Исследование установки для ручной дуговой и аргонодуговой сварки

Электрическая сварка представляет собой процесс получения неразъемного соединения в результате нагрева металлических заготовок (деталей) под действием электрической дуги или протекающего по ним электрического тока.

СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
3
Источник питания

Для соединения двух тел необходимо (восстановить) обеспечить между их поверхностными атомами непосредственную связь или соединить их промежуточной связкой. Для этого необходимо их сблизить на расстояние сопоставимое с радиусом атома.

Сварное соединение плавлением
ЗТВ - область ограничена температурой, которая для сталей в среднем составляет 700-720С

Виды электродуговой сварки
1. Открытая дуга, горящая в воздухе. Технологии ручной дуговой сварки (штучным плавящимся электродом). В состав плазмы дуги входит ионизированная окружающая среда, естественным образом участвующая в формировании проводимости канала разряда, пары материала электродов, а также вещества электродных обмазок.

2. Защищенная дуга, горящая в защитных газах (аргон, гелий, азот, углекислый газ, водород и смеси газов). Технологии автоматической и полуавтоматической сварки с механической подачей проволоки и сварки в защитной среде плавящимся и неплавящимся электродом. В состав плазмы дуги входит ионизированный газ.

3. Закрытая дуга, горящая под слоем флюса. Технологии автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом плавящимся электродом. В состав плазмы дуги входят пары материала электрода, свариваемого металла и защитного флюса.

Энергетическая устойчивость электрической дуги
Условие устойчивости системы, состоящей из
источника питания и нагрузки:
где i – текущее значение тока, Ip – значение тока в рабочей точке
Для обеспечения устойчивости необходимо, чтобы
коэффициент устойчивости, равный разности
крутизны характеристик дуги и источника
в рабочей точке был положительным.

Эквивалентная схема замещения
для дуги с неизменной длиной уравнение баланса напряжений
запишется:
наклонная прямая (характеристика источника питания)
в общем виде определяется как:

К вопросу устойчивости горения дуги

Устойчивость дуги с изменением длины при сварке

При ручной электродуговой сварке используются электроды с обмазкой. Эти обмазки бывают стабилизирующими и защитными. В состав обмазки входит: марганцевая руда, мел, кремнозем, ферромарганцевая смесь и др.
защита сварной ванны от внешнего воздействия, как раскисляющая для обеспечения легирующего действия, что приводит к уменьшению микротрещин;
при использовании электродов с ионизирующей обмазкой напряжение зажигания дуги уменьшается,
для открытой дуги повышает качество сварочного соединения, в том числе снижаются и механические напряжения на границе сварочный шов – основной металл.

Размеры сварочной ванны зависят от режима сварки и составляют в среднем по глубине до 7 мм и ширине до (8-15) мм. Доля основного материала в формировании металла шва составляет (15-35)%.
Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей
Толщина деталей (мм)
при сварке в стык
Диаметр электрода (мм)
1,5-2
3
4-8
9-12
13-15
1,6-2
3
5
4-5
4

При выбранном диаметре электрода сварочный ток определяют по следующей формуле:

Параметры сварочного процесса

Зависимости глубины проплавления металла заготовки от тока и диаметра электродной проволоки (скорость сварки
)

Изменение напряжения по длине дугового промежутка

Принципиальная электрическая схема тиристорного источника питания для ручной дуговой сварки

. Временные диаграммы, поясняющие работу тиристорного источника питания на холостом ходу.