книги из ГПНТБ / Громадский, Б. В. Водолаз - сварщик - резчик учебное пособие

Техника зажигания дуги.

Наплавленный металл и образование валика

Процесс сварки начинается с зажигания сварочной дуги, которое производится одним из двух приемов, по­ казанных на рис. 14.

Сварщик, определив место, где должна быть воз­ буждена дуга, в первом случае быстрым движением по­

Во втором случае (рис. 14,6), напоминающем зажи­ гание спички, быстро «чиркает» концом электрода по поверхности изделия и также медленно отводит его на расстояние около 3 мм. Если дуга не загорается, ука­ занные приемы повторяются.

Рис. 14. Способы зажигания дуги

Продолжительное прикосновение электрода вызыва­ ет его приваривание к поверхности изделия. В этом слу­ чае не следует отрывать и тянуть электрод на себя, а рекомендуется отделять его быстрым боковым отламы­ вающим движением.

Сварщик в процессе сварки выполняет электродом одновременно три движения (рис. 15): поступательное по оси электрода по мере его плавления для поддержа­ ния необходимой длины дуги, движение в направлении линии сварки для формирования шва и колебательное движение поперек шва для получения необходимой ши­ рины сварного шва.

40

Если электрод перемещать без поперечных колеба­ тельных движений, то будет образовываться шов малой ширины (ниточный). В зависимости от скорости пере­ мещения дуги ширина шва может составлять один-два диаметра электрода. Ширину шва не рекомендуется де­ лать больше трех диаметров электрода, которым произ­ водится сварка. Скорость движения электрода по на­

(рис. 16). Поперечный разрез валика состоит из трех зон. Первая зона состоит из наплавленного металла, Еторая образуется из основного металла, не расплавив­ шегося в процессе сварки, но изменившего свою струк­ туру вследствие значительного нагрева и последующе­ го быстрого охлаждения, третья зона состоит из основ­ ного металла, сохранившего свою нормальную струк­ туру.

Поперечное сечение валика (см. рис. 16,а) характе­

Большое значение для процесса сварки имеет угол наклона электрода к поверхности свариваемого изделия. Этот угол должен составлять 10—20° с линией, перпен­ дикулярной к поверхности изделия, или 70—80° к ука-

Рис. 15. Движение электрода во время сварки

41

занной поверхности (см. рис. 15). Наклоном электрода регулируется глубина расплавленного металла изделия, улучшается формирование валика и уменьшается вре­ мя остывания сварочной ванны.

Формирование валика во многом зависит от правиль­ ного подбора величины сварочного тока (рис. 17). При малом токе наплавленный валик получается высоким

Рис. 16. Валик наплавленного металла:

а — поперечное сечение валика; б — продольный раз­ рез валика; 1 — наплавленный металл; 2 — основной металл; 3 — кратер валика; 4 — зона термического влияния; Ь — ширина валика; Н — высота валика; Л — глубина расплавления; d — ширина зоны влия­

ния

(см. рис. 17,а) и с плохим проваром (непроваром), ко­ торый заключается в отсутствии сплавления между на­ плавленным и основным металлом. При правильно по­ добранном токе валик хорошо сплавляется с основным металлом (рис. 17,6). При большей силе тока наплавлен­ ный валик получается широким, и на его краях образу-, ются подрезы (рис. 17,в), т. е. углубления, идущие вдоль линии соприкосновения наплавленного металла с по­ верхностью основного. От чрезмерного перегрева металл шва становится хрупким.

Режим сварки зависит от толщины металла, разм,е-

4?

Дуга горит в газовом пузыре, образуемом и непре­ рывно возобновляемом за счет испарения и разложения воды, продуктов сгорания металла изделия, электрода и его обмазки. В результате этого часть металла и элек­

плавленным металлом, образует окислы, а водород оста­ ется свободным. Вокруг горящей дуги происходит бур­ ное выделение газов (до нескольких литров в минуту), что приводит к повышению давления в газовом пузыре. При создании в газовом пузыре давления, большего чем давление окружающей воды, некоторая часть газов вы­ ходит па поверхность воды в виде пузырей, а продукты сгорания металла и смазки, соприкасаясь с водой, пре­ вращаются во взвешенные частицы, образуя облако му­ ти вокруг горящей дуги, которая мешает наблюдению и работе сварщика.

Для устойчивого горения дуги под водой существен­ ное значение имеют толщина и тугоплавкость электрод­ ной обмазки. Толщина обмазки должна быть не менее 30% веса электродного стержня. Обмазка электрода, омываемая водой, расплавляется медленнее электрод­ ного стержня, в результате чего она на конце электрода образует так называемый «козырек» (высотой 1— С5мм), способствующий формированию и удержанию газового пузыря, необходимого для нормального горе­ ния дуги. Если «козырек» слишком мал или отсутству­ ет, то газовый пузырь разрушается, и сварочная дуга гаснет. Поэтому для сварки под водой не рекомендует­ ся пользоваться электродами с тонкой обмазкой.

Если при сварке на воздухе для поддержания дуги достаточно напряжение 20—25 В, то при обычных под­ водных работах напряжение берется равным 30—35 В. Увеличение напряжения при подводных сварочных рабо­ тах вызвано необходимостью покрытия тепловых по­ терь, возникающих из-за наличия в газовом пузыре большого количества водорода, который охлаждает га­ зовую среду, а также охлаждающими действиями окру­ жающей водной среды.

Сварка под водой может вестись как на постоянном, так и переменном токе от сварочного генератора, имею­ щего напряжение холостого хода 70—ПО В. Применение постоянного тока дает более устойчивое горение сва-

44

Рис. 18. Схема горения сварочной дуги под водой

рочной дуги. Проходя через водный промежуток между концом электрода и свариваемым изделием, постоянный ток разлагает воду на кислород и водород. Таким об­ разом, еще до возбуждения дуги в дуговом промежут­ ке образуется газовый пузырь, создающий необходимые условия для зажигания и действия сварочной душ. Пе­ ременный ток разлагает воду и образует газовый пу­ зырь только под действием высокой температуры в мо­ мент короткого замыкания.

45

Г л а в а V

СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ, ИНСТРУМЕНТ И ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ДЛЯ СВАРКИ И РЕЗКИ МЕТАЛЛОВ ПОД ВОДОЙ

Источники питания для сварки и резки под водой

Для выполнения сварочных работ под водой необхо­ димы специализированные источники электрического пи­ тания, удовлетворяющие определенным требованиям.

При плавлении электрода сварочная цепь периоди­ чески замыкается накоротко каплями расплавленного металла. В эти моменты напряжение в сварочной дуге падает, а сила тока возрастает. Поэтому источник тока для сварки должен быть нечувствителен к коротким за­ мыканиям в цени и должен быстро изменять напряже­ ние в зависимости от изменения дуги. Для возбуждения дуги требуется напряжение выше, чем при ее горении, поэтому источник сварочного тока должен иметь на­ пряжение холостого хода (70—90 В), достаточное для легкого возбуждения дуги, чтобы затем поддерживать напряжение, необходимое для ее нормального горения. Источник тока должен иметь устройство, необходимое для регулирования силы тока в широком диапазоне (от 120 до 600 А). Регулировать силу тока оборотами дви­ гателя запрещается. Источник тока должен также об­ ладать соответствующей мощностью, позволяющей ве­ сти сварку металла электродами различного диаметра.

Внешняя характеристика источника питания должна соответствовать вольтамперной характеристике дуги, пи-

47

изменения напряжения на внешних клеммах генератора от нагрузки, т. е. от силы тока, отдаваемой источником. Источники тока, предназначенные для освещения, пита­ ния электродвигателей и т. д., имеют пологую внешнюю характеристику, более или менее приближающуюся к пря­

как только в этом случае они смогут удовлетворять тем

р и с т и к и и с т о ч н и к а т о к а в о з м о ж н о у с т о ft-

ток короткого замыкания не превышал более чем в 1,5 раза величину рабочего тока агрегата.

В зависимости от схемы получения внешней характе­ ристики сварочные генераторы постоянного тока могут быть:

48

—• с намагничивающей обмоткой независимого воз­ буждения и размагничивающей последовательной обмот­ кой;

— с самовозбуждением с намагничивающей парал­ лельной и размагничивающей последовательной обмот­ ками возбуждения.

Сварочные генераторы постоянного тока

Генераторы постоянного тока по количеству питае­ мых постов могут быть однопостовыми — для работы одной сварочной дуги, и многопостовыми, .предназначен­ ными для одновременной работы нескольких сварочных дуг.

Сварочные генераторы подразделяются: по способу установки — на стационарные и передвижные; по роду

регатах-преобразователях сварочный генератор и элек­ тродвигатель имеют общий вал и корпус. В двухкорпус­ ных агрегатах генератор соединен с двигателем посред­ ством жесткой или эластичной соединительной муфты.

Рассмотрим устройство и работу однопостовых авто­ номных сварочных агрегатов ПАС-400-VI (рис. 20) и ПАС-400-VIII, наиболее широко используемых при под­ водной сварке и резке в удалении от баз в районах, где отсутствует электрическая сеть.

Агрегаты ПАС-400-VI и ПАС-400-VIII предназначе­ ны для дуговой сварки и резки металлическим электро­ дом на воздухе и под водой. Оба агрегата одинаковы по конструкции и состоят из однопостового сварочного ге­ нератора постоянного тока типа СГП-3-VI,соединенного эластичной муфтой с двигателем внутреннего сгорания типа ЗИЛ-164. Двигатель, генератор и их оборудование смонтированы на жесткой металлической раме. Агрега­ ты ПАС-400-VI и ПАС-400-VIII различаются между со­ бой комплектом поставки. Агрегат ПАС-400-VI снабжа­ ется автоматом АСН-55, снижающим напряжение на за­ жимах сварочной цепи в период холостого хода генера­ тора до величины, безопасной при подводной сварке.