Евгений Костенко - Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика. Как уменьшить влияние магнитного дутья при сварке плавлением
методы борьбы и уменьшения, причины
Во время сварки массивных металлических изделий, таких, как трубопроводы большого диаметра или крупногабаритные емкости зачастую возникает явление магнитного дутья. Магнитное поле большой массы металла взаимодействует с электродугой, вызывая ее отклонение. Отклонение может достигать значительных величин, затрудняя электросварку или делая ее вовсе невозможной. Инженерами и учеными разработано несколько способов борьбы с этим негативным явлением.
Магнитное дутье
Сущность и основные причины появления
Сильный электроток, протекающий по электродуге, создает собственное магнитное поле. Оно взаимодействует с постоянным полем массивной металлической конструкции. В результате этого взаимодействия возникает сила, направленная к центру поля. Если массовый провод подключен близко к месту работы, то эта сила действует вдоль столба и не вызывает ее смещения от вертикали. Однако чем дальше подключена масса, тем более проявляется поперечная составляющая этой силы. Под ее действием электродуга отклоняется в сторону подключения. Степень отклонения пропорциональна расстоянию от места подключения, намагниченности металлической конструкции и квадрату рабочего тока.
Эффект проявляется особенно сильно при высоких значениях сварочного тока и при сварке постоянным напряжением. При работе переменным током эффект дуться ослабляется изменением направления отклонения с частотой сварочного напряжения. Кроме того, возникающая электродвижущая сила наводит вихревые токи в поверхностных слоях металла, также стабилизирующие положение электродуги. Даже при больших значениях рабочего электротока, достигающих тысяч ампер, магнитное дутье проявляется незначительно.
Причины отклонения дуги
Особую трудность создает эффект при работе с угловыми и стыковыми швами. Для определения степени намагниченности конструкции применяют — индикатор магнитного дутья
Влияние полей на сварочную дугу
На эффект дутья оказывают влияние несколько факторов
- Положение подключения массового провода. При присоединении кабеля в непосредственной близости к месту сварки возникает только вертикальная составляющая усилия, не отклоняющая, а, наоборот, стабилизирующая положение электродуги. По мере увеличения расстояния места сварки до места подключения горизонтальная составляющая силы проявляет себя все больше. Она действует на гибкий проводник, которым является столб электродуги, и отклоняет его по направлению, противоположному месту подключения.
- Угол наклона сварочного электрода. При наклоне в сторону подключения отклонение возрастает. При наклоне в противоположную сторону смещение ослабевает.
- Ферромагнитные массы. Массивные металлические конструкции обладают сильным собственным постоянным полем. Столб смещается к этим массам. Особенно сильно это проявляется при выполнении угловых и стыковых швов
- Сила тока. Отклонение увеличивается пропорционально квадрату электротока.
Магнитное дутье сварного шва
В некоторых случаях эффект магнитного дутья в сварке удается компенсировать, комбинируя воздействие этих факторов так, что их влияние взаимно компенсируется.
Методы борьбы
Для снижения негативного воздействия эффекта магнитного дутья применяют следующие меры борьбы с ним:
- Ведут сварку переменным напряжением (если это допустимо по техническим условиям).
- Массовый провод присоединяют по возможности ближе к месту сварных работ.
- Тщательно заземляют заготовки.
- Место работ ограждают антимагнитными металлическими экранами. Это помогает снизить влияние ферромагнитных масс и излучаемых ими полей.
В некоторых случаях эти меры не дают желаемого результата. Тогда для устранения явления дутья применяют более сложный метод размагничивания, связанный с использованием дополнительного оборудования. На заготовки наматывают по 5-7 витков сварного кабеля сечением от 25 кв. мм. По нему несколько минут пропускают ток 200-300 ампер от сварочного выпрямителя.
Индикатор магнитного дутья 
Компенсационный регулируемый магнит Результат размагничивания проверяют индикатором намагниченности.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
Магнитное дутье при сварке и способы его устранения
При сварке трубопроводов и других массивных металлоконструкций сварщики нередко встречаются с эффектом «магнитного дутья».
