Презентация к уроку "Способы зажигания сварочной дуги". Зажигание сварочной дуги
Зажигание - сварочная дуга - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Зажигание - сварочная дуга
Cтраница 1
Зажигание сварочной дуги может осуществляться двумя способами. Первый способ предусматривает замыкание электрода о деталь и последующее разъединение. [1]
Зажигание сварочной дуги может осуществляться двумя способами. Первый способ предусматривает замыкание электрода о деталь и последующее разъединение. Второй способ предусматривает зажигание дуги с помощью электрического пробоя воздушного промежутка, достигаемого приложением к электродам высокого напряжения в 2000 - 3000 В. Осциллятор используют чаще при сварке на переменном токе и подключают к дуге параллельно со сварочным трансформатором. [2]
Зажигание сварочной дуги может быть облегчено и устойчивость ее горения повышена посредством наложения на дуговом промежуток вспомогательного переменного тока повышенного напряжения, высокой частоты и небольшой мощности. Повышенное напряжение пробивает газовый промежуток при отсутствии или ослаблении основного сварочного тока и охлаждении и деиониза-ции газа между электродами. Искровой разряд при пробое газа создает канал с достаточно высокой степенью ионизации и электропроводностью и открывает путь прохождению сварочного тока. [3]
Сварка начинается с зажигания сварочной дуги, которое происходит при кратковременном касании концом электрода изделия. Благодаря протеканию тока короткого замыкания и наличию контактного сопротивления торец электрода быстро разогревается до высокой температуры и возникает сварочная дуга. В процессе зажигания дуги конец электрода следует удалить от изделия на 4 - 5 мм. Зажигание дуги производят прямым отрывом электрода после короткого замыкания - методом впритык или скользящим движением конца электрода с кратковременным касанием изделия - методом спички. Дугу перемещают таким образом, чтобы обеспечивалось проплавление свариваемых кромок и получалось требуемое качество наплавленного металла при хорошем формировании шва. При ручной сварке длина дуги в зависимости от марки и диаметра электрода, условий сварки составляет 0 5 - 1 2 диаметра электрода. Большое увеличение дуги приводит к снижению глубины провара, ухудшению качества шва, увеличению разбрызгивания, а иногда к порообразованию; значительное уменьшение - к ухудшению формирования и короткому замыканию. [4]
Опыты показывают, что напряжение зажигания сварочной дуги в те полупериоды, когда катодное пятно расположено на изделии, часто превосходит нормальное напряжение горения дуги в 2 - 3 раза. В некоторых наиболее неблагоприятных случаях это соотношение возрастает до 4 - 5 раз. [5]
Источники питания для дуговой сварки должны удовлетворять ряду дополнительных требований, важнейшими из которых являются легкое зажигание сварочной дуги, устойчивое горение дуги на всех режимах работы, способность ограничивать токи короткого замыкания. [6]
Сварочная головка в процессе сварки выполняет следующие основные функции: подачу электродной проволоки в зону сварки и регулирование дуги, зажигание сварочной дуги в начале сварки и разрывание в конце сварки, подвод сварочного тока к электродной проволоке. [7]
Выпрямители типа ВСУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 в, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение. [9]
Выпрямители типа ВСУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 в, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение. [10]
Выпрямители типа ВСУ, СДУ обеспечивают получение жестких внешних характеристик с повышенным напряжением холостого хода до 68 В, что значительно облегчает зажигание сварочной дуги и обеспечивает стабильное ее горение. [11]
Наложение сварного шва или наплавка валика на поверхность изделия всегда начинается с зажигания дуги. Для зажигания сварочной дуги необходимо напряжение тока не ниже 40 в для постоянного тока и 65 в для переменного тока. [12]
Осциллятор значительно облегчает зажигание сварочной дуги и повышает ее устойчивость. Когда качество электродов было еще сравнительно низким, осцилляторы довольно широко применялись в нашей промышленности совместно со сварочными трансформаторами. [14]
Источник питания является электротехническим устройством, создающим или преобразующим электрическую энергию для питания сварочных установок. Источники питания для дуговой сварки должны удовлетворять ряду требований, важнейшими из которых являются легкое зажигание сварочной дуги, устойчивое горение дуги на всех режимах работы, способность ограничивать токи короткого замыкания. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Электрическая сварочная дуга – Осварке.Нет
Сварочная дуга — длительный разряд электрического тока, горящий между сварочным электродом и сварочной конструкцией в ионизированной среде газов и паров металлов.
Виды сварочной дуги
Различают следующие виды дуги:
- прямого действия — дуга горящая между металлическим сварочным электродом и сварной конструкцией;
- непрямого действия — горение дуги происходит между двумя электродами, а основной металл не включается в электрическую цепь;
- трехфазная дуга — подведено по одной фазе на два сварочных электрода, а третья к сварочной конструкции;
- плазменная дуга — дуга сжатая газами.
Обязательным условием горения дуги является наличие заряженных частичек (электронов и ионов) в промежутке газов между электродом и металлом. При обычной среде газы не проводят электрический ток. Для того чтобы зажечь дугу необходимо замкнуть электрод касанием об изделие, после чего выделяется значительный потенциал тепла, который ускоряет движение свободных электронов в цепи. Когда конец электрода отрывается, находясь под воздействием электрического поля вылетают в межэлектродное пространство. Самостоятельный выход электронов с катода в газовое пространство называется электронной эмиссией. Источник питания сварной дуги постоянно поставляет новые электроны и дуга горит постоянно. Техника зажигания дуги при ручной дуговой сварке описана здесь.
Современное сварочное оборудование позволяет выполнять зажигание дуги бесконтактным методом — не касаясь электродом об изделие. Выполняется это при помощи использования генератора высокочастотных колебаний — осциллятора.
Строение сварочной дуги: катодное пятно, столб дуги, анодное пятно
Катодное пятно является источником и местом выхода электронов. Этот участок электрической дуги разогревается до температуры 2400-2600°C при использовании покрытых электродов, а количество тепла выделенного тепла на этом участке равняется 38% от общего. На этом участке дуги теряется 12-17 В напряжения сосредоточенных на разгон электродов и их эмиссию.
Столб дуги в отличии от катодного и анодного пятна является нейтральным участком дуги, где одновременно находится одинаковое количество позитивно и негативного заряженных частиц. Столб дуги выделяет приблизительно 20% об общего количества тепла. Потеря напряжения на этом участке сварочной дуги зависит от ее длины и становит 2-12 В. Температура столба дуги самая высокая 6000-8000°C.
Анодное пятно — место входа электродов в сварочную цепь с дуги. Температура 2400-2600°C, а количество выделяемого тепла 42% от общего. Спад напряжения 2-11 В. Анодное пятно под воздействием постоянной бомбардировки имеет вогнутую форму, которую называют кратером.
При сварке на постоянном токе различают прямую и обратную полярность. Меняют полярность в зависимости от вида свариваемого материала. Если требуется больший нагрев металла и глубина проплавления необходимо установить анод на изделие, где будет выделяться больше тепла — прямая полярность. При сварке на обратной полярности анод и катод меняются местами, поэтому на изделии выделяется меньше тепла.
Для сварки дугой переменного тока характерно менять полярность с частотой 50 Гц, поэтому на электроде и изделии выделяется одинаковое количество тепла. При сварке на переменном токе дуга горит менее стойко и усиливается разбрызгивание электродного металла.
osvarke.net
Определение сварочной дуги, ее строение, условия зажигания и горения. Сварка
Определение сварочной дуги, ее строение, условия зажигания и горения
Электрической сварочной дугой называют устойчивый электрический разряд в сильно ионизированной смеси газов и паров материалов, происходящий при давлении, близком к атмосферному, используемом при сварке, и характеризуемый высокой плотностью тока и высокой температурой.
Температура в столбе сварочной дуги достигает 5 000–12000 °C и зависит от плотности тока, состава газовой среды дуги, материала и диаметра электрода. А потому сварочная дуга является мощным концентрированным источником теплоты. Электрическая энергия, потребляемая дугой, в основном превращается в тепловую энергию.
В столбе сварочной дуги протекают следующие процессы:
1. Столб дуги заполнен заряженными частицами – электронами и ионами. В нем присутствуют также и нейтральные частицы – атомы и даже молекулы паров веществ, из которых сделаны электроды. Под действием электродинамических сил частицы перемещаются. Скорость их перемещения различна. Быстрее всего перемещаются электроны. Они легко разгоняются и, сталкиваясь с атомами и ионами, передают им свою энергию. Столкновения электронов с атомами могут быть упругими и неупругими. При упругих столкновениях атомы начинают двигаться быстрее – увеличивается их кинетическая энергия. В результате повышается температура плазмы дуги.
2. Электрон, который в электрическом поле приобрел достаточно большую энергию, является источником неупругих столкновений. Столкнувшись с атомом, он возбуждает его, а когда удар достаточно силен, то и выбивает из атома его собственные электроны.
Энергию, которая должна быть сообщена электрону для ионизации какого-либо атома, выражают в электронвольтах (эВ) и называют потенциалом ионизации. Величина потенциала ионизации зависит от строения атома. Чем меньше номер группы и больше номер периода в таблице элементов Менделеева, тем меньше энергии необходимо затратить для ионизации. Наименьшим потенциалом ионизации (3,9 эВ) обладает атом цезия, поскольку он самый тяжелый из всех щелочных металлов. Самый легкий из инертных газов – элемент последней, нулевой группы – гелий обладает наивысшим потенциалом ионизации (24,5 эВ).
Энергия, расходуемая на диссоциацию (разделение) различных молекул, также различна. Так, например, для диссоциации молекулы водорода необходимо затратить 4,48 эВ, фтора – 1,6 эВ, а углекислого газа – 9,7 эВ. Эти величины имеют для сварщиков особое значение. При разработке электродных покрытий, флюсов и проволок приходится учитывать, молекулы каких веществ диссоциируют раньше, а каких – позже, какие элементы ионизируются легче, а какие – труднее, и сколько для этого потребуется энергии.
В зависимости от числа электродов и способов включения электродов и свариваемой детали в электрическую цепь различают следующие виды сварочных дуг (рис. 46):
1. Прямого действия, когда дуга горит между электродом и изделием.
2. Косвенного действия, когда дуга горит между двумя электродами, а свариваемое изделие не включено в электрическую цепь.
3. Трехфазную дугу, возбуждаемую между двумя электродами, а также между каждым электродом и основным металлом.
Рис. 46.
Виды сварочных дуг:
а – прямого; б – косвенного; в – комбинированного действия (трехфазная)
По роду тока различают дуги, питаемые переменным и постоянным током. При использовании постоянного тока различают сварку на прямой и обратной полярности.
При прямой полярности электрод подключается к отрицательному полюсу и служит катодом, а изделие – к положительному полюсу и служит анодом.
При обратной полярности электрод подключается к положительному полюсу и служит анодом, а изделие – к отрицательному и служит катодом.
В зависимости от материала электрода различают дуги между неплавящимися электродами (угольными, вольфрамовыми) и плавящимися металлическими электродами.
Сварочная дуга обладает рядом физических и технологических свойств, от которых зависит эффективность использования дуги при сварке.
К физическим свойствам относятся электрические, электромагнитные, кинетические, температурные, световые.
К технологическим свойствам относятся мощность дуги, пространственная устойчивость, саморегулирование.
Электрическим разрядом в газе называют электрический ток, проходящий через газовую среду благодаря наличию в ней свободных электронов, а также отрицательных и положительных ионов, способных перемещаться между электродами под действием приложенного электрического поля (разности потенциалов между электродами.
Сварка дугой переменного тока имеет некоторые особенности. Вследствие того, что мгновенные значения тока переходят через нуль 100 раз в 1 с, меняет свое положение катодное пятно, являющееся источником электронов, ионизация дугового промежутка менее стабильна и сварочная дуга менее устойчива по сравнению с дугой постоянного тока.
Общепринятой мерой повышения стабилизации сварочной дуги переменного тока является включение в сварочную цепь последовательно с дугой индуктивного сопротивления. Последовательное включение в сварочную цепь катушек со стальным сердечником (дросселей) позволяет вести сварочные работы металлическими электродами на переменном токе при напряжении сварочного трансформатора 60–65 В.
Процесс, при котором из нейтральных атомов и молекул образуются положительные и отрицательные ионы, называют ионизацией. При обычных температурах ионизацию можно вызвать, если уже имеющимся в газе электронам и ионам сообщить при помощи электрического поля большие скорости. Обладая большой энергией, эти частицы могут разбивать нейтральные атомы и молекулы на ионы. Кроме того, ионизацию можно вызвать световыми, ультрафиолетовыми, рентгеновскими лучами, а также излучением радиоактивных веществ.
В обычных условиях воздух, как и все газы, обладает весьма слабой электропроводностью. Это объясняется малой концентрацией свободных электронов и ионов в газах. Поэтому, чтобы вызвать в газе мощный электрический ток, т. е. образовать электрическую дугу, необходимо ионизировать воздушный промежуток (или другую газообразную среду) между электродами.
Ионизацию можно произвести, если приложить к электродам достаточно высокое напряжение, тогда имеющиеся в газе свободные электроны и ионы будут разгоняться электрическим полем и, получив энергию, смогут разбить нейтральные молекулы на ионы.
Однако при сварке, исходя из правил техники безопасности, нельзя пользоваться высокими напряжениями. Поэтому применяют другой способ. Так как в металлах имеется большая концентрация свободных электронов, то надо извлечь эти электроны из объема металла в газовую среду и затем использовать для ионизации молекул газа.
