Для ручной дуговой сварки используют сварочную дугу прямого действия, когда дуга горит между электродом и изделием. В промышленности и при высокотехнологических способах сварки применяют также многоэлектродные дуги.

По роду тока различают дуги, питаемые переменным и постоянным током. Вследствие того, что мгновенные значения переменного тока переходят через нуль 100 раз в секунду, ионизация дугового промежутка менее стабильна и сварочная дуга менее устойчива по сравнению с дугой постоянного тока. Поэтому для этого вида дуги используют специальные электроды с соответствующим покрытием, которое стабилизирует дугу при пропадании тока.

При применении постоянного тока, как упоминалось выше, различают сварку на прямой и обратной полярности. В первом случае электрод подключается к отрицательному полюсу и служит катодом, а изделие – к положительному полюсу и служит анодом, т. е. ток идет от электрода к нагреваемому металлу. Во втором случае электрод подключается к положительному полюсу и служит анодом, а изделие – к отрицательному и служит катодом. Свободные электроны движутся от свариваемого металла через электрод, что ведет к сильному нагреву последнего. При одних и тех же параметрах источника сварочного тока температура на поверхности свариваемого металла при обратной полярности будет ниже, и этот эффект широко используют при сварке тонкой или высоколегированной стали. Если же сварка ведется на переменном токе, каждый из электродов является попеременно то анодом, то катодом.

Сварочный электрод плавится за счет тепла, сконцентрированного на его конце в приэлектродной области дуги. Количество тепла, выделяемого в этой области, напрямую зависит от силы тока и электрического сопротивления промежутка, образовавшегося между электродом и основным металлом. И чем больше вылет электрода, тем больше его сопротивление и тем больше выделяется тепла. Нагреваясь до температуры 2300–2500 °C, конец электрода плавится, а образовавшиеся при этом капли металла переносятся через дуговое пространство и попадают в сварочную ванну. Этому процессу способствуют электростатические и электродинамические силы, поверхностное натяжение, тяжесть металлической капли, давление газового потока, реактивное давление паров металла и т. д. Все эти силы, взаимодействуя между собой, формируют характер капельного переноса, который может быть крупнокапельным, мелкокапельным и струйным (рис. 6.6). Крупнокапельный перенос металла характерен для ручной дуговой сварки, мелкокапельный – для сварки под флюсом или в среде углекислого газа, а струйный – для сварки в среде аргона.

Рис. 6.6.

Рис. 6.6.

Расплав и перенос электродного материала:

а – метод короткого замыкания (I – короткое замыкание; II – образование прослойки из жидкого металла; III – образование шейки; IV – возникновение дуги и образование газового облака вокруг столба дуги); б – капельный метод; в – струйный метод

Силы поверхностного натяжения формируют каплю на конце электрода и направлены внутрь нее. В отрыве и переносе капли участвуют электродинамические силы и давление газовых потоков. И чем больше сила тока, тем больше эти силы и тем меньшими по размеру будут капли расплавленного металла. При этом происходит электрический взрыв перемычки, образованной между отделяющейся каплей и торцом электрода. Этот взрыв сопровождается выбросом части металла за пределы сварочной ванны (так называемым разбрызгиванием, когда сварочный процесс сопровождается фонтаном искр).

Основной металл плавится под воздействием сконцентрированного в активном пятне тепла, возникающего под воздействием дуги. Электромагнитные силы, вызывающие осевое давление плазменного потока на сварочную ванну, будут пропорциональны квадрату тока, создающего дугу. Поэтому, меняя силу тока электрической дуги, меняют размеры сварочной ванны в зависимости от толщины свариваемых деталей.

Кроме того, следует помнить, что материал электродного покрытия налагает определенные ограничения на выбор полярности. Например, угольный электрод при обратной полярности горит с сильным разогревом и быстро разрушается (на аноде больше тепла). Голая проволока лучше горит при «+» на ней, очень плохо горит, когда на ней «—», и совсем не горит при переменном токе.

Похожие книги из библиотеки

Современная садовая техника и приспособления

Отечественный рынок насыщен большим количеством разнообразной садовой техники и приспособлений, в вопросах приобретения и эксплуатации которых необходимо ориентироваться, чтобы сделать труд на собственном участке производительным, легким и приятным. Помочь в этом призвана книга, которую вы сейчас держите в руках.

Устройство полов. Материалы и технологии

Обобщена и систематизирована информация о современных строительных материалах, покрытиях и технологиях, применяемых при устройстве различных типов полов в зданиях и помещениях производственного, жилого и общественного назначений. Большое внимание уделено вопросу подготовки под покрытия полов (бетонное основание, стяжки). Приведены материалы и технологии устройства различных видов покрытий полов в производственных (монолитные бесшовные цементно-бетонные, полимерные), жилых и общественных зданиях (паркет, линолеум, ламинат, пробка, плитка, камень и пр.), в спортивных сооружениях и в животноводческих помещениях. Рассмотрены технологии устройства «теплого пола», фальшпола и «плавающего пола». Приведены физико-механические характеристики материалов, выпускаемых ведущими производителями, область их применения, механизмы и оборудование для производства работ по устройству полов. Для инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, строительством и эксплуатацией зданий и сооружений.

Отопление дома

В условиях сурового климата и продолжительной зимы отопление собственного дома — важная задача, к решению которой надо подходить ответственно. Эта книга станет вашим верным помощником — расскажет, что представляют собой различные системы отопления, как выбрать оптимальный источник энергии для разогрева теплоносителя и подходящую в каждом конкретном случае систему отопления.

Полная энциклопедия молодой хозяйки

Данная книга поможет молодым и умудренным опытом хозяйкам без труда решить тысячи мелких, но очень важных проблем: как создать уют в доме, как обустроить детскую и гостиную, какую бытовую технику следует приобрести в первую очередь, как профессионально сделать ремонт своими руками, как ухаживать за домашними животными и комнатными растениями, как встретить гостей и подготовить семейные торжества. Автор надеется, что ее советы помогут создать в вашем доме уют и атмосферу любви. Книга издавалась под названием «Образцовая хозяйка без отрыва от производства» (М.: Феникс, 2004).