Магнитное дутье возникает при воздействии постороннего магнитного поля (намагниченные трубы) на магнитное поле дуги. Дуга отклоняется от оси электрода и зоны сварки, нарушается стабильность горения.
Отклонение дуги внешним магнитным полемДействие постороннего магнитного поля может быть настолько сильным, что отклонение сварочной дуги не позволяет сварщику наложить сварной шов.
Для устранения или уменьшения магнитного дутья могут быть применены следующие меры:
1. выполнять сварку, когда это возможно, на переменном токе;
2. крепить обратный провод возможно ближе к месту сварки;
3. надежно заземлять свариваемое изделие;
4. ограждать место сварки металлическими экранами для защиты от посторонних магнитных полей.
Если вышеперечисленные методы не устраняют магнитное дутье, то существует более радикальный способ борьбы с этим эффектом.
На трубу, подлежащую сварке, или на обе трубы, подготовленные к стыковке либо уже состыкованные, наматывают сварочный провод сечением не менее 25мм² (6-8 витков). Концы провода подключают к сварочному источнику постоянного тока (выпрямитель, инвертор) и пропускают через провод ток 200 — 300 А в течение 2-3 мин.
Устранение намагниченности проверяется стальной проволокой диаметром 1-1,6мм и длинной примерно 0,5м — проволока не должна притягиваться к трубе.
Если проволока притягивается, то надо пропустить через провод ток в обратном направлении (поменять полярность подключения концов провода).
welder.pw
Способ устранения магнитного дутья при сварке
О П И С А Н И Е 2 97243
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскиз
Социалистическиз
Респтблин
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено l05.Ч.1968 (№ 1239452/25-27) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 01.Х.1971. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 6,ХП.1971
МПК В 23k 9/08
В 23k 9/10
Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров
СССР
УДК 621,791.75 (088.8) Авторы изобретения
В. М. Балашов, В. Г. Мороз, Ю. И. Пестов, Л. М. Гилев и А. Д. Кузнецов
Заявитель
1
СПОСОБ УСТРАНЕНИЯ МАГНИТНОГО ДУТЬЯ
ПРИ СВАРКЕ
Известен способ устранения магнитного дутья с помощью компенсирующего магнитного поля. Однако из-за неравномерности размагничивания детали получается низкое качество сварки.
Предлагаемый способ позволяет повысить качество сварки путем применения циркуляпионного магнитного поля, для чего через деталь пропускают электрический ток.
Описываемый способ иллюстрируется фиг. 1 — 11.
На фиг. 1 изображена часть подготовленного под сварку сварного шва с одним из возможных случаев распределения напряженности магнитного поля вдоль его кромок; на фиг. 2 и 3 представлены последовательные этапы одного из возможных случаев размагничивания подготовленного под сварку сварного шва, изображенного на фиг. 1; на фиг. 4 показано распределение напряженности магнитного поля вдоль кромок участка б — 9, подготовленного под сварку сварного шва после размагничивания его кромок до значений, не превышающих критическую напряженность
h,р, на фиг. 5 изображено сечение по А — А на фиг. 1 с распределением полярностей по кромкам подготовленного под сварку шва и действующие магнитные поля по предлагаемому способу; на фиг. 6 и 7 — распределение напряженности магнитного поля кромок по толщине подготовленного под сварку шва, изображенного на фиг. 5 до размагничивания; на фиг. 8 и 9 — распределение напряженности циркуляционного магнитного поля по толщине кромок подготовленного под сварку шва, изображенного на фиг. 5, создаваемого при прохождении электрического тока по кромке шва; на фиг. 10 и 11 — распределение напряженности магнитного поля по толщине кро10 мок подготовленного под сварку шва, изображенного на фиг. 5, после размагничивания.
Предлагаемый способ устранения магнитного дутья при сварке осуществляют следую15 щим образом.
