ВЛИЯНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ. РЕЖИМА СВАРКИ НА РАЗМЕРЫ И ФОРМУ ШВА
От геометрических размеров шва в большой степени зависят его свойства. Обычно рассматриваются размеры шва, указанные на рис.
Х.5. Площади F„ и Fcp являются условными, так как металл шва образуется кристаллизацией расплавленного металла единой сварочной ванны. Форма сварного шва оказывает большое влияние на вероятность возникновения в нем кристаллизационных трещин и дру-
Х б. Зависимость скорости подачи электродной проволоки от силы сварочного тока. Флюс АН-348А, сварочная проволока марки Св-08. Вылет электрода 50 мм, напряжение дуги 40—42 В
гих дефектов, на прочность н другие свойства металла шва. Например, при коэффициенте формы провара ф=Ь/Л = 1,3—1,6 вероятность появления в шве кристаллизационных трещин уменьшена. Отношение n—FnpfF„ + Fap (деля основного металла, участвующая в формировании всего шва) дает некоторое представление о свойствах шва. Например, при сварке высокоуглеродистой стали низкоуглероднетой электродной проволокой при увеличении п в шве будет повышаться содержание углерода, а значит и возрастать его прочность.
Размеры и форма шва характеризуются режимом сварки, т. е. совокупностью факторов (параметров), определяющих условия проведения процесса сварки. Параметры режима сварки зависят от толщины и свойств свариваемого металла и обычно приводятся в специальных таблицах режимов сварки или в технических условиях на сварку конкретного изделия н корректируются при сварке опытных образцов. При отсутствии вышеназванных данных параметры определяются экспериментальным путем. Основным условием для успешного ведения процесса сварки является поддержание стабильного горения дуги. Для этого определенной силе сварочного тока
X 8. Положение электрода и изде-
лия при сварке
а, б — сварка углом назад и впе-
ред; в, г — сварка на подъем н
спуск; а — угол наклона электрода;
V сц— направление сварки
должна соответствовать определенная скорость подачи электродной проволоки (рис. Х.6). Скорость подачн должна повышаться с увеличением вылета электрода. При постоянном вылете электрода увеличение скорости подачи уменьшает напряжение дуги. При использовании легированных проволок, имеющих повышенное электросопротивление, скорость подачи должна возрастать.
На рис. Х.7 и Х.8 показано влияние изменения основных параметров сварки на основные размеры шва. Закономерности (см. рис.
Х.7) относятся к случаю наплавки, когда глубина провара не превышает 0,8 толщины основного металла При большей глубине провара ухудшение теплоотвода от нижней части шва приводит к резкому росту провара вплоть до прожога. Наибольшее влияние на форму и размеры шва оказывает сварочный ток. При его увеличении (см. рис. Х.7, а) интенсивно повышаются глубина проплавления и высота усиления шва, а его ширина возрастает незначительно. В результате интенсивно уменьшается коэффициент формы шва ф. Это повышает вероятность образования в шве кристаллизационных трещин, ухудшает условия дегазации металла сварочной ванны, что способствует появлению в шве пор. Образующийся резкий переход от усиления шва к основному металлу снижает работоспособность сварного соединения, особенно при динамических нагрузках. Ухуд
шаются отделение шлаковой корки и внешний вид шва. Доля основного металла в металле шва п интенсивно увеличивается.
При сварке на спуск (см. рис. Х.8, г) металл сварочной ванны, подтекая под дугу, уменьшает глубину проплавления. Поэтому появляется опасность образования несплавлений и шлаковых включений.
