Как автоматизировать сварочный процесс лежачим электродом

Сварка лежачим электродом

Сварка лежачим электродом – дуговая сварка, при которой неподвижный плавящийся электрод укладывают вдоль свариваемых кромок, а дуга перемещается по мере расплавления электрода

Сварку лежачим электродом можно применять для повышения производительности ручной сварки коротких прямолинейных швов.


Рис.1. Сварка лежачим электродом

Схема сварки лежачим электродом дана на рисунке 1. Толстопокрытый электрод 1 кладется в разделку шва 2. С помощью вспомогательного угольного или металлического электрода 3 возбуждается дуга между свариваемым металлом и концом лежачего электрода. Дуга горит под слоем электродного покрытия и перемещается по длине электрода по мере его плавления.

Для ускорения процессов можно вторым электродом вести сварку обычным способом, плавя его позади дуги лежачего электрода. Длина лежачего электрода во избежание сильного перегрева его должна быть не больше 1250 мм. Покрытия наносятся на электрод более толстым слоем, чем обычно, толщиной от 1,5 до 3 мм в зависимости от диаметра электрода. Схема включения лежачего электрода в сварочную цепь показана на рисунке 2.


1 – электрод; 2 – наплавленный металл; 3 – свариваемый металл; 4 – дроссель; 5 – трансформатор
Рис. 2. Схема включения лежачего электрода в цепь

При многослойной сварке в шов можно закладывать одновременно несколько электродов, как показано на рисунке ниже. Каждый из электродов, уложенных в шов, питается от отдельного сварочного трансформатора.


1 – свариваемый металл; 2 – электроды; 3 – медная накладка; 4 – бумага для предохранения медной и стальной накладок от подгорания; 5 – стальная накладка; 6 – нижняя подкладка
Рис.3. Укладка нескольких лежачих электродов при многослойной сварке

Более усовершенствованным способом сварки лежачим электродом является сварка под слоем флюса. Этот способ предложен Д. А. Дульчевским и в дальнейшем разработан В. И. Кузнецовым и М. И. Кунис. Он отличается простотой, не требует специального оборудования и обеспечивает высокое качество наплавленного металла.

Длина электрода при этом способе ограничивается только прямолинейностью стержня, способом подвода тока, а также возможностью получения равномерного зазора между стержнем и свариваемым металлом. Дуга возбуждается замыканием конца электрода и металла посредством кусочка графита или тонкой проволоки. Этим способом могут свариваться не только прямолинейные швы, но и круговые или фигурные. Но только для швов разных очертаний нужно изготовить соответствующую раму для крепления прижимных контактов. Пример применения этого способа для сварки двутавровых балок показан на рисунке ниже.

При включении тока возникает электрическая дуга между концом электрода и свариваемым металлом, горящая под слоем флюса. По мере плавления электрода дуга перемещается от одного контакта к другому, а расплавляемый ею металл образует валик сварного шва. Дуга под слоем флюса горит устойчиво и равномерно. Ток применяется следующий:

  • при диаметре электрода 4 мм – 220-260 А
  • при диаметре электрода 10 мм – 580-620 А


1 – электрод; 2 и 6 – сварочные провода; 3 – балка; 4 – прижимный контакт; 5-струбцина; 7 – пружина контактов
Рис. 4. Сварка швов двутавровой балки лежачим электродом под флюсом

Также в практике применяют еще один способ наплавки и сварки лежачим электродом под флюсом. Голый электрод соответствует по длине и конфигурации свариваемому или наплавляемому участку. Поверхность электрода, прилегающая к изделию, предварительно смачивается жидким стеклом и покрывается слоем гранулированного флюса. Электрод укладывается на место наплавки или сварки, прижимается токоведущим контактом и засыпается флюсом. При включении тока и возбуждении дуги другим электродом происходит самопроизвольное плавление электрода без применения специальных мер или механизмов по управлению процессом. Процесс наплавки или сварки выполняется круглыми или пластинчатыми электродами (рис.5). Более технологичной оказалась сварка неподвижным плавящимся электродом с обмазкой. Электрод укладывается в разделку шва и подключается к источнику сварочного тока. С помощью другого электрода возбуждается дуга между свариваемым металлом и свободным концом лежачего электрода. Горение дуги поддерживается за счет процессов саморегулирования, происходящих в сварочной дуге. По мере плавления дуга перемещается вдоль изделия. Сечение шва равно сечению стержня электрода. На электродный стержень круглого или другого сечения диаметром 6-8 мм предварительно наносится слой покрытия толщиной 1,5-3 мм в зависимости от сечения. Лучшие результаты достигаются в том случае, когда обмазка наносится на электродный стержень эксцентрично или частично удаляется с одной стороны. Длина электрода во избежание сильного перегрева ограничивается 1200-1250 мм и должна быть равна или кратна длине шва.


1 – лежачий электрод; 2 – сварочный флюс; 3 – токоподвод к сварочному электроду; 4 – сварочный электрод; 5 – ограничивающей уголок;. 6 – свариваемое изделие
Рис. 5. Схема наплавки и сварки лежачим плавящимся электродом под флюсом

Наплавка неподвижным плавящимся электродом, как один из способов широкослойной наплавки, часто применяется для восстановления и упрочнения рабочих поверхностей деталей и узлов сложной формы, где использование механизированной наплавки невозможно, а ручная наплавка менее качественна и производительна.

Ивочкин И. М. разработал способ наплавки лежачим плавящимся электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом. На наплавляемый участок изделия (рис. 6) насыпается изолирующий слой сварочного флюса толщиной 3-4 мм, на который укладывается пластинчатый голый электрод. На поверхность электрода равномерным слоем насыпается гранулированный присадочный металл так, чтобы он вместе с электродом был изолирован от изделия ранее насыпанным слоем флюса. Сверху на дополнительную присадку насыпается флюс. В результате электрод и гранулированный металл оказываются размещенными среди сварочного флюса. Один конец электрода крепится к токоподводу, другой замыкается на изделие порошкообразным металлом. Этим обеспечивается автоматическое надежное возбуждение дуги при включении источника питания. Возникшая дуга самопроизвольно перемещается по торцу электрода, расплавляет его и дополнительную присадку. Этот способ может быть использован и при сварке. Особенностью предложенного способа является то, что с целью повышения производительности и качества наплавки масса гранулированного присадочного металла берется в количестве, большем 100%-й массы электродов.


1 – свариваемое изделие; 7 – изолирующий слой флюса; 3 – пластинчатый электрод; 4 – дополнительный порошкообразный присадочный металл; 5 – сварочный флюс
Рис. 6. Схема наплавки неподвижным лежачим электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом

В принципе пост для сварки и наплавки неподвижным плавящимся электродом включает источник питания сварочной дуги, сварочное устройство со специальным электрододержателем, контрольные приборы, соединительные кабели, емкости для хранения флюса и порошкообразного присадочного металла. Сварочное устройство представляет собой стол для размещения наплавляемых или свариваемых изделий и изолированного от него специального электрододержателя, подвижно закрепленного на трубчатой стойке и снабженного винтовым механизмом для регулирования его положения по высоте и в плане. В качестве источника сварочного тока можно использовать многопостовой выпрямитель ВДМ-3001 с жесткой характеристикой. Указанное оборудование обеспечивает работу в широком диапазоне энергетических и технологических параметров сварочных процессов. На рис. 7 представлена электрическая схема поста. Однако, в зависимости от конструкций изделий, для которых предназначен пост, его устройство меняется.


1 – электрод; 2- изделие; 3 – электрододержатель
Рис.7. Электрическая схема поста для наплавки неподвижным лежачим электродом с порошкообразным присадочным металлом

В целях экономии металла и уменьшения токарной обработки фланцы предложено изготавливать из металла небольшой толщины, наплавляя на поверхность Уплотнительный валик неподвижным плавящимся электродом с дополнительным порошкообразным присадочным металлом. Установка для наплавки валиков неподвижным плавящимся электродом под флюсом с дополнительной присадкой разработана Гипромонтажиндустрией (рис. 8). Она состоит из стола, к которому прикреплены направляющие для перемещения стоек электрододержателей с токоподводами. Наплавка на полосы металла, из которых изготовлены фланцы, может осуществляться «напроход» по длине полосы (электрод закреплен в одном электрододержателе) или от середины к концам полосы (электроды закрепляются в двух электрододержателях). Электроды можно применять круглые и пластинчатые.


1 – стол; 2 – направляющие; 3 – электрододержатель; 4 – токоподвод
Рис. 8. Установка для наплавки неподвижным плавящимся электродом с порошкообразным присадочным металлом валиков на заготовки плоских приварных фланцев

Создана установка для наплавки под флюсом неподвижным плавящимся электродом с порошкообразным присадочным металлом цилиндрических поверхностей. Установка (рис. 9) состоит из рамы, на которой закреплены манипулятор и стойка с наплавочной головкой. Манипулятор предназначен для вращения и придания горизонтального положения по образующим наплавляемых поверхностей деталей, закрепленных на планшайбе. На планшайбе крепится также флюсоудерживающее устройство. Грузоподъемность манипулятора 250 кг. Наплавочная головка предназначена для закрепления пластинчатых электродов и снабжена токоподводом для присоединения одного или двух кабелей.


Рис. 9. Установка для наплавки неподвижным лежачим электродом с порошкообразным присадочным металлом цилиндрических поверхностей

Для наплавки неподвижным плавящимся электродом под флюсом с порошкообразным присадочным металлом грунтозацепа башмака гусениц беговой дорожки трактора Т-100М и Т-130 применяют специальную установку (рис. 10). Установка состоит из рамы, на которой устанавливается башмак, водоохлаждаемой формирующей медной подкладки и электрододержателя для пластинчатых электродов с токоподводом. Водоохлаждаемая подкладка установлена под углом 10-15° к поверхности рамы, что создает наиболее благоприятные условия для формирования наплавляемого валика на грунтозацеп. В качестве источников питания сварочной дуги рекомендуются выпрямители ВКСМ-1000, ВДМ-1001 или другие аналогичные источники с набором балластных реостатов.