По одной из кромок 1 или 2 подготовленного под сварку сварного шва, на которых величина напряженности магнитного поля 8 по абсолютному значению превышает критическую напряженность В,р, при которой возникает магнитное дутье, от источника тока 4 пропускают электрический ток, направление которого и величину принимают такими, чтобы создаваемое им циркуляционное магнитное поле б имело полярность, обратную полярности магнитного поля 8 на кромках 1, 2, а величина его напряженности В была бы достаточна для размагничивания кромок 1 и 2 до определенной величины. Размагничивание
30 кромок 1 и 2 осуществляют последовательно
3 по отдельным участкам б — 7, 7 — 8, 8 — 9, начиная с участков, имеющих большую по абсолютной величине напряженность магнитного поля, при этом длину этих участков принимают такой, чтобы абсолютная величина разности напряженностей В магнитного поля 8 кромок 1 и 2 по концам хотя бы одного из участков б — 7, 7 — 8, 8 — 9 размагничиваемого шва б — 9 не превышала величины двойной критической напряженпости 2В„р магнитного поля.
297243
Предмет изобретения
Способ устранения магнитного дутья при сварке, при котором магнитное дутье устраняется с помощью компенсирующего магнитного поля, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварки путем равномерного размагничивания детали по толщине, используют циркуляционное магнитное поле, 10 для чего через деталь пропускают электрический ток.
Фиг, 8
297243
Фиг.4
Поде
Фиг.Ю
Фиг.5
Фиг.7 юг.8 Фиг.У
Составитель Г. Тер-Арутюнов
Редактор Т. Ларина Техред 3. Н. Тараиенко Корректоры: О. С. Зайцева и Е. Г. Михеева
Заказ 3417/5 Изд. № 1433 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
www.findpatent.ru
УМЕНЬШЕНИЕ ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ДУТЬЯ НА ПРОСТРАНСТВЕННОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ДУГИ ПРИ СВАРКЕ
Список использованных источников
подготовка к сварке (наплавке), сварка (наплавка) и термообработка для снятия внутренних напряжений улучшение свойств детали. втоматизированные процессы сварки и наплавки очень совершенны и экономически
УДК Миронова М.В.
УДК 621.791.927.5 Миронова М.В. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ РАСПЛАВЛЕНИЯ ФЕРРОМАГНИТНЫХ СВАРОЧНЫХ ПРОВОЛОК ПРИ НАПЛАВКЕ В ПРОДОЛЬНОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ Использование продольного магнитного поля (ПРМП) при электродуговой
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Тихоокеанский государственный университет» ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ РУЧНОЙ ДУГОВОЙ СВАРКИ
Cварочная головка типа АДФ-2500 (Тандем)
Cварочная головка типа АДФ-200 (Тандем) Рис.1 Внешний вид головки АДФ-200 (Тандем) Новое оборудование для двухдуговой сварки под флюсом. Сварка под флюсом несколькими, последовательно расположенными дугами,
Анализ современных проблем в науке
7. Сальников И.И. Растровые пространственно-временные сигналы в системах технического зрения. Пенза, 1999. 8. Сальников И.И. Размерная селекция бинарных изображений локальных объектов при анализе аэрофотоснимков.
Лабораторный практикум
Министерство образования и науки Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Институт машиностроения Кафедра «Сварка, обработка материалов давлением и родственные процессы» В.П. Сидоров,
ОРБИТАЛЬНАЯ СВАРКА ТРУБ ДИАМЕТРОМ 45 ММ
ОРБИТАЛЬНАЯ СВАРКА ТРУБ ДИАМЕТРОМ 45 ММ Голоусенко М.А., Князьков А.Ф. Томский политехнический университет, г. Томск Научный руководитель: Князьков А.Ф., к.т.н., доцент кафедры оборудования и технологий
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТА
Цель работы: изучение законов колебательного движения на примере физического маятника. Приборы и принадлежности: маятник универсальный ФПМ04. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ И МЕТОД ЭКСПЕРИМЕНТА Колебаниями называются
досрочный ответ 2 балла 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 1 Укажите марку стали, которая сваривается без особых ограничений, независимо от толщины
