ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ЭЛЕКТРОСВАРКЕ

Электросваркой называется способ получения не­разъёмного соединения ме-таллических деталей путем их местного нагрева до жидкого или пластического состоя­ния с использованием для нагрева электрической энер­гии. Наиболее рас-пространенные виды электросварки — дуговая и контактная.

При контактной электросварке детали в месте со­единения нагревают до оплав-ления (до пла­стического состояния) и сжимают с определенным уси­лием. Нагрев осуществляется теплом, которое выделяет­ся в точках контактов между деталями при прохождении электрического тока. Присадочный материал не добавляется.

При дуговой электросварке соединяемые детали обычно нагреваются вместе с присадочным материалом при помощи электрической дуги, температура в которой превышает 5000° С. В зоне сварки создается ванночка расплавленного контактов между деталями при прохождении через них электрического тока.

На предприятиях электромашиностроения установки электросварки применя-ют для сварки остовов генера­торов и двигателей постоянного тока, приварки к осто­вам лап, изготовления сварных кожухов электрических машин, сварки крестовин и т. д. Электросварка широко используется при монтажных и ремонтных работах.

Дуговая сварка имеет несколько разновидностей. Раз­личают сварку открытой дугой, закрытой дугой под сло­ем флюса, защищенной дугой в среде защитного газа. В зависимости от степени механизации и автоматизации процесса сварки говорят о ручной, полуавтоматиче­ской и автоматической сварке. Сварка может производиться на постоянном и на переменном токе од­нофазной и (реже) трехфазной дугой. Сварка на по­стоянном токе дороже и требует более сложного оборудования, но даёт более высокое качество сварного шва.

Самое широкое применение для сварки черных ме­таллов получила ручная электросварка открытой дугой с плавящимся электродом (рис. 2-1,а). Дуга, получая питание от источника 2 переменного или постоянного то­ка

горит в воздухе между свариваемыми деталями 1 и электродом 3, который плавится в процессе сварки и участвует в образовании сварного шва. Электрод из проволоки, по химическому составу близкой к металлу свариваемых деталей, покрыт обмазкой. Она содержит вещества, которые образуют при расплавлении шлаки и газы, повы-шающие устойчивость дуги и в известной ме­ре защищающие расплавленный металл от воздействия кислорода и азота воздуха.

Ручная сварка открытой дугой с неплавящимся электродом (рис. 2-1,6) ис-пользуется обычно при сварке деталей из цветных металлов и сплавов. В этом слу-чае применяется источник постоянного тока. Дуга горит между свариваемыми дета-лями 1 и электродом 3 (уголь ным или графитовым). В зону сварки вводится при­са-дочный пруток 4.

При автоматической и полуавтоматической сварке закрытой дугой под флюсом с плавящимся электродом (рис. 2 1, в) дуга горит под находящимся на сваривае­мых деталях 1 слоем сыпучего вещества — флюса 6. Голая электродная проволока 3 авто-матически подается в зону сварки через флюс с помощью подающего меха­низма 5. Дуга получает питание от источника 2 перемен­ного или постоянного тока. При сварке под флюсом в зо­не сварочной дуги под действием высокой температуры флюс расплавляется и образует своеобразный газовый пузырь. Оболочка 7 последнего надёжно защищает расплавленный металл от действия кислорода и азота воз­духа. При автоматической сварке автоматизируется и перемещение дуги вдоль свариваемых кромок; при по­луавтоматической сварке это перемещение осуществля­ется вручную. Автоматическая сварка под флюсом дает высокое качество сварного соединения; ее производи­тельность в 6—12 раз выше, чем ручной дуговой сварки.

Сварка защищённой дугой в среде защитного газа характерна тем, что в зону сварки специально подают аргон или смеси его с небольшим количеством активных газов (аргонодуговая сварка) или углекислый газ. Ручная аргонодуговая сварка непла-вящимся электро­дом (рис. 2-1, г) на постоянном и переменном токе от ис­точника 2 при-меняется при изготовлении конструкций 1 из нержавеющих и жаропрочных сталей, цветных ме­таллов и их сплавов, при сварке тонкого металла. Воль­фрамовый электрод 3 помещён в газоэлектрическую го­релку 5, к которой под давлением подводится газ из баллона. Вытекающая из сопла горелки струя газа 9 за­щищает в зоне сварки основной металл и металл приса­дочного прутка 4 от воздействия кислорода и азота возду­ха. При автоматической и полуавтоматической сварке в среде аргона или углекислого газа ис-пользуется плавя­щийся электрод (рис. 2-1, д. Неизолированная элект­родная проволока 3 при помощи механизма 5 непрерыв­но подаётся через горелку 8 в зону сварки, которая от­делена от окружающего воздуха струей газа 9. Сварка в среде аргона производится как на переменном, так и на постоянном токе, сварка в среде углекислого газа, (она применяется для сталей любого состава) — на постоянном токе. Сварка в среде угле-кислого газа чаще экономически эффективнее других способов сварки.