1 – рама; 2 – роликовый конвейер; 3 – стол с формирующей подкладкой; 4- электрододержатель с токоподводом
Рис. 10. Установка для наплавки неподвижным лежачим электродом с порошкообразным присадочным металлом грунтозацепа башмака трактора

Для восстановления изношенных поверхностей беговой дорожки звеньев гусениц тракторов Т-130 и Т-100М наплавкой неподвижным плавящимся электродом с дополнительной присадкой изготовлена специальная установка (рис. 11). Установка состоит из пространственной четырехстоечной станины, коробчатого сварочного узла, в котором располагается наплавляемое изделие, пультов управления процессов сварки и пневмооборудованнем, двух электрододержателей с токоподводами, флюсоаппарата для засыпки флюса в сварочную камеру и обратной подачей его в бункер после использования и просеивания выдвижного ящика с ситом для просеивания и сбора отработанного флюса с целью повторного использования, пневмоустройства. Подвергающееся наплавке звено устанавливают на штыри откидной стенки сварочной камеры и поворотом ее располагают в необходимом положении. Затем камеру засыпают флюсов до уровня поверхности беговой дорожки. На наплавляемую поверхность устанавливают пластинчатые электроды и закрепляют в электрододержателях. С помощью специального устройства электрододержатели поднимают на заданную высоту, обеспечивая тем самым нужный зазор между электродом и изделием. Сверху на пластины насыпают в необходимом, количестве слой порошкообразного присадочного металла с легирующими добавками и досыпают необходимое для ведения процесса наплавки количество Флюса. После включения сварочного тока кнопкой на пульте управления возбуждается сварочная дуга. По окончании процесса наплавки открывается днище сварочной камеры, ссыпается в ящик через сито использованный флюс, а наплавленное звено при открытом ящике и боковой крышке отбрасывается на решетку и транспортируется в накопитель. Пригодный для повторного использования флюс подается пневмотранспортом из ящика обратно в бункер флюсоаппарата. Все операции по подаче звеньев в сварочную камеру, закреплению их в камере, сбросу наплавленных звеньев, открыванию и закрыванию стенки и днища камеры осуществляются с пульта управления пневматикой. Засыпку порошкообразной дополнительной присадки и легирующих добавок производят вручную с использованием мерных черпаков. Для питания сварочной дуги рекомендуются выпрямители ВДМ-1001, ВКСМ-1000 или другие аналогичные источники с набором балластных реостатов.

Читайте также:  Как сделать компактную настольную пилу из болгарки


1 – станина; 2 – пост со сварочной камерой; 3 – электрододержатели; 4 – пульты управления; 5 – флюсоаппарат. 6 – решетка для транспортировки звеньев; 7 – бункер с ситом для отработанного флюса; 8 – пневматические устройства
Рис. 11. Установка для наплавки с порошкообразным лежачим присадочным металлом беговой дорожки звеньев гусениц тракторов

Сварка лежачим электродом (без участия оператора) + видео

Сварка лежачим электродом (без участия оператора) + видео

Наверняка вы когда-то слышали о сварке, которая проходит без участия оператора. Речь идет о сварке лежачим электродом. Это одни из видов дуговой сварки, при которой электрод укладывают между двумя деталями вдоль линии смыкания, а после зажимают дугу, и сварка выполняется в автоматическом режиме.

Снизу и сверху будущего шва следует проложить медные накладки – нижняя не будет давать стекать расплавленному электроду, а верхнюю помогает сформировать ровную поверхность на стыках металла, а еще делает дугу закрытой.

Особенности технологии и достоинства метода

В процессе может быть использовано сразу несколько электродов. К достоинствам этого метода сварки можно отнести следующее:

  • Отсутствие открытого типа дуги.
  • Уменьшается разбрызгивание нагара.
  • Можно варить одновременно 3-4 детали.
  • Автоматизация сварочного процесса.

Для такого метода не требуется ручное направление электрода, а еще это позволяет осуществить сваривание сразу нескольких групп деталей на одном сварочном аппарате и под присмотром лишь одного оператора, который имеет несколько держателей для электродов.

Подготовительный этап + выбор материалов

Итак, сварщику потребуется:

  • Несколько электродов, обязательно с обмазкой.
  • Стальные и медные подкладки.
  • Фиксаторы для деталей.
  • Сварочный аппарат.
  • Штангенциркуль.

Лучшим вариантом будет использование электродов, которые разработаны специально для этого типа сварки – речь идет о марках ОСЗ-15Н, ОСЗ-12, а также об ОСЗ-17Н. Из универсальных пойдет электрод Э-46. Учтите, что диаметр электрода может быть выбран в зависимости от толщины деталей, которые варят и свойств материала – от 0.4 до 1 см. Сварочный ток будет возрастать с увеличением диаметра, и может колебаться в от 220 до 620 ампер. Стальная прокладка поверх медной будет играть роль груза, который препятствует скидыванию медной накладки паром от сгораемой обмазки электродов. По толщине подкладки из меди и простые накладки должны быть от 0.2 до 0.5 см.

Обратите внимание, что вместо меди можно использовать даже кирпичи со сглаженной поверхностью или любые другие материалы, которые негорючие и имеют гладкую поверхность.

Штангенциркуль требуется для того, чтобы отмерят одинаковую ширину для нижнего зазоры с двух сторон свариваемой детали – размер зазора очень важен для применения неплотно прилегающих подкладок из кирпичей, чтобы электрод не начал растекаться под деталями во время расплавления.

Описание сварочного процесса

Итак, весь процесс будет объединять в себе такие действия:

  1. Выполнение зачистки поверхностей каждой детали.
  2. Монтаж нижней подкладки.
  3. Монтаж деталей на подкладку.
  4. Выставление ширины зазора, а также фиксирование деталей неподвижно.
  5. Укладка электродов между деталями.
  6. Монтаж защитной прокладки, стальной и медной накладки.
  7. Запуск сварочной дуги.
  8. Охлаждение и зачистка шва от сварки.

