Сварка по способу славянова

  • Дуговая и контактная сварка
  • Категория:
  • Технология металлов

Дуговая и контактная сварка

Самым распространенным способом электрической сварки яз-ляется дуговая сварка, ручная и автоматическая.

Изобретателями дуговой сварки являются наши соотечественники Н. Н. Бенар-гcm И Славянов. Первый из них изобрел электрическую сварку угольным электродом (в 1882 г.), второй — металлическим электродом (в 1888 г.). Наибольшее распространение в промышленности получил способ Н. Г.

Славянова — электрическая дуговая сварка металлическим электродом.

Сварка по способу славянова

Рис. 1. Схема ручной дуговой сварки по способу Славянова

При этом способе сварки соединение двух металлических листов происходит следующим образом. В электрододержатель вставляется металлический электрод.

Между электродом и изделием (основным металлом), ток к которым подводится от сварочного генератора Г, возбуждается электрическая дуга; она представляет собой мощный концентрированный источник тепла, обладающий температурой около 6000°.

Дуга расплавляет электрод и плавит основной металл 3, образуя на нем сварочную ванну. Расплавленный металл электрода мелкими капельками поступает в сварочную ванну и там перемешивается с расплавленным основным металлом.

При остывании сварочной ванны в процессе сварки по мере перемещения дуги по кромкам свариваемых листов жидкий металл отвердевает (кристаллизируется), в результате чего образуется сварной шов 6, прочно связывающий кромки свариваемых листов.

При сварке по способу Бенардоса в электрододер-жатель вместо металлического электрода вставляется угольный электрод, а для формирования шва в зону дуги вводится пруток присадочного металла. В остальном все происходит так же, как при сварке по способу Славянова.

В современных сварных конструкциях основными типами сварных соединений являются стыковое, тавровое, угловое, нахлесточное.

Сварка по способу славянова

Рис. 2. Схема ручной дуговой сварки по способу Бенардоса

Устойчивое горение дуги и постоянство силы тока при сварке, чего невозможно добиться хорошего качества сварного соединения, обеспечиваются особыми свойствами сварочного источника тока Г.

Сварочные источники тока отличаются от обычных тем, что у них напряжение на зажимах источника Uu, к которым присоединяется цепь, не остается постоянным, а падает (уменьшается) при увеличении тока в дуге.

Про такие источники тока говорят, что они имеют крутопадающую внешнюю характеристику.

Сварка по способу славянова

Рис. 3. Основные типы сварных соединений:
а — стыковое; б — тавровое; в — угловое; г — внахлестку

Дуговую сварку можно производить как на постоянном, так и на переменном токе. Источники тока, питающие дугу постоянным током, называются сварочными генераторами, а питающие дугу переменным током — сварочными аппаратами, или трансформаторами.

Наша отечественная промышленность выпускает большое количество различных типов сварочных генераторов и трансформаторов как для ручной, так и для автоматической сварки.

Такой электрод представляет собой металлический стержень с нанесенным на него покрытием.

Покрытие наносится на стержень электрода (электродную проволоку) либо методом окунания проволоки в замес, полученный растворением веществ, входящих в состав покрытия в жидком стекле, либо путем отпрессовывания таким же замесом на специальных прессах. Полученный таким образом электрод просушивается, а затем прокаливается до полного удаления влаги.

Сварка по способу славянова

Рис. 4. Крутопадающая внешняя характеристика сварочного источника тока

Различают два типа электродов —-тонко обмазанные и толстообмазанные или простые и качественные. Тип электрода зависит от типа покрытия.

Простые электроды имеют тонкое или ионизирующее покрытие, а качественные—толстое или качественное покрытие.

Тонкие покрытия служат только для того, чтобы облегчить сварщику зажигание дуги и улучшить устойчивость горения ее в процессе сварки. Они не защищают сварочную ванну от воздействия окружающего воздуха.

Толстые (качественные) покрытия служат не только для того, чтобы улучшить зажигание и устойчивость дуги, но и для того, чтобы защитить металл шва от вредного влияния кислорода и азота воздуха.

При сварке качественными электродами кислород и азот воздуха почти не попадают в металл шва, поэтому прочность сварного соединения, сваренного качественными электродами, значительно выше, чем при сварке простыми электродами. Именно поэтому в настоящее время при сварке конструкций применяют .

почти всегда только качественные электроды. Различное действие покрытий объясняется их составом.

В состав тонких покрытий вводят ионизирующие и связующие вещества, а в состав качественных, кроме ионизирующих и связующих, входят газообразующие, шлакообразующие, раскисляющие и легирующие вещества, что обеспечивает высокое качество металла шва.

Чтобы произвести сварку соединения, нужно прежде всего тщательно зачистить кромки листов, удалив с них всякие загрязнения, в том числе окалину и ржавчину.

Затем нужно выбрать в соответствии с толщиной листов 6 диаметр электрода йэ и силу сварочного тока, после чего произвести сварку соединения, выдерживая определенную длину дуги, в зависимости от положения шва.

При выборе диаметра электрода, величины сварочного тока 1д и длины дуги Ld можно исходить из следующих ориентировочных данных.

При толщине кромок соединения 6—12 мм сварку производят уже не в один, а в несколько слоев. При этом, чтобы проварить соединение на всю толщину, производят предварительную разделку (скос) кромок, после чего осуществляют сварку. В качестве примера показано соединение листов толщиной 20 мм многослойным швом при V-образной подготовке кромок.

Сварка по способу славянова

Рис. 5. Электрод для ручной дуговой сварки

Применяя ручную сварку многослойным швом при различной форме подготовки кромок, можно сваривать соединения толщиной до 80 и даже 100 мм.

Но при этом необходимо соблюдать установленный порядок сварки швов и выдерживать заданный технологический режим, иначе, особенно при сварке изделий больших толщин, можно вызвать появление трещин в сварном шве или околошовной зоне и значительное изменение размеров всей конструкции (коробление)

Сварка по способу славянова

Рис. 6. Стыковой V-образный шов на металле большой толщины

При толщине металла более 40 мм производительность ручной дуговой сварки очень мала. В связи с этим ручную дуговую сварку целесообразно применять для металла толщиной от 2 до 40 мм.

Основное достоинство ручной дуговой сварки заключается в том, что, применяя ее, можно сваривать соединения при любом пространственном положении шва — нижнем, вертикальном и потолочном.

Кроме ручной дуговой сварки, наша промышленность широко применяет различные виды автоматической дуговой сварки, особенно автоматическую сварку под флюсом.

Этот способ, а также современная технология и аппаратура для него были разработаны Институтом электросварки им. Е. О. Патона под непосредственным руководством Героя Социалистического Труда Е. О.

Патона и благодаря его трудам получил широкое распространение в промышленности.

Автоматическая дуговая сварка под флюсом обладает двумя основными преимуществами по сравнению с ручной. Она обеспечивает лучшее качество сварного соединения и значительно большую производительность.

Высокое качество сварного соединения при сварке на автомате объясняется тем, что подача электродной проволоки к дуге по мере ее расплавления осуществляется не вручную, а специальным механизмом — автоматом; при этом шов очень надежно защищен от кислорода и азота воздуха специальным флюсом, под которым горит дуга.