При питании сварочной дуги постоянным током сва­риваемые детали чаще всего соединяют с положитель­ным полюсом источника, а электрод — с его отрица­тельным полюсом. Это так называемая «прямая по­лярность» сварки. В дуге в области анода вы-деляется большее количество тепла, чем в области катода, поэто­му при сварке е прямой

полярностью большую долю тепла получают служащие анодом свариваемые детали, которые обычно массивнее электрода. Но в ряде случаев (при сварке тонких листов, не-которых цветных метал­лов, при сварке в среде углекислого газа и др.) приме­няют и «обратную полярность», когда электрод явля­ется анодом.

Оборудование для дуговой сварки используется и при резке и наплавке ме-таллов, например при ручной дуговой резке металлическим или угольным электродом открытой дугой, аргонодуговой резке и наплавке и т. п. Контактная электросварка имеет следующие разно­видности: стыковая сварка, точечная и роликовая (шов­ная). Сварку производят на контактных машинах пере­менным однофазным током большого значения (до ты­сяч и десятков тысяч ампер) при малых напряжениях (единицы вольт) или мощ-ными однополярными импульсами тока (только для точечной и роликовой сварки).

При стыковой сварке (рис. 2-2, а) детали сваривают по всей плоскости их ка-сания. В зависимости от марки металла, площади сечения и требований к качеству со­единения процесс стыковой сварки осуществляют по-разному. Для сравнительно малых сечений свариваемых деталей (до 300 мм²) применяют стыковую сварку со­противлением. Заготовки с механически обработанными и зачищенными торцами устанавливают в стыковую машину и закрепляют усилием Fa. После этого их при - жимают одну к другой усилием осадки F_ос определенно­го значения и пропускают через них ток от трансфор­матора ТрС. При нагреве металла в зоне сварки до плас-тического состояния происходит осадка. Ток выклю­чают еще до окончания осадки. При больших сечениях применяют стыковую сварку оплавлением. Её произво­дят в три стадии: предварительный подогрев, оплавле­ние и окончательная осадка — или только в две послед­ние стадии. Предварительный подогрев в зажимах машины вы-полняют периодическим смыканием и размы­канием деталей при постоянно вклю-чённом токе. При этом происходит процесс прерывистого оплавления тор­цов. Затем детали непрерывно медленно сближают, заго­товки прогреваются в глубину до плас-тического состоя­ния, а на торцах возникает тонкий слой расплавленного металла, после чего резко увеличивают скорость сближе­ния, осуществляя осадку небольшим усилием F_ос. Сты­ковая сварка оплавлением дает более высокую проч­ность шва, не требует предварительной механической обработки, позволяет сваривать детали из разнородных металлов.

При точечной сварке листов (рис. 2-2,6) детали со­единяют сваркой в отдель-ных местах, условно называе­мых точками. Заготовки устанавливают между элект­родами точечной машины и плотно сжимают усилием F. Включают ток, и заготовки быстро нагреваются, особен­но в месте контакта — чечевицеобразной «точке» под электродами, в которой металл расплавляется и обра­зуется сварная точка, диаметр которой обычно близок к диаметру электродов. После этого ток выключают и заго-товки кратковременно выдерживают между электро­дами под действием усилия F. Точечная сварка приме­няется для соединения не только листовых заготовок, но и листовых заготовок со стержнями или уголками, швел­лерами и т.п. Свариваемые де-тали могут быть из однородцых и из разнородных металлов. Толщина заготовок от сотых долей миллиметра до 35 мм. Разновидностью точечной сварки является так называемая рель­ефная сварка. Она характерна тем, что на одной из за­готовок пред-варительно изготовляют выступы (релъефы) круглой, продолговатой или иной фор-мы. Сварку осуществляют одновременно по всем рельефам или по­следовательно один за другим.

Роликовая сварка (рис. 2-2, в) заключается в том, что заготовки соединяют, непрерывным прочноплотным сварным швом который состоит из ряда последова-тель­ных точек, частично перекрывающих друг друга. Заго­товки устанавливают в сварочной машине между роли­ками, один из которых ведущий, или между одним ведущим роликом и оправкой» На ролики действует уси­лие F механизма давления, и к ним подведен ток. Наи­более распространены два способа роликовой сварки: 1) при непрерывном вращении роликов прерывистым (импульсным) включением тока; 2) включение тока при неподвижных роликах и вращение роликов при выклю­ченном токе (шаговая сварка).