Способы нагрева металла при электрической сварке

СПОСОБЫ НАГРЕВА МЕТАЛЛА ПРИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СВАРКЕ [c.4]

Первую группу явлений, которую рассматривает теория сварочных процессов, составляют физические, механические и химические явления, происходящие при подготовке свариваемого материала к образованию прочных связей между отдельными частями свариваемой детали. В большинстве случаев это явления, связанные с преобразованием различных видов энергии в тепловую. Металл, будучи нагрет и расплавлен, способен образовывать сварное соединение. Чаще всего при сварке для нагрева металла используют электрическую энергию. Но имеется много способов сварки, в которых используют энергию, выделяющуюся при горении газов, лучевую энергию, механическую, а также их сочетание. Описание физико-химических процессов, лежащих в основе этих способов, дается в разд. I Источники энергии при сварке . [c.5]

Основным способом сварки давлением является контактная сварка, при которой неразъемное соединение образуется в результате нагрева металла проходящим электрическим током и пластической деформации зоны соединения. В зависимости от конструкции соединений и технологии их получения контактная сварка подразделяется на стыковую, точечную и шовную. Разновидностью точечной сварки является рельефная сварка. [c.362]

При электрической сварке плавлением источником нагрева служит электрическая энергия. Электрическая сварка плавлением подразделяется на дуговую] при этом способе нагрев и плавление осуществляются за счет энергии, выделяемой дуговым разрядом электро-шлаковую, при которой нагрев и плавление металла осуществляются за счет термической энергии, выделяемой током, проходящим через расплавленный флюс (шлаковую ванну) электроннолучевую сварку при которой энергия, расходуемая на нагрев и плавление металла, получается за счет интенсивной бомбардировки основного металла в месте соединения быстродвижущимися в вакууме электронами сварку лазером — источником нагрева является световой луч, получаемый в специальном оптическом квантовом генераторе . сварка дуг.овой плазмой — источником нагрева является струя ионизированного газа. При химической сварке плавлением в качестве источника нагрева используется экзотермическая реакция горения газов газовая сварка) и порошкообразной горючей смеси термитная сварка). Приведем классификацию основных методов сварки металлов по физическим признакам [c.438]

Рис. III.19. Типовые схемы нагрева металла при различных способах электрической контактной сварки а) при точечной сварке б) при стыковой сварке сопротивлением в) при стыковой сварке оплавление

Наиболее распространена дуговая сварка, при которой нагрев производят электрической сварочной дугой. В зависимости от способа защиты металла в зоне нагрева различают несколько способов дуговой сварки. [c.8]

Аргонно-дуговая сварка. При этом способе сварки электрическая дуга горит между неплавящимся вольфрамовым электродом и деталью. В зону сварки подается защитный газ — аргон, который, окружая сварочную дугу, создает зону сосредоточенного нагрева детали. Присадочный материал вводится в сварочную дугу в виде проволоки так же, как при газовой сварке. Аргон надежно защищает расплавленный металл от окисления кислородом воздуха. Наплавленный металл получается плотным, без пор и раковин. [c.106]

При этом способе сварки нагрев металла производится потоком-лучом быстродвижущихся электронов, ускоряемых электрическим полем. Падая на поверхность изделия, электроны отдают свою кинетическую энергию, превращающуюся в тепловую, и нагревают металл. [c.370]

Электрошлаковая сварка — сварка плавлением, при которой для нагрева металла используется теплота, выделяющаяся при прохождении электрического тока через расплавленный шлак. Этот способ является [c.46]

Контактная сварка представляет собой способ неразъемного соединения металлов, при котором нагрев этих металлов производится электрическим током, проходящим по свариваемым деталям, причем нагретые детали сдавливаются приложенным к ним усилием. При контактной сварке металл в месте соединения нагревается до пластического состояния или частичного расплавления. [c.3]

При сварке этим способом для нагрева соединяемых деталей используют тепло, образующееся в стыке при трении двух поверхностей в результате преобразования механической энергии в тепловую непосредственно в свариваемом узле. Сварка трением имеет целый ряд преимуществ по сравнению с другими видами стыковой сварки высокую производительность, высокое и стабильное качество сварного соединения, позволяет сваривать разнородные металлы и сплавы в различных сочетаниях, характеризуется высокими энергетическими показателями (при сварке трением углеродистой стали обыкновенного качества удельная электрическая мощность равна 15—20 Вт/мм , а при электрической контактной сварке —120—150 Вт/мм ) и улучшает условия труда. [c.302]

