Сварочные свойства электрической дуги

Категория:
Сварка металлов


Сварочные свойства электрической дуги

Электрическая дуга является концентрированным источником тепла. Большая концентрация тепла и высокая температура дуги позволяют расплавить практически все известные металлы.

Распределение тепла в сварочной дуге. В установившейся сварочной дуге конец электрода и поверхность основного металла (изделие) расплавлены, т. е. электрическая дуга горит между жидкими электродами. Распределение тепла в различных зонах сварочной дуги неодинаково. При питании дуги постоянным током наибольшее количество тепла выделяется в анодной области — 43%. В катодной области выделяется примерно 36% тепла дуги, остальные 21% тепла приходятся на столб дуги.

Температура по длине дуги также распределяется неравномерно. При сварке плавящимся металлическим электродом температура в катодной области достигает 2400°С, в анодной, области — 2600°С. Температура столба дуги около 6000°С. Температура металла в сварочной ванне 1800—2000°С.

Перенос электродного металла через дуговой промежуток.

Электродный металл переходит в сварочную ванну в виде капель. В момент прохождения через дуговой промежуток расплавленный электродный металл нагревается до температуры 2100— 2300°С. При ручной дуговой сварке штучными электродами в виде капель переносится до 90—95% электродного металла, а остальные 5—10%—это брызги и пары металла, значительная часть которых теряется.

Размер капель электродного металла определяется в первую очередь плотностью тока в электроде, а также зависит от состава металла электродного стержня и свойств электродного покрытия, диаметра электрода. Чем больше плотность тока в электроде, тем меньше размер капель. Перенос расплавленного металла через дуговой промежуток всегда происходит от электрода к основному металлу (изделию). Направление переноса не зависит от рода и полярности сварочного тока и пространственного положения сварки. Перенос капель жидкого металла через дуговой промежуток происходит под действием следующих факторов: силы поверхностного натяжения жидкого металла, силы электромагнитного поля, неравномерности напряженности электрического поля, внутреннего давления газов капли жидкого металла, газового дутья столба дуги. При сварке в нижнем положении переносу металла способствует также сила тяжести.

Образование сварного шва. Электрическая дуга подводится к месту сварки и вызывает быстрое расплавление электродного и основного металла. Расплавленный объем металла на поверхности изделия, где происходит сплавление электродного металла с основным, называется сварочной ванной. Электрическая дуга перемещается вдоль свариваемых кромок. Примыкающий к оси шва основной и электродный металлы расплавляются и перемешиваются в подвижной сварочной ванне и, затвердевая, образуют сварной шов. При ручной дуговой сварке штучным (покрытым) электродом сварной шов приблизительно на 70% состоит из электродного металла и 30% приходится на долю основного металла.

Давлением столба дуги жидкий металл вытесняется со дна. сварочной ванны на ее боковые поверхности, образуя углубление, называемое кратером. Давление столба дуги периодически изменяется и жидкий металл откладывается отдельными порциями, чего при затвердевании сварочной ванны на поверхности сварного шва образуются чешуйки. Чем толще слой электродного шлака поверхности сварочной ванны, тем меньше будут чешуйки, а поверхность шва — более ровной и чистой.

Расстояние между концом электрода и дном кратера на поверхности сварочной ванны называется длиной дуги. Глубина, на которую расплавляется основной металл под действием тепла дуги, называется глубиной провара или просто проваром.

Сварочная дуга нагревает металл значительно выше точки плавления. В катодной и анодной областях температура близка к температуре кипения металла. В результате меняется химический состав металла и его структура после затвердевания, изменяются и механические свойства. Металл сварного шва обычно по своим свойствам отличается от основного металла, не затронутого сваркой.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум