7 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сварка неплавящимся электродом: разновидности и описание процесса, преимущества и недостатки

Содержание

Особенности сварки неплавящимся электродом в среде защитного газа

Сварка (в частности, металлов) — это технологический процесс, в результате которого получают неразъёмное соединение за счет установления атомных связей между свариваемыми частями. Процесс производится при местном или общем нагреве, пластическом деформировании или при одновременном действии этих факторов. В результате взаимодействия детали и электрода между ними образуется электрическая дуга. За счет этого происходит плавление кромок заготовок.

Сварка неплавящимся электродом (также сварка в защитных газах неплавящимся электродом) — это разновидность сварки, в которой источником теплоты выступает дуговой разряд, возникающий между вольфрамовым или графитовым электродом и изделием. Этот тип является разновидностью методов дуговой сварки плавлением. Даная технология используется в основном для обработки алюминия, магния и их сплавов, а также прочих неферромагнитных металлов (например, нержавеющей стали, бронзы, меди, циркония, никеля).

Графитовые (угольные) электроды в настоящие время находят ограниченное применение. Используются обычно при изготовлении изделий, имеющих неответственное назначение. Наиболее часто в качестве неплавящего электрода используют стержни из вольфрама. Поскольку вольфрам при высоких температурах имеет весьма высокую химическую активность к кислороду, то процесс проводят в среде защитных газов: аргон, гелий и азот. Эти газы являются по отношению к вольфраму и вольфрамовым сплавам инертными.

Разновидности сварки

Выделяют 4 виды сварки неплавящимся электродом. Разделение происходит в зависимости от сложности работы и уровня механизации сварочного процесса.

  1. Ручная;
  2. Механизированная;
  3. Автоматизированная;
  4. Роботизированная.

Во время ручного вида рабочий ход горелки и смещение заготовки происходит ручным способом. При механизированном виде перемещение горелки происходит вручную, а подача присадочного материала — механически.

При автоматизированном варианте и перемещении сварочной горелки, и подача присадочного материала (проволока) полностью механизированы. Технологический процесс контролирует оператор.

В процессе роботизированного вида все технологические процессы автономны. Рабочие процессы происходят без вмешательства оператора, самостоятельно.

Описание процесса

Неплавящиеся электроды

Как уже упоминалось, используют неплавящиеся электроды двух видов: угольные (или графитовые) и вольфрамовые. Первые используются теперь редко и для неответственных конструкций. Вольфрамовые используются намного шире и чаще. Их толщина от 0,5 мм до 10 мм. Сам стержень может быть как из чистого вольфрама, так и иметь в составе различные примеси: лантан, торий, иттрий. Сплавы по сравнению с чистым материалом имеют лучшие показатели эрозивной стойкости, а также лучше держат токовую нагрузку. Диаметр стержня подбирают в зависимости от силы используемого тока и толщины заготовок, которые сваривают.

Параметры технологичного процесса

Наиболее часто при сварке неплавящимся электродом используют постоянный ток прямой полярности, так как в этом режиме происходит максимальная проплавка металла деталей, которые подлежат соединению. Это достигается за счет эффективного использование энергии: до 85% тепловой энергии идет на проплавку деталей, до 7% — на нагрев электрода, остальное — лучевые потери.

При работе с алюминиевыми заготовками пользуются постоянным током обратной полярности. В этом случае потери тепла могут составить до 50% и при сварке стали такой режим нецелесообразен.

При использовании переменного тока оборудование дополнительно укомплектовывается стабилизатором (необходим для стабилизации электрической дуги) и компенсатором тока.

Сварочное оборудование

Для ручного вида сварочное оборудование включает в себя такие компоненты:

  1. Генератор постоянного/переменного тока;
  2. Набор горелок для разных токов;
  3. Прибор первичного возбуждения дуги (и ее стабилизации);
  4. Газовое оборудование;
  5. Средства управления сваркой и газовой блокадой.

Автоматическое оборудование также включает в свой состав генератор тока и сварочный агрегат, который характеризуется такими параметрами: значения сварного тока, напряжение, скорость сварки, диаметр неплавящегося электродного прута, диаметр присадочной проволоки, скорость подачи присадки, расход тяжелого газа.