При сварке постоянным током обратной полярности очищающее действие тока имеет место на протяжении всего процесса горения дуги, а при сварке переменным током — в основном в те полупериоды, когда изделие является катодом. Способ удаления пленки действием тока используется при сварке в защитных газах. Наиболее вероятный механизм действия электрического тока состоит в том, что движущиеся с большой скоростью положительные ионы, попадая на поверхность металла, разрушают окисную пленку и в результате так называемого катодного распыления удаляют ее. При электроннолучевой сварке окисная пленка удаляется частично действием пучка электронов и вырывающегося из основания пятна нагрева потока жидкости, газов и паров металла. [c.638]

Все способы контактной сварки основаны на нагреве металла теплотой, выделяющейся при протекании по деталям электрического тока. Количество теплоты в основном зависит от силы тока, длительности его протекания и сопротивления металла зоны сварки. [c.3]

Сварка в ремонтном производстве находит очень широкое применение. Многие дефекты и повреждения устраняются сваркой, в том числе различные трещины, отколы, пробоины, срыв или износ резьбы и т. п. Сваркой называется процесс соединения металлических частей в одно неразъемное целое с помощью нагрева металла в местах соединения. При ремонте автомобильных деталей нагрев металла осуществляют газовым пламенем или электрической дугой. Так как детали изготавливаются из различных металлов (сталь, серый и ковкий чугун, цветные металлы и сплавы), то применяют соответствующий способ сварки. [c.69]

В ряде случаев при сварке деталей особо сложной формы температура подогрева должна быть повышена до 550—600 °С. Выше этой температуры нагревать чугунные изделия при горячей сварке, выполняемой любым способом, не следует. Нагрев до слишком высокой температуры вызывает рост зерна металла, потерю механической прочности и может снизить дальнейшую работоспособность изделия. Способы нагрева определяются условиями производства. Для изделий небольших размеров и веса удобно использовать печи конвейерного типа применяют также газовые и электрические печи. При отсутствии печей некоторые изделия подогревают во временных горнах древесным углем или коксом. [c.122]

Ближайшей задачей автоматизации процесса сварки является создание систем саморегулирования. Для решения этой задачи необходимо выбрать некоторый обобщающий параметр, от которого зависит качество сварки, и отработать способ стабилизации качества при отклонении выбранного параметра от номинального значения путем воздействия на режим сварки. Делались попытки использовать в качестве таких параметров величину перемещения электродов от расширения металла при расплавлении, температуру нагрева электрода в контакте электрод — деталь и перепад напряжения между электродами, как показатель изменения электрического сопротивления свариваемых деталей. [c.140]

Все применяющиеся виды сварки плавлением отличаются друг от друга по основному признаку—способу нагрева свариваемого металла. Наибольшее распространение в технике получила электрическая дуговая сварка, при которой источником энергии является дуга Петрова. [c.12]

В процессе сварочной операции расплавленный металл взаимодействует с окружающей его материальной средой (газами, неметаллическими расплавами — шлаками и пр.) и получает те или иные изменения, связанные с испарением некоторых составляющих при высоких температурах сварочного пространства, образованием различных химических соединений, нерастворимых в металле, и др. В целом эти изменения характерны как для расплавляемого основного металла, находящегося в сварочной ванне, так и для поступающего в ванну добавочного металла. Как правило, поступающий в ванну добавочный металл при основных способах сварки плавлением (электрическая дуговая сварка, особенно плавящимся электродом электрошлаковая сварка) нагревается до более высоких температур, чем в ванне, и имеет большую контактирующую со средой удельную поверхность (отношение поверхности к объему). Поэтому все процессы взаимодействия с окружающей средой, происходящие через поверхность и интенсифицированные более высокой температурой, приводят, как правило, к большему изменению состава добавочного металла, чем расплавляемого составного. Этот измененный в процессе сварки добавочный металл называется наплавленным металлом. [c.16]

Г Сварка независимой дугой (рис. 1.13, а) осуществляется нагревом металла дугой 1, горящей между двумя, обычно неплавящимися (например, графитовыми) электродами 2 пЗ, подключенными к различным полюсам источника электрической энергии 4. Свариваемое (нагреваемое) изделие 5 в электрическую цепь не включено. Дуга горит независимо от свариваемого изделия. Когда нагретые газы стержня (столба) дуги контактируют с поверхностью металла, они его нагревают и при достаточной мощности дуги —расплавляют. В этом случае дуга воздействует на свариваемый металл подобно газосварочному пламени, а сама операция сварки выполняется так же, как при газовой сварке плавлением. Сварка может выполняться как без добавочного присадочного металла, так и с применением присадки 6, подаваемой в дугу в виде прутка. Сварка независимой дугой практически применяется редко, за исключением одного из способов газоэлектрической сварки — атомноводородной. [c.28]