Изучение магнитного поля на оси соленоида
Лабораторная работа 3 Изучение магнитного поля на оси соленоида Цель работы. Исследование распределения индукции магнитного поля вдоль оси соленоида. Приборы и оборудование. Генератор синусоидального тока,
Сварочные деформации
Сварочные деформации Ю.А. Дементьев Краевое государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Бийский промышленно-технологический колледж» Изменение формы и размеров твердого тела
9 класс Тесты для самоконтроля ТСК
ТСК 9.3.21 1.Выберите верное(-ые) утверждение(-я). А: магнитные линии замкнуты Б: магнитные линии гуще располагаются в тех областях, где магнитное поле сильнее В: направление силовых линий совпадает с
Компания ООО «КРОН-СПБ»
Компания ООО «КРОН-СПБ» Керамические подкладки для односторонней сварки Керамические подкладки для односторонней сварки являются технологией для быстрой и экономичной сварки крупных металлоконструкций,
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЧКИ КЮРИ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ
RU (11) (51) МПК B23K 35/06 ( )
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU (11) (51) МПК B23K 35/02 (2006.01) B23K 35/06 (2006.01) 173 072 (13) U1 R U 1 7 3 0 7 2 U 1 ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ (12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМОВ СВАРКИ
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Национальный исследовательский ядерный университет
И. А. Цибульский В. В. Сомонов
Министерство образования и науки Российской Федерации САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТА ПЕТРА ВЕЛИКОГО И. А. Цибульский В. В. Сомонов «Разработка технологии сварки металлических материалов
docplayer.ru
4.2 Магнитное дутье
Вокруг дуги и в свариваемом металле возникает магнитное поле, как вокруг любого проводника с током. Если эти поля несимметрично расположены, то они отклоняют дугу по закону Ленца, что затрудняет сварку. Это отклоняющее действие магнитных полей на дугу называется магнитным дутьем. На магнитное дутье влияют род тока (при постоянном токе дутье больше), его величина (больший ток вызывает большее дутье), место подключения обратного проводаи расположение ферромагнитной массывблизи места сварки (см. рис.23).
Fe
а) б) в) г)
Рис. 22.
а)отклонение дуги влево в)отклонение дуги вправо при подключении
обратного провода слева на большом расстоянии от дуги
б)нормальное положение дуги г)отклонение дуги в сторону ферромагнитной массы
Чтобы магнитное дутье было меньше, следует вести сварку короткой дугой, подводить ток под место сварки, изменять угол наклона электрода так, чтобы нижний конец электрода был обращен в сторону отдувания дуги, переходить на переменный ток, если это возможно.
4.3 Плавление и перенос металла в дуге
Основное тепло выделяется в катодной и анодной областях. Тепловая мощность дуги за единицу времени определяется формулой:Q = I·Uдуги Дж/сек (5)
Т
I · Uдуги·
V
епловой режим сварки характеризуетсяпогонной энергией сварки, которая выражается отношением:W=Дж/см (6),
где, I – сварочный ток, А
Uдуги– напряжение дуги, В
- коэффициент полезного действия
V- скорость сварки, см / сек.
Это количество тепла, вводимого в металл на единицу длины шва.
Примерные тепловые балансы сварочных дуг приведены в таблице № 2.
Производительность плавления металла
Это количество металла, расплавленного за определенное время сварки
Мр = Кр · I·t(г), (7)
где Кр – коэффициент расплавления, г / А × час
I - ток, А
t – время горения дуги, час
Мр
I · t
Из (7) имеем: Кр = ,
Кр зависит от материала электродного покрытия, стержня, рода тока. Часть металла теряется, поэтому было введено понятие коэффициента наплавки Кн, который меньше Кр на величину потерь.
Потери выражаются коэффициентом потерь
Кр – Кн
Кр
= · 100% (8)
при ручной сварке электродом составляет 10-12%, в защитных газах 3-6%, под флюсом 1-3%.
Таблица №2
| Показатель | Затраты тепла в % от полной тепловой мощности | |
| Сварка покрытым электродом | Сварка под флюсом | |
| 1. Эффективная тепловая мощность дуги, в том числе а) перенос с каплями металла, б) поглощение основным металлом 2. Потери в окружающую среду 3. Потери на разбрызгивание 4. Потери на плавление флюса | 75 25 50 20 5 - | 81 27 54 - 1 18 |
| Итого | 100 | 100 |
5 Металлургические процессы при сварке
Сварка – металлургический процесс, протекающий с большой скоростью и в малом объеме металла с быстрым отводом тепла от сварочной ванны, с воздействием окружающего воздуха и шлаков на жидкую ванну металла. При высокой температуре дуги (2100 –2300ºС) металл, окружающие газы и флюсы изменяются и реагируют друг с другом. Одним из вредных газов для сварки является кислород, который окисляет элементы, входящие в состав металла шва, образуя окислы
Fе + О2→ Fе О → Fе2 О3→ Fе3 О4 (9)
Присутствие кислорода в металле шва в виде твердого раствора или включений окислов сказывается на ухудшении механических свойствпонижаютсяв,т,%,н%, снижаются антикоррозионные свойства.
Таким образом, от кислорода сварочную ванну надо защищать, создавая защитную среду из газов или шлаков, а также раскисляя окисленные элементы металл шва.
Те элементы, у которых сродство к кислороду больше, будут окисляться интенсивнее.
На этом и основан принцип удаления кислорода или раскисления сварочной ванны.
Можно все элементы по степени уменьшения сродства к кислороду поставить в рядС, Аl,Ti,Si,Mn,Cr,Mo,Fe,Ni,Cu
Раскислениеосуществляется путем введения в сварочную ванну раскислителей: элементов, обладающих большим сродством к кислороду, чем железо, например, ферросплавов: ферросилиция и ферротитана.
2FeO + Si = 2Fe + SiO2 (10)
2FeO + Ti = 2Fe + TiO2
SiO2 , TiO2 - не растворимы в жидком металле и всплывают в шлак.
studfiles.net
Евгений Костенко - Сварочные работы: Практическое пособие для электрогазосварщика
Рис. 16. Влияние места подвода тока к свариваемой детали и наклона электрода на отклонение дуги
Наличие вблизи сварочной дуги значительных ферромагнитных масс также нарушает симметричность магнитного поля дуги и вызывает отклонение дуги в сторону этих масс.
Магнитное дутье ухудшает стабилизацию горения дуги и затрудняет процесс сварки. Для снижения влияния магнитного дутья на сварочную дугу необходимо применять специальные меры. К таким мерам относятся: сварка короткой дугой; подвод сварочного тока к точке, максимально близкой к дуге; наклон электрода в сторону действия магнитного дутья; размещение у места сварки дополнительных ферромагнитных масс.
Если невозможно избавиться от влияния магнитного дутья указанными способами, то следует заменить источник питания и производить сварку на переменном токе, при котором влияние магнитного дутья значительно меньше.
Контрольные вопросы:
1. Перечислите факторы, влияющие на зажигание и устойчивое горение дуги. В каком соотношении находятся напряжение холостого хода источника питания и напряжение дуги?
2. Что выражает статическая вольт-амперная характеристика дуги?
3. Почему вольт-амперная характеристика дуги может быть падающей?
4. В чем различие падающей и жесткой вольт-амперной характеристик?
5. Какое первое важнейшее условие зажигания и горения дуги?
6. Объясните роль ионизации при зажигании и горении дуги.
7. Для чего в сварочную цепь включают дроссель (индуктивность)?
8. Для чего применяют осцилляторы?
9. Что такое магнитное дутье и как оно проявляется?
10. Каковы меры борьбы с магнитным дутьем?
3. Перенос металла через дугу
При горении сварочной дуги происходит взаимодействие электрического и магнитного полей, в результате чего возникают электромагнитные силы, которые сжимают столб дуги (пинч-эффект). Эти силы направлены от наружной поверхности дуги к ее оси.
Под действием сжимающих электромагнитных сил и высокой температуры на конце электрода происходит плавление металла, образование и отрыв капли, которая переносится на изделие. В зависимости от размера и скорости образования капель различают капельный и струйный перенос. Размер капель зависит от плотности сварочного тока и напряжения дуги. При увеличении плотности сварочного тока происходит уменьшение размера капель жидкого металла, а число их увеличивается. При повышении напряжения дуги размер капель жидкого металла увеличивается, а число их уменьшается. Для уменьшения разбрызгивания металла при дуговой сварке плавящимся электродом сварку проводят с повышенной плотностью сварочного тока при относительно малых значениях напряжения дуги или применяют импульсный режим сварки.