Преимущества и недостатки

Данный технологический процесс получил наибольшее распространение при работе с цветными металлами и легированными сталями. Он обладает рядом как преимуществ, так и недостатков. К основным преимуществам следует отнести:

  1. Возможности минимального деформирования в свариваемых металлах из-за маленькой зоны прогрева;
  2. Высокое качество соединения за счет использования защитных газов, которые вытесняют кислород;
  3. Относительно большая скорость выполнения работ;
  4. Минимальные трудозатраты на последующую обработку шва;
  5. Относительно широкий спектр свариваемых материалов.

Основные недостатки таковы:

  1. При работе на улице создается возможность выдува защитного газа из зоны сварки. Для борьбы с этим явлением используют заграждения или увеличивают подачу газа, что приводит к увеличению его расхода;
  2. Относительно качественная подготовка металлов перед сваркой;
  3. Неудобство при работе под острым углом из-за особенностей конструкции горелки;
  4. Необходимость зачистки места розжига вне зоны сварки.
Читать еще:  Центробежный вентилятор улитка: области применения, конструкция и материалы, принцип действия

Неплавящиеся сварочные электроды — виды, особенности, преимущества

Неплавящиеся электроды имеют такое название, поскольку обладают большой стойкостью к высокой температуре и токам. В связи с этим их применение разительно отличается от тех сфер, где могут применяться обычные плавящиеся электроды. Тугоплавкие электроды предназначены для сварки деталей и конструкций под воздействием защитного газа. В частном хозяйстве их применяют довольно редко, а вот на производстве они встречаются очень часто. С их помощью выполняются работы с такими материалами, как медь, титан, алюминий, никель и т. д.

Сегодня будем говорить о ручной аргонодуговой сварке, особенностях и видах расходников и сферах их применения.

Виды и особенности неплавящихся электродов

Главной особенностью такого типа электродов является частое использование присадок, выполняющих роль наплавленного металла, из которого формируется шов. При работе плавящимися электродами эту функцию выполняет сам стержень и его покрытие, которое подбирается таким образом, чтобы наиболее полностью соответствовать составу оригинального материала.

Есть три вида неплавящихся электродов:

У них имеются свои особенности и назначение. К примеру для воздушно-дуговой резки хорошо подходят угольные электроды. Ими очень удобно выполнять мелкие работы. Они используются для сварки нержавейки или цветного металла. При работе такими электродами присадку подают в сварочную ванну или заранее укладывают в место стыка двух деталей.

Воздушно-дуговая резка выполняется под воздействием потока сжатого воздуха, постоянно воздействующего на рабочую зону. Благодаря этому расплавленный металл моментально удаляется, а разрез выходит качественным и ровным.

Графитовые электроды по составу похожи на угольные. Они применяются как для резки, так и для сварки цветных металлов. Однако они дешевле, из-за чего многие начинающие сварщики предпочитают пользоваться именно ими. Другой особенностью графитовых стержней является большая стойкость к износу и возможность многократного использования. Они лучше угольных переносят влажность и резкие изменения температур.

Вольфрамовые электроды наиболее распространены среди неплавящихся стержней. Это объясняется их универсальностью. С их помощью можно работать практически с любыми материалами, а пользоваться ими удобно как у себя дома, так и на предприятии.

Технология аргонодуговой сварки позволяет использовать вольфрамовые электроды в разных областях. При этом процесс сварки является очень комфортным и простым. Соединения или резка, выполненные вольфрамовыми стержнями, получаются аккуратными и точными.

Большое значение в работе подобными электродами имеет их заточка. Если выполнить ее неправильно, то вы не добьетесь хороших результатов.

На этом видео можно увидеть процесс заточки вольфрамового электрода.

Где применяются неплавящиеся электроды?

Сварка при помощи неплавящихся электродов проводится везде, где к изделиям предъявляются высокие требования надежности и прочности шва. К примеру, аргонодуговая сварка очень востребована при работе с тонкими изделиями и деталями, имеющими большое сопротивление к температурным нагрузкам.

Аргонодуговую сварку применяют на серьезных производствах — в машино-, авиа-, автомобилестроении.

Неплавящиеся электроды часто применяются при сварке меди и алюминия — двух наиболее сложных для сварки материалов.

Посмотреть как выполняется сварка медных проводов можно на этом видео:

Заключение

При помощи неплавящихся электродов можно выполнять практически любые виды работ. При этом гарантируется высокое качество соединения и прочности наплавленного металла. При резке металла неплавящимися стержнями, получатся ровные и точные срезы. Выбирая электроды такого типа, обращайте внимание на указания на упаковке и рекомендации производителя по применению и параметрам использования. Также обращайте внимание на наличие отметки ГОСТ.

