Правила и технологии за метално заваряване

Заваряването е метод за свързване на части от хомогенен материал: пластмаса с пластмаса, метал с метал. При заваряване контактните повърхности се топират или се свиват плътно. В зоната на контакт е сливането на два материала в едно. Резултатът е силно затегнато свързване на двете повърхности.

Заваряване с електроди

Заваряването е комбинация от части, изработени от един и същ материал, за да се създаде единствен дизайн.

Топилната метална заварка се използва за качествена херметична връзка на критични части: тръбни елементи, тяло на автомобила (автобус, самолет), метални гаражни стени и порти, спортни хоризонтални подпори, свързване на арматура в бетонна стена и много други. Какви видове заваряване използват модерна заваръчна техника? Как се прави правилно заваряване на метал?

Видове заваряване на метални повърхности

Заваряването на метали може да се осъществи при топене на контактните повърхности или при тяхното компресиране. В този случай процесите на заваряване се наричат:

  • заваряване чрез топене (или топене);
  • заваряване чрез пластична деформация.
Класификация на основните видове заваряване

Класификация на основните видове заваряване.

Деформационното свързване може да се извърши със или без предварително загряване. Деформирането на повърхностите без нагряване се нарича студено заваряване. При плътна компресия атомите от различни материали са в близко разстояние и образуват междуатомични връзки. Появява се повърхностна връзка.

По време на заваряване чрез сливане свързващите повърхности са локално нагрявани и разтопени. Често се използва трети материал (пълнеж), който се топи и запълва празнината между двата метала. В същото време в течната стопилка се образуват междуатомни връзки между основния материал и добавката (стопен електрод). След охлаждане и втвърдяване се образува плътна заварка.

Локалното отопление на частите за заваряване може да се извърши от електрически ток или от изгарящ газ. Съответно, съгласно метода за локално отопление, заваряването е разделено на два вида:

  • електрически (включително електрокар, електрофлуид, лазер);
  • газ.

Имената се определят от използвания източник на топлина. Електричеството може да работи както пряко, така и косвено. При директна употреба електричеството загрява метала и пълнежния електрод поради преминаването на ток през него или възникването на дъга. При непряка употреба, различни енергии, получени от действието на електрическата енергия: енергията на разтопената шлака, през която протича токът, енергията на електроните в електрическото поле, лазерният лъч, който се получава при прилагане на електроенергия.

Типове класификация на електродвигателите

Типове класификация на електродвигателите.

Заваряването на метални повърхности може да се извърши в ръчен или автоматичен режим. Някои видове заварени фуги са възможни само с помощта на автоматизация (например електромагнит или шев), други са налични за ръчни заваръчни устройства.

Електрозаваряването се представя по два начина:

  • електрическа дъга;
  • електрически контакт.

Нека разгледаме по-подробно как свързването на повърхности възниква по време на дъгообразно и контактно заваряване.

Връщане към съдържанието

Електрозаваряване на метали и електроконтакт

Връщане към съдържанието

Работа с електрически дъги

Този тип заваряване използва за загряване на топлината на електрическа дъга. Арката, образувана между металните повърхности, е плазма. Взаимодействието на металните повърхности с плазмата води до тяхното нагряване и топене.

Принципът на действие на електродъговите заварявания

Принципът на действие на електродъговите заварявания.

Заваряването с електродъгова дъга може да се извърши с помощта на консумиращ се електрод или неговия неизползваем тип (графит, въглища, волфрам). Топилният електрод е едновременно причинителят на електрическата дъга и доставчикът на пълнежния метал. При неизползваем електрод се използва пръчка за възбуждане на дъгата, която не се топи. Пълнежният материал се въвежда отделно в зоната на заваряване. Когато дъгата се изгаря, добавката се топи и ръбовете на частите се образуват и течността, образувана след втвърдяването, образува шев.

При някои технологични процеси връзката на повърхностите се осъществява без запълване на пълнежен материал само чрез смесване на двата основни метала. Така че произвеждат заваряващ волфрамов електрод.

Ако електрическата дъга не изгаря свободно, а се компресира от плазмена горелка и плазмата от йонизиран газ се издухва през нея, тогава този тип заваряване се нарича плазма. Температурата и мощността на плазменото заваряване са по-високи, тъй като по време на компресирането на дъгата се достига по-висока температура на горене, което позволява заваряване на огнеупорни метали (ниобий, молибден, тантал). Плазменият газ също е защитна среда за свързването на металите.

Връщане към съдържанието

Защита на стопения метал и легиране чрез електрически контакт

Електроконтактна схема за заваряване

Схема за електроконтактно заваряване.