Значительно большая производительность сварки при этом способе объясняется тем, что благодаря формирующему действию флюса на автоматах можно применять токи, в несколько раз превышающие токи при ручной дуговой сварке (при автоматической сварке под флюсом больших толщин сварку ведут на токах до 3 тыс. а).

В связи с применением больших токов оказывается возможным в несколько раз увеличить скорость сварки и получить большую производительность.

Сварка по способу славянова

Рис. 7. Схема установки для автоматической сварки под флюсом

При автоматической дуговой сварке под флюсом питание сварочной цепи обычно производится переменным током от специальных достаточно мощных сварочных трансформаторов 5. Однако, кроме трансформаторов, могут применяться также и сварочные генераторы, питающие дугу постоянным током.

Автоматы обеспечивают хорошее качество и высокую про-,3,длительность при сварке металла толщиной менее 1 мм и бо-лее 950 мм. В то же время практика показала, что автоматы целесообразно применять главным образом для длинных прямолинейных и кольцевых швов.

Сварка коротких и особенно криволинейных швов на автоматах нецелесообразна, а иногда и невозможна. В таких случаях нужно применять специальные дуговые полуавтоматы.

Автоматами свариваются швы в нижнем и вертикальном положениях (для сварки вертикальных швов применяют особые автоматы).

  1. Преимущества автоматической и полуавтоматической сварки настолько значительны, что ее следует применять для всех типов соединений.
  2. Кроме сварки сталей, электрическую дугу применяют для сварки чугуна и цветных металлов.
  3. Сварку чугуна обычно производят чугунными электродами с предварительным подогревом свариваемых деталей до 550—650°.

Сварку меди производят вручную и на автоматах. При сварке вручную применяют обычно угольный электрод и присадочную проволоку из меди со специальными добавками. Сварку на автоматах производят угольным электродом или медной проволокой под флюсами.

Сварку алюминия производят вручную и на автоматах. При сварке вручную применяют электродную проволоку из алюминия со специальной качественной обмазкой. Автоматическая сварка производится алюминиевой проволокой под специальным флюсом.

Кроме однофазной ручной и автоматической дуговой сварки, при которой между электродом и изделием горит одна дуга, в на стоящее время применяют еще и автоматическую трехфазную дуговую сварку.

При автоматической трехфазной сварке к изделию подается не один, а два электрода, причем под флюсом горят три дуги: одна между электродами (проволоками ), две — между каждым из электродов и изделием.

Этот способ сварки позволяет регулировать количество наплавленного электродного металла и расплавленного основного, что в некоторых случаях, например при сварке специальных сталей, имеет решающее значение. Кроме этого, трехфазная дуговая сварка обеспечивает большую производительность и более равномерную загрузку заводской электрической сети, чем однофазная.

Трехфазная дуговая сварка особенно эффективна при применении автоматов.

В последние годы промышленность стала широко применять особый способ дуговой сварки металла — сварку дугой защитных газах. В качестве защитного газа ооычно применяют аргон, иногда гелий, углекислый газ, азот. При сварке по этому способу дуга горит между электродом и изделием в атмосфере защитного газа аргона.

Аргон защищает сварочную ванну от вредного действия кислорода и азота воздуха и улучшает устойчивость горения дуги. В связи с этим качество сварных соединений, выполненных этим способом, получается очень хорошим.

Ручная аргонодуговая сварка обычно производится неплавящимися вольфрамовыми электродами.

При этом для формирования шва применяют пруток присадочного металла, состав которого соответствует составу металла изделия. При автоматической аргонодуговой сварке обычно применяют плавящийся электрод, т.

е. проволоку, по составу близкую к металлу изделия. Электрод подается к дуге специальным механизмом автомата.

Производительность аргонодуговой сварки значительно выше, чем газовой, потому что дуга обладает более высокой температурой и обеспечивает более концентрированный разогрев, чем сварочное пламя.

Аргонодуговая сварка несколько дороже дуговой и газовой. Ее применяют для сварки нержавеющих сталей и специальных сплавов из цветных металлов.

В последнее время наряду с аргонодуговой сваркой в промышленности стал широко применяться еще один новый способ — электрошлаковая сварка. Этот способ разработан и внедрен Институтом электросварки Академии наук УССР им. Е. О. Патона.

При электрошлаковой сварке свариваемые листы устанавливаются вертикально с большим зазором — 40—50 мм.

В зазор засыпается небольшой слой специального флюса толщиной 50—60 мм. Пропуская через флюс ток от специального трансформатора, флюс расплавляют. При этом в зазоре между свариваемыми листами из расплавленного флюса образуется так называемая шлаковая ванна. В связи с тем что шлаковая ванна обладает большим электрическим сопротивлением, ток, проходя

вез расплавленный флюс, выделяет в нем большое количество па В процессе сварки шлаковая ванна разогревается током до температуры около 2000°.

Расплавленный флюс соприкасается боковыми поверхностями свариваемых листов, оплавляет их одновременно плавит электродную проволоку, конец которой сходится в шлаковой ванне.

Расплавленный металл электрода проволоки под шлаковой ванной сливается с расплавленным металлом кромок свариваемых листов, образуя так называемую металлическую ванну. По мере остывания металла металлическая ванна отвердевает, образуя сварной шов, прочно соединяющий свариваемые листы.

Сварка по способу славянова

Рис. 8. Схема электрошлаковой сварки

Электрошлаковая сварка осуществляется специальными автоматами. Автомат перемещает вверх с определенной скоростью медные, охлаждаемые водой ползуны, удерживающие металлическую и шлаковую ванну от вытекания, и подает в шлаковую ванну электродную проволоку.

Благодаря постепенному разогреву и плавлению кромок листов, а также хорошей защите металлической ванны от воздействия кислорода и азота воздуха, этот способ сварки обеспечивает очень хорошее качество сварного соединения и весьма высокую производительность. Его применяют для сварки различных сталей большой толщины: от 100 до 400 мм, главным образом в тяжелом машиностроении.

Контактная сварка. Наиболее распространенными типами соединений при контактной сварке являются: точечное а, шовное о и стыковое. Каждое из этих соединений сваривается на особой контактной машине. Названия машин соотствуют типу соединений. Все машины состоят из трех основных частей: трансформатора, прерывателя и механизма давления но отличаются друг от друга формой электродов.

Контактная сварка осуществляется теми же способами, что и сварка давлением. При этом металл в том месте, где производится сварка, разогревается электрическим током до размягчения, а затем сдавливается и детали свариваются, образуя прочное соединение. Рассмотрим этот процесс несколько подробнее.

Читайте также:  Ямочный домкрат своими руками

Сварка по способу славянова

Рис. 9. Основные типы соединений при контактной сварке

Сварка по способу славянова

Рис. 10. Схема сварки стержней на стыковой контактной машине

Подобно этому протекает процесс сварки на точечных и шовных машинах. Трансформатор машины Т служит для создания сварочного тока h и регулирования его величины. Прерыватель П служит для включения и выключения сварочного тока, а также для регулирования времени протекания его. Механизм давления МД служит для осуществления давления на сварочный контакт и регулирования его величины.

Рис. 11. Кузнечная сварка:
а — в стык, б — внахлестку, в — вразруб

Перед сваркой производят очистку и пригонку заготовок. Очистка производится для того, чтобы удалить с поверхностей заготовок на участке, где будет производиться сварка, окалину, ржавчину, краску и т. п.

Пригонка производится для того, чтобы заготовки в месте сварки плотно прилегали друг к другу. Особенно тщательной подготовки требуют шовные соединения. При сварке грязных непригнанных заготовок получится брак.

На контактных машинах можно сваривать заготовки самой различной конфигурации и толщины, начиная от деталей толщиной в 0,1 мм и кончая тяжелой арматурой для гидротехнических сооружений, диаметр стержней которой доходит до 90 мм.

В некоторых случаях, исключительно при ремонтных работах, прибегают к кузнечной сварке.

При кузнечной сварке неразъемное соединение заготовок образуется в результате нагрева их в горне и проковке места соединения частыми и сравнительно слабыми ударами кувалды.

Для того чтобы свариваемые поверхности не окислились, нагретые до белого каления концы заготовок ошлаковывают, посыпая их до проковки кварцевым песком.

В практике известно несколько типов соединений, выполняемых кузнечной сваркой. Основными из них являются соединения внахлестку и вразруб.

Реклама:

Источник: http://pereosnastka.ru/articles/dugovaya-i-kontaktnaya-svarka

Николай Гаврилович Славянов — изобретатель дуговой сварки

Славянов Николай Гаврилович (1854-1897) – русский инженер, получивший известность за изобретение метода дуговой сварки металлов с помощью плавящегося электрода.

Его имя входит в когорту лучших изобретателей страны.

Он причастен к созданию и усовершенствованию доменных печей, водонапорных башен, перекрытий производственных площадок, железнодорожных мостов, маяков, боевых снарядов и многого другого.

Сварка по способу славянова

Славянов Николай Гаврилович (1854-1897)

Детские и юношеские годы

Николай Гаврилович родился 23 апреля (5 мая) 1854 года в деревне Никольское Воронежской губернии в многодетной семье. Его отец Гавриил Николаевич и мать Софья Алексеевна происходили из старого дворянского рода.

Родители хотели, чтобы их сын стал военным, поэтому в 8 лет отдали его на воспитание в Воронежский кадетский корпус.

Однако в отличие от многих предков мальчик не чувствовал своего призвания в этом деле, поэтому незадолго до окончания учебного заведения направил прошение об увольнении, после чего поступил в мужскую гимназию, которую окончил с золотой медалью.

Затем Николай направился в Петербург, где поступил в горный институт. В стенах этого вуза тяга юноши к изобретениям проявилась во всей красе. Он разрабатывает авторский проект паровой машины, оснащенной особым парораспределительным устройством. Эта работа получила высокую оценку со стороны совета института.

Работа на уральских заводах

После получения диплома молодой человек направился на Урал работать горным инженером сначала на Воткинские заводы, затем на частные Омутнинские.

Сварка по способу славянова

Славянов в окружении рабочих Пермского пушечного завода

Карьера талантливого мастера шла в году – спустя несколько лет он становится управителем механических фабрик, а в 1891 году получает должность горного начальника, возглавив эти предприятия.

Сварка по способу славянова

Горный начальник завода Н.Г. Славянов (четвертый слева в первом ряду) с администрацией завода (1892 год)

Вместе с механиком Александром Износковым, ставшим одним из пионеров мартеновского производства и распространявшим эту технологию на Урале, Славянов занимался разработкой артиллерийских снарядов особой прочности для борьбы с мощными броненосцами. Чтобы добиться этого результата была проведена серия экспериментов, которые завершились успехом. В итоге снаряды Славянова и Износкова были способны пробивать броню толщиной 6 мм.

На этом широкая научная деятельность Николая Гавриловича не заканчивалась. Он занимался вопросами освещения заводских сооружений, предложив для этого генераторы и дуговые лампы собственной конструкции.

Славянов разрабатывал электроизмерительные приборы, а также построил две огромные динамо-машины, послужившие основой для изобретения нового метода электросварки.

За свои практически полезные изобретения автор получил серебряную медаль Урало-Сибирской научно-промышленной выставки, проходившей в Екатеринбурге.

В 1885 году инженер посетил Всемирную выставку в бельгийском Антверпене, где ему удалось познакомиться с технологиями производства на предприятиях Круппа и Кокериля.

По возвращении на родину Славянов приступил к созданию электростанции, призванной освещать здания Мотовилихинского завода. Построенные им динамо-машины постоянного тока, работавшие от пара, начали давать электричество в 1887 году.

Распределительные щиты электростанции впервые были оборудованы шинной проводкой.

Изобретение метода дуговой сварки

Работая на металлургических предприятиях, Славянов отчетливо осознавал важность качественного соединения металлов. Он обосновал необходимость использования электрической дуги, служащей мощным источником тепловой энергии.

При этом он учитывал ряд условий необходимых для успешного проведения операции – жидкие фракции металла должны закрывать шлак, основной материал изделия нужно заранее подогревать, зеркало сварочной ванны требуется привести в расплавленное состояние, место сварки необходимо заформовать, чтобы предотвратить растекание жидкого материала.

В изданном труде «Способ и аппараты для электрической отливки металлов» автор подробно описал метод горячей сварки на основе металлических электродов и превентивного подогрева материала. При этом Славянов столкнулся с серьезной проблемой, связанной с питанием электрической дуги и постоянством ее работы.

Чтобы обеспечить наличие дуги между свариваемым объектом и электродом Николай Гаврилович разработал дифференциальный электрорегулятор-автомат, способный поддерживать постоянную длину дуги. Ее зажигание и подача электрода после существенного обгорания последнего происходило вручную.

Для питания дуги был сооружен электрогенератор, который стал прототипом современных сварочных устройств.

Сварка по способу славянова

Первый в мире электрогенератор для электрической сварки, построенный по проекту Славянова Н. Г. в 1888 году

В качестве материала для отливки электродов предлагались разные виды металла – медные сплавы, чугун, разные сорта стали и железа. Главное, чтобы их химический состав был аналогичен составу свариваемого предмета. Они были выполнены в виде удлиненных стержней, толщина которых варьировалась в зависимости от силы тока.

Эти стержни-электроды, выступавшие в качестве присадочного материала, под действием вольтовой дуги начинали расплавляться. При этом швы выполнялись отдельными участками.

Славянов рекомендовал использовать для формовки сцементированный кварцевый песок при условии работы со сталью и железом, а также прессованный кокс для медных сплавов и чугуна.

Как писал Славянов, данный способ пригоден для отливки небольших изделий, а также для соединения двух металлических предметов при заливке пазов между ними жидким материалом. В 1888 году Николай Гаврилович публично продемонстрировал авторский способ для коллег из Петербурга на Мотовилихинском заводе.

В отличие от известного метода Бенардоса, выполнявшегося только на постоянном токе и прямой полярности, технология Славянова была более универсальной и предусматривала использование переменного тока. В этом случае электроды нуждались в специальном покрытии, без которого дуга практически не возбуждалась.

Однако главное направление применения метода связано с устранением различных видов дефектов отливок и отковок.

Изобретатель был убежден, что основное отличие его способа состоит не в соединении металла электрической дугой, а именно в заливке расплавленным металлом, который получался после дугового нагрева.

Независимо от использования угольных или металлических электродов процесс осуществлялся горячим способом с обязательным предварительным подогревом. После окончания работы требовалось время для постепенного остывания материала.

Во втором труде «Способ электрического уплотнения металлических отливок» Николай Гаврилович описал использование электрической дуги с целью уплотнения массивных отливок из стали весом до 12 тонн.

Здесь одним из электродов выступала поверхность уплотняемого изделия, а другим был металлический или угольный стержень. Верхняя половина слитка находилась в расплавленном состоянии, что позволяло избавиться от выделяющихся газов.

Источником питания служила цепь аккумуляторов или электрогенератор напряжением от 50 В и силой тока не менее 200-300 А.

В 1895 году Славянов провел серию опытных испытаний, во время которых были успешно отлиты стальные болванки, вес которых находился в пределах 1,6-12,8 тонны. Уплотнение изделий из мартеновской стали производили в чугунной изложнице, в верхней части которой был нарощен железный цилиндр. Внутри его находилась огнеупорная смесь, состоявшая из кварцевого песка и жидкого стекла.

Сварка по способу славянова

Изобретение «Электрическое уплотнение металлов». Инженер Туржанский и изобретатель Славянов

Применение изобретения

В итоге метод Славянова был внедрен в производство и с его помощью было отремонтировано свыше 1600 изделий. Особенно удавались чугунные и бронзовые предметы, удивлявшие высочайшим качеством сварки.

С помощью изобретения русского инженера сваривали стальные детали большого сечения, а также ремонтировали различные узлы и механизмы – коленвалы, паровые цилиндры, зубчатые колеса, рамы паровых установок и многое другое.

Сварка по способу славянова

Промышленное использование изобретения Славянова

В 1897 году по способу Николая Гавриловича была изготовлена большая установка промышленного назначения на сталелитейном предприятии в Екатеринославе. Она повлияла на дальнейшее использование дуговой сварки в различных отраслях российской промышленности.

На рубеже XIX-XX века подобные устройства работали на заводах в Луганске, Ижевске, Златоусте, Севастополе. В дополнение к ним за рубежом приобретали электрические генераторы. Технология нашла свое применение для нагрева паяльников. Небольшая по мощности дуга возбуждалась между изолированным стержнем из графита и жалом.

Приборы подобного типа быстрее готовились к работе, чем их аналоги, оснащенные спиралями сопротивления.

В 1890 году Славянов направил заявки за изобретения, а в августе следующего года получил две привилегии, юридически защищавшие его право на использование метода электродуговой сварки и подпитки прибылей отливок.

Стакан Славянова из семи металлов

На Чикагской электротехнической выставке 1893 года Николай Гаврилович представил публике ставший в последствии знаменитым Славяновский стакан. «Ему в голову пришло взять восемь сплавов разнородных металлов, цветных и чёрных, и с помощью сварки, методом наплавки их объединить», — сообщает Татьяна Карлюк, заведующая научным отделом Дома-музея Н. Г. Славянова.

Великий инженер сварил восемь несплавляемых металлов и сплавов: колокольную бронзу, томпак, никель, сталь, чугун, медь, нейзильбер, бронзу. За это произведение инженерной мысли Славянов получил золотую медаль с формулировкой «За произведённую техническую революцию».

Сварка по способу славянова

Знаменитый граненный стакан Славянова. Хранится в Пермском краеведческом музее. Судя по надписи на крышке, изделие было изготовлено на заводе Мотовилиха

Как поясняет научный сотрудник Дома-музея Славянова Татьяна Карлюк, «когда для выставки в Чикаго в 1893 году он сделал такой стакан, то, говорят, на выставке побывал знаменитый ювелир Фаберже. И он был просто, по-хорошему, в шоке. Он сказал: ни один ювелир мира такую блистательную работу никогда не выполнит в таких разнородных металлах».

Создание сварочного полуавтомата

Славянов считал важнейшим условиям эффективности дуговой электросварки ее автоматизацию. Он был убежден в невозможности сварки расплавляющимся электродом ручным способом и предложил идею полуавтомата – «электроплавильника».

Конструктивно устройство включало в себя дифференциальный регулятор, коромысло, штангу и механизм подачи электрода. С двух концов коромысла находился противовес и попарно четыре ролика. Его средний сегмент прикреплялся к регулятору с помощью штанги. Последний был соленоидом, чьи обмотки были включены в сварочную цепь.

Сердечник регулятора присоединялся к коромыслу и оттягивался специальной пружиной.

Во время работы «электроплавильник» располагался над свариваемым участком – в роликах размещался двухметровый электрод.

Вращением маховика добивались «грубой» подачи электрода, после чего производили натягивание пружины регулятора.

В процессе обгорания электрода сокращалась сила сварочного тока, пружина компенсировала силу втягивания соленоида, что приводило к отклонению штанги и опусканию коромысла с электродом.

Жизнь прославленного изобретателя оказалась недолгой. Он скончался 5 октября 1897 года в Перми, где и был захоронен. Сегодня могила инженера включена в перечень исторических памятников федерального значения.

Интересные факты

  • Будучи коренным воронежцем, большую часть сознательной жизни Славянов провел на Уральских заводах, с которыми связаны все его достижения.
  • Славянов получил патенты на электрическую отливку металлических изделий в США, Германии, Австро-Венгрии, Франции, Италии и других странах.
  • Николай Гаврилович предложил отремонтировать знаменитый Царь-колокол, используя изобретенный им метод. Однако поднявшиеся споры на эту тему не позволили приступить к работе.
  • Сын изобретателя Николай стал ученым-гидрогеологом, принятый в 1946 году в ряды Академии наук СССР.
  • В честь Славянова названы несколько учебных заведений, улицы в Перми и Липецке, а также студенческие премии.

Сварка по способу славянова

Пермский политехнический колледж им. Славянова

Видео

  • Фильм о Славянове и его творчестве.
  • Музей Славянова в Перми.

Источник: https://elektroznatok.ru/info/people/nikolaj-gavrilovich-slavyanov

Дуговая сварка и резка

Сварка по способу славянова В 1802 г. акад. В. В. Петров открыл явление дугового разряда. В 1882 г. русский изобретатель Н. Н. Бенардос предложил применить электрическую дугу для сварки металлов угольным электродом. В 1888 г. горный инженер Н. Г. Славянов заменил графитовый электрод металлическим. В настоящее время около 99 % работ, выполняемых дуговой сваркой, производится по способу Славянова. Дуговая сварка по распространению занимает первое место среди других видов сварки. Ее используют при производстве всех видов подвижного состава железнодорожного транспорта, морских и речных судов, котлов, автомобилей, подъемнотранспортных сооружений, трубопроводов для газов, жидкостей и сыпучих материалов, металлических конструкций и арматуры зданий, промышленных сооружений, мостов, узлов и деталей электрических, сельскохозяйственных и других машин и механизмов.

Читайте также:  Педикюрный станок как пользоваться видео

К числу металлов, свариваемых электрической дугой, относятся почти все конструкционные стали, серый и ковкий чугуны, медь, алюминий, никель, титан и их сплавы и другие металлы и сплавы.

Сварка по способу Бенардоса

. Сварка производится графитовым электродом с присадочным металлом от прутка или без него; сварка этим способом имеет ограниченное применение.

Ею пользуются для соединения с отбортовкой тонких стальных заготовок, где не требуется присадочный металл, для цветных металлов и чугуна, а также для наплавки порошковых твердых сплавов.

Обычно применяют постоянный ток, причем для устойчивости дуги и лучшего прогрева стыка при сварке пользуются прямой полярностью: заготовку включают анодом (+), а электрод — катодом (—).

Сварка по способу Славянова

. При сварке применяют металлический электрод в виде проволоки. Дуга возбуждается между электродом и основным металлом и плавит их оба, причем образуется общая ванночка, где перемешивается весь расплавленный металл.

Электродная проволока выпускается диаметром от 0,3 до 12 мм.

Для сварки углеродистой стали применяют проволоку марок Св08А, Св08ГС, Св10Г2, для сварки легированной стали различных марок — легированную проволоку марок Св08ГС, Св18ХГС, СвЮХМФТ, Св12ХПНМФ, Св12Х13, Св09Х16Н25М6АФ и др.

При ручной сварке пользуются электродами, покрытыми обмазкой. Обмазки бывают стабилизирующими, защитными и легирующими.

По толщине покрытия электроды бывают с тонкими, средними, толстыми и особо толстыми покрытиями. Тонкие покрытия являются стабилизирующими; они состоят из мела и жидкого стекла. Находящийся в составе мела кальций выделяется в плазме дуги, ионизирует ее, тем самым способствует устойчивости горения дуги.

Средние, толстые и особо толстые покрытия обеспечивают устойчивость горения дуги, а также защиту и легирование металла. Состав этих обмазок подбирается так, чтобы вокруг дуги создавалась газовая среда, защищающая металл электрода, стекающий в дуге, и металл ванночки от окисления и растворения в нем газов.

По мере плавления электродов обмазка шлакуется и шлак равномерно покрывает шов, защищая металл от окисления и насыщения азотом. Кроме того, шлак замедляет охлаждение металла, что способствует выделению растворенных газов и уплотнению шва. В случае надобности в обмазку добавляют ферросплавы для легирования.

Таким образом, в состав этих покрытий входят ионизирующие (например, мел), газообразующие (мука), шлакообразующие (полевой шпат) вещества, а также раскислители (ферромарганец) и легирующие компоненты.

Во всех случаях, когда сварная конструкция должна выдерживать большие нагрузки, применяют электроды с толстыми и особо толстыми покрытиями, обеспечивающими прочность и вязкость шва, не уступающие основному металлу.

Электрические параметры дуги могут изменяться в широких пределах: применяют токи от 1 до 3000 А при напряжении от 10 до 50 В; мощность дуги — от 0,01 до 150 кВт. Такой диапазон мощности дуги позволяет использовать ее для сварки как мельчайших, так и больших и тяжелых изделий.

Аппаратура для сварки

. Дуговая сварка возможна на постоянном и переменном токах. Дуга на постоянном токе устойчивее, но расход электроэнергии выше. Для питания дуги постоянным током применяют генераторы и выпрямители.

Сварочные аппараты и генераторы делят на однопостовые — для питания одной дуги и многопостовые — для питания нескольких дуг. Для сварки используют стандартное напряжение тока (220, 380, 500 В).

Сварка по способу славянова

Рисунок 44 Схема включения сварочного аппарата

На рис. 44 приведена схема включения сварочного аппарата переменного тока.

Первичная обмотка П трансформатора 4 подключается к сети; ко вторичной обмотке В низкого напряжения (55—65 В) подключается регулятор тока (дроссель) 3.

ток регулируется изменением индуктивного сопротивления дросселя: часть 2 сердечника может перемещаться с помощью винта от вращения рукоятки 1, при этом изменяется воздушный зазор с, а также регулируется сварочный ток.

Сварочные генераторы постоянного тока приводятся в действие электродвигателем или двигателем внутреннего сгорания.

Автоматизация электродуговой сварки. При ручной сварке сварщик должен поддерживать дугу, подавать электрод по мере его расходования и передвигать дугу вдоль шва. Автоматизация этих приемов приводит к автоматической сварке. Сущность способа автоматической дуговой сварки под флюсом состоит в следующем.

Сварка по способу славянова

Рисунок 45 Автоматическая сварка

Сварочная головка 5 (рис. 45) подает в зону дуги электродную проволоку 3 из кассеты 6. Для питания дуги, образующейся между основным металлом 2 и электродной проволокой, обычно пользуются переменным током. По мере образования шва 9 головка 5, а с ней и дуга автоматически перемещаются вдоль разделки 1.

Вместе с головкой перемещается и бункер 4, из которого в разделку шва перед дугой засыпают гранулированный флюс. Таким образом, сварка протекает под слоем флюса, защищающего наплавляемый металл от воздуха. Часть флюса расплавляется от соприкосновения с дугой и при остывании образует корку 8, покрывающую шов.

Сыпучий флюс, оставшийся поверх корки, отсасывается в бункер через сопло и шланг 7. Автоматическая сварка под слоем флюса в 5—10 раз производительнее ручной сварки.

Дуговая сварка в среде защитных газов.

Дуговая сварка в среде защитных газов — углекислом, аргоне или гелии — обеспечивает лучшую, чем при сварке покрытыми электродами или под слоем флюса, защиту от воздействия кислорода и азота воздуха, лучшее использование тепла дуги. Вместе с тем сварка в среде защитных газов не заменяет названные способы сварки, а применяется в машино и приборостроении там, где эти способы не дают необходимых результатов.

Для сварки в струе углекислого газа применяют горелкидержатели (рис. 46).

Сварка по способу славянова

Рисунок 46 Горелка держатель

Дуга 4 горит между заготовкой 5 и электродной проволокой 1, которая автоматически подается с постоянной скоростью. Подвод тока к проволоке обеспечивается через контактные сапожки 2. Сварка выполняется на переменном или постоянном токе.

Углекислый газ в зону сварки подается через сопло 3; к горелке он поступает от баллона. Образующийся при сварке оксид железа раскисляется марганцем и кремнием, которые в повышенном количестве содержатся в электродной проволоке.

Сварку в углекислом газе широко применяют для углеродистой стали, заварки дефектов стальных отливок, наплавки и восстановления изношенных деталей.

Сварка в инертных газах (аргоне, гелии или их смесях) применяется для коррозионностойких сталей, титана, алюминия, меди, никеля, их сплавов и сплавов магния. Сварка выполняется плавящимся или неплавящимся электродом, постоянным или переменным током.

Общая схема установки для сварки плавящимся электродом аналогична установке при сварке в углекислом газе; электродная проволока применяется того же состава, что и основной металл. В качестве неплавящегося электрода используют вольфрамовую проволоку, которую устанавливают в горелку.

Для заполнения разделки кромок в зону дуги вводят присадочный металл.

Дуговая резка. Резкой с использованием дуги разделяют металл не выжиганием, а расплавлением.

Этот способ применяют для резки углеродистой и легированной сталей, чугуна, алюминия, меди и их сплавов, отделения литниковой системы от отливок и т. д.

Дуговая резка производится угольным или металлическим электродом. Автоматическая дуговая резка под флюсом применяется для разделки листов коррозионностойкой стали.

Воздушнодуговая резка производится угольным или графитовым электродом, который закрепляется в резаке или режущей головке. В контактносопловой части резака (головки) имеются отверстия, через которые струи воздуха выдувают расплавленный металл из реза.

Источник: https://pue8.ru/elektrotekhnik/258-dugovaya-svarka-i-rezka.html

Сварка по Н.Н. Бенардосу и Н. С. Славянову

Такая сварка металлов является изобретением русского ученого, академика В. В. Петрова, открывшего в 1802 г.

явления дугового разряда и возможность использования выделяемой теплоты (около 6000°) дуги для расплавления металлов. Используя электрическую дугу, талантливые русские инженеры-изобретатели Н. Н.

Бенардос (1842-1905), а несколько позднее — горный инженер Н. Г. Славянов (1854 — 1897) разработали новые способы сварки.

Н. Н. Бенардос в 1882 г. запатентовал способ дуговой сварки угольным электродом, а в 1888 г. Н. Г. Славянов предложил способ дуговой сварки, отличающейся от способа Бенардоса тем, что вместо угольного электрода он применил металлический электрод того же металла, что и металл свариваемой детали. Этот способ получил наиболее широкое применение.

При сварке по способу Бенардоса (рис. 25, а) свариваемая деталь помещается на плиту.

Электрический ток подводится к свариваемому металлу 1 и электрододержателю 2, в котором зажат графитовый электрод 3, соединенный с сварочным генератором при помощи шинного шланга.

Электрическая дуга 4, возникающая между электродом и металлом, имеющая температуру около 6000°, расплавляет основной металл и вводимую присадочную проволоку 5. При передвижении дуги расплавленный металл застывает и, затвердевая, образует прочный шов.

Сварка по способу славянова Сварка по способу славянова

Рис. 25. Виды сварки:

а — по способу Бенардоса: 1 — свариваемый металл, 2- электрододержатель, 3 — графитовый электрод, 4 — электрическая дуга, 5 — присадочная проволока; б — по способу Славянова: 1 — свариваемый металл, 2 — электрододержатель, 3 — металлический электрод, 4 — сварочная дуга;

По способу Славянова (рис. 25, б) металлический электрод 3 плавится в сварочной дуге 4 и вместе с расплавленным основным металлом 1 образует жидкую ванну, заполняющую кромки свариваемых деталей.

При этом способе сварки обычно применяется постоянный ток прямой полярности (минус на электроде и плюс на изделии), что обеспечивает устойчивость дуги, меньший расход электрода и лучший подогрев металла.

Дуга зажигается кратковременным соприкосновением электрода со свариваемым изделием. Электрическая дуга поддерживается на неизменном расстоянии между основным металлом и электродом. Это расстояние приблизительно равно диаметру электрода.

Сварка по способу Бенардоса в настоящее время в промышленности не имеет широкого распространения и применяется главным образом для сварки тонкостенных стальных деталей, а также для сварки цветных металлов и чугуна.

Сварка по способу Славянова получила наиболее широкое применение и осуществляется главным образом на постоянном токе.

Виды сварочных соединений. Виды сварочных швов.

Для того чтобы научиться качественно варить, недостаточно освоить только удержание электрической дуги. Помимо этого, нужно разбираться в том, какие бывают виды сварных соединений и швов. Начинающие сварщики нередко допускают грубейшие ошибки, например, не проваривают металл. А бывает, что готовые детали имеют слабое сопротивление на излом.

В чем причина? В первую очередь в неверном выборе вида соединения, ошибках в технике. Сегодня предлагаем поговорить о различных видах сварки, видах сварных соединений, а также о дефектах! Сварной шов: определение Для начала определимся с определением сварного (сварочного) шва.

Так принято называть закристаллизовавшийся металл, который в момент сварки находился в расплавленном состоянии. В структуру сварочного шва входят: зона наплавленного металла; зона механического сплавления; зона термического влияния; переходная зона к основному металлу.

Сварное соединение: что это? Сварным соединением обычно называют ограниченный участок конструкции, который содержит один или более сварных швов. Именно по внешнему виду соединения специалист может определить квалификацию сварщика, понять, какой способ сварки применялся. Сварное соединение рассказывает и о технологическом предназначении конструкции.

Сварные швы: классификация Опытные сварщики говорят: в основу классификации типов швов могут быть приняты самые разные факторы, например конструктивные и прочностные, геометрические и технологические. Если рассматривать швы с точки зрения месторасположения, их можно разделить на нижние, наклонные, горизонтальные и вертикальные.

Нижний шов можно назвать не только самым простым, но и самым прочным. Дело в том, что сила тяжести металла позволяет лучше заполнить зазоры между соединяемыми поверхностями. К тому же этот тип является самым экономичным. Существуют определенные условия, так, к примеру, горелка или электрод обязательно должны быть направлены сверху вниз.

Горизонтальный шов обычно формируется тогда, когда поверхности расположены перпендикулярно плоскости электрода. Расход флюсов и электродов при этом типе существенно увеличивается. При медленном ведении шва возможны потеки, а при быстром — непроваренные места.

Качественные рольставни для красивой жизни! Более 20 цветов 6 типов ручных механизмов и электроприводы Защита от взлома! Узнать больше… SlickJump® Продукция соответствует требованиям ISO 9001 TUV CERT Значительно сложнее сделать качественный вертикальный шов.

Здесь возрастают потери металла, увеличивается неравномерность (на финальном этапе сварки шов получается более толстым). Этот способ требует определенной классификации сварщика. Применяется он обычно для сварки труб или при скреплении больших конструкций. Самой сложной сварщики считают потолочную сварку. Как ее производят? Наносят шов прерывистой дугой.

Сила тока при этом небольшая. Такой тип обычно используется при сварке труб, которые нельзя провернуть. Сварные соединения: типы и виды Предлагаем поговорить о том, какие виды сварных соединений по видам примыкания поверхностей бывают. В зависимости от таких факторов, как толщина металла, геометрическая форма деталей, требуемой герметичности соединения можно разделить сварные соединения на: тавровые; внахлест; стыковые; угловые. Все виды сварных соединений имеют свое предназначение, которое подходит под определенные потребности готовых элементов. Предлагаем рассмотреть эти виды подробнее! –

Читайте также:  Приспособы для наждака своими руками

Сварка по способу славянова

Стык Самый распространенный вид сварного соединения – стык. Его применяют, когда сваривают торцы труб, листы стали или какие-либо геометрические фигуры. Детали, которые присоединяют встык, отличаются по толщине изделия, по стороне накладывания шва.

Можно выделить несколько подвидов соединений: одностороннее обычное; одностороннее, при котором края обрабатываются под углом в 45 градусов; одностороннее, при котором обрабатывается одна кромка под углом в 45 градусов; одностороннее, при котором фрезой снимается кромка на обеих деталях; двухстороннее, которое подразумевает обрез кромок под углом в 45 градусов с каждой стороны. Важно отметить, что при этом виде сварного соединения большую роль играет толщина свариваемых поверхностей. Если она не более 4 миллиметров, то применяется односторонний шов, а вот если толщина превышает 8 миллиметров, шов необходимо накладывать с двух сторон. Если же толщина изделия превышает 5 мм, однако шов нужно накладывать только с одной стороны, получив при этом высокую прочность, следует разделить кромки. Осуществлять его нужно с помощью напильника или болгарки, хватит и 45-градусного скоса. Угловое соединение Существует несколько вариантов углового соединения: односторонний – как с предварительной разделкой, так и без нее; двухсторонний – обычный и с разделкой. С помощью такого соединения можно скрепить между собой два элемента под любым углом. При этом первый шов будет внутренним, а второй – наружным. Этот тип идеально подходит для сваривания различных навесов и козырьков, кузовов грузовых автомобилей и каркасов беседок. Если нужно соединить две пластины с разной толщиной, этот вид сварного соединения по ГОСТу необходимо выполнять следующим образом: более толстую пластину следует расположить внизу, а тонкую – поставить на нее ребром. Электрод или горелка при этом должны быть направлены на толстую часть – так на детали не будет прожогов или подрезов. Соединение внахлест Две пластины можно сваривать не только встык, но и внахлест – слегка натянув одну на поверхность второй. Такой вид сварного соединения специалисты рекомендуют применять там, где требуется большая сопротивляемость на разрыв. Шов необходимо класть с каждой стороны – это позволит не только увеличить прочность, но и предотвратит накопление влаги внутри готового изделия. Тавровое соединение Этот тип аналогичен угловому соединению, однако есть и отличия – пластина, приставляемая ребром, должна выставляться не с краю нижнего основания, а на небольшом расстоянии. Классификация по технологии и форме шва Сварщики различают виды сварных соединений по типу сварных швов. Шов может быть: Ровный. Он достигается при оптимальных настройках сварочного аппарата и при его удобном положении. Выпуклый. Такой шов возможно получить при малой силе тока и прохождению в несколько слоев. Выпуклый шов требует механической обработки. Вогнутый. Получить такой шов можно только при повышенной силе тока. Для такого шва характерна отличная проплавка, к тому же он не требует шлифовки. Сплошной. Чтобы выполнить качественный сплошной шов, необходимо делать его непрерывно. Это предотвратит появление свищей. Прерывистый. Такой шов следует применять для изделий из тонких листов. Сварщик, знакомый с основными видами соединений и их принципиальными отличиями, может грамотно подобрать вид шва, способный удовлетворить основные требования по прочности и герметичности.

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 1149;

Источник: https://studopedia.net/5_53652_svarka-po-nn-benardosu-i-n-s-slavyanovu.html

Электрическая сварка и резка

В 1802 г. академик В.В.Петров открыл явление
дугового разряда и возможность
использования тепла дуги для расплавления
металлов. В 1882 г. русский инженер
Н.Н.

Бернадос предложил применить
электрическую дугу для сварки металлов
угольным электродом. В 1988 г. горный
инженер Н.Г.Славянов заменил графитовый
электрод металлическим.

В настоящее
время 99% работ, выполняемых дуговой
сваркой, производится по методу Славянова.

Электрическая дуговая сварка применима
к изделиям любых размеров большинства
металлов в различных отраслях
машиностроения и успешно автоматизируется.

К числу металлов, свариваемых электрической
дугой, относятся почти все конструкционные
стали, серый и ковкий чугун, литые твердые
сплавы, медь, алюминий, никель, титан и
их сплавы и др.

Виды сварных соединений. Перед
сваркой необходимо очистить поверхности
от грязи, окислов и масла и, если нужно,
сделать углубление для сварного шва.
Свариваемые части могут образовывать
следующие виды соединений: с отбортовкой,
стыковое, внахлестку, угловое и тавровое.

На рис.73приведены виды сварных
соединений как в состоянии подготовки
к сварке, так и после сварки. Сварить
части небольшой толщины (до 10мм)
можно за один проход; полученный при
этом шов называютоднослойным. При
большей толщине частей на стыке шов
наваривают в несколько проходов; такой
шов называютмногослойным.

Рис.73. Сварные соединения: 1-соединение
с отбортовкой; 2-стыковое без скосов;
3-стыковоеV-образное;
4-стыковоеХ-образное; 5-стыковоеU-образное;
6-стыковое двойноеU-образное;
7-внахлестку; 8-угловое; 9-тавровое

Электродуговая сварка и резка

Сварка по способу Бернадоса. Нарис.74 приведена схема такой сварки.
Электрическая дуга 4 возбуждается между
свариваемой деталью 5 и электродом 3.

Электрод закрепляется в держателе 2,
который гибким кабелем 8 присоединяется
к одному из полюсов источника тока 7,
как правило, к отрицательному — катоду.
Свариваемые части помещают на металлической
плите 6, соединенной со вторым полюсом
источника тока.

Дугу зажигают
кратковременным соприкосновением
электрода со свариваемой деталью.

Рис.74. Схема сварки по способу
Бернадоса

Электрическая дуга поддерживается при
неизменном расстоянии между металлом
и электродом. Это расстояние определяет
длину дуги и приблизительно равно
диаметру электрода. Плазма дуги с
температурой свыше 5000 0С расплавляет
кромку свариваемых частей, и металл
кромок сливается в общую ванну.

При
передвижении дуги вдоль свариваемых
кромок нагреваются и плавятся новые
частицы металла, а остающийся позади
ванны металл затвердевает, остывает и
образует шов, соединяющий свариваемые
части в одно целое. Сварка способом
Бернадоса имеет ограниченное применение.

Ею пользуются для соединения с отбортовкой
тонкостенных стальных деталей, где не
требуется присадочный материал, для
цветных металлов и чугуна, а также для
наплавки порошковых твердых сплавов.

При этом способе сварки используют
постоянный ток, причем для устойчивости
дуги и меньшего расхода электродов
пользуются прямой полярностью: деталь
включают анодом (+), а электрод — катодом
(-).

Сварка по способу Славянова (рис.75,а).
При этой сварке применяют металлический
электрод 1 в виде проволоки. Дуга между
электродом и основным металлом плавит
их оба, причем образуется общая ванна,
где перемешивается весь расплавленный
металл.

Таким образом, электрод
одновременно служит здесь присадочным
материалом. Электродная проволока
выпускается диаметром от 1 до 10мм.
Для сварки обычной стали чаще всего
применяют мягкую стальную проволоку с
0.1 — 0.

18 %С, а для легированных сталей
проволоку марок Св-10ГС, Св-10ГСМ, Св-20ХГСА,
Св-15М и др.

Рис.75. Схема сварки по способу
Славянова (а); сварка покрытым

электродом (б): 1-электрод; 2-наплавленный
металл; 3 — затвердевший шлак; 4 и
5-свариваемые части; 6-ванна жидкого
металла

При ручной дуговой сварке пользуются
электродами (рис.75,б), покрытыми
обмазкой. Покрытия электродов бывают
тонкие (ионизирующие) и толстые
(качественные). Тонкие покрытия наносятся
для повышения устойчивости дуги; они
состоят из мела с жидким стеклом.

Находящиеся в составе мела ионы кальция
легко испаряются в плазме дуги, способствуя
ее устойчивости. Вес ионизирующего
покрытия составляет 1-2% от веса электрода,
а толщина обмазки 0.1-0.25мм.

Толстые
(качественные) обмазки должны не только
обеспечивать устойчивость дуги, но и
удовлетворять другим требованиям.

Составы обмазок для толстых покрытий
подбирают таким образом, чтобы вокруг
дуги создавалась газовая среда, защищающая
металл электрода и металл ванны от
окисления и растворения в нем газов
(например азота). По мере плавления
электродов обмазка шлакуется и шлак
равномерно покрывает шов, защищая металл
от окисления и насыщения азотом.

Кроме
того, шлак замедляет охлаждение металла,
что способствует выделению растворенных
газов и уплотнению шва. В случае
необходимости в обмазку шва добавляют
ферросплавы для легирования. Таким
образом, в состав толстых покрытий
входят ионизирующие (мел), газообразующие
(мука), шлакообразующие (полевой шпат)
вещества, а также раскислители
(ферромарганец) и лигатуры.

Вес качественной
обмазки составляет 20-35% от веса электрода.

Во всех случаях, когда сварная конструкция
или деталь машины должна выдерживать
большие нагрузки применяют толстопокрытые электроды, обеспечивающие прочность
и пластичность шва, не уступающих
основному металлу.

Типичными дефектамишвов являются:непровар(местное отсутствие
сплавления),пористостьметалла
швов,шлаковые включения и трещины,пережог(окисление металла в шве и
прилегающей основе).

В зоне шва структура металла и его
механические свойства изменены вследствие
нагрева при сварке и последующего
охлаждения, поэтому в сварном шве имеются
остаточные напряжения. Для устранения
напряжений и выравнивания структуры
производят отжиг сваренных деталей.

Аппаратура для сварки.

Для возникновения
электрической дуги необходимо напряжение
18 — 20впри металлическом электроде
(напряжение холостого хода 55-65в) и
35-40в— при угольном электроде (напряжение холостого хода 60-80в). В
момент появления дуги, когда электрод
касается изделия (короткое замыкание),
сила тока растет, а напряжение падает
почти до нуля; при удлинении дуги
напряжение увеличивается.

Дуговая сварка возможна при постоянном
и переменном токах. Дуга на постоянном
токе устойчивее, но расход электроэнергии
и стоимость сварки выше. Для питания
дуги постоянным током применяют
генераторы и выпрямители.

Для сварки переменным током используют
сетевой ток стандартного напряжения
(22, 380, 500 в), который пропускают через
сварочный аппарат, состоящий из
понижающего трансформатора и регулятора
тока.

На рис.76 приведена схема включения
сварочного аппарата переменного тока.

Первичная обмотка П трансформатора
1 подключается к сети; ко вторичной
обмоткеВ низкого напряжения (55-65в) подключается регулятор тока
(дроссель( 2, регулирующий ток в сварочной
цепи. Ток регулируется изменением
индуктивного сопротивления дросселя.

Перемещение сердечника 3 с помощью
рукоятки 4 изменяет зазора, и
следовательно индуктивность обмотки.

При увеличении зазора магнитное
сопротивление сердечника возрастает,
индуктивность обмотки уменьшается и
сварочный ток увеличивается; при
уменьшении зазора сварочный ток
уменьшается.

Рис.76. Схема включения сварочного
аппарата

Сварочные генераторы постоянного тока
приводятся в действие электродвигателем.
Генераторы должны выдерживать токи до
300 аи более, которые возникают при
возбуждении дуги.

Дуговая сварка под защитным газомнашла широкое применение. Сущность
способа заключается в том, что к дуге
подводится защитный газ, вследствие
чего дуга горит не в воздухе, а в среде
инертного газа (аргона), защищающего
расплавленный и застывающий металл от
окисления и азотирования.

  • Аргон-дуговаясварка используется
    для сварки магниевых и алюминиевых
    сплавов, нержавеющих сталей, меди и
    других металлов.
  • Кроме аргона применяют также углекислый
    газ, который дешевле аргона, Сварка в
    углекислом газе применяется для
    качественных швов, исправления дефектов
    у отливок из углеродистой и легированной
    стали.
  • Помимо рассмотренных выше способов
    сварки существуют также и другие
    высокопроизводительные.

Электрошлаковая сварка— способ
бездуговой электрической сварки
плавлением встык на специальных
установках. Для наведения шлака применяют
те же флюсы, что и при электрошлаком
переплаве стали. Данный способ позволяет
заменить цельнолитые и цельнокованые
крупные машинные части сварнолитыми и
сварноковаными, собранными из удобных
в производстве деталей.

Электроконтактная сварка, использующая
тепло при прохождении тока через место
сварки. Существуют три вида контактной
сварки: стыковая, точечная и роликовая.

Стыковая сварка. Для этого вида
сварки соединяемые части 1 (рис.77)
зажимают в контактных колодках 2 сварочной
машины и пропускают через них ток большой
силы, индуктирующий во вторичной обмотке
3 трансформатора.

При этом в зоне контакта
выделяется большое количество теплоты.

Нагретые части сдавливают и в месте их
контакта происходит сварка; этот способ
сварка сопротивлением; он применяется
для низкоуглеродистой стали и цветных
металлов.

Рис.77. Схема стыковой сварки

Прочность шва стыковой сварки не уступает
прочности основного металла, поэтому
она применяется для ответственных
соединений и очень распространена в
массовом и серийном производстве.

Точечная сварка. Свариваемые части
1 (рис.78) зажимают между электродами
2, по которым пропускается ток большой
силы от вторичной обмотки трансформатора.
Вследствие большого сопротивления
место контакта 3 свариваемых частей
нагревается до сварочного жара, и под
давлениемР электрода происходит
сварка.

Рис.78. Схема точечной сварки

Точечная сварка легко поддается
автоматизации и широко применяется при
массовом и крупносерийном производстве.

Роликовой сваркой соединяют листы
толщиной до 2 ммиз низкоуглеродистой
стали и листов толщиной до 1.5ммиз
нержавеющей стали, латуни, бронзы и
алюминия.

Подготовленные свариваемые части 1
(рис.79) пропускают между вращающимися
роликами-электродами 2 шовной машины,
через которые проходит электрический
ток, выделяющий тепло в месте соприкосновения
свариваемых частей. В результате этого
образуется шов 3.

Рис.79. Схема роликовой сварки

Роликовой сваркой сваривают всевозможные
емкости, трубы, сосуды, работающие под
давлением, а также другие герметичные
изделия из тонких металлических листов.

Источник: https://studfile.net/preview/3623846/page:2/

Ссылка на основную публикацию