Отличие сварки неплавящимся и плавящимся электродом

Даже при самом поверхностном ознакомлении с техникой сварки сразу замечаешь, что приспособлений и материалов, непосредственно участвующих в сварочном процессе, насчитывается большое количество.

Покрытые или неплавящиеся электроды для дуговой сварки относятся к категории таких изделий, востребованных при работе в защитной среде инертного газа при сваривании цветных металлов и их сплавов.

Особенности технологии

За счёт применения неплавящихся расходных материалов удаётся получить высококачественные сварные соединения, однако производительность операций с покрытыми электродами оставляет желать лучшего.

Они не в состоянии конкурировать с полуавтоматическими сварочными технологиями, при которых используются специальные плавящиеся электроды.

Таким образом, при изучении действующих методик обнаруживается, что используемый при дуговой сварке электрод может быть плавящимся и неплавящимся (покрытым). Рассмотрим каждую их этих разновидностей более основательно.

Достоинство технологии с неплавящимся электродом состоит в том, что можно сплавлять черный металл с заготовками, которые отличаются от него по структуре (включая изделия из высоколегированных и низкоуглеродистых сталей).

С учётом возможности работы с изделиями из цветных металлов этот метод успешно применяется также и при соединении разнородных по составу материалов.

Сварка с использованием неплавящихся электродов характеризуется двумя отличительными чертами. Одна из них заключается в использовании специальных веществ, покрывающих рабочие электроды (природного вольфрама, графита и другие).

Второй особенностью этой технологии является использование инертных газов, ограничивающих доступ кислорода к месту сварки и защищающих как сам электрод, так и сварочную ванну от окисления.

Разновидности и предназначение

При проведении сварки чаще всего применяются следующие виды неплавящегося электродного покрытия:

  • на основе угля;
  • чистое графитовое;
  • из вольфрама.
Читать еще:  Станок лего кирпич. оборудование для производства лего кирпича

Независимо от покрытия электродов для ручной дуговой сварки все они относятся к одной категории, но при этом предназначаются для вполне конкретных целей.

Угольные

Так, угольные расходные материалы применяются при проведении воздушно-дуговой резки, а также востребованы при устранении дефектов, имеющихся на поверхности заготовок.

Сварка неплавящимися стержнями с угольным покрытием проводятся в режимах с токами не более 500-600 Ампер, которых хватает для соединения не очень массивных стальных конструкций, а также исправления поверхностных дефектов литых изделий.

При этом сваривание с их помощью может быть организовано как с присадочным материалом, подаваемым в зону формирования будущего шва, так и без него.

Графитовые

Чисто графитовые электроды чаще всего применяются при работе с цветными металлами (алюминием или медью), а также с их сплавами. Этот вид сварного материала в отличие от угольных образцов более экономичен и выгоден на практике.

К тому же такие неплавящиеся стержни обладают целым рядом достоинств, а именно: устойчивость к воздействию высоких температур, меньший износ и простая подготовка к работе (резке).

Особое распространение графитовые стержни получили при сварке проводов и других изделий из меди.

Вольфрамовые

Вольфрамовые неплавящиеся электроды неплавящегося типа относятся к разряду самого востребованного на производстве и в бытовых условиях расходного материала.

С их помощью удаётся обрабатывать в защитной среде аргона или других газов разнообразные марки металлов, включая алюминий.

Они изготавливаются в форме длинного покрытого прутка с диаметром от 1-го до 4-х миллиметров и очень тугоплавки. Температура плавления такого электрода намного превышает тот же показатель для рабочей дуги, вследствие чего он обладает универсальными свойствами и может применяться даже для сварки сложной в обработке нержавейки.

Вольфрамовые неплавящиеся электроды могут делать с добавлением тория, оксида лантана (лантанированные) или иттрия. Каждая из марок предназначена для определенного вида сварки.

Плавящийся вид

Ручная дуговая сварка с применением плавящегося электрода относится к разряду универсальных подходов, поскольку может проводиться практически в любых условиях.

Этот способ организации сварочного процесса позволяет оператору комфортно работать даже в самых труднодоступных местах. Однако наряду с указанными достоинствами этот метод имеет ряд существенных недостатков, проявляющихся в следующем:

  • небольшая глубина проплавления обрабатываемого металла;
  • низкая производительность процесса сварки, что объясняется малыми уровнями рабочих токов;
  • нестабильность ручной сварки, заметно уступающей автоматизированным приёмам сплавления.