Ако по време на изгарянето на дъгата металните повърхности предпазват от окисляване с газ или вакуум, тогава такава връзка се нарича заваряване в защитна среда. Защитата е необходима за заваряване на химически активни метали (цирконий, алуминий), критични части от легирани сплави. Защитата на заваряването с други вещества е възможна: поток, шлака, жила. Съответно, използваните методи за заваряване са получили имената: потопено дъгова заварка, заваряване с електросплав, вакуум. Всичко това е вариант на метода на електрическата дъга, като се използва различна защитна среда за предотвратяване на окисляването на стопилката, промяна на нейния химичен състав и загуба на свойствата на заварената става.

Електрическото заваряване използва топлина, генерирана в точката на контакт между двете повърхности, които ще бъдат заварени. По този начин се извършва точково заваряване: частите се притискат един към друг, докато се докоснат на няколко места. Точките на контакт ще бъдат места с максимална устойчивост и максимално нагряване на повърхността. Поради това нагряване металните елементи се стопяват и се свързват в точките на контакта.

Връщане към съдържанието

Технология за електродъгово заваряване

Принципът на свързване и работа с електродъгова заварка

Принципът на свързване и работа с електродъгова заварка.

Технологията на заваряване на метал с електрическа дъга се състои в последователност от действия за организиране на работата на заваръчната машина и директно заваряване.

Подготовката се състои в инсталиране на заваръчен инвертор, избор на електроди и извършване на необходимото наклон на ръба (подготовка на повърхността).

След като машината за заваряване е монтирана в мястото за заваряване, контактният проводник с помощта на "крокодил" (свързващ терминал) е фиксиран върху една от контактните метални повърхности. Заваръчната машина е включена и токът й е зададен от регулатора на тока. Силата на тока се определя от размера на електрода и дебелината на частите, които ще бъдат заварени. За електрод с диаметър 3 mm токът трябва да съответства на 80-100 А.

Ако повърхността на метала е боядисана или окислена, за да образува слой ръжда, той трябва да бъде надраскан с метална четка, за да се осигури добър контакт в ставата.

Видът на свързване на контактните повърхности се определя:

  • челно съединение
  • скута;
  • ъглов;
  • Т-бар;
  • Механична.
Видове заварени фуги и шевове

Видове заварени фуги и шевове.

Нека разгледаме по-подробно характеристиките на заваряването на различни видове съединения. Челната фуга често изисква предварителна подготовка на краищата на повърхностите, които ще бъдат заварени: скосявания се правят по ръбовете им. V-образни скосявания се правят по краищата на листовете с дебелина от 5 до 15 мм, X-образни скосявания - на листове с дебелина повече от 15 мм. Премахването на V-образния ръб при свързването на повърхности позволява да се получи вдлъбнатина, която се използва за заваряване. Х-образните ръбове показват наличието на канали и изпълнението на заваръчни шевове от двете страни на фугата.

Ъгловите и T-фуги също могат да бъдат направени със скосени ръбове (с режеща повърхност) или без скосявания и рязане (в зависимост от дебелината на заварената секция).

T-образните и ъглови връзки ви позволяват да свържете части с различна дебелина. Положението на електрода трябва да е по-вертикално спрямо повърхността, която има по-голяма дебелина.

Връщане към съдържанието

Електроди за заваряване: видове и селекция

Електродът за заваряване е метален прът, покрит с покритие. Покриващият състав е предназначен да предпазва заваръчния метал от изгаряне по време на окисляването. Флюсът изменя кислорода от разтопения метал, който предотвратява окисляването и отделя защитен газ, който също предотвратява окисляването. Съставът на покритието включва следните компоненти:

Заваръчна електродна верига

Схемата на електрода за заваряване: 1 - пръчка; 2 - преходна секция; 3 - покритие; 4-пинов край без покритие; L е дължината на електрода; D е диаметърът на покритието; d е номиналният диаметър на пръта; l е дължината на изчистения край

  • запалителни и горивни стабилизатори (калий, натрий, калций);
  • шлакообразуваща защита (спирка, силициев диоксид);
  • газообразуватели (дървесно брашно и нишесте);
  • рафиниращи съединения (за отстраняване и свързване на сяра и фосфор, примеси, вредни за заваряването на метал);
  • сплави (ако шевът изисква специални свойства);
  • свързващи вещества (течно стъкло).

Търговски наличните електроди имат диаметър от 2,5 до 12 мм, а при ръчно заваряване най-често се използват 3 мм електроди.

Изборът на диаметъра на електрода се определя от дебелината на заварените повърхности, изискваната дълбочина на проникване. Има таблици, които дават препоръчителните стойности за диаметрите на електродите в зависимост от дебелината на разтопените повърхности. Трябва да знаете, че е възможно малко намаляване на диаметъра на електрода, като същевременно се увеличава времето за извършване на процеса. Електродът с по-малък диаметър дава възможност за по-добър контрол на процеса, който е важен за начинаещия заварчик. По-тънкият електрод може да се движи по-бавно, което е важно в учебния процес.