Электрошлаковая сварка — это сварка плавлением, при которой для нагрева металла используется теплота, выделяющаяся при прохождении электрического тока через расплавленный электропроводный шлак (рис. 64). Это самый высокопроизводительный способ автоматической сварки металла значительной толщины. [c.228]

Газопламенная обработка металлов - это ряд технологических процессов, связанных с обработкой металлов высокотемпературным газовым пламенем. Наиболее широкое применение имеет газовая сварка и резка, которые, несмотря на более низкую производительность и качество сварных соединений по сравнению с электрическими способами сварки плавлением, продолжают сохранять свое значение при сварке тонколистовой стали, меди, латуни, чугуна. Преимущества газовой сварки и резки особенно проявляются при ремонтных и монтажных работах ввиду простоты процессов и мобильности оборудования. Кроме сварки и резки газовое пламя используется для наплавки, пайки, металлизации, поверхностной закалки, нагрева для последующей сварки другими способами или термической правки и т.д. [c.81]

Стыковую сварку вьшолняют различными способами. В одних случаях место стыка нагревают до пластического состояния, т. е. до температуры, близкой к температуре плавления, затем выключают ток, и сдавливают свариваемые места деталей. В других случаях детали при включенном токе сближают настолько, чтобы между ними возникла электрическая дуга, расплавляющая металл по всей поверхности торцов. В этом случае после сжатия расплавленный металл вместе с окислами выдавливается наружу, а стыкуемые детали, разогретые до пластического состояния, хорошо свариваются, образуя прочное сварное соединение. [c.255]

Принцип этого способа сварки заключается в том, что при бомбардировке электронами свариваемого металла последний нагревается до плавления. Электроны приобретают ускорение в электрическом поле между катодом электронной пушки и свариваемым изделием. Электронный луч на свариваемом изделии концентрируется в виде пятна диаметром 0,013—1 мм. [c.6]

Явление нагрева поверхностей контакта проводников при прохождении электрического тока также было использовано для целей сварки металлов, В 1877 г. профессор Э. Томсон (СШ.А) взял патент на способ стыковой сварки сопротивлением. [c.249]

Все способы контактной сварки основаны на местном нагреве заготовок теплом, выделяющимся при прохождении через них электрического тока. Заготовки свариваются в месте их соприкосновения чаще всего без введения дополнительного металла и применения флюсов. [c.310]

На фиг. 4 схематически показан способ электрошлаковой сварки плавящимся электродом. Подлежащие сварке детали 1 собираются с зазором 20—30 жл и устанавливаются так, чтобы стык был расположен вертикально. К поверхностям листов прижаты медные водоохлаждаемые ползуны 2, движущиеся при сварке вместе с автоматом снизу вверх. Вода к ползунам подается по гибким шлангам и трубкам 7. В пространстве, образованном кромками деталей и формирующими медными ползунами, создается ванна расплавленного шлака 4, в которую подается электродная проволока 5. Электрический ток, проходя. между электродом и свариваемым металлом, нагревает расплав и поддерживает в нем температуру выше температуры плавления электродного и основного металла. За счет этого шлак расплавляет электродную проволоку и кромки свариваемых 10 [c.10]

В настоящее время кузнечная сварка применяется сравнительно редко, главным образом при ремонтных работах. Печная сварка используется при изготовлении труб. В последнее время за счет создания вакуума и специальных сред, а также использования более совершенных источников нагрева (индукционный, электрический, сопротивления и др.) этот способ получает дальнейшее развитие применительно к сварке активных металлов и приварке металлокерамики к державкам инструмента. [c.40]

Применяется также классификацня по виду энергии, используемой для нагрева металла при сварке. По этому признаку все способы сварки можно объединить в четыре основные группы (рис. 151) 1) электрические 2) химические 3) механические 4) лучевые. [c.335]

Электрические способы сварки основаны на превращении электрической энергии в тепловую. Это превращение осуществляется при использовании дуги, выделении тепла при протекании тока через шлаки, посредством превращения в тепло кинетической энергии пучка электронов, индуктированием тока различных частот. Электрические способы нагрева металла до расплавления при сварке являются весьма эффективными и имеют широкое применение в промышленности. [c.17]