Диаметр электродной проволоки оказывает значительное влияние на форму и размеры шва особенно на глубину проплавления. Как видно из данных табл. Х.2, при отсутствии источников, обеспечивающих необходимый сварочный ток, требуемая глубина проплавления может быть достигнута при уменьшении диаметра используемой электродной проволоки. ,
Х.2. Значения сварочного тока, А, при которых достигается одинаковая глубина проплавления шва при различных диаметрах электродной проволоки
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Уменьшение — сила — сварочный ток
Уменьшение силы сварочного тока приводит к укрупнению капель электродного металла и переходу их в сварочную ванну с короткими замыканиями. Композиция сердечника порошковых проволок выбрана из условия обеспечения образования шлаков с высокой электропроводностью в области температур более 1400 С. Высокая электропроводность шлаков обеспечивает повторное возбуждение дуги без замыкания капли на сварочную ванну. При соприкосновении капли с шлаком, покрывающим поверхность ванны, образуется шлаковая перемычка, которая вследствие хорошей электропроводности разрушается, и образующиеся пары шлака повторно возбуждают дуговой разряд. Процесс сварки происходит без разбрызгивания из плавильного пространства шлака и металла. При образовании на поверхности ванны значительного количества шлака наблюдается шунтирование дуги шлаком, приводящее к нарушению плавления проволоки, снижению стабильности процесса и увеличению разбрызгивания металла и шлака. [2]
При уменьшении силы сварочного тока ниже предела нечувствительности регулятора язычок поляризованного реле отклоняется в другую сторону и замыкает контакты РЧ. [3]
Как следует из табл. 29, уменьшение силы сварочного тока и увеличение скорости сварки способствуют увеличению ширины зоны переменного состава. [4]
Как следует из табл. VI.5, уменьшение силы сварочного тока и увеличение скорости сварки способствуют увеличению ширины зоны переменного состава. Однако даже в случае наиболее благоприятных режимов, с точки зрения уменьшения такой зоны, ее ширина все же составляет не менее 0 25 мм. [5]
Снизить содержание углерода в наплавленном слое можно за счет уменьшения силы сварочного тока ( глубины проплавления чугуна h, подбора компонентов покрытия электрода, многослойное сварного шва. [7]
Сдвиг щеток с нейтрали по направлению вращения машины ведет к уменьшению силы сварочного тока и тока короткого замыкания и наоборот. [9]
Сварочный ток регулируют путем поднятия и опускания подвижного шунта, что соответствует увеличению или уменьшению силы сварочного тока . Сварочные трансформаторы СТН более экономичны, чем трансформаторы СТЭ. [10]
Сварочный ток регулируется изменением магнитного сопротивления сердечника трансформатора путем поднятия и опускания подвижного шунта, что соответствует увеличению или уменьшению силы сварочного тока . Сварочные трансформаторы СТН более экономичны по сравнению с трансформаторами СТЭ. [12]
При сварке в СО2 значение Fp F3M и перенос металла возможен лишь при резком уменьшении Fp в моменты коротких замыканий. Алгоритмы импульсного управления энергетическими параметрами процесса сварки в СО2 предусматривают ступенчатое уменьшение силы сварочного тока до тока паузы перед коротким замыканием, в начальный момент которого силу тока резко увеличивают. При лавинообразном росте падения напряжения, сопровождающем переход электродного металла в сварочную ванну, производят очередное ступенчатое уменьшение силы тока с тем, чтобы перемычка между электродом и сварочной ванной разрушилась при небольшой силе тока паузы. [14]
Другая схема ( рис. 3.47) предусматривает использование 2 электродов. Обрывать дугу следует постепенным ее удлинением, а при автоматической сварке — уменьшением силы сварочного тока . [15]
Источник
Сварка под слоем флюса
В понятие режим сварки под слоем флюса включают силу тока, напряжение на дуге и скорость сварки. Такие технологические факторы, как диаметр электродной проволоки и скорость подачи проволоки, устанавливают исходя из условий получения нужной силы тока.
Сила тока оказывает существенное влияние на глубину проплавления и незначительное влияние на ширину шва. С увеличением силы тока почти пропорционально увеличивается глубина проплавления. По данным Б. И. Медовара, увеличение силы тока на 100 а приводит к увеличению глубины проплавления в среднем на 1 мм в случае сварки стыковых швов без разделки.
На глубину проплавления оказывает влияние также род тока. Так, при сварке на постоянном токе глубина проплавления при обратной полярности больше, чем при прямой.
Фиг.72.Влияние напряжения на дуге на форму шва
На величину силы тока влияет диаметр электрода и скорость его подачи.
В свою очередь диаметр электрода оказывает влияние на глубину проплавления. Так, при одной и той же силе тока глубина проплавления увеличивается с уменьшением диаметра электродной проволоки. Последнее связано с увеличением плотности тока.
Напряжение на дуге оказывает существенное влияние на ширину шва и лишь незначительное на глубину проплавления. С увеличением напряжения значительно увеличивается ширина шва при некотором уменьшении глубины проплавления. Влияние напряжения на размеры шва представлено на фиг. 72.