Существует несколько способов извлечения электронов из металлов. Из них для процесса сварки имеют значения два: термоэлектронная и автоэлектронная эмиссии.
Во время термоэлектронной эмиссии происходит «испарение» свободных электронов с поверхности металла благодаря высокой температуре. Чем выше температура металла, тем большее число свободных электронов приобретают энергии, достаточные для преодоления «потенциального барьера» в поверхностном слое и выхода из металла.
Во время автоэлектронной эмиссии извлечение электронов из металла производится при помощи внешнего электрического поля, которое несколько изменяет потенциальный барьер у поверхности металла и облегчает выход тех электронов, которые внутри металла имеют достаточно большую энергию и могут преодолеть этот барьер.
Ионизацию, вызванную в некотором объеме газовой среды, принято называть объемной.
Объемная ионизация, полученная благодаря нагреванию газа до очень высоких температур, называется термической. При высоких температурах значительная часть молекул газа обладает достаточной энергией для того, чтобы при столкновениях могло произойти разбиение нейтральных молекул на ионы. Кроме того, с повышением температуры увеличивается общее число столкновений между молекулами газа. При очень высоких температурах в процессе ионизации начинает также играть заметную роль излучение газа и раскаленных электродов.
Ионизация газовой среды характеризуется степенью ионизации, т. е. отношением числа заряженных частиц в данном объеме к первоначальному числу частиц (до начала ионизации). При полной ионизации степень ионизации будет равна единице.
При температуре 6000–8000 °C такие вещества, как калий, натрий, кальций, обладают достаточно высокой степенью ионизации. Пары этих элементов, находясь в дуговом промежутке, обеспечивают легкость возбуждения и устойчивое горение дуги. Это свойство щелочных металлов объясняется тем, что атомы этих металлов обладают малым потенциалом ионизации. Поэтому для повышения устойчивости горения электрической дуги эти вещества вводят в зону дуги в виде электродных покрытий или флюсов.
Электрическая дуга постоянного тока возбуждается при соприкосновении торца электрода и кромок свариваемой детали. Контакт в начальный момент осуществляется между микровыступами поверхностей электрода и свариваемой детали. Высокая плотность тока способствует мгновенному расплавлению этих выступов и образованию пленки жидкого металла, которая замыкает сварочную цепь на участке «электрод – свариваемая деталь». При последующем отводе электрода от поверхности детали на 2–4 мм пленка жидкого металла растягивается, а сечение уменьшается, вследствие чего возрастает плотность тока и повышается температура металла.
Эти явления приводят к разрыву пленки и испарению вскипевшего металла. Возникшие при высокой температуре интенсивные термоэлектронная и автоэлектронная эмиссии обеспечивают ионизацию паров металла и газов межэлектродного промежутка. В образовавшейся ионизированной среде возникает электрическая сварочная дуга. Процесс возбуждения дуги кратковременен и осуществляется в течение долей секунды.
В установившейся сварочной дуге различают три зоны: катодную, анодную и столба дуги.
Катодная зона начинается с раскаленного торца катода, на котором расположено так называемое катодное пятно. Отсюда вылетает поток свободных электронов, осуществляющих ионизацию дугового промежутка. Плотность тока на катодном пятне достигает 60–70 А/мм2 к катоду устремляются потоки положительных ионов, которые бомбардируют и отдают ему свою энергию, вызывая нагрев до температуры 2500–3000 °C.
Анодная зона расположена у торца положительного электрода, в котором выделяется небольшой участок, называемый анодным пятном. К анодному пятну устремляются и отдают свою энергию потоки электронов, разогревая его до температуры 2500–4000 °C.
Столб дуги, расположенный между катодной и анодной зонами, состоит из раскаленных ионизированных частиц. Температура в этой зоне достигает 6000–7000 °C в зависимости от плотности сварочного тока.
Для возбуждения дуги в начальный момент необходимо несколько большее напряжение, чем при ее последующем горении. Это объясняется тем, что при возбуждении дуги воздушный зазор недостаточно нагрет, степень ионизации недостаточно высокая и необходимо большее напряжение, способное сообщить свободным электронам достаточно большую энергию, чтобы при их столкновении с атомами газового промежутка могла произойти ионизация.
Увеличение концентрации свободных электронов в объеме дуги приводит к интенсивной ионизации дугового промежутка, а отсюда к повышению его электропроводности. Вследствие этого напряжение тока падает до значения, которое необходимо для устойчивого горения дуги. Зависимость напряжения дуги от тока в сварочной цепи называют статической вольт-амперной характеристикой дуги.
Вольт-амперная характеристика дуги имеет три области: падающую, жесткую и возрастающую.
В первой (до 100 А) с увеличением тока напряжение значительно уменьшается. Это происходит в связи с тем, что при повышении тока увеличивается поперечное сечение, а следовательно, и проводимость столба дуги.
Во второй области (100–1000 А) при увеличении тока напряжение сохраняется постоянным, так как сечение столба дуги и площади анодного и катодного пятен увеличиваются пропорционально току. Область характеризуется постоянством плотности тока.
В третьей области увеличение тока вызывает возрастание напряжения вследствие того, что увеличение плотности тока выше определенного значения не сопровождается увеличением катодного пятна ввиду ограниченности сечения электрода.
Дуга первой области горит неустойчиво и поэтому имеет ограниченное применение. Дуга второй области горит устойчиво и обеспечивает нормальный процесс сварки.
Необходимое напряжение для возбуждения дуги зависит от рода тока (постоянный или переменный), материала электрода и свариваемых кромок, дугового промежутка, покрытия электродов и ряда других факторов. Значения напряжений, обеспечивающих возникновение дуги в дуговых промежутках, равных 2–4 мм, находятся в пределах 40–70 В.
Напряжение для установившейся сварочной дуги определяется по формуле:
где: а – коэффициент, по своей физической сущности составляющий сумму падений напряжений в зонах катода и анода, В;
b – коэффициент, выражающий среднее падение напряжения на единицу длины дуги, В/мм;
1 – длина дуги, мм.
Рис. 47.
Схема сварочной дуги и падения напряжений в ней:
1 – электрод; 2 – изделие; 3 – анодное пятно;
4 – анодная область дуги; 5 – столб дуги;
6 – катодная область дуги; 7 – катодное пятно
Длиной дуги называется расстояние между торцом электрода и поверхностью сварочной ванны. Короткой дугой называют дугу длиной 2–4 мм. Длина нормальной дуги составляет 4–6 мм. Дугу длиной более 6 мм называют длинной.
Оптимальный режим сварки обеспечивается при короткой дуге. При длинной дуге процесс протекает неравномерно, дуга горит неустойчиво – металл, проходя через дуговой промежуток, больше окисляется и азотируется, увеличиваются угар и разбрызгивание металла.
При помощи магнитных полей, создаваемых вокруг дуги и в свариваемой детали, электрическая сварочная дуга может быть отклонена от своего нормального положения. Эти поля действуют на движущиеся заряженные частицы и тем самым оказывают воздействие на всю дугу. Такое явление называют магнитным дутьем. Воздействие магнитных полей на дугу прямо пропорционально квадрату силы тока и достигает заметного значения при сварочных токах более 300 А.
Магнитные поля оказывают отклоняющее действие на дугу при неравномерном и несимметричном расположении поля относительно дуги. Наличие вблизи сварочной дуги значительных ферромагнитных масс нарушает симметричность магнитного поля дуги и вызывает отклонение дуги в сторону этих масс.
В некоторых случаях магнитное дутье затрудняет процесс сварки, и поэтому принимаются меры по снижению его действия на дугу. К таким мерам относятся:
• сварка короткой дугой;
• подвод сварочного тока в точке, максимально близкой к дуге;
• наклон электрода в сторону действия магнитного дутья;
• размещение у места сварки ферромагнитных масс.
При использовании переменного тока анодное и катодное пятна меняются местами с частотой, равной частоте тока. С течением времени напряжение и ток периодически изменяются от нулевого значения до наибольшего. При переходе значения тока через нуль и перемене полярности в начале и в конце каждого полупериода дуга гаснет, температура активных пятен и дугового промежутка снижается. Вследствие этого происходят деионизация газов и уменьшение электропроводности столба дуги. Интенсивнее падает температура активного пятна, расположенного на поверхности сварочной ванны, в связи с отводом теплоты в массу основного металла.
Повторное зажигание дуги в начале каждого полупериода возможно только при повышенном напряжении, называемом пиком зажигания. При этом установлено, что пик зажигания несколько выше, когда катодное пятно находится на основном металле.
Для облегчения повторного зажигания, снижения пика зажигания дуги и повышения устойчивости ее горения применяют меры, позволяющие снизить эффективный потенциал ионизации газов в дуге. В этом случае электропроводность дуги после ее угасания сохраняется дольше, пик зажигания снижается, дуга легче возбуждается и горит устойчивее.
Применение различных стабилизирующих элементов (калий, натрий, кальций и др.), вводимых в зону дуги в виде электродных покрытий или в виде флюсов, относится к этим мерам.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
info.wikireading.ru
Условия зажигания и горения дуги
Условия зажигания и горения дуги зависят от рода тока, полярности, химического состава электродов, газового промежутка и его длины.
Зажигание и горение дуги протекают лучше на постоянном токе.
Напряжение холостого тока, подводимое к электродам, с учетом безопасности труда при сварке не превышает 80 В на переменном токе и 90 В на постоянном токе. Обычно напряжение зажигания дуги больше по величине напряжения горения дуги на переменном токе в 1,2 -2,5 раза, а на постоянном токе - в 1,2-1,4 раза.
Для зажигания дуги требуется напряжение большее по величине, чем для горения дуги.
Первое условие
Дуга зажигается от нагревания торца электрода (катода). Когда электрод соприкасается с изделием, создается замкнутая сварочная цепь, торец катодного электрода нагревается за счет выделения теплоты при прохождении тока через контакт, имеющий большое электросопротивление, и при отрыве электрода от изделия на расстояние 1 мм (или несколько более) дуга зажигается. В момент отрыва электрода от изделия с нагретого от короткого замыкания катода начинается термоэлектронная эмиссия. Электронный ток ионизирует газы и пары металла, находящиеся в межэлектродном промежутке, и с этого момента в дуге появляются электронный и ионный токи.
Поддержание непрерывного горения дуги будет осуществляться, если приток энергии в дугу превышает потери в ней на излучение, конвекцию, диссоциацию, электромагнитные потери и др.
В случае коротких замыканий каплями электродного материала, образующимися на конце плавящего электрода и переносимыми на изделие, повторные зажигания дуги происходят самопроизвольно, если температура катода остается достаточно высокой. Эта температура зависит от состава материала катода, плотности тока в нем и др.
Таким образом, первым условием для зажигания и горения дуги является наличие специального электрического источника питания дуги, позволяющего быстро производить нагревание катоду до необходимой температуры.
Второе условие
Вторым условием для зажигания и горения дуги является наличие ионизации в столбе дуги. Дуга с плавящимся электродом - это в основном дуга в парах металла, а не в газе. Это происходит по той причине, что потенциал ионизации паров металла значительно ниже, чем у газов; например, потенциалы ионизации газов Не, F, Аг, Н2, N2, СО2, О2 соответственно равны 24,5 - 12,5, а у металлов Fe, Al, Na, К - 7,83-4,32 эВ.
Горящую дугу можно растянуть до определенной длины, после чего она гаснет. Чем выше степень ионизации, тем длиннее будет дуга.
Длина горящей без обрыва дуги характеризует стабильность дуги.
Стабильность дуги
Стабильность функционирования дуги зависит от ряда ее характеристик, например от температуры катода, его термоэлектронной способности, степени ионизации атмосферы и т. д.
Стабильность дуги повышается с увеличением в ее атмосфере элементов с низким потенциалом ионизации, например калия, натрия и др.
Стабильные дуги устанавливаются в газах, обладающих относительно низкой теплопроводностью (аргон, криптон), а в газе с относительно высокой теплопроводностью (гелий, водород, азот) для устойчивого горения необходимо повышенное напряжение на дуге. В последнем случае сварка выполняется более короткой дугой неплавящимся электродом.
Третье условие
Третьим условием для сварки на переменном токе является наличие в сварочной цепи реактивного сопротивления (повышенной индуктивности), что повышает стабильность горения дуги. В сварочной цепи переменного тока, имеющей только омическое сопротивление, при горении дуги образуются обрывы (100 обрывов в секунду при частоте переменного тока 50 Гц).
При реактивном сопротивлении, включенном в сварочную цепь переменного тока, обрывы в горении дуги отсутствуют.
Электрическую индуктивность включают не только в сварочную цепь переменного тока, но даже в цепь постоянного тока. В настоящее время некоторые сварочные выпрямители изготовляют с включением в сварочную цепь индуктивности, с тем чтобы улучшить стабильность дуги и качество сварочных работ. Это особенно необходимо, если производить полуавтоматическую шланговую сварку в СО; чем больше диаметр сварочной проволоки и ток, тем большая величина индуктивности должна быть в сварочной цепи.
Четвертое условие
Четвертым условием для зажигания и горения дуги на любом роде тока зависит от характеристики источника питания дуги: источник питания должен поддерживать горение дуги при наличии возмущений в виде изменения напряжения в сети, рельефа поверхности свариваемого изделия, скорости подачи сварочной проволоки и др.
www.svarkametallov.ru
Процесс - зажигание - дуга
Процесс - зажигание - дуга
Cтраница 1
Процесс зажигания дуги при сварке плавящимся электродом начинается с короткого замыкания ( соприкосновения) электрода с изделием. Ток короткого замыкания мгновенно расплавляет металл в местах, по которым произошли их соприкосновения, в результате чего образуется жидкая перемычка. При отводе электрода от изделия жидкая перемычка, образовавшаяся между электродами, растягивается, металл перегревается и его температура достигает температуры кипения, пары металла ионизируются - возбуждается дуга. [1]
Существенным является процесс зажигания дуги. Электрод помещен глубоко в корпусе плазмотрона, что не позволяет зажигать дугу обычным прикосновением электрода к изделию. Предлагались механические приспособления, пристраиваемые к плазмотрону и производящие зажигание замыканием вспомогательным контактом электрода на изделие или на сопло. Такие устройства усложняют конструкцию плазмотрона и его обслуживание и не получили широкого применения. Обычно пользуются мощным осциллятором, пробивающим газовый промежуток и зажигающим вспомогательную дугу между электродом и соплом через ограничивающее сопротивление; загоревшаяся дуга автоматически перебрасывается на изделие и горит уже на нормальном режиме. [2]
На рис. 156 схематически показан процесс зажигания дуги при сварке. [4]
Этот ток, проходя по сварочной цепи одновременно с основным сварочным током, облегчает процесс зажигания дуги и обеспечивает устойчивое горение ее. Осциллятор включается параллельно во вторичную цепь сварочного трансформатора. [6]
Дуга является мощным электрическим разрядом в ионизированной газовой среде. Процесс зажигания дуги при сварке состоит из трех этапов: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3 - 6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда. [8]
Основные швы по своим размерам значительно Тпревосходят сборочные швы, и поэтому последние полностью перевариваются. Процессы зажигания дуг, заварки кратера и отключения дуг автоматизированы, и это позволяет обходиться выводными планками длиной всего 150 - 200 мм. [10]
Процесс возникновения дуги длится доли секунды. Отдельные этапы процесса зажигания дуги показаны на фиг. [11]
Регуляторы мощности дуговых сталеплавильных печей представляют собой охваченные главной обратной связью три взаимосвязанные подсистемы: узел сравнения сигналов плеч тока в дуге и напряжения на дуге, преобразователь и исполнительный элемент - двигатель. Моделирование узла сравнения сигналов плеч тока и напряжения имеет некоторые особенности, связанные с особенностями процесса зажигания дуги и ее характеристиками. [12]
Ионизация дугового промежутка происходит во время зажигания дуги и непрерывно поддерживается в процессе ее горения. 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. [14]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
зажигание дуги и траектория электрода
Ручная дуговая сварка — это универсальная технология, которая применяется уже очень давно. Осуществляется ручная дуговая сварка покрытым специальным составом металлическим электродом. Для сварки труб и других деталей методом дуговой сварки используется различное оборудование:
- трансформаторы;
- генераторы;
- выпрямители.
Схема ручной дуговой сварки металлическим электродом.
Основы ручной дуговой сварки
Для осуществления сварки между поверхностью изделия и электродом зажигается сварочная дуга. Она образуется благодаря подаче постоянного или переменного тока.
Схема автоматической сварки под флюсом.
Различают сварку на прямой и обратной полярности. Это определяется тем, какой полюс подается на изделие: положительный или отрицательный. В процессе сварки под действием тока происходит плавление металла свариваемых деталей, металлического стержня электрода и его покрытие из шлака. Расплавленные материалы находятся в сварочной ванне, где приходит их смешивание. При застывании электродный металл, перемешанный с основным, застывает и образует сварочный шов, на поверхность которого выступает шлак.
Техника зажигания дуги
Зажигание дуги происходит после короткого прикосновения кончика электрода к поверхности свариваемого изделия. Происходит короткое замыкание. Под воздействием образованного тока и торцевого сопротивления происходит очень быстрый нагрев металла. Из-за его высокой температуры при отрыве края от свариваемой поверхности газовое пространство между ними ионизируется, результатом чего и становится газовая дуга.
Процесс сварки.
Оптимальное расстояние между электродом и металлом для зажигания дуги — 4-5 мм. Если отвести край электродного на большее расстояние, то зажигания не произойдет. Добиться зажигания можно одним из двух способов:
- прямым отрывом электрода;
- скольжением края электродного стержня.
Дугу нужно вести так, чтобы получился шов с требуемой глубиной проплавления. Для этого требуется соблюдать постоянную длину дуги и правильно перемещать электрод.
Как двигать электрод?
От соблюдения правил перемещения электрода по свариваемой поверхности зависит конечное качество работы.