При указанных способах сварки происходит прямое, непосредственное тепловое воздействие дуги на основной металл, включённый в электрическую цепь. В 1889 г. Церенер предложил использовать для нагрева металла [c.275]

Источником теплоты при дуговой сварке служит электрическая дуга, которая горит между электродом и заготовкой. В зависимости от материала и числа электродов, а также способа включения электродов и заготовки в цепь электрического тока различают следующие виды дуговой сварки сварка нетавящимся (графитовым или вольфрамовым) электродом I дугой прямого действия 2 (рис. 5.1, а), при которой соединение выполняется путем расплавления только основного металла 3 либо с применением присадочного металла 4, сварка плавящимся (металлическим) электродом 1 дугой прямого действия 2 (рис. 5.1, б) с одновременным расплавлением основного металла 3 и электрода, который пополняет сварочную ванну жидким металлом сварка косвенной дугой 5 (рис. 5.1, в), горящей между двумя, как правило, неплавящимися электродами 7 при этом основной металл 3 нагревается и расплавляется теплотой столба дуги сварка трехфазной дугой 6 (рис. 5.1, г), при которой дуга горит между электродами 7, [c.222]

Электронно-лучевая сварка. Нагрев металла при этом способе осуществляется потоком лучей быстродвижущих-ся электронов, ускоряемых электрическим полем. Падая на поверхность изделия, электроны отдают свою кинетическую энергию, превращающуюся в тепловую и нагревают металл до температуры 5000-6000 °С, что достаточно для плавления металлов при сварке и для их тепловой обработки (резки, сверления, испарения). Процесс обычно ведется в герметически закрытой камере с высоким вакуумом, необходимым для свободного движения электронов и обеспечения чистоты наплавленного металла. [c.334]

При производстве, дюнтаже и ремонте паровых котлов, трубопроводов и сосудов применяют электродуговую, газовую н контактную сварку металлов [36]. Процесс сварки сопровождается изменением структуры и свойств в зоне соединения и возникновением поля остаточных напряжений [12]. Для большинства методов сварки характерным является приложение концентрированных электрически.х, газовых или механических источников энергии непосредственно в зоне соединения. При электродуговой марке необходимая для нагрева и расплавления тепловая энергия обеспечивается электрической дугой при контактной сварке — выделяется за счет электросопротивления свариваемых деталей или зоны контакта деталей. Применяют также индукционный нагрев токами высокой частоты. При газовой сварке металл нагревается пламенем горючего газа (или паров ке-)осина), сжигаемого в кислороде при помощи сварочной горелки, (аждый способ сварки имеет много разновидностей [35, 36]. [c.145]

Электрическая сварка является наиболее распространенным способом, которым изготовляют трубы диаметром 6—660 мм со стенкой толщиной 0,15—20 мм. Электрический ток подводится к кромкам заготовки от вращающихся электродных колец, разделенных изолятором. Стык кромок тptyбнoй заготовки, попадая в зазор между электродными кольцами, нагревается вследствие бэлее высокого электрического сопротивления. Обычно металл в зоне стыка не расплавляется, сварка происходит при пластичном СОСТОЯНИЙ металла под давлением сварочных валков и электродов нагретые кромки трубы осаживают и сваривают. В результате получается труба с продольным швом. [c.199]

Этот способ отличается от других, в том числе и от способа сварки под флюсом, тем, что источником нагрева при нем служит тепло, выделяющееся в шлаковой ванне при прохождепии электрического тока от электрода к основному металлу при установившемся процессе дуговой разряд отсутствует. Электрошлако- [c.366]

ТОЧЕЧНАЯ СВАРКА, контакт ная точечная сварка — сеарка давлением, осуществляемая с высококонцентрированным местным нагревом металла электрическим током, проходящим через контакт деталей, наложенных обычно внахлестку, в отдельных местах, под электродами и с приложением усилия сжатия для получения сварных точек. При этом внутренняя часть образующего точку объема металла нагревается до расплавления, а внешняя — до пластического состояния. Усилие осадки прикладывается через электроды. Этот вид сварки выполняется па специальных машинах (см. Точечная машина). По количеству сварных точек, выполняемых за один рабочий цикл сварочной машины, различают одноточечную, двухточечную и многоточечную сварку. По способу подвода тока — одностороннюю и двустороннюю точечную сварку. По количеству импульсов сварочного тока, необходимых для выполнения сварных точек,— [c.163]