Как и в случае ручной дуговой сварки, более чувствителен к режимам сварки металл небольшой толщины. В связи с этим при сварке такого металла следует применять постоянный ток, дающий более постоянное напряжение на дуге по сравнению с переменным током.
Для хорошего формирования шва при сварке под слоем флюса необходимо выдерживать определенное соотношение между напряжением и силой тока. Подобные соотношения приведены в табл. 60.
Скорость сварки также оказывает влияние на глубину проплавления и ширину шва (8—25 м/час). Увеличение скорости сварки в интервале от 8 до 25м/час приводит к увеличению глубины проплавления с одновременным уменьшением ширины шва. Дальнейшее увеличение скорости сварки в интервале 20—30 м/час приводит к уменьшению глубины проплавления с одновременным уменьшением ширины шва.
Источник
Влияние параметров режима сварки на формирование шва
Сообщение об ошибке
Влияние параметров режима сварки под флюсом на формирование шва
Режим автоматической сварки под флюсом включает ряд параметров. Основные из них:
- сила сварочного тока,
- напряжение дуги,
- скорость сварки,
- диаметр электрода,
- род тока,
- полярность тока.
- вылет электрода,
- наклон электрода
- и др.
Параметры режима сварки выбирают исходя из толщины свариваемого металла и требуемой формы сварного шва, которая определяется глубиной проплавления и шириной шва. Режим сварки определяют по экспериментальным (справочным) таблицам или приближенным расчетом с последующей проверкой на технологических пробах. Обычно режим сварки выбирают в следующем порядке: в зависимости от толщины свариваемого металла выбирают диаметр электродной проволоки, затем в зависимости от диаметра устанавливают силу сварочного тока, далее скорость подачи электрода и скорость сварки. Примерные режимы автоматической сварки под флюсом приведены в табл. 1.
Таблица 1. Режим сварки под флюсом
Толщина металла, мм
Диаметр электрода, мм
Сварочный ток, А
Напряжение дуги, В
Скорость сварки, м/ч
Ниже рассматривается влияние перечисленных параметров режимов на формирование шва и приводятся рекомендации к их выбору.
Сила сварочного тока. От силы тока зависит тепловая мощность дуги. При увеличении силы тока количество выделяющейся теплоты возрастает и увеличивается давление дуги на ванну. Это приводит к увеличению глубины проплавления основного металла и доли участия его в формировании швов. Ширина шва при этом практически мало изменяется (рис. 1, а).
Рис. 1. Влияние параметров режима на форму шва: а – сварочный ток, б – напряжение дуги, в – скорость сварки
Диаметр электродной проволоки. При увеличении диаметра электродной проволоки и неизменном сварочном токе плотность тока на электроде уменьшается, одновременно усиливается блуждание дуги между концом электрода и поверхностью сварочной ванны, что приводит к возрастанию ширины шва и уменьшению глубины провара. И, наоборот, при уменьшении диаметра электродной проволоки плотность тока в ней увеличивается, уменьшается блуждание дуги, происходит концентрация теплоты на малой площади сварочной ванны и глубина провара возрастает, ширина шва при этом уменьшается. Это позволяет при сварке тонкой электродной проволокой сравнительно на небольших токах получать глубокий провар.
Напряжение дуги. Из всех параметров режимов автоматических способов дуговой сварки напряжение дуги (рис. 1, б) оказывает наибольшее влияние на ширину шва. С повышением напряжения увеличиваются ее длина и подвижность, в результате чего возрастает доля теплоты идущей на плавление поверхности основного металла и флюса. Это приводит к значительному увеличению ширины шва, причем глубина проплавления уменьшается, что особенно важно при сварке тонкого металла. Несколько уменьшается и высота выпуклости шва.
С повышением напряжения дуги увеличение ширины шва зависит и от рода тока. При одних и тех же напряжениях дуги ширина шва при сварке на постоянном токе, а в особенности при обратной полярности, значительно больше ширины шва, выполненного на переменном токе.
Род тока и полярность. Характер зависимости формы и размеров шва от основных параметров режимов сварки при переменном примерно такой же, как и при постоянном. Однако полярность постоянного тока оказывает различное влияние на глубину и плавления, что объясняется разным количеством теплоты, выделяемой на катоде и аноде. При дуговой сварке под флюсом постояным током применяется, как правило. обратная полярность.