Връщане към съдържанието

Характеристики на дъгова заварка: определение и значение

Преди заваряване се определят оптималните характеристики на процеса на заваряване:

Таблица за избор на ток за заваряване

Избор на таблица на тока за заваряване.

  1. Сила на тока (регулируема на машината за заваряване). Токът се определя от диаметъра на електрода и материала на неговото покритие, местоположението на шева (вертикално или хоризонтално), дебелината на материала. Колкото по-дебел е материалът, толкова по-голям е токът, необходим за загряване на проникването. Недостатъчният ток не разтапя напълно напречното сечение на шева в резултат на липса на проникване. Твърде много ток ще доведе до прекомерно бързо топене на електрод, когато основният метал все още не се стопява. Препоръчителната стойност на тока е показана на опаковката на електрода.
  2. Текущи свойства (полярност и пол). Повечето устройства за заваряване използват постоянен ток, той се преобразува от тока през вградения токоизправител в устройството. При постоянен ток електронният поток се движи в една посока (указана по полярност). Полярността на заваряване определя посоката на потока от електрони. Съществуващите полярности се изразяват в свързването на електрода и частта:
  • права линия - детайл към "+" и електрод към "-";
  • обратното е детайлът на "-", електродът да е "+". Поради движението на електроните от "минус" към "плюс" се генерира повече топлина при положителния полюс на "+", отколкото при отрицателния "-". Поради това положителният стълб се поставя върху елемента, който изисква по-значително нагряване: чугун, стомана с дебелина 5 mm или повече. Така директната полярност осигурява дълбоко проникване. Когато свързвате части и листове с тънки стени, се прилага обратна полярност.
  1. Напрежението на дъгата (или дължината на дъгата) е разстоянието, поддържано между края на електрода и металната повърхност. За електрод с диаметър 3 мм препоръчителната дължина на дъгата е 3,5 мм.
Връщане към съдържанието

Как се извършва електродъгово заваряване: технология

Връщане към съдържанието

Начало на заваряването: последователност на запалване на дъгата

Методи за запалване на заваръчната дъга

Методи на дъга за заваряване при запалване.

За да се създаде дъга, нов електрод се вкарва в скобата и се потупва върху твърда повърхност, за да се отстрани покритието върху работния му край. Под шлаката е метална добавка, самата шлака служи като изолация и затваря добавката от запалването. След това електрода се приближава до металната повърхност на минимално възможно разстояние, 3-5 mm, като се избягва контактът. В този случай, електродът се държи под ъгъл спрямо повърхността на заварения метал. Технологията на метално заваряване с електрод регулира ъгъла на наклона на електрода в размер 60-70ºC. Визуално този ъгъл се възприема като почти вертикален, с леко отклонение.

За да възпламени дъгата, електродът се удари върху повърхността на метала, подобно на запалването на мач върху кутия сяра.

Ако електродът е твърде близо до металната повърхност, която ще бъде заварена, ще настъпи залепване и късо съединение. За тези, които започват да готвят, електродът се залепва често. С придобиването на умения за правилното разположение на електрода над метала, не трябва да се поддържа оптимално разстояние на залепване. Прилепващ електрод може да бъде откъснат чрез накланянето му в другата посока или изключването на заваръчната машина.

Ако електродът се притиска твърде често, възможно е токът да не е достатъчно висок, трябва да се увеличи.

При оптимално правилно разстояние на електрода от точката на заваряване (около 3 mm) се оформя дъга с температура около 5000-6000 ° C. След запалване на дъгата, електродът може леко да се повдигне от работната повърхност с няколко милиметра.

Връщане към съдържанието

Електроден трансфер и заваръчен басейн

Шаблон за заваряване

Схемата на заваръчния басейн.

Когато електродът и основният материал се стопят, се образува заваръчен басейн (басейн от разтопен метал).

Електродът и дъгата заедно със заварената вана (зоната на разтопен метал) плавно се придвижват по линията на свързване. Скоростта на движение на електрода се определя от скоростта на топене на метала и промяната в неговия цвят. Бързото движение на електрода се извършва при работа с тънки листове, бързо загрява и лесно образува заварена вана. Електродът с бавно движение се нанася върху дебели масивни фуги.

Формата на движението на електрода (права, зигзаг, бримки) се определя от широчината на заварката и дълбочината на проникване. Електродът може да се движи прави (прав) с малка широчина на заваряване. Той може да мести вериги, зигзаг, ако имате нужда да кипнете достатъчно широчина и дълбочина на връзката. Варианти на движението на електрода са показани на Фигура 1.