Сущность данного способа обработки металлов состоит в использовании энергии электрической дуги, искусственно создаваемой между свариваемой заготовкой и электродом.

Под действием высоких температур металл в зоне сварки интенсивно плавится и образует так называемую «сварочную ванну». На завершающей стадии работ на месте расплава (после его остывания) должен получиться аккуратный шов.

По внешнему виду плавящийся электрод – это типовой металлический стержень с нанесённым на его поверхность покрытием определенной структуры и толщины.

Основные параметры, определяющие размеры так называемых «обмазанных» электродов, их разбивку по типам и предъявляемые к ним требования регламентируются действующими стандартами (ГОСТ 9467-75, в частности).

Согласно этим данным самый распространённый диаметр электродных стержней – в пределах от 3-х до 6-ти миллиметров. Указанный показатель определяется как толщина стержня, без учёта имеющегося рабочего покрытия.

Со снижением этой величины, а также при увеличении общей длины электрода изменяется и его проводимость, что естественно приводит к сильному нагреванию в процессе сварки.

В случае чрезмерного нагрева стержень быстро плавится (говорят, что она начинает «течь»). Одновременно с этим сгорают и входящие в состав покрытия органические компоненты, теряя свои защитные свойства.

Чем лучше варить

Для правильного выбора нужного метода желательно оценить каждый из них с точки зрения потребности в данных конкретных условиях. Для этого надо сравнить возможности разных электродов и определимся с наиболее оптимальным вариантом.

Прежде всего, необходимость сварки неплавящимися (или покрытыми) стержнями возникает лишь в тех случаях, когда предстоит работать с разнородными по структуре материалами. При этом характер сварных процедур (их подготовка и само сплавление) заметно усложняется и требует значительных усилий со стороны сварщика.

Таким образом, выбор операций с неплавящимся электродом целесообразен лишь как крайний случай, когда без него невозможно решение поставленной перед сварщиком задачи.

Во всех же остальных ситуациях вполне можно обходиться достаточно простыми и дешёвыми плавящимися электродами. Тем более что данный метод с течением времени постоянно совершенствуется и позволяет получить достаточно качественный сварной шов.

Неплавящиеся электроды: выбор и преимущества

Неплавящиеся или тугоплавкие электроды широко используются для дуговой электросварки в среде защитного газа. Их используют для домашнего ремонта и на различных производствах: от станций по сборке космических кораблей до мелких серийных заводов. С помощью неплавящихся стержней можно сварить или разрезать алюминий, бронзу, никель, медь, титан и другие металлы, не обладающие сильными магнитными свойствами.

Из этой статьи вы узнаете все о неплавящихся электродах, сфере их применения, достоинствах и недостатках, а также мы расскажем о ключевых особенностях работы с тугоплавкими стержнями.

ВИДЫ ТУГОПЛАВКИХ ЭЛЕКТРОДОВ И СФЕРЫ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

Существует три вида неплавящихся стержней: угольные , вольфрамовые и графитовые . Каждый вид имеет свои особенности и назначение. Так, например, для мелкого ремонта или для воздушно-дуговой резки чаще всего используются угольные стержни. Также с их помощью сваривают тонкие металлоконструкции из цветного металла или нержавеющей стали . Опытные мастера используют угольные электроды в связке с присадками. Присадки подаются в сварочную ванну или укладываются по линии будущего сварного шва.

Читать еще:  Крепление литых дисков: из чего изготавливаются гайки, нюансы выбора

Воздушно-дуговая резка (сокращенно ВДК) — способ резки металла электрической дугой, заключающийся в непрерывной подаче сжатого воздуха на сварочную зону во время всего рабочего процесса. Благодаря сжатому воздуху расплавленный металл быстро удаляется с поверхности детали, получается качественный и ровный разрез.

Угольные стержни применяют при силе тока в 580 А. Сами стержни бывают трех типов: круглые для воздушно-дуговой резки (ВДК), плоские для воздушно-дуговой сварки (ВДП), круглые для обычной сварки (СК).

Что касается остальных видов тугоплавких стержней, то с помощью графитовых стержней также можно варить и резать цветные металлы , но по сравнению с угольными они стоят дешевле. Поэтому графитовые стержни популярны у начинающих сварщиков, работающих на производстве. Также графитовые стержни лучше переносят перепады температуры и влажности, их можно неоднократно использовать, они меньше подвержены износу. А о вольфрамовых стержнях мы поговорим отдельно.

ВОЛЬФРАМОВЫЕ ЭЛЕКТРОДЫ

Вольфрамовые электроды заслуживают отдельного внимания. Они широко используются всеми: и гаражными умельцами, и мастерами на заводах. Их популярность обусловлена универсальностью. Можно варить и резать любой металл: и алюминий , и нержавейку, и цветные металлы. Угольные и графитовые электроды не получили такого распространения, поскольку их неудобно использовать в домашней сварке.

Вы наверняка уже знаете, что режим сварки в среде защитного газа устанавливается исходя из многих параметров, например, толщины детали, металла, из которого она изготовлена, типа используемого газа и многое другое. Вольфрамовые электроды подбираются по такому же принципу. В зависимости от назначения электроды могут иметь свою маркировку .

ОСОБЕННОСТИ ТУГОПЛАВКИХ СТЕРЖНЕЙ

Тугоплавкие стержни, изготовленные в России и странах СНГ, маркируются следующих образом: ЭВЛ (лантинированные), ЭВИ (иттриевые), ЭВЧ (для сварки на переменном токе). Это наиболее популярные виды электродов , все они по сути относятся к вольфрамовым, но имеют свои особенности.

Электроды марок ЭВЛ и ЭВИ можно использовать с постоянным и переменным током, а также задавать нужную полярность. В зависимости от назначения они окрашиваются в разные цвета, так что со временем вы научитесь отличать электроды, не читая обозначения на упаковке или на самом стержне. С помощью ЭВЛ и ЭВИ варят медь и нержавейку , используя постоянный ток. Переменный ток применяют для сварки алюминия.

Также обратите внимание, что вольфрамовые электроды часто затупляются прямо во время сварочного процесса. Их нужно затачивать. Заточку выполняют под углом в 30 градусов и после заточки немного притупляют конец стержня. Также вольфрамовые электроды могут быстро расходоваться. Чтобы этого избежать мы рекомендуем сначала подавать защитный газ в сварочную зону, и только затем поджигать дугу. Не стучите концом электрода по металлу. Зажгите дугу отдельно и затем перенесите на область сварки.Как и при любом другом виде сварки, при работе с неплавящимися электродами нужно правильно установить полярность. Можно использовать и прямую, и обратную полярность. Для работы с обратной полярностью массу устанавливают на минусе, а держатель устанавливают на плюсе. В случае с прямой полярностью все устанавливается наоборот. От установленной полярности зависит качество и форма получаемого сварного соединения . Если установить прямую полярность и постоянный ток, то шов получится глубоким и узким. А если изменить настройки и поставить обратную полярность с постоянным током, то шов наоборот получится широким. Учитывайте эту особенность.

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

Неплавящиеся электроды часто становятся темой для обсуждения как среди начинающих, так и среди опытных сварщиков. Это связано с их неоднозначными достоинствами и недостатками, которых практически поровну.

Можно выделить следующие достоинства:

  • Металл практически не деформируется при сварке или резке.
  • Сварной шов получается качественным и долговечным.
  • Работа выполняется быстро и не требует высокой квалификации.
  • Защитный газ охотно выдувается из сварочной зоны, что затрудняет работу на улице или в полуоткрытых цехах.
  • Перед сварочными работами нужно тщательно подготовить металл , иначе качество шва будет неудовлетворительным.
  • Детали нужно зачищать, если производится розжиг вне сварочной зоны.

Мы считаем, что недостатки таких электродов несущественны.Неплавящиеся электроды для дуговой сварки обязательно нужно испробовать в своей практике, хотя бы для получения нового опыта. Они не потребуют от вас каких-то особенных навыков сварки, нужно лишь тщательно подготовить металл.

ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ

Вот и все, что вам необходимо знать о тугоплавких стержнях для работы с ними. Если вы давно хотели испробовать неплавящиеся электроды для дуговой сварки, но думали, что они подойдут лишь для работы в условиях масштабного заводского производства, то спешим вас разубедить. Приобретите вольфрамовые электроды отечественных или зарубежных производителей и испробуйте их на практике. Вы можете рассказать о своем опыте сварки в комментариях или просто поделиться этой статьей в социальных сетях. Желаем удачи!

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector