Сварка угольным электродом

Категория:
Сварка металлов


Сварка угольным электродом

В настоящее время сварка угольной дугой имеет второстепенное значение по сравнению со сваркой плавящимся металлическим электродом. Однако сварка угольной дугой все же имеет промышленное применение. Дуга зажигается между угольным электродом и основным металлом (рис. 1). Обычно применяются постоянный ток и прямая полярность (минус на угольном электроде). Угольный электрод не плавится в дуге, его конец разогревается до очень высокой температуры, создающей мощную термоэлектронную эмиссию. Теплопроводность материала угольных электродов мала, потому возможно поддерживать высокую температуру катода и получать вполне устойчивую дугу уже при токах 3—5 а. Угольная дуга горит очень устойчиво и может вытягиваться до значительной длины (30—50 мм). Электрод сгорает медленно и не прилипает к основному металлу, поэтому работать угольной дугой сравнительно легко и необходимые навыки для выполнения простейших работ приобретаются быстро.

Вид угольной дуги и ее свойства резко изменяются при обратной полярности, когда угольный стержень становится анодом, а основной металл — катодом. Электрод на большом протяжении разогревается до очень высокой температуры; наблюдается усиленное испарение его материала; заостренный конец электрода притупляется и становится плоским. Дуга обратной полярности имеет повышенное напряжение, малоустойчива и не может быть растянута более чем на 10—12 мм при питании от нормальных сварочных генераторов. Дуга прямой полярности практически не науглероживает основной металл, содержание углерода в наплавленном металле даже уменьшается, т. е. происходит выгорание углерода.

Угольная дуга переменного тока, питающаяся от нормальных сварочных трансформаторов, недостаточно устойчива и на практике редко применяется. Угольная дуга легко отклоняется от нормального положения магнитными полями, потоками воздуха, вследствие неоднородности поверхности металла. Для стабилизации положения дуги иногда применяют вспомогательное продольное магнитное поле, создаваемое соленоидом, ось которого совпадает с осью электрода. Этот прием используется главным образом в автоматах.

Для стабилизации положения дуги иногда по линии сварки наносят пасту или порошкообразный флюс, содержащие хорошие ионизаторы дугового разряда; этот способ успешно применяется как при автоматической, так и при ручной сварке. Угольная дуга обладает меньшим тепловым к. п. д., чем дуга металлическая с плавящимся электродом.

Химический состав, структура и механические свойства металла, наплавленного угольной дугой при сварке низкоуглеродистой стали, существенно не отличаются от металла, наплавленного металлическим электродом с тонкой ионизирующей обмазкой. Качество наплавленного металла сможет быть улучшено применением специальных флюсов, наносимых на основной или присадочный металл, но этот метод еще мало разработан. Сварка уголь-ной дугой может быть выполнена с подачей присадочного металла в Дугу (в этом случае у сварщика заняты обе руки) или же без подачи присадочного металла в дугу (у сварщика занята только одна рука). В обоих случаях сварщик работает в шлеме-маске.

Занятость обеих рук в процессе сварки создает неудобства Для сварщика и снижает производительность труда. Поэтому угольная дуга применяется почти исключительно в тех случаях, когда можно обойтись бен подачи присадочного металла в дугу. Это возможно при образовании шва за счет расплавления кромок основного металла или же при помещении присадочного металла на кромки шва до сварки. В этом случае при сварке стали малых толщин (1—3 мм) сварщики достигают рекордной для ручной сварки производительности труда — до 50—70 м/ч сварного шва (рис. 1).

Для сварки угольной дугой применяются электроды из электротехнического угля и из синтетического графита. Нормальные электроды имеют форму стержней круглого сечения диаметром 6—25 мм и длиной 200—300 мм с концом, заточенным на конус. Графитные электроды во всех отношениях лучше угольных, и их следует предпочитать. Для угольных или графитных электродов требуются специальные держатели.

Рис. 1. Формы соединений для сварки угольной дугой

Материал электрода расходуется на испарение и сгорает под действием кислорода воздуха; сгорание идет на довольно значительной длине разогретого электрода. Примерные максимально допустимые токи для графитных электродов хорошего качества даны ниже.

Напряжение дуги 25—35 в. Небольшие изменения длины дуги не оказывают заметного влияния на качество сварки. Угольный электрод сгорает довольно медленно, не более 5 мм1мин\ дуга весьма устойчива, поэтому сварка угольным электродом очень удобна для механизации процесса. Ток к электроду подводится скользящим контактом; электрод проходит по оси соленоида, создающего магнитное поле, параллельное оси электрода. Магнитное поле обжимает дугу, уменьшает диаметр столба дуги, делает ее более жесткой и устраняет ее отклонения. Для защиты наплавленного металла применяются защитные флюсы в форме шнура, скрученного из бумаги и пропитанного растворами различных солей, или в форме пасты, в форме порошка, наносимых на металл до сварки. Шнур непрерывно подается в дугу. В автоматах часто применяется непрерывная подача присадочной проволоки в дугу. В полуавтоматах подача электрода чаще производится периодически вручную, механизируется же перемещение дуги по линии сварки.

Институт электросварки им. Е. О. Патона успешно применил углекислый газ С02 для защиты угольной дуги. Полученные удовлетворительные результаты могут быть объяснены образованием окиси углерода СО при взаимодействии углекислого газа с твердым углеродом. Окись углерода является весьма эффективным защитным газом, — она не растворима в металле, восстанавливает окислы и не влияет на углерод,‘содержащийся в металле. Достаточно небольшого содержания СО в газовой смеси, чтобы заметно улучшить качество наплавленного металла. Угольный электрод можно применять для сварки стали, чугуна, алюминия, меди, бронзы и других металлов.

Угольный электрод успешно используется для наплавки порошкообразных твердых сплавов. Он может найти применение для некоторых случаев пайки, резки, термообработки металлов.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум