Меню сайтаВсе про сварку
Во времена древних зодчих считалось мастерством - умение построить здание без единого гвоздя. В обиходе строй материалов было дерево и топор, а как поступают умельцы в наш "железный" век? Без болтов и заклепок они возводят небоскребы, мосты и платины. И вот уже целый век им помогает в этом сварочное оборудование. Сегодняшние технологии разрешают проблемы с соединением как стали различного уровня легирования, так и многие цветные сплавы. При этом тип задач соединения определяет и методы, выбор метода влияет не только на качество, но и на стоимость работ. Существует множество способов и технологий, и их объединяет один принцип: в месте соединения детали расплавляют, место таких соединений называется швом. Для этого применяют электрическую, механическую и химическую энергию или их сочетание. Широкое распространение получили аппараты использующие энергию электрического тока как переменного так и постоянного, о них и пойдет речь в данной статье. Наиболее часто для нагрева применяют электрическую дугу, расплавляющую материалы, а сварочный шов заполняют присадкой (металлом электрода или проволки). Качество, производительность и эффективность работы во многом зависят от способов защиты и переноса расплава, то есть от используемого метода. Представляет собой устойчивый разряд в сильно ионизированном газовом промежутке. Сила тока, протекающего через него, зависит от разности потенциалов на его концах и его линейных размеров. Поскольку тепловыделение целиком определяется именно сварочным током, то для обеспечения требуемого режима работы нужно с достаточной точностью поддерживать его величину. Тем толще и глубже шов, тем больший ток необходим и наоборот. Иногда регулируют его текущее значение, а иногда, напротив, жестко фиксируют. Первоочередная проблема для всех способов сварки - стабильность дуги. В момент ее розжига и потухания часто возникают дефекты шва. Сделать горение максимально "устойчивым" - важнейшая задача, которую решают различными способами. Разумеется при подаче на электрод переменного тока трудно достичь высоких результатов, даже прибегая к различным "Уловкам". Практически все материалы лучше "варятся" постоянным током, исключение составляют только алюминий и его сплавы. Оксидная пленка на их поверхности препятствует образованию прочного соединения и эффективно разрушается только при "переменном" воздействии. Важную роль играет и защитная среда, в которой происходит процесс сварки. Ее специально создают и поддерживают в рабочей области. Различные воздействия на защитную среду возлагают разные задачи: стабилизация дуги, защита металла, изменение его физических свойств(например легирование). Позволяет создать защитную среду без применения дополнительных технических средств. Необходимые для работы газы выделяются при испарении внешнего покрытия или порошкового флюса. Существуют два типа подобных материалов: - Электроды с целлюлозным покрытием РЦ. Выделяют большое количество газа, защищающего металл и сварочную ванну. С ними можно работать на "длинной дуге"(3 - 6 мм) с большой глубиной проплавления(до 2.5 мм). Такие электроды часто применяют в сочетании с аппаратами, имеющими крутопадающую вольт - амперную характеристику(далее ВАХ). В нашей стране они не получили широкого распространения, зато широко используются на западе. - Электроды с основным типом покрытия. Имеют кальций-фтористое покрытие(или близкое к ним по свойствам рутиловое). При расплавлении такие электроды образуют флюс, обволакивающий капли металла. Он-то и выполняет главную защитную функцию, а газы являются лишь ионизаторами и стабилизаторами. Работы производят только на короткой дуге(2 - 3 мм) с относительно небольшой глубиной проплавления(0.5 - 2.5 мм). Электроды с основным типом покрытия дают шов высокого качества, хорошо защищенный от водорода - главного врага трещиностойкости. Представляет собой штучный покрытый электрод, как бы вывернутый на изнанку, т.е обмазкой вовнутрь. Сейчас ее принято называть шихтой. В состав последней входят компоненты, характерные для обмазки штучных электродов, а также раскислители, связывающие кислород и удаляющие его из шва. Чаще всего шихта содержит еще и легирующие добавки, изменяющие химический состав и свойства сварного шва. Порошковые проволки позволяют получать высококачественные швы с большим проплавлением, но главное их достоинство - производительность. Для работы с таким сварочным материалом подходят источники питания с жесткой ВАХ. Зачастую нужная сталь образуется при взаимодействии расплава и легирующих добавок. Если работают расплавляемым электродом, подбирают его марку, если в инертной среде - присадочную проволку. При плохом сочетании материалов шов оказывается непрочным либо вообще не получается, растрескиваясь в процессе остывания. Происходит в среде инертного газа аргон(Ar). Обычно используется не плавящий вольфрамовый электрод и плавящуюся присадочную проволку в виде отрезков удобной длины. Газ подают из специального баллона. Кроме Ar, применяют гелий(He) либо смесь этих газов. Метод отличается высокой универсальностью, качественным швом и допускает сварку очень тонких деталей. Недостатки - громоздкость оборудования и трудность работы вне помещения, где необходимы меры против сдувания газовой защиты. Наилучшее качество обеспечивает аргон, гелий обладает худшими свойствами - капли расплава в его среде сильно разбрызгиваются. Позволяет заменить штучный электрод проволкой сплошного сечения. Углекислый газ хорош, когда не требуется очень высокое качество, так как он несколько снижает прочностные свойства стали и приводит к ее разбрызгиванию. Главное же достоинство метода - дешевизна материалов. По сравнению с СО2 уникальность аргона в том, на сравнительно малом токе(200 А) он позволяет реализовать струйный перенос металла, характеризирующийся высоким коэффициентом использования(отношение массы попавшего в шов металла к массе израсходованного) 0.8-0.85. А это значительно улучшает внешний вид сварного шва и сокращает расход материала. Для СО2 свойственен глобулярный перенос с эффективностью 0.6-0.7. Как при работе с порошковой проволкой, сплошная требует источника питания с жесткой ВАХ. Преобразователь напряжения это основная часть любого сварочного аппарата. Преобразователь необходим для понижения "сетевого" напряжения и увеличения за счет этого тока на выходе. На какие характеристики следует обращать внимание при выборе сварочного аппарата: - Тип вольт-амперной характеристики(ВАХ). Полого падающая дуга удобна для работы на "короткой" дуге основным электродом. Для сварки на "длинной" дуге в Газо защитной среде больше подходит крутопадающая. Полуавтоматы требуют жесткой ВАХ(одинаковое напряжение разный ток). - Напряжение холостого хода. От него зависит "легкость" старта. Тут правило простое: чем рапряжение больше тем лучше. - Продолжительность включения(далее ПВ). Это отношение времени непрерывной работы ко времени отдыха, определенное для 10-ти минутного цикла. У аппаратов индустриального класса при рабочем значении тока ПВ составляет не менее 50%. - Функция "горячий старт". Так называется кратковременный импульс повышенного напряжения в момент розжига, облегчающий старт. - Функция "форсирования дуги". Она отвечает за резкое повышение тока в момент короткого замыкания. Тем самым предотвращая "залипание" электрода и увеличивается проплавление. - Стабильность по питанию. Невосприимчивость к скачкам напряжения в сети. Аппарат для ручной сварки штучным электродом(ММА). По сути это источник тока и соединительный кабель. Длина дуги постоянно изменяется, соответственно напряжение тоже. Чтобы эти колебания не слишком сказывались на токе, применяют источники с крутопадающей ВАХ. Если же сварщику приходится часто коректироваь выходные параметры, подбирают аппараты с полого падающей ВАХ. Они просты надежны и дешевы. Часто такие устройства оборудуют горелкой с неплавящимся электродом и газо подающей оснасткой и используют для аргонно-дуговой сварки. Но тогда для удобной и качественной работы необходим переключатель режимов(корекция ВАХ). При работе в среде защитного газа будет полезна функция LiftTIG, облегчающая розжиг дуги. Принцип ее действия следующий: сварщик прижимает электрод к металлу, но ток на него подается не сразу, а только в момент отрыва от поверхности. Таким образом, исключается возможность возникновения дефектов, связанных с началом шва. Сварочные полуавтоматы У этих аппаратов подача проволки(электрода) автоматизирована. Источник питания поддерживает напряжение постоянным, а ток изменяется в широких пределах. Данный метод позволяет намного увеличить производительность труда и достичь высокого качества шва. В качестве плавящегося(присадочного) электрода используют проволку сплошного сечения или порошковую. Ее подает специальный механизм, от которого, кстати во многом зависит класс машины. Для отечественной техники, например, характерны низкая скорость подачи и использование проволки большого сечения(чтобы обеспечить большую производительность). Это не очень удобно и у западных аналогов, как правило, все наоборот. Чтобы в момент выключения не происходило приваривание электрода, аппараты оборудуют различными устройствами. Так, система торможения катушки практически мгновенно прекращает подачу проволки, а система восстановления дугового промежутка, напротив вводит запаздывание в отключение тока. Наиболее "продвинутые" аппараты оснащают функцией "короткого шва" - при однократном нажатии на курок горелки машина включается на определенный промежуток времени. Опытные сварщики предпочитают машины с четырех роликовым подающим механизмом. Считается, что он меньше "мнет" проволку, а это очень важно при работе с мягкими и само защитными материалами. СВАРОЧНЫЕ трансформаторы. "Классический" источник - это тяжелый трансформатор, рассчитанный на стандартные 50 Гц. Для установки рабочего тока его оснащают составным сердечником с механическим регулированием магнитного потока. Важнейшая характеристика любого источника тока - ВАХ - у него определена конструктивно и не может быть изменена в процессе эксплуатации. Отсюда посредственные динамические качества. Такой аппарат имеет большой вес и крупные габариты, но зато надежен и практически "не убиваем". Если он оборудован выпрямителем, то часто допускает работу на токе двух родов. На современных моделях часто используется тиристорное управление входными параметрами. Это позволяет снизить массу и габариты, уменьшить "инертность", реализовать некоторые полезные функции и улучшить динамические характеристики. У таких аппаратов возможны коррекция ВАХ и работа с очень маленькими токами(до 2 А). Практически все такие источники имеют выход только по постоянному току. Без трансформаторные инверторные сварочные аппараты - аппараты нового поколения. Фактически, сварочный аппарат - это блок питания с определенным выходным напряжением и током. Не так давно все блоки питания изготовлялись с применением трансформатора. Огромного или маленького - это зависело от нагрузки. Будь-то магнитофон, телевизор или трансформатор для лампочки-переноски на 12 или 36 вольт. Появление полупроводниковых приборов позволило перейти на иной принцип трансформирования в блоках питания. Особенно это стало заметно в бытовой радиоаппаратуре. Нет железа, нет меди, только печатная плата с радиоэлементами, легкая и компактная. Со временем эти технологии стали использоваться и в сварочной технике. Сварочный аппарат из громоздкого устройства превратился в коробочку, напичканную электроникой. В результате появились уникальные по своим характеристикам сварочные аппараты с высокочастотным преобразователем или инверторы (так называемые "бестрансформаторные" инверторные сварочные аппараты), которые могут применяться для сварки нержавеющих сталей. Эти сварочные аппараты не требуют технического обслуживания. В режиме холостого хода потребление электроэнергии ориентировочно в 10 раз меньше. За счет высокочастотной составляющей, происходит обжим и стабилизация дуги, отсутствует эффект магнитного дутья, улучшается структура наплавленного металла. Кроме этого, они имеют самые минимальные габариты и вес по сравнению с традиционными аналогичными аппаратами. Технология сваркиТехнология сварки основана на преобразовании переменного тока в постоянный высокочастотный ток (частота 35-55кГц) при помощи электронной схемы. Применение транзисторных ключей позволяет увеличить КПД сварочного аппарата до 82-85% (КПД традиционного аппарата 75-80%), (т.к. нет потерь в трансформаторе) позволяет производить более качественную сварку как обычных конструкционных сталей электродами с покрытием, так и сварку при помощи тигельных принадлежностей. Тигельная сварка производится вольфрамовым электродом при температуре примерно 7000С. При этом сгорают шлаки, что делает более качественный шов. Плюс до 1 мм можно варить изделие без присадочной проволоки, что делает Шов практически идентичным целому изделию. Разумеется, такая сварка производится в среде защитного газа (СО, Аргон). |
 |
||||||
| ЭЛЕКТРОДЫ В КИЕВЕ 496-96-96 |
|
