекислый газ (СО₂) диссоциирует на оксид углерода (СО) и кислород (О₂) который, если не принимать специальных мер, приводит к окислению свариваемого металла.

Рисунок 2. Механизированная сварка в защитном газе (СО₂):

1 – зона дуги; 2 – сопло; 3 – защитный газ; 4 – основной металл; 5 - электродная проволока.

4 Выбор сварочных материалов

4.1 Выбор сварочных материалов для рдс покрытыми электродами.

Выбор сварочных материалов проводим исходя из следующих условий:

• возможность осуществления сварки в тех пространственных положениях, в которых будут, находится изделие во время сварки;

• получение плотных беспористых швов;

• получение металла шва, обладающего высокой технологической прочностью, т.е. не склонного к образованию горячих трещин;

• получение металла шва, имеющего требуемую эксплуатационную прочность;

• низкая токсичность;

• экономическая эффективность.

При сварке низкоуглеродистых и низколегированных сталей обычно обеспечиваются достаточно высокие механические свойства сварного соединения и поэтому в большинстве случаев не требуются специальные меры, направленные на предотвращение образования в нем закалочных структур. Однако при сварке угловых швов на толстом металле и первого слоя многослойного шва для повышения стойкости металла против кристаллизационных трещин может потребоваться предварительный подогрев до температуры 120-150^оС .

При ручной дуговой сварке следует использовать электроды с фтористо-кальциевым покрытием, обеспечивающие высокую стойкость металла шва против Кристаллизационных трещин и достаточную прочность сварного соединения. Применение электродов с руднокислым и органическим покрытиями не ре­комендуется в связи с опасностью образования трещин в слоях шва, примыкающих к более легированной стали.

При сварке перлитных сталей разного легирования между собой целесообразно использовать сварочные материалы, применяемые обычно для менее легированной стали.

При относительно небольшой разнице в легировании свариваемых перлит­ных сталей предельная рабочая температура сварного стыка может быть допущена близкой к предельной для менее легированной стали.

При сварке конструкций из низкоуглеродистых сталей широко исполь­зуются электроды с рутил-карбонатным покрытием типа Э42-Т марки АНО-5 и типа Э46-Т марки МР-3, Ранее широко распространенные электроды марки ОММ-5 (тип Э46) с рудио-кислым покрытием в настоящее время из-за высокой токсичности имеют ограниченное применение. Для особо ответственных сварных конструкций используют электроды с фтористо-кальциевым и фтористо-кальциево-рутиловым покрытием типа Э42А марок УОНИ-13/45 и СМ-11, обес­печивающие повышенные пластические свойства и стойкость металла шва против кристаллизационных трещин.

Недостаток электродов марки УОНИ-13/45 заключается в том, что сварку можно вести только постоянным током обратной полярности, и, кроме того, при наличии ржавчины на кромках при увлажнении покрытия понижается стойкость против образования в металле шва пор. Электроды марки СМ-11 в отличие от электродов марки УОНИ-13/45 пригодны для сварки не только постоянным, но и переменным током.

Таблица 5 - Характеристика электродов

Марка электродов	Род и полярность тока	Коэффициент наплавки	Коэффициент потерь, %	Коэффициент разбрызгивания,%
СМ-11	Постоянный, обратной полярности, переменный	9-10 г/А·ч	-	-
УОНИ-13/45	Постоянный, обратной полярности	8-9 г/А ч	4,3-4,8	3-6

Для нашей конструкции выбираем электрод марки СМ-11 так он имеет ряд преимуществ: больший коэффициент наплавки, практически отсутствуют потери, а, следовательно, они имеют большую производительность

Таблица 6 – типичный химический состав наплавленного металла %

C	Mn	Si	S	P
0,10	0,65	0,20	<0,03	<0,03

Таблица 7 – рекомендуемые режимы сварки

Размеры электродов, мм		Сила тока, а
Диаметр	Длина	нижнее	вертикальное	Потолочное
4 5 6	450 450 450	160-220 200-250 260-320	140-180 160-200 -	140-180 - -

Род и полярность тока

Сварку обычно выполняют на постоянном токе обратной полярности. Иногда возможна сварка на переменном токе. При прямой полярности скорость расплавления в 1,4-1,6 раз выше, чем при обратной, однако дуга горит менее стабильно, с интенсивным разбрызгиванием.

Диаметр электродной проволоки

Выбирают в пределах 0,5-3,0 мм в зависимости от толщины свариваемого материала и положения шва в пространстве. Чем меньше диаметр проволоки, тем устойчивее горение дуги, больше глубина проплавления и коэффициент наплавки, меньше разбрызгивание.

Больший диаметр проволоки требует увеличения сварочного тока.

Сварочный ток

Устанавливают в зависимости от диаметра электрода и толщины свариваемого металла. Сила тока определяет глубину проплавления и производительность процесса в целом. Ток регулируют скоростью подачи сварочной проволоки.

Напряжение на дуге

С ростом напряжения на дуге глубина проплавления уменьшается, а ширина шва и разбрызгивание увеличиваются. Ухудшается газовая защита, образуются поры. Напряжение на дуге устанавливают в зависимости от выбранного сварочного тока и регулируют положением вольт-амперной характеристики, изменяя напряжение холостого хода источника питания.

Скорость подачи электродной проволоки

Связана со сварочным током. Устанавливают с таким расчетом, чтобы процесс сварки происходил стабильно, без коротких замыканий и обрывов дуги

Скорость сварки

Устанавливают в зависимости от толщины свариваемого металла с учетом качественного формирования шва. Металл большой толщины лучше сваривать узкими швами на высокой скорости.

Медленная сварка способствует разрастанию сварочной ванны и повышает вероятность образования пор в металле шва.

При чрезмерной скорости сварки могут окислиться конец проволоки и металл шва.

Расход защитного газа

Определяют в зависимости от диаметра проволоки и силы сварочног о тока. Для улучшения газовой защиты увеличивают расход газа, снижают скорость сварки, приближают сопло к поверхности металла или используют защитные экраны.

Вылет электрода

Расстояние от точки токоподвода до горна сварочной проволоки. С увеличением вылета ухудшаются устойчивость горения дуги и формирование шва, интенсивнее разбрызгивается металл. Малый вылет затрудняет процесс сварки, вызывает подгорани газового сопла и токоподводяшего наконечника.

Выпуск электрода

Расстояние от сопла горелки до торца сварочной проволоки. С увеличением выпуска ухудшается газовая зашита зоны сварки. При малом выпуске усложняется техника сварки, особенно угловых и тавровых соединений.

Вылет и выпуск зависят от диаметра электродной проволоки:

Диаметр проволоки, мм	0,5-0,8	1-1,4	1,6-2	2,5-3
Вылет электрода, мм	7-10	8-15	15-25	18-30
Выпуск электрода, мм	7-10	7-14	14-20	16-20
Расход газа, л/мин	5-8	8-16	15-20	20-30

Оптимальная совокупность параметров режима делает процесс стабильным на трех стадиях:

1 - при зажигании дуги и установлении рабочего режима сварки;
2 - в широком диапазоне рабочих режимов;
3 - в период окончания сварки.

Процесс сварки считается стабильным, если электрические и тепловые характеристики его не изменяются во времени или изменяются по определенной программе. В связи с этим механизированную сварку в защитных газах ведут стационарной дугой, импульсно-дуговым способом, с синергетической системой управления