При ручной сварке в виде капель переносится в сварочную ванну примерно 95 % электродного металла, остальное – это брызги и пары, значительная часть которых осаждается в разных местах на изделии.
Капельный перенос происходит при сварке штучными покрытыми электродами. В этом случае большинство капель заключено в оболочку из шлака, образовавшегося из расплавляемого покрытия. Аналогичные процессы переноса металла электрода в шов наблюдаются при сварке под флюсом и сварке порошковой проволокой.
Струйный процесс переноса металла характерен для сварки плавящимся электродом в защитных газах.
При струйном переносе образуются мелкие капли, которые следуют друг за другом в виде непрерывной цепочки (струи). Струйный процесс переноса электродного металла возникает при сварке проволокой малого диаметра с большой плотностью тока. Например, при сварке полуавтоматом (механизированной) в аргоне проволокой (электродом) диаметром 1,6 мм струйный перенос металла осуществляется при критическом токе 300 А. При сварке на токах ниже критического наблюдается уже капельный перенос металла. Обычно струйный перенос электродного металла приводит к меньшему выгоранию легирующих элементов в сварочной проволоке и к повышенной чистоте металла капель и сварного шва. Скорость расплавления сварочной проволоки при этом увеличивается. Поэтому струйный перенос имеет преимущества перед капельным.
При импульсно-дуговой сварке перенос металла через дугу имеет свои особенности. Импульсно-дуговая сварка плавящимся электродом имеет существенное преимущество по сравнению со сваркой неплавящимся и плавящимся электродами в защитных газах и другими видами сварки, так как с помощью специальной, системы создаются условия управляемого и направленного переноса металла с незначительными потерями металла на угар и разбрызгивание.
Существуют две разновидности управляемого переноса металла. Первая состоит в том, что при каждом импульсе сварочного тока от электрода отделяется и переносится в сварочную ванну одна капля расплавленного металла (при сварке в среде аргона). Вторая разновидность состоит в том, что во время прохождения импульса сварочного тока большей длительности, чем в первом случае, происходит интенсивное плавление электрода со струйным переносом металла.
Этот процесс переноса металла характерен для сварки активированным электродом на постоянном токе прямой полярности в активных и инертных газах, а также при сварке в аргоне постоянным током обратной полярности.
Контрольные вопросы:
1. Объясните сущность переноса металла через дугу в процессе сварки?
2. Какие виды переноса металла через дугу вы знаете?
3. Как влияют плотность тока и напряжение дуги на перенос капель жидкого металла в процессе сварки?
4. При каких видах сварки происходят процессы капельного переноса металла через дугу?
5. В чем особенности переноса металла через дугу при импульсно-дуговой сварке?
4. Особенности металлургических процессов при сварке, влияние кислорода, азота и водорода, содержащихся в воздухе, на металл шва
Процесс электрической сварки плавлением характеризуется химическими реакциями, которые возникают между расплавленным металлом и окружающей средой. При переносе металла с электрода в сварочную ванну капли и пары электродного металла и сварочной ванны, нагретые до высоких температур, взаимодействуют с атмосферными и другими газами и жидким шлаком.
Поэтому химический состав наплавленного металла может существенно отличаться от химического состава электродов и основного металла. Это, как правило, усугубляется высокой температурой сварочной ванны и малым временем пребывания металла в жидком состоянии.
Таким образом, в процессе сварки в течение короткого промежутка времени происходят сложнейшие процессы взаимодействия различных химических элементов. Основное влияние на качество сварного шва оказывают кислород, азот и водород. При неправильном ведении процесса сварки водород образует поры в шве, а кислород и азот существенно ухудшают механические свойства наплавленного металла.
Кислород попадает в зону сварки из окружающего воздуха, из влаги кромок свариваемого металла, из влаги флюсов, обмазки электродов и защитных газов, а также из материалов обмазки и флюсов. В материалах обмазки и флюсах кислород находится в виде оксидов марганца, кремния и др. В процессе сварки кислород соединяется с железом и остается в металле шва в виде оксида FeO.
С повышением содержания кислорода в металле шва снижается предел прочности, предел текучести, ударная вязкость; ухудшается коррозионная стойкость, жаропрочность сталей. Удаление кислорода из расплавленного металла достигается за счет введения в сварочную ванну таких элементов, как марганец и кремний. Эти элементы взаимодействуют с оксидом железа FeO, кислород в связанном состоянии переходит в шлак или на поверхность сварочной ванны. Такой процесс называется раскислением.
Азот попадает в зону сварки из окружающего воздуха. Азот растворяется в железе, марганце, титане, молибдене и вступает с ними в химическое взаимодействие с образованием нитридов. Нитриды резко увеличивают прочность и снижают пластичность сварного шва. Для уменьшения содержания азота в металле шва необходимо исключить азот из зоны сварки. Этого достигают при сварке в защитных газах.
Водород, подобно кислороду и азоту, поглощается в процессе сварки металлом шва. Источником водорода в зоне сварки может служить атмосферная влага, влага покрытия или флюса, влага ржавчины на поверхности сварочной проволоки и на свариваемых кромках. В отличие от кислорода и азота водород не образует в процессе сварки химических соединений с железом, а лишь растворяется в расплавленном металле. Повышенная растворимость водорода в жидком металле приводит к пористости.
Уменьшения содержания водорода в металле шва можно добиться путем предварительного прокаливания толстопокрытых электродов и флюсов, тщательной зачисткой свариваемых кромок от ржавчины, окалины и других загрязнений, предварительным нагревом деталей.
Одновременно с удалением из металла шва кислорода, азота водорода необходимо также очищать (рафинировать) металл шва от серы и фосфора, являющихся вредными примесями в сталях. Сера попадает в сварочную ванну из основного металла, сваркой проволоки, покрытий и флюсов. Наиболее неблагоприятной формой сернистых соединений в металле шва является сульфид железа FeS. В процессе кристаллизации он образует с железом эвтектику с температурой плавления ниже, чем у основного металла. Эвтектика располагается между зернами кристаллизующегося металла и является причиной возникновения горячих трещин сноломкость. Избавиться от появления такого дефекта позволяют марганец и кальций, содержащиеся в сварочной проволоке и обмазке электрода.
www.profilib.net
Магнитное дутье | Сварка своими руками
Магнитное дутье может превратить сварку в катастрофу, изрядно попортить нервы и привести к порче изделия, браку. Есть ли способы борьбы с этим явлением и если есть, то какие?
Каждый опытный сварщик сталкивался с таким неприятным явлением, как магнитное дутье. В теории магнитное дутье — это явление, возникающее при больших токах, приблизительно от 300А, так как сила магнитного поля равна квадрату тока. Но практика показывает, что и при сварке на малых токах магнитное дутье имеет место быть, особенно если вы имеете дело с крупногабаритными изделиями, такими, как металлические баки. Объясняется это просто: массивные металлические изделия, расположенные неподалеку от сварочной ванны, приводят к образованию несимметричного магнитного поля дуги, что и приводит к ее отклонению в одну или другую сторону. Магнитное дутье также возникает часто при сварке угловых швов, глубоких швов. Вот когда дуговая сварка становится пыткой, а качество шва получается визуально неоднородным, часты непровары и прожоги металла. Так что же делать непрофессиональному сварщику, который впервые столкнулся с этим неприятным явлением в своей практике?
Есть несколько способов избавиться от магнитного дутья:
1 Сваривать на переменном токе, явление присуще только работе на постоянном токе.
2 Если в вашем распоряжение инвертор DC, то бишь режим сварки на переменном токе невозможен, можно попробовать поиграться с углом наклона электрода, старайтесь направлять его в сторону действия магнитного дутья.
3 Применяйте сварку короткой дугой, чем меньше дуга, тем меньше ее отклонение. При работе желательно использовать регулируемый форсаж дуги. При работе с автоматическим форсажом может включиться режим «антизалипание».
4 Зажим массы нужно крепить как можно ближе к зоне сварки, сварку вести по направлению к зажиму.
5 Можно попробовать отклонить дугу с помощью магнитов или крупных металлических изделий, установленных неподалеку.
svarka-master.ru