Перемещать его можно несколькими способами:
- Поступательно. В этом случае направление движения совпадает с осью стержня. Данный метод перемещения способствует сохранению длины дуги. Если ее длина будет слишком малой, то сформировать качественный шов будет практически невозможно. Если же она будет слишком большой, то уменьшится глубина провара, электродный металл начнет разбрызгиваться, а эстетические и механические характеристик шва будут существенно снижены. В шве могут образоваться поры.
- Движение вдоль оси валика. В этом случае оптимальная скорость перемещения определяется силой тока, диаметром и металлом электрода и необходимым видом шва. Этим способом сваривают тонкие изделия, например, трубы, причем без совершения поперечных движений.
- Поперечное. Данная траектория позволяет добиться нужной глубины проплавления и ширины шва. При этом край электрода колеблется в обе стороны от шва.
Ручная дуговая сварка широко применяется в промышленности и быту. Этот метод известен и популярен уже очень давно. Сварить детали этим способом можно на базе разного сварочного оборудования. Метод универсален, так как работать можно практически в любом положении, его очень часто применяют в тех случаях, когда варить нужно в труднодоступном месте. Однако из-за низкой производительности и повышенной вредности условий труда при возможности ручную дуговую сварку заменяют более современными методами.
moyasvarka.ru
Презентация к уроку "Способы зажигания сварочной дуги"
ТЕМА УРОКА: СПОСБЫ ЗАЖИГАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ
ЦЕЛЬ УРОКА:
ИЗУЧИТЬ СПОСОБЫ ЗАЖИГАНИЯ СВАРОЧНОЙ ДУГИ
Теоретические вопросы: 1. Объясните, как подключаются сварочные кабеля при прямой и обратной полярности? 2. Для кого рода тока применяются электроды марки МР-3, УОНИ 13/45? 3. Расшифруйте марку оборудования ВДМ-1001, ТС-400, РБ-315, ТСШ-311? 4. Назовите род тока при работает ТС-400, ВДМ-1001?
Перед зажиганием (возбуждением) дуги следует установить необходимую силу сварочного тока, которая зависит от марки электрода, типа сварного соединения, положения шва в пространстве и др.
Зажигание дуги между покрытым электродом и свариваемым изделием выполняют в два приема: коротким замыканием электрода с изделием и отрывом электрода от поверхности изделия на расстояние, равное примерно диаметру покрытого электрода
При первом способе электрод подводят перпендикулярно к месту начала сварки и после сравнительно легкого прикосновения к изделию отводят верх на расстояние 25 мм.
КАСАНИЕМ
Второй способ напоминает процесс, зажигая спички. При обрыве дуги повторное зажигание ее осуществляется впереди кратера на основном металле с возвратом к наплавленному металлу для вывода на поверхность загрязнений, скопившихся в кратере. После этого сварку ведут в нужном направлении.
ЧИРКАНЬЕМ
Зажигание сварочной дуги.
1 способ - впритык
2 способ - чирканьем
90 °
75 °
электрод
анимация
пластина
Сварщики используют оба способа зажигания дуги. Первый способ чаще применяется при сварке в узких и неудобных местах .
Сразу после зажигания дуги начинается плавление основного и электродного металлов. На изделии образуется ванна расплавленного металла.
Возбуждение (возникновение) и горение дуги
3. ОБРАЗОВАНИЕ ШЕЙКИ
4. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ДУГИ И СВАРОЧНОЙ ВАННЫ
1. КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ
2. ОБРАЗОВАНИЕ ПРОСЛОЙКИ ИЗ ЖИДКОГО МЕТАЛЛА
От правильно выбранной длины дуги весьма сильно зависят производительность сварки и качество сварного шва.
Сварщик должен поддерживать горение дуги так, чтобы ее длина была постоянной.
Нормальной считают длину дуги, равную 0,5 - 1,1 диаметра стержня электрода (в зависимости от типа и марки электрода и положения сварки в пространстве).
Увеличение длины дуги снижает устойчивое ее горение, глубину проплавления основного металла, повышает потери на угар и разбрызгивание электрода, вызывает образование шва с неровной поверхностью и усиливает вредное воздействие окружающей атмосферы на расплавленный металл.
Длина сварочной дуги равна 0,5 – 1,1 диаметру электрода.
Короткая дуга
электрод
Длинная дуга
пластина
Сварщик должен подавать электрод в дугу со скоростью, равной скорости плавления электрода .
Умение поддерживать дугу постоянной длины характеризует квалификацию сварщика.
Закрепление полученных знаний
- Способы зажигания дуги.
- Техника зажигания касанием.
- Техника зажигания чирканьем.
- Требуемая длина дуги.
multiurok.ru