Для начала электроды следует установить в держатель, а после можно укладывать их между деталями – так масса подключится к нижней подкладке. Максимально допустимо длиной свариваемого за одну процедуру создания шва будет 120 см, потому что при большей длине появляется преждевременное перегревание остатков электрода.

Интересно, что сварка лежачим электродом применяется чаше всего для формирования прямых швов, но допускается согнуь электрод по форме предполагаемого шва не больше, чем на угол в 30 градусов, потому что перегибание способно привести к тому, что обмазка начнет осыпаться и оборвется электрод во время сварке. По этой же причине не допускается применение нескольких стыкующихся электродов вместо единого длинного.

Подкладка из бумаги между накладкой из меди и деталями применяется для того, чтобы предотвращать преждевременный износ прокладки, и при этом стоит проследить, чтобы края подкладки не торчали наружу, потому что у них есть свойства самовозгорания при сварке, что может стать причиной возникновения пожара.

Запустить дугу можно сразу двумя способами:

  • Вторым электродом, который подключен к аппарату.
  • Куском ненужного металла.

Если вы используете сварочный аппарат стационарного типа, то лучше запускать дугу вторым электродом, который установлен в держателе, и при этом очень важно, чтобы держатель был закреплен (тот, в котором зажаты электроды). Дело в том, что притяжение, которое возникает при появлении дуги, способно вытягивать лежачие электроды из-под прокладки. Для запуска дуги куском металла следует соединить отрезком материала край детали, которую приваривают и конец электрода. Учтите, что во время такого процесса держать отрезок металла следует в электроизоляционных рукавицах.

Не обращая внимания на то, что дуга сварки будет скрыта под поверхностью накладки из меди, сварщику требуется использовать специальные защитные очки для глаз, потому что излучение дуги всегда видно в начале и в завершении сварки. Более того, есть большой риск откидывания недостаточно тяжелой накладки при сварке и открытии дуги. Размещать металл для сварки можно и в одной плоскости, и под разными углами друг к другу, но в таком случае зазор между деталями не устанавливают, а накладку подгоняют по форме усеченного уголка в разрезе.

Обратите внимание, что вместе накладки из меди можно использовать сыпучий флюс, и в таком случае электроды нужно брать без обмазки. Применение флюса для сварки лежачим электродом дает возможность не ограничивать длину сварного шва, который будет сформирован за одну процедуру. Более того, электрод без обмазки можно согнуть на больший угол во время сварки деталей с изгибами.

Когда требуется варить сразу 3-4 детали вокруг одного основного шва, то предметы следует расположить в таком порядке:

  • Вниз укладываем самую большую деталь.
  • По бокам должны быть расположены близкие по форме детали.
  • Поверх самого электрода укладываем самую легкую по весу деталь.

Верхняя деталь обязательно должна покрывать лежачий электрод полностью и ее нужно прижимать грузом (обычно для этого применяют кирпичи). Для сварки больше, чем двух деталей одновременно лучше всего применять пучок из 3 или 7 электродов.

При помощи лежачего электрода вы сможете формировать не только соединение для стыков, но даже варить плоские листы металла, которые расположены внахлест. Для этого верхнюю накладку следует сделать в виде продольного бруска металла, в котором будет проделана канавка для электродов. Накладку следует поместить на листы, которые закреплены внахлест, канавкой с электродом вниз, и при этом листы будут проплавлены насквозь (при условии, что их толщина до 0.8 см), или же оплавится полностью лишь верхний лист (и при этом нижний лист очень толстый).

Итоги

Если нужно сварить много однотипных пар деталей, то выбирайте оптимальную толщину электрода, размер сварочного тока и ширину зазора путем опытов. Для этого потребуется сваривать парные обрезки деталей при помощи лежачего электрода, а после разрезать их поперек сварного шва и произвести оценку качества – при выраженной границе швов следует увеличить сварной ток, а если есть падины, то уменьшить ширину зазора, выбрать электрод потолще или применять сразу пучок электродов.

Как происходит сварка металла лежачим электродом, где применяется и какие марки электродов нужны?

Сварка лежачим электродом – это разновидность дуговой сварки, при которой электрод укладывается между деталями вдоль линии соединения, после чего зажигается дуга, и сварка происходит в автоматическом режиме.

Нюансы технологии и преимущества метода

Сверху и снизу будущего шва укладываются медные накладки – нижняя не дает стечь расплавленному электроду, а верхняя формирует ровную поверхность на стыке деталей и делает дугу закрытой. Электродов может быть несколько.

К преимуществам сварки лежачим электродом относят:

Данный метод не требует ручного направления электрода и позволяет осуществлять сваривание сразу несколько групп деталей одним работником на одном сварочном агрегате, имеющим несколько держателей электродов.

Подготовка и материалы

  • несколько электродов с обмазкой;
  • медные и стальные подкладки;
  • фиксаторы для деталей;
  • штангенциркуль;
  • сварочный аппарат.

Лучше использовать электроды, разработанные специально для данного вида сварки – марки ОСЗ-12, ОСЗ-15Н и ОСЗ-17Н. Из стандартных подойдет электрод марки Э-46. Диаметр электрода выбирается в зависимости от толщины свариваемых деталей и особенностей материала – от 4 до 10 мм. Сварочный ток возрастает с увеличением диаметра электрода и варьируется в пределах 220-620 ампер.