Сварка открытой дугой — дуговая сварка, осуществляемая без подачи защитного газа или сварочного флюса, при которой зона дуги доступна наблюдению. При ручном способе сварки (рис. 1,о) для местного нагрева металла до температуры расплавления используется тепловая энергия электрической дуги 1, горящей между свариваемым металлом 2 и концом электрода 3, закрепленным в электро-додержателе 4, который подключен к источнику сварочного тока. В результате плавления свариваемого металла и электрода обра- [c.5]

Дуговая резка является одним из видов разделительной резки. Она основана на выплавлении металла из зоны резания теплотой электрической дуги, возбуждаемой между электродом и разрезаемым металлом. Этот способ широко применяется при строительно-монтажных работах для грубой разделки металла. Резку производят стальными электродами с качественным покрытием, но более тугоплавким, чем для сварки. Такое покрытие обеспечивает при резке образование небольшого козырька, закрываюш,его зону дуги. Козырек предохраняет электрод от короткого замыкания на разрезаемый металл, а также способствует более сосредоточенному нагреву металла и позволяет производительнее вести резку. В качестве покрытия применяют смесь, содержащую 70% марганцевой руды и 30% жидкого стекла. Толщина покрытия составляет 1...1,5 мм. Успешно используются также электроды с покрытием ЦМ-7 и ЦМ-7с. Электроды диаметром 4...6 мм являются наиболее рекомендуемыми. Ток при резке выбирают в пределах 50...60 А на 1 мм диаметра электрода. Источником питания дуги могут служить сварочные генераторы или сварочные трансформаторы. Дуговую резку применяют для разрезания металлов толщиной не более 30 мм производительность низкая — при толщине разрезаемого металла 15 мм скорость резки не превышает 120...150 мм/мин. Расход электрода составляет 1,0...1,5 кг на 1 м разрезаемого металла. [c.89]

За последние годы разработан еще один вид электросварки — сварка металлов при нагреве токами высокой частоты. При высокочастотной сварке, так же как и при контактной, соединение металла образуется при приложении давления к свариваемым изделиям. Сварка при нагреве токами высокой частоты не исключает применения других способов электрической сварки, но в целом ряде случаев имеет перед 11имн преимущества. Эти преимущества создаются возможностью высокой концентрации энергии в короткие промежутки времени в тонком слое на свариваемых поверхностях (часто без непосредственного электрического контакта источника питания со свариваемыми изде.-тями(Сварные ссединс ния создаются при этом с незначительным чатол . роцессы сва[жи ид т без выделения газов, вредно ог1)ажающихся на здоровье рабочих. [c.3]

Точечная сварка - способ контактной сварки, при котором детали свариваются по отдельным ограниченным участкам касания (по ряду точек). При точечной сварке (рис. 1, а) детали 1 собирают внахлестку, сжимают усилием электродами 2, к которым подключен источник 3 электрической энергии (например, сварочный трансформатор). Детали нагреваются при кратковременном прохождении сварочного тока /св до образования зоны 4 взаимного расплавления деталей, называемой ядром. Нагрев зоны сварки сопровождается пластической деформацией металла в зоне контакта деталей (вокруг ядра), где образуется уплотняюший поясок 5, надежно предохраняющий жидкий металл от выплеска и от окружающего воздуха. Поэтому специальной защиты зоны сварки не требуется. После выключения тока расплавленный металл ядра быстро кристаллизуется, и образуются металлические связи между соединяемыми деталями. Таким образом, образование соединения при точечной сварке происходит с расплавлением металла. [c.129]

Из новых способов, разработанных и внедряемых в производство за последние годы, следует указать на сварку ультразвуком, сварку давлением в вакууме, сварку электронным лучом в вакууме, виб-родуговую наплавку, сварку с высокочастотным нагревом, сварку вращающейся дугой, сварку плазменной струей и др. Однако эти способы сварки имеют специализированное назначение и область их применения более ограничена, чем дуговой или контактной электрической сварки они используются, например, в приборостроении, при сварке пластмасс, сварке твердых сплавов, наплавке тонких слоев металла, сварке тугоплавких металлов и других подобных процессах. Данные об этих способах сварки можно найти в специальной литературе. [c.12]

Стыковая электросварка труб применяется при изготовлении змеевиков поверхностей нагрева и выполняется контактным способом. Контактную сварку оплавлением (рис. 15-6) выполняют в стыковой сварочной машине, в которой зажимают стыкуемые трубы. Концы труб зачищают до металлического блеска. При включении тока трубы автоматически сближаются до соприкосновения торцов. В результате замыкается электрическая цепь и ток высокой плотности проходит через точки соприкосновