Виды дуговой сварки

Глава 1. Электрическая дуговая сварка

Электродуговая сварка осуществляется за счет тепла электрической дуги, которая горит между электродом и свариваемым изделием. Электрическая дуга - это мощный электрический разряд, который образуется в той или иной ионизированной среде.

Виды дуговой сварки

В зависимости от способа включения в сварочную цепь основного и присадочного металла и характера воздействия на них сварочной дуги различают следующие основные виды дуговой сварки:

I. Неплавящимся электродом (по способу Бенардоса) (рис. 7.1).

Дуга постоянного тока 2 горит между неплавящимся угольным или графитовым электродом (1) и свариваемым изделием (3). В этом случае применяется присадочный металл (4).

Используется при исправлении дефектов в чугунных и бронзовых отливках, при сварке алюминиевых, титановых сплавов.

Рис. 7.1. Дуговая сварка по методу Бенардоса

Различают дугу постоянного тока прямой полярности (на электроде - минус, на изделии - плюс). И обратной полярности (на электроде - плюс, на изделии - минус).

II. Плавящимся электродом (по способу Славянова) (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Электродуговая сварка по методу Славянова

Дуга постоянного или переменного тока (2) (при прямой или обратной полярности) горит между плавящимся электродом (1) и свариваемым изделием (3). Электрод плавится, и капли металла (4) пополняют сварочную ванну. Применяется при ручной, полуавтоматической и автоматической сварке и для наплавки черных и цветных металлов.

III. Сварка трехфазной дугой (рис. 7.3).

Имеются два изолированных друг от друга электрода (1) и свариваемое изделие (2). Одновременно горят три дуги (3): одна между изолированными плавящимися электродами и две - между каждым из электродов и свариваемым изделием. Используется для автоматической сварки металлов большой толщины.

Рис. 7.3. Сварка трёхфазной дугой

С физической точки зрения дуга - это сложный ионный и электронный процесс переноса электрических зарядов через ионизированный воздушный промежуток. Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3-6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. После отвода электрода с его разогретого конца начинается термоэлектронная эмиссия электронов. Столкновение быстро движущихся от катода к аноду электронов с молекулами газов и паров металла приводит к их ионизации. Процесс зажигания дуги заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда в столбе дуги.

Рис. 7.4. Статическая вольтамперная характеристика дуги (2) и падающая внешняя характеристика источника тока (1)

Чтобы зажечь дугу, необходима энергия, так называемый потенциал ионизации, который зависит от типа электрода и вида сварного изделия.

Электрические свойства дуги определяются статической вольтамперной характеристикой, которая представляет собой зависимость между напряжением и током дуги в состоянии спокойного её горения (кривая 2, рис. 7.4).