Скорость сварки. Влияние скорости сварки (рис. 1, в) на глубину проплавления и ширину шва носит сложный характер. Сначала при увеличении скорости сварки столб дуги все больше вытесняет жидкий металл, толщина прослойки жидкого мета. под дугой уменьшается и глубина проплавления возрастает. При дальнейшем увеличении скорости сварки (более 40 – 50 м/ч) заметно уменьшается погонная энергия и глубина проплавления на начинает уменьшаться. Во всех случаях при увеличении скорости сварки ширина постоянно уменьшается. При скорости сварки более 70 – 80 м/ч основной металл не успевает достаточно прогреваться, в результате чего по обеим сторонам шва возможны несплавления кромок или подрезы. При необходимости ведения сварки на больших скоростях применяют специальные методы (двухдуговая, сварка трехфазной дугой и др.).
Скорость подачи электродной проволоки. Этот параметр режима сварки тесно связан с силой сварочного тока и напряжением дуги. Для устойчивого процесса сварки скорость подачи электродной проволоки должна быть равна скорости ее плавления. При недостаточной скорости подачи проволоки возможны периодические обрывы дуги, при слишком большой скорости происходят частые короткие замыкания электрода на сварочную ванну. Все это ведет к появлению непроваров и неудовлетворительному формированию шва.
Вылет электрода. С увеличением вылета электрода возрастает интенсивность его предварительного подогрева проходящим сварочным током. Электрод плавится быстрее, а основной металл остается сравнительно холодным. Кроме того, увеличивается длина дуги, что приводит к уменьшению глубины проплавления и некоторому увеличению ширины шва. Обычно вылет составляет 40 – 60 мм.
Наклон электрода вдоль шва. Обычно сварку выполняют вертикально расположенным электродом, но в отдельных случаях она может производиться с наклоном электрода углом вперед или углом назад (рис. 2, а).
При сварке углом вперед жидкий металл подтекает под дугу, толщина его прослойки увеличивается, а глубина проплавления уменьшается. Уменьшается также высота выпуклости шва, но заметно возрастает ширина, что позволяет использовать этот метод при сварке металла небольшой толщины. Кроме того, при сварке углом вперед лучше проплавляются свариваемые кромки, что дает возможность производить сварку на повышенных скоростях. При сварке углом назад жидкий металл давлением газов вытесняется из-под дуги, т. е. толщина его прослойки под дугой уменьшается, а глубина проплавления увеличивается. Увеличивается также высота выпуклости шва, но значительно уменьшается его ширина. Ввиду глубокого проплавления и недостаточного прогрева свариваемых кромок возможны несплавление основного металла с наплавленным и образованием пористости шва. Учитывая это, данный метод применяют ограниченно, в основном при сварке металла большой толщины на больших скоростях, например при двухдуговой сварке или выполнении кольцевых швов небольшого диаметра.
Рис. 2. Влияние наклона при сварке на форму шва: а – электрода, б – детали
Наклон изделия. Обычно автоматическая и механизированная сварка под флюсом производится в нижнем положении (рис. 2, а). Возможна сварка на подъем или на спуск (рис. 2, б). При сварке на подъем жидкий металл под действием собственного веса вытекает из-под дуги, толщина его прослойки уменьшается, что приводит к увеличению глубины проплавления и уменьшению ширины шва. При угле наклона 6 – 8° по обе стороны шва могут образоваться подрезы, ухудшающие форму шва.
При сварке на спуск расплавленный металл подтекает под дугу, что приводит к увеличению толщины его прослойки. Глубина проплавления при этом уменьшается. Этот метод, позволяющий несколько увеличить скорость сварки при хорошем формировании шва и небольшой глубине проплавления, применяется при сварке тонкого металла. При угле наклона более 15 – 20° происходит сильное растекание электродного металла, который только натекает на поверхность свариваемого изделия, но не сплавляется с ним, поэтому не применяется.
Марка флюса и его грануляция. Различные флюсы обладают разными стабилизирующими свойствами, с повышением которых увеличиваются длина дуги и ее напряжение в результате чего возрастает ширина шва и уменьшается глубина проплавления. Чем крупнее флюс, тем меньше его объемная масса. Флюсы с малой объемной массой (крупнозернистые стекловидные и пемзовидные) оказывают меньшее давление на газовую полость зоны сварки, что способствует получению более широкого шва с меньшей глубиной проплавления. Применение мелкозернистого флюса с большей объемной массой приводит к увеличению глубины проплавления и уменьшению ширины шва.
Источник