Sudarea cu arc electric

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 15 aprilie 2021; verificările necesită 3 modificări .

Sudarea electrică este una dintre  metodele de sudare care utilizează un arc electric pentru a încălzi și a topi metalul .

Temperatura arcului electric (până la 7000 °C) depășește punctele de topire ale tuturor metalelor existente.

Istoria sudurii electrice

1802  - V.V. Petrov a descoperit fenomenul arcului electric voltaic și a subliniat că apare „lumină sau flacără albă, din care acești cărbuni se aprind mai devreme sau mai încet și din care pacea întunecată poate fi luminată destul de clar”.

1803  - V.V. Petrov a publicat cartea „Știri despre experimentele galvanice-tensiune...”, unde a descris metodele de fabricare a unei coloane voltaice, fenomenul arcului electric și posibilitatea utilizării acestuia pentru iluminat electric, sudare electrică și electrică. lipirea metalelor.

1882  - N. N. Benardos a inventat sudarea electrică folosind electrozi de carbon, pe care i-a brevetat în Germania, Franța, Rusia, Italia, Anglia, SUA și alte țări, numindu-și metoda „electrohephaestus”.

1888  - N. G. Slavyanov a fost primul din lume care a pus în practică sudarea cu arc cu un electrod metalic (consumabil) sub un strat de flux. În prezența unei comisii de stat, a sudat arborele cotit al unei mașini cu abur.

1893  - La Expoziția Mondială de la Chicago, N. G. Slavyanov a primit o medalie de aur pentru metoda de sudare electrică sub un strat de sticlă zdrobită.

1905  - V. F. Mitkevich a propus pentru prima dată în lume utilizarea unui arc trifazat pentru sudarea metalelor.

1932  - K. K. Khrenov a efectuat pentru prima dată în lume în Uniunea Sovietică sudarea cu arc sub apă [2] .

1939  - E. O. Paton a dezvoltat tehnologia sudării automate cu arc scufundat , fluxurilor și capetelor de sudare pentru sudare automată, turnuri de rezervoare sudate electric, piese sudate electric.

Descrierea procesului

Electricitatea este furnizată electrodului și piesei de prelucrat pentru a forma și menține un arc electric de la un transformator de sudură (sau aparat de sudură , convertor de sudură , invertor de sudură ) . Când electrodul de sudare și piesa de prelucrat intră în contact, curge curentul de sudare . Sub acțiunea căldurii unui arc electric (până la 7000 ° C), marginile pieselor care urmează să fie sudate și metalul electrodului sunt topite, formând un bazin de sudură , care se află în stare topită de ceva timp. În bazinul de sudură, metalul electrodului este amestecat cu metalul topit al produsului (metal de bază), iar zgura topită plutește la suprafață, formând o peliculă protectoare. Când metalul se solidifică, se formează o îmbinare sudată . Energia necesară pentru formarea și menținerea unui arc electric este obținută din surse speciale de alimentare DC sau AC [3] .

În procesul de sudare electrică, pot fi utilizați electrozi consumabili și neconsumabile . În primul caz, formarea sudurii are loc în timpul topirii electrodului propriu-zis, în al doilea caz, în timpul topirii sârmei de umplutură (tije etc.), care este introdus direct în bazinul de sudură.

Gazele protectoare ( argon , heliu , dioxid de carbon și amestecuri ale acestora) sunt utilizate pentru a proteja metalul de sudură de oxidare , care sunt furnizate de la capul de sudare în timpul procesului de sudare electrică.

Pentru a crește stabilitatea arcului electric, în electrozi pot fi introduse elemente ușor ionizabile ( potasiu , sodiu , calciu ) [4] ..

Distingeți între sudarea AC și sudarea DC . La sudarea cu curent continuu, cusătura se obține cu mai puține stropi de metal, deoarece nu există trecere cu zero și inversare a polarității curentului.

La maşinile pentru sudarea electrică cu curent continuu se folosesc redresoare .

Este posibil să se controleze poziția arcului de sudare la sudarea cu curent continuu. Arcul este un conductor de curent și, ca un conductor obișnuit, deviază într-un câmp magnetic în conformitate cu legea lui Ampère .

Clasificare

Clasificarea sudurii cu arc se face în funcție de gradul de mecanizare a procesului, tipul de curent și polaritate, tipul arcului de sudare, proprietățile electrodului de sudare , tipul de protecție a zonei de sudare de aerul atmosferic etc. .

După gradul de mecanizare , există :

Atribuirea proceselor unei metode sau alteia depinde de modul în care se realizează aprinderea și menținerea unei anumite lungimi de arc, de manipularea electrodului pentru a da cusăturii forma dorită, de mișcarea electrodului de-a lungul liniei de cusătură și de terminarea procesul de sudare.

În sudarea manuală cu arc (MMA - Manual Metal Arc) , operațiunile indicate necesare pentru formarea unei cusături sunt efectuate de către o persoană manual, fără a utiliza mecanisme.

În sudarea cu arc mecanizat (semiautomatic) (MIG / MAG - Metal Inert / Active Gas) cu un electrod consumabil, alimentarea cu sârmă de electrod către zona de sudare este automatizată, iar restul operațiunilor din procesul de sudare rămân manuale.

În sudarea automată cu arc scufundat, operațiunile sunt mecanizate pentru a iniția arcul, a menține o anumită lungime a arcului și a muta arcul de-a lungul liniei de cusătură. Sudarea automată cu electrozi consumabili se realizează cu un fir de sudură cu diametrul de 1-6 mm; în același timp, modul de sudare (curent, tensiune, viteza arcului etc.) este mai stabil, ceea ce asigură uniformitatea calității sudurii pe lungimea acesteia, în timp ce în același timp este necesară o mai mare precizie în pregătire și montaj de piese pentru sudare.

În funcție de tipul de curent , se disting:

În funcție de tipul de arc , ele disting:

În primul caz, arcul arde între electrod și metalul de bază, care face și parte din circuitul de sudare, iar căldura generată în coloana arcului și pe electrozi este utilizată pentru sudare; în al doilea, arcul arde între doi electrozi.

În funcție de proprietățile electrodului de sudare , există :

Sudarea cu electrozi consumabili este cea mai comună metodă de sudare; în acest caz, arcul arde între metalul de bază și tija metalică introdusă în zona de sudare pe măsură ce se topește. Acest tip de sudare se poate face cu unul sau mai multi electrozi. Dacă doi electrozi sunt conectați la același pol al sursei de putere cu arc, atunci această metodă se numește sudare cu doi electrozi și, dacă mai mult, sudare cu fascicul cu mai mulți electrozi. Dacă fiecare dintre electrozi primește putere independentă, sudarea se numește sudare cu două arcuri (multi-arc). În sudarea prin fuziune cu arc, eficiența arcului ajunge la 0,7-0,9.

În conformitate cu condițiile de monitorizare a procesului de ardere a arcului , există :

Cu un arc deschis, observarea vizuală a procesului de ardere a arcului se realizează prin ochelari de protecție speciali - filtre de lumină. Un arc deschis este utilizat în multe metode de sudare: în sudarea manuală cu un electrod de metal și carbon și sudarea în gaze de protecție. Arcul închis este situat complet în fluxul topit - zgură, metal de bază și sub fluxul granular și este invizibil. Un arc semi-deschis se caracterizează prin faptul că o parte a acestuia se află în metalul de bază și în fluxul topit, iar cealaltă este deasupra acestuia. Procesul este monitorizat prin filtre. Este folosit la sudarea automată a aluminiului prin flux.

În funcție de tipul de protecție a zonei de sudură față de aerul ambiant , există:

Acoperirile de stabilizare sunt materiale care conțin elemente care ionizează ușor arcul de sudare. Se aplică în strat subțire pe tijele electrozilor (electrozi cu acoperire subțire) destinați sudării manuale cu arc.

Acoperirile de protecție sunt un amestec mecanic de diverse materiale concepute pentru a proteja metalul topit de expunerea la aer, pentru a stabiliza arcul, aliajul și pentru a rafina metalul de sudură.

Cei mai utilizati sunt electrozii de sudura cu acoperire medie si gros destinati sudarii si suprafetarii cu arc manual, fabricati in ateliere sau fabrici speciale.

Recent, sudarea cu plasmă a devenit larg răspândită , unde un arc între electrozii inerți neconsumabili este utilizat pentru încălzirea la temperatură înaltă a unui purtător intermediar, de exemplu, vaporii de apă. De asemenea, este cunoscută sudarea cu hidrogen atomic , obținut într-un arc între electrozii de tungsten , și eliberarea de căldură în timpul recombinării în molecule pe piesele care urmează să fie sudate.

Note

  1. ↑ Cekanov A. A. Nikolai Nikolaevici Benardos. — M.: Nauka, 1983.
  2. ↑ „Manualul unui tânăr sudor electric despre sudarea manuală”, G. G. Chernyshov, V. B. Mordynsky, Moscova, „Inginerie”, 1987; pagina 66
  3. ↑ „Afacerea de sudare: sudarea și tăierea metalelor: un manual pentru începutul învățământului profesional / G. G. Chernyshov .- M .: Centrul de editură „Academia”, 2008 - p. 496
  4. ↑ Documentar despre sudarea cu arc

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
În cataloagele bibliografice