Тема: Правила эксплуатации газовых горелок

Время выполнения работы – 6 часов

Цель работы: Изучить технологию сварки неплавящимся электродом в защитных га­зах и ознакомиться с устройством и работой источники питания ВСВУ - 160.

Основные сведения:

Дуговая сварка в защитных газах неплавящимся (вольфрамовым) электродом имеет ряд преимуществ по сравнению с другими способами сварки плавлением:

1. высокоэффективная защита расплавлению мелила, возможность сварки химически активных металлов и сплавов;

2. высокая степень концентрации дуги, обеспечивающая минимальную зону структурных прекращений:

3. возможность сварки изделий различной толщины в пределах oт до­лей миллиметра до десятков миллиметром;

4. возможность наблюдения за сварочной ванной и дугой;

5. отсутствие необходимости применения флюсов и обмазок:

6. высокая стабильность дугового разряда.

 

1 - источник питания; 2 - осциллятор; 3 - горелка; 4 - ротаметр; 5 - редуктор; 6 - баллон; 7 – деталь

Рисунок 1 Схема процесса и оборудование сварочного поста

Сварочный пост состоит из источника питания (1), сварочной горелки (3), ротаметра (4), редуктора (5) и газового баллона (6) (рисунок 1).

Защитный газ из баллона (6) через редуктор (5) и ротаметр (4) поступа­ет и сварочную горелку (3) (рисунок 2). Редуктор служит для установки необходимою по режиму сварки расхода защитного газа.

Расход газа контролируется по ротаметру. Из горелки защитный газ че­рез специальное сопло поступает и зону сварки, защищая сварочную ванну и разогретый металл от окружающей атмосферы. Оптимальная газовая защита металла обеспечивается при использовании сопел, имеющих профиль полою конуса, переходящего в цилиндр. Сопло горелки должно быть изолировано или изготовлено из неэлектропроводного материала (например, из керамики).

Вольфрамовый электрод закрепляется в горелке с помощью цанги и охлаждается проточной водой от перегрева. Для сварки неплавящимся элек­тродом применяют в основном инертные газы аргон и гелий. Свойства свар­ного соединения практически не зависят от вида применяемого защитного газа. Наиболее распространенной является аргонно-дуговая сварка, так как вследствие большей плотности аргон позволяет создавать более надежную и стабильную защиту зоны сварки.

Для сварки тугоплавких металлов используется гелий, так как при гелиево-луговой сварке эффективная мощность дуги выше, чем при сварке в среде аргона.

1 - мундштук; 2 - зажимная токопроводящая цанга; 3 - смесительная камера; 4 - газопроводяший канал; 5 - регулировочный вентиль; 6 - газопроводящий штуцер; 7 – державка

Рисунок 2 - Внешний вид и устройство сварочной горелки без водяною охлаждения с цанговым зажимом вольфрамового электрода
В качестве электрода используются специальные вольфрамовые прут­ки, изготавливаемые по ГОСТ 23949-80. Вольфрам - самый тугоплавкий из известных материалов. Температура его плавления равно 3600 С. Электрод из чистого вольфрама (ЭВЧ) для сварки практически не используется, так как не обеспечивает устойчивого горения дуги. Для понижения стабильности ду­ги и вольфрамовые электроды вводят активирующие добавки (до 2 %): диок­сид тория (электрод ЭВТ 15), оксиды лантана (ЭВЛ) и иттрия (ЭВИ). Введение добавок уменьшает блуждание дуги и на 15 % повышает допустимый сварочный ток. Из-за естественной радиоактивности торированный вольфрам применяют редко. Наивысшую стойкость имеют иттрированные вольфрамо­вые электроды.

Технологические свойства дуги зависят от полярности сварочного тока. При прямой полярности (минус на электроде) на изделии выделяется до 70 % теплоты дуги, что обеспечивает глубокое проплавление свариваемого метал­ла. При обратной полярности напряжение дуги выше, чем при прямой поляр­ности. В этом случае на аноде - электроде выделяется большое количество энергии, что приводит к значительному его разогреву и возможному оплав­лению его конца. В связи с этим допустимые сварочные токи резко снижают­ся. Сварка вольфрамовым электродом на постоянном токе обратной полярно­сти практически не применяется. Допустимые значения постоянного тока для вольфрамовых электродов различных марок при прямой (а) и обратной (б) полярности приведены на рисунке 3.

а - прямая полярность; б - обратная полярность

Рисунок 3 Допустимые значения постоянного тока для вольфрамовых электродов
Перед сваркой рабочий конец электрода затачивают под углом 60° на длине двух-трех диаметров. Форма заточки электрода влияет на форму и размеры шва. С уменьшением угла заточки и диаметра притупления в неко­торых пределах глубина проплавления возрастает.

Сварка неплавящимся электродом и защитных газах применяется в ос­новном на постоянном токе. Переменный ток используется при сварке алюминия и его сплавов. При сварке алюминия на поверхности сварочной ванны образуется тугоплавкая оксидная пленка, препятствующая оплавле­нию кромок и формированию сварного шва. Разрушение пленки в дуговом разряде происходит только при обратной полярности (когда изделие является катодом). В этом случае пленка оксидов разрушается пол действием катодно­го распыления и поверхность сварочной ванны очищается.

В связи с тем, что при обратной полярности стойкость вольфрамового электрода мала, сварку выполняют па переменном токе. Разрушение пленки происходит в тот полупериод, когда изделие становится катодом. При сварке на переменном токе для повторного возбуждения дуги, при переходе свароч­ного тока через «О», на сварочную дугу подают поджигающие импульсы на­пряжением не менее 300 В от специального устройства наливаемого стабили­затором дуги.

Вследствие значительною различия электрических параметров дуги при прямой и обратной полярности при сварке на переменном токе в свароч­ной цепи возникает постоянная составляющая. Постоянная составляющая сварочного тока намагничивает сердечник сварочного трансформатора и дросселя, что приводит к уменьшению мощности и понижению устойчивости горения дуги. Уменьшение тока и период обратной полярности при сварке алюминия уменьшает процесс катодного распыления оксидной пленки и за­трудняет оплавление кромок и формирование шва. Постоянную составляю­щую сварочного тока устраняют включением в сварочную цепь конденсато­ров или применением тиристорных схем управления, обеспечивающих лю­бые соотношения тока в полупериодах прямой и обратной полярности.

Режим сварки неплавящимся электродом выбирается в зависимости от свариваемого материала и конструкции сварного соединения и включает ос­новные параметры: сварочный ток, диаметр электрода, расход защитного га­за, диаметр присадочной проволоки, для автоматической сварки устанавли­вается скорость перемещения горелки (скорость сварки).

Схема управления источника питания включает измерительный эле­мент, включенный в сварочную цепь, с которою снимается сигнал обратной связи по току для формирования сигналов стабилизации режимов сварки; блок регулирования тока, обеспечивающий плавную регулировку сварочного тока для настройки на режим; блок задания импульсного режима и регули­ровки тока дежурной дуги и релейный блок, определяющий порядок сраба­тывания элементов схемы при нажатии кнопок и включении тумблеров, рас­положенных па панели управления.

Для возбуждения дуги бесконтактным способом используется осцилля­тор ОСППЗ - 300М, включаемый последовательно в сварочную цепь.
Порядок выполнения работы:

1. Ознакомиться с настоящим руководством и техническим описанием источника питания ВСВУ - 160.

2. По толщине и марке материала подобрать режимы сварки (не­ прерывный и импульсный).

3. Установить образцы в приспособление и произвести сварку на двух-трех значениях тока.

4. Записать значение тока, обеспечивающего полное проплавление образца.

Контрольные вопросы

1. В чем преимущество сварки в защитных газах неплавящимся электродом по сравнению с другими способами сварки?

2. Что входит в состав поста для сварки неплавящимся электродом в защитных газах?

3. Объясните устройство сварочной горелки.

4. Назовите основные параметры режима сварки.

5. Что означает «прямая» и «обратная» полярность при сварки?

6. Назовите основные характеристики источника постоянного питания ВСВУ - 160.

7. Как обеспечивается надежное зажигание дуги в источнике ВСВУ- 160?

8. Опишите процесс импульсно-дуговой сварки.

Практическая работа №4

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: