Сущность процесса сварки. Сварочная дуга, ее свойства.

Сварка— технологический процесс получения неразъёмного соединения посредством установления межатомных и межмолекулярпых связей между свариваемыми частями изделия при их нагреве (местном или общем), и/или пластическом деформировании.

Сварка применяется для соединения металлов и их сплавов, термопластов во всех областях производства и в медицине.

При сварке используются различные источники энергии: электрическая дуга, электрический ток, газовое пламя, лазерное излучение, электронный луч, трение, ультразвук. Развитие технологий позволяет в настоящее время проводить сварку не только в условиях промышленных предприятиях, но в полевых и монтажных условиях (в степи, в поле, в открытом море и т. п.), под водой и даже в космосе. Процесс сварки сопряжен с опасностью возгораний; поражений электрическим током; отравлений вредными газами; поражением глаз и других частей тела тепловым, ультрафиолетовым, инфракрасным излучением и брызгами расплавленного металла.

Сварочная дуга

Сварочной дугой называют длительный мощный электрический разряд в ионизированной среде. При этом начальная фаза среды может быть любой: твёрдой, например, сварочный флюс; жидкой, например, вода; газообразной, например, аргон; плазменной.

Температура в столбе сварочной дуги колеблется от 5000 до 12 000 К и зависит только от состава газовой среды дуги.

Сварочная дуга характеризуется выделением большого количества тепловой энергии и сильным световым эффектом. Она является концентрированным источником тепла и применяется для расплавления основного и присадочного материалов.

В зависимости от того, в какой среде происходит дуговой разряд, различают:

- открытую дугу, горящую в воздухе, где составом газовой среды зоны дуги является воздух с
примесью паров-свариваемого металла, материала электродов и электродных покрытий;

- закрытую дугу, горящую под флюсом, где составом газовой среды зоны дуги являются пары
основного металла, проволоки и защитного флюса;

- Дугу, горящую в среде защитных газов — закрытую дугу (в состав газовой среды зоны дуги
входят атмосфера защитного газа, пары расплавленного металла проволоки и основного
металла). Сварочная дуга классифицируется по роду применяемого тока (постоянный, пере­
менный, трехфазный) и по длительности горения (стационарная, импульсная). При применении
постоянного тока различают дугу прямой и обратной полярности. При прямой полярности
отрицательный полюс силовой цепи — катод — находится на электроде, а положительный полюс
— анод — на основном металле. При обратной полярности плюс на электроде, а минус на
изделии.

В зависимости от типа применяемого электрода дуга может возбуждаться между плавящимися (металлическим) и неплавящимся (угольным, вольфрамовым и др.) электродами. По принципу работы дуги бывают прямого, косвенного и комбинированного действия (рис. 31).

Дугой прямого действия называют дуговой разряд, происходящий между электродом и изделием. Косвенная дуга представляет собой дуговой разряд между двумя электродами (атомно-водородная сварка). Комбинированная дуга— это сочетание дуги прямого и косвенного действия. Примером комбинированной дуги служит трехфазная дуга, у которой две дуги электрически связывают электроды с изделием, а третья горит между двумя электродами, изолированными друг от друга.