Режими на движение на електрода

Фигура 1. Режими на движение на електрода.

Изпъкналостта на шева след втвърдяване на заваръчния басейн се определя от положението на електрода по време на заваряване. Ако електродът е разположен почти вертикално, шевът ще бъде гладък и проникването ще бъде дълбоко. По-наклоненото разположение на електрода образува изпъкнала повърхност на заварената става и намаляването на дълбочината на проникване. Накланянето на електрода прекалено много поставя дъгата в посоката на шева, което затруднява контрола на заваряването.

За висококачествено съединение разтопената баня трябва да има тънки ръбове, да е достатъчно течна и покорно да се движи зад електрода.

Баня в светъл филтър (през тъмно стъкло) изглежда като оранжева повърхност с вълни. Появата на оранжевата баня (капка течна стопилка) може да се разглежда като индикатор за по-нататъшното движение на електрода. Това означава, че ако се появи оранжев цвят, след това преместете електрода още няколко милиметра.

Диаграма на устройството и основните индикатори на заваръчния басейн

Диаграма на устройството и основните индикатори на заваръчния басейн.

В края на проникването е необходимо да се увеличи размерът на заваръчния басейн. За да направите това, електродът трябва да се задържи над тази точка за няколко секунди по-дълго.

Ако се появи проникване на материал, е необходимо да се намали количеството ток и да се вземе друг електрод (с по-малък диаметър). Изгорелите дупки се оставят да се охладят, разбиват шлаката от тях и след това се варят.

След заваряването трябва да почукате с чук на заваръчния шев. Това ще премахне мащаба от него и визуално ще провери заварената става за прекъсвания или слабо проникване.

Връщане към съдържанието

Технология на контактен, шев и газозаваряване на метали

Технологията на заваряване на метали чрез контакти има някои особености. Токът се свързва със заварените части, след което те се събират, за да се свържат. Контактните точки се появяват по протежение на повърхността на съединението, в която за няколко секунди металът се нагрява преди топенето му. След това токът се изключва и повърхностите на задника се притискат един към друг, като се осигури тесен контакт с точката на топене.

Технология за заваряване на шевове

Технология за заваряване на шевове.

Когато шев заварява работи заваряване машина. Този тип заваряване позволява да се постигне равномерен твърд шев на дълги листови повърхности. В апаратурата за заваръчни шевове електродите са въртящи се ролки. Свързаните метални листове преминават между тях.

Газовото заваряване използва топлина за окисляване на горим газ с висока калоричност, като ацетилен, пропан или бутан. Газ и кислород се смесват в горелката, от която излиза пламъкът.

Електромагнитното заваряване е вид заваряване в защитна среда. При тази технологична операция шлаката е защитен материал, който предпазва разтопения метал от контакт с въздуха. Този тип заваряване се извършва автоматично.

Връщане към съдържанието

Оборудване: избор на заваръчна машина и средства за защита

Маска със светлинен филтър

За да предпазите очите си от изгаряния по време на заваряване, трябва да използвате маска със светлинен филтър.

За да се извърши заваряване, се изисква голямо количество електрически ток, който се подава към електрод. Модерно устройство, което осигурява постоянен поток от ток към заваръчния участък, се нарича инвертор. По-старите модели на заваръчните машини имат обемисти размери и значително тегло, нови инвертори лесно се прехвърлят, не предизвикват понижение на мрежата (това състояние се отразява в загубата на напрежение и мигането на електрическите крушки в жилищната сграда или по улиците на частния сектор). Много съвременни инвертори имат защита от късо съединение. Когато електродите се задържат, инверторното устройство автоматично се изключва.

Защитна инвентаризация: маска със светъл филтър (тъмно стъкло). Светлинният филтър предпазва очите от изгаряния. Без него можете да получите роговични изгаряния в различна степен: от белите дробове, когато има усещане за наличие на пясък в очите, за тежки, когато е невъзможно да се възстанови зрението.

Качеството на защита на светлинния филтър се определя от номера. Колкото по-дебел е електродът и толкова по-голям е токът на заваряване, толкова по-силен е светлинният филтър, за да се предпази зрението.

Управлявайки тънкостите на работа със заваръчна машина, поддържайки правилното разстояние на дъгата, наклонът на електрода формира уменията на заварчика. Професионализмът се определя от способността да се управлява процесът, да се получат висококачествени свързващи повърхности.

Съвременните заваръчни инвертори осигуряват възможност за самостоятелно овладяване на изкуството на заварчика и за извършване на заваръчни работи със собствените си ръце.

Добавете коментар