Примерная стоимость электродов ОСЗ-12 на Яндекс.маркет

Стальная прокладка сверху медной выполняет роль груза, препятствующего скидыванию медной накладки парами сгораемой обмазки электродов. Толщина медных подкладок и накладок – от 2 до 5 мм.

Вместо меди допустимо использовать кирпичи с гладкой поверхностью или любой другой негорючий тяжелый материал с гладкой поверхностью.

Штангенциркуль нужен для отмеривания одинаковой ширины нижнего зазора с двух концов свариваемых деталей – размер зазора важен при использовании неплотно прилегающих подкладок из кирпича, чтобы электрод не растекся под деталями при расплавлении.

Читайте также:  Бюджетное освещение рабочего места

Описание процесса сварки

Процедура сварки включает следующие шаги:

  1. Зачистка поверхностей деталей.
  2. Установка нижней подкладки.
  3. Установка деталей на подкладке.
  4. Выставление ширины зазора и фиксация деталей неподвижно.
  5. Укладывание электродов между деталями.
  6. Установка защитной прокладки, медной и стальной накладок.
  7. Пуск сварочной дуги.
  8. Остывание и зачистка сварного шва.

Сначала электроды устанавливаются в держатель, потом укладываются между деталями – масса подключается к нижней подкладке. Максимальная длина свариваемого в один прием шва – 1,2 метра, так как при большей длине возникнет преждевременный перегрев остатка электрода.

Сварка лежачим электродом используется в основном для формирования прямых швов, но допустимо сгибать электрод по форме будущего шва не более, чем на угол в 30 градусов, так как перегиб приведет к осыпанию обмазки и обрыву электрода при сварке в месте обсыпания. По этой же причине нельзя использовать несколько стыкующихся электродов вместо одного длинного.

Прокладка из бумаги между медной накладкой и деталями используется для предотвращения преждевременного износа прокладки, при этом важно следить, чтобы края прокладки не выступали наружу, так как они могут самовозгораться при сварке и стать причиной пожара.

Запуск дуги можно осуществить двумя способами:

  • другим электродом, подключенным к этому же аппарату;
  • куском металла.

Если используется стационарный сварочный агрегат, лучше запускать дугу другим электродом, установленным в держателе, при этом важно закрепить держатель, в котором зажаты лежачие электроды, так как притяжение, возникающее при образовании дуги, может вытянуть лежачие электроды из-под подкладки. Для пуска дуги отрезком металла нужно соединить таким отрезком край свариваемой детали и конец электрода. Держать металлический отрезок нужно в электроизолирующих рукавицах.

Несмотря на то что сварочная дуга скрыта под поверхностью медной накладки, сварщику нужно использовать защищающую глаза маску, так как излучение дуги видно в начале и в конце сварки. Кроме того, существует риск откидывания недостаточно тяжелой накладки в процессе сварки и открытия дуги.

Располагать детали можно как в одной плоскости, так и под углом друг к другу, в этом случае зазор между деталями не устанавливается, а накладка подгоняется по форме усеченного уголка в разрезе.

Вместо медной накладки может использоваться сыпучий флюс, электроды в таком случае берутся без обмазки. Использование флюса в сварке лежачим электродом позволяет не ограничивать длину сварного соединения, формируемого за одну процедуру. Кроме того, электрод без обмазки можно изгибать на больший угол при сварке деталей с изгибами.

Когда нужно сварить три или четыре детали вокруг одного центрального шва, такие детали нужно расположить в следующем порядке:

  1. Вниз укладывается самая массивная деталь.
  2. По бокам – близкие по форме детали.
  3. Поверх лежачего электрода укладывается наиболее легкая деталь.

Верхняя деталь должна покрывать лежачие электроды полностью и прижиматься грузом (обычно используют кирпичи). Для сварки более двух деталей лучше использовать пучок из трех или семи электродов.

С помощью лежачего электрода можно формировать не только стыковые соединения, но и сваривать плоские металлические листы, расположенные внахлест. Для этого верхняя накладка изготавливается в виде продольного металлического бруска, в котором проделана канавка для электродов. Накладка кладется на закрепленные внахлест листы канавкой с электродом вниз, при этом листы проплавляются насквозь, если их толщина до 8 мм, или насквозь проплавляется только верхний лист, если нижний достаточно толстый.

Если требуется сварить много однотипных пар деталей, то подобрать оптимальную толщину электрода, величину сварочного тока и ширину зазора можно опытным путем. Для этого нужно сваривать парные обрезки деталей лежачим электродом, после чего разрезать их поперек сварного шва и оценивать его качество – при выраженной границе шов-деталь нужно увеличить сварной ток, при наличии впадин – уменьшить ширину зазора, утолщать электрод или использовать пучок электродов.

Сварка наклонным и лежачим электродами

В ряде случаев на практике можно повысить производительность процесса наплавки и сварки, применяя относительно несложные приспособления и простые технологические приемы. К – таким спо­собам относится, например, сварка наклонным и лежачим электро­дами.

Эти способы можно применять для повышения производитель­ности ручной сварки коротких прямолинейных швов.

Способ сварки наклонным электродом предложен А. А. Сили­ным и состоит в том, что электрод / ставят наклонно, как показано на рис. 40, а; один конец его зажимается в обойме 2, которая может свободно опускаться по штанге 3. По мере плавления конца элек­трода последний опускается вниз параллельно самому себе, а обой­ма при этом скользит по стойке. Угол наклона электрода к метал­лу сохраняется постоянным. Ток к электроду подводится через обойму 2. Дуга возбуждается замыканием электрода на металл с помощью второго вспомогательного электрода, например угольно­го. При горении дуги электрод опирается на металл козырьком, образующимся на покрытии, что обеспечивает постоянную длину Дуги, и последняя горит устойчиво. Чем больше угол наклона а электрода по отношению к свариваемому изделию, тем больше сече­ние наплавленного валика.

Для электрода диаметром от 6 до 10 мм угол наклона должен быть равен 25—30°. При угле менее 20° наблюдается сильное раз­брызгивание металла и качество шва ухудшается. Ток берется из расчета 40 а на 1 мм диаметра электродной проволоки. Длина электрода должна быть не более 1200 мм. Описанный способ дает хорошее качество наплавленного металла и пригоден для сварки коротких швов. Он допускает также обслуживание одним сварщи­ком нескольких постов и может рассматриваться как один из про­стейших способов полуавтоматической сварки.

а — наклонным электродом, б — лежачим электродом

Чтобы получить уширенный валик наплавленного металла при постоянном угле наклона, можно вместо одного электрода приме­нять гребенку из 3—5 электродов. Ток в этом случае берется на 50—70% выше, чем при обычной ручной сварке.

Схема сварки лежачим электродом дана на рис. 40, б. Толсто­покрытый электрод 1 кладется в разделку шва 2. С помощью вспо­могательного угольного или металлического электрода 3 возбуж­дается дуга между свариваемым металлом и концом лежачего элект­рода. Дуга горит под слоем электродного покрытия и перемещается по длине электрода по мере его плавления.

Для ускорения процессов можно вторым электродом вести свар­ку обычным способом, плавя его позади дуги лежачего электрода. Длина лежачего электрода во избежание сильного перегрева его должна быть не больше 1200 мм. Покрытия наносятся на электрод более толстым слоем, чем обычно, —толщиной от 1,5 до 3 мм в зависимости от диаметра электрода. Схема включения лежачего электрода в сварочную цепь показана на рис. 41. При многослой­ной сварке в шов можно закладывать одновременно несколько электродов, как показано на рис. 42. Каждый из электродов, уло­женных в шов, питается от отдельного сварочного трансфор­матора.

Более усовершенствованным способом сварки лежачим электро­дом является сварка под слоем флюса. Этот способ предложен Д. А. Дульчевским и в дальнейшем разработан В. И. Кузнецовым и М. И. Кунис. Он отличается простотой, не требует специального оборудования и обеспечивает высокое качество наплавленного ме­талла.

Длина электрода при этом способе ограничивается только пря­молинейностью стержня, способом подвода тока, а также возмож­ностью получения равномерного зазора между стержнем и свари-

Рис. 41. Схема включения ле­жачего электрода в цепь:

/ — электрод, 2 — наплавленный ме­талл, 3 — свариваемый металл. 4 — дроссель, 5—трансформатор

Рис. 42. Укладка нескольких ле­жачих электродов при МНОГО­СЛОЙНОЙ сварке:

/ — свариЬаемый металл, 2 — элект­роды, 3 — медная накладка, 4 — бу­мага для предохранения медной и стальной накладок от подгорания, 5 — стальная накладка, 6 — нижняя подкладка

ваемым металлом. Дуга возбуждается замыканием конца электрода и металла посредством кусочка графита или тонкой проволоки. Этим способом могут свариваться не только прямолинейные швы, но и круговые или фигурные. Но только для швов разных очертаний нужно изготовить соответствующую раму для креп­ления прижимных контактов. Пример применения этого способа для сварки двутавровых балок показан на рис. 43.

При включении тока возникает электрическая дуга между кон­цом электрода и свариваемым металлом, горящая под слоем флю­са. По мере плавления электрода дуга перемещается от одного

контакта к другому, а расплавляемый ею металл образует валик сварного шва. Дуга под слоем флюса горит устойчиво и равномер­но. Ток применяется следующий:

при диаметре электрода 4 мм. 220—260 а

при диаметре электрода Ю мм. 580—620 а

Рис. 43 Сварка швов двутавровой балки лежачим электродом под флюсом:

І — электрод, 2 и 6 — сварочные провода, 3 — балка, 4 — при­жимный контакт, 5—струбцина, 7 — пружина контактов

Высокопроизводительные способы сварки

СВАРКА ЛЕЖАЧИМ ЭЛЕКТРОДОМ

Схема сварки лежачим электродом дана на рис. 136 а. В разделку шва свариваемого металла 9 укладывается несколько покрытых электродов 4, соединяемых друг с другом вставками (см. схему в круге А). Вблизи второго конца электроды зачищены от покрытия на участках 5 и 7, к которым подключены контакты 6 и 6 1 сварочной цепи источника сварочного тока 8. Второй контакт цепи от источника тока подключен к свариваемому металлу 9. Дуга 2 возбуждается вспомогательным электродом 3 (стальным или графитовым). При плавлении электрода 4 образуется металл шва 1. Для ускорения процесса можно параллельно вести сварку дополнительным металлическим электродом 3, расплавляя его позади дуги лежачего электрода. После расплавления и израсходования первого по ходу сварки электрода 4 контакт 6 отключается и включается контакт 6 1 . Дуга 2 горит под слоем шлака, образуемого покрытием лежачего электрода. Длина каждого электрода берется равной 700—900 мм, диаметр 4—8 мм, толщина покрытия 1,5-3 мм, в зависимости от диаметра стержня. Применяются также трубчатые электроды из стальной трубки, заполненное флюсом и покрытые сверху тонкой обмазкой, уменьшающей влияние на дугу магнитного дутья при сварке. Лежачим электродом можно вести и многослойную сварку, закладывая в шов одновременно несколько электродов. В этом случае каждый электрод необходимо питать током от отдельного сварочного трансформатора. Способы укладки в шов нескольких электродов показаны на рис. 136, бив.

Полуавтоматический способ сварки лежачим электродом под флюсом предложен Д. А. Дульчевским и усовершенствован В. И. Кузнецовым и М. И. Кунисом. Применение этого способа для сварки углового шва двутавровой балки показано на рис. 137.

Сварочная дуга под слоем флюса возникает между концом электрода и свариваемым металлом при включении тока. По мере плавления электрода дуга перемещается от одного контакта к другому, а расплавляемый металл уложенного в шов электрода образует валик сварного шва. Дуга под слоем флюса горит устойчиво и равномерно плавит электрод. Режим сварки следующий:

Длина электрода может быть любой и ограничивается только прямолинейностью его стержня, способом подвода тока, а также возможностью обеспечить равномерный зазор между стержнем и свариваемым металлом по всей длине шва. Дуга возбуждается автоматически, для чего до засыпки флюса между концом электрода и основным металлом помещают кусочек графита или пучок тонкой проволоки. Данным способом могут свариваться не только прямолинейные, но также круговые или фигурные швы. Для каждого очертания шва требуется изготовить соответствующую ему раму, к которой крепятся прижимные контакты.

Для правильной оценки возможностей способа сварки лежачим электродом следует иметь в виду, что этот способ в свое время применялся при изготовлении деталей подвижного железнодорожного состава и листовых коробчатых конструкций в строительстве. В настоящее время этот способ имеет ограниченное применение, так как требует дополнительного времени на наладку и регулировку процесса, наличия соответствующих электродов и поэтому не всегда может конкурировать с современными полуавтоматическими и автоматическими способами сварки под флюсом, в углекислом газе и порошковой проволокой. Он может применяться в ряде производств, где приходится сваривать большое количество коротких прямолинейных, круговых и фигурных швов, в мелкосерийном производстве, в тех случаях, когда использование полуавтоматической сварки является экономически невыгодным или невозможно по другим причинам (например, отсутствие оборудования и пр.). Как и способ сварки наклонным электродом, сварка лежачим электродом также используется на судостроительных верфях в Японии.

Лежачий пластинчатый электрод с легирующим покрытием или засыпаемый легирующим флюсом можно применять также при наплавке плоских поверхностей деталей.

Автор: Администрация Общая оценка статьи: Опубликовано: 2011.06.01

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Привет студент

Автоматической дуговой сваркой называют механизированный процесс дуговой сварки, в котором управление дугой и подачу присадочного материала производят специальными механизмами.

При ручной сварке максимальная доля стоимости работы приходится на рабочую силу и сравнительно небольшую часть составляют расходы на электроды и электроэнергию. Кроме того, что ручная сварка дорога, она не может давать такого однородного и высокого по качеству шва, как автоматическая. Наконец, автоматическая сварка в 2—3 раза производительнее ручной.

Преимущества механизации процесса дуговой сварки были понятны и изобретателям ее —- Бенардосу и Славянову, и ими были построены первые образцы электросварочных автоматов.

Автоматическую сварку применяют при массовом или крупносерийном производстве однородных сварочных работ.

Сварка металлическим электродом. Увеличение производительности при механизированной сварке достигается: 1) отсутствием необходимости смены электродов, так как электродный материал подается в виде проволоки, поступающей с мотка; 2) возможностью значительно повышать силу сварочного тока, что увеличивает скорость наплавки присадочного материала.

Возможность увеличения силы тока здесь достигается тем, что при ручной сварке ток подключают к электроду в верхней его части (примерно на расстоянии 300 мм от дуги), а при автоматической — на расстоянии около 100 мм и менее от дуги. Подключение тока у конца электрода вызывает сильный нагрев всего электрода и ограничивает возможность увеличения тока. В случае подвода тока вблизи дуги это обстоятельство исключается.

Агрегат для автоматической сварки составляют: 1) мотор-генератор или трансформатор; 2) автоматическая сварочная головка, снабженная механизмом для автоматического регулирования длины дуги и подачи присадочного материала; 3) каретка и механизм передвижения сварочной головки или изделия (при неподвижной головке).

Для защиты металла от атмосферного воздуха при автоматической сварке металлическими электродами применяют флюсы или обмазки.

Флюсы подаются из бункера в виде гранулированной массы, насыпаемой на шов одновременно с подачей проволоки. Расплавленный флюс окружает место сварки, концентрируя в нем тепло, вследствие чего увеличивается количество расплавляемого основного металла, приходящегося на единицу веса присадочного.

Простейший способ нанесения ионизирующих обмазок на электродную проволоку состоит в погружении мотка ее в 10—15%-ный водный раствор ионизатора (например, поташа) с последующей просушкой. Небольшое количество остающегося на проволоке ионизатора оказывается достаточным для получения устойчивой дуги на переменном токе. Для нанесения больших количеств обмазки проволоке можно придавать, например, крестообразное сечение; проволоку такого сечения пропускают через резервуар с обмазочной пастой, заполняющей углубления в профиле проволоки.

На фиг. 379 показана схема устройства сварочной головки для металлического электрода. Присадочная проволока наматывается на барабан 1 и пропускается в приемную трубку 2; ролики 3 служат для подачи проволоки к изделию 7 через бронзовый мундштук 4, к которому подключается ток: механизм коробки передач 5 получает движение от электродвигателя 6.

В настоящее время такие автоматы в России почти не применяют в связи с переходом на автоматическую сварку под слоем флюса.

Скоростная автоматическая сварка под слоем флюса. Академией наук под руководством акад. Е. О. Патона разработан способ дуговой сварки голым электродом под гранулированным флюсом, позволяющий увеличить производительность дуговой сварки в производственных условиях в 5—10 раз по сравнению с ручной.

Другими существенными преимуществами автосварки под флюсом являются:

а) более однородное и высокое качество наплавленного металла по сравнению с ручной сваркой;

б) экономия в электродной проволоке вследствие отсутствия угара и разбрызгивания металла проволоки во время сварки, а также огарков электродов (кусков электрода, остающихся в электрододержателе при ручной сварке после расплавления каждого электрода);

в) экономия электроэнергии вследствие лучшего использования тепла дуги;

г) отсутствие надобности в защитных приспособлениях для глаз сварщиков (дуга горит под слоем флюса) и специальной вентиляции, необходимой при ручной сварке качественными электродами;

д) возможность замены квалифицированных сварщиков ручной сварки менее квалифицированными, так как основные операции выполняет автомат.

Для автоматической сварки под флюсом требуется более тщательная сборка свариваемых изделий, чем при ручной сварке, и правильная настройка всей аппаратуры.

Автоматическая сварка нашла в России широкое применение не только при изготовлении изделий, имеющих сварные швы большой протяженности (сварные балки, резервуары, судовые конструкции и т. п.), но и при сварке мелких швов, например, при обварке связей котлов, шпилек, электрозаклепок и т. п. На фиг. 380 показана схема автоматической дуговой сварки под слоем флюса. Так как дуга образуется под слоем гранулированного флюса, окисления и азотирования наплавленного металла воздухом не происходит. Вследствие большой концентрации тепла под слоем флюса и повышенной силы тока, применяемого при автоматической сварке, разделка шва под автоматическую сварку отличается от обычной: для листов толщиной до 8 мм вместо скоса кромок дают зазор в 2—2,5 мм, при больших толщинах дается скос в 30—45° и зазор около 1 мм.

Для автоматической сварки под слоем флюса пользуются сварочными «тракторами». Сварочный трактор имеет самоходную тележку, на которой помещена сварочная головка. Тележка передвигается по свариваемому изделию или по специальным направляющим, передвижным рельсовым путям и т. п.

Полуавтоматическая сварка лежачим электродом. Промежуточным способом между ручной и автоматической дуговой сваркой является сварка лежачим электродом. Сущность этого способа заключается в следующем: в разделку шва укладывают толстообмазанный электрод, присоединенный к одному сварочному проводу; другой провод присоединяют к основному металлу; дуга между лежачим электродом и основным металлом возбуждается угольным или металлическим стержнем. Зажженная дуга перемещается вдоль шва по мере расплавления лежачего электрода. Такой способ не требует сложного оборудования и дает однородный, хорошего качества шов. На фиг. 381, а представлена схема этого способа сварки, на фиг. 381, б показано положение лежачего электрода при стыковом и тавровом соединении деталей.

Толщина обмазки электродов, применяемых при таком способе сварки, должна быть несколько большей, чем при обычных способах, и изготовление более тщательным в части эксцентричности нанесения слоя покрытия. К недостаткам этого способа следует отнести недостаточно глубокий провар корня шва, трудность осуществления криволинейных швов, трудность сварки по прихваткам и невозможность регулирования сечения шва при данном диаметре электрода.

Автоматическая сварка угольным электродом. Сварку можно производить открытой дугой и под слоем флюса. Автоматы, работающие на угольных электродах, отличаются от работающих на металлических только в отношении подачи электрода. Угольный электрод расходуется гораздо медленнее металлического, и горение угольной дуги по сравнению с горением металлической весьма устойчиво даже при значительном изменении ее длины, поэтому при работе с угольным электродом условия механизации процесса легче, чем при работе с металлическим.

Защита наплавленного металла при сварке открытой дугой производится посредством обмазочной пасты, которой покрывают основной металл, или при помощи подаваемого в дугу бумажного шнура, пропитанного квасцами в смеси с 25%-ным раствором поташа.

Угольные автоматы можно применять при сварке стальных листов толщиной от 1 до 10 мм. Скорость сварки листов малых толщин может достигать 80 м/час. Автоматическую дуговую сварку угольным электродом обычно ведут или без присадочного материала, или с присадочным материалом, предварительно заложенным в разделку шва.

Вследствие того, что горение угольной дуги очень устойчиво, для обслуживания двух-трех автоматов иногда достаточно одного рабочего.

Наиболее эффективной является сварка угольным электродом при соединении деталей из тонкой малоуглеродистой стали без присадочного металла на постоянном токе прямой полярности.

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Читайте также:  Печь СВЧ
Ссылка на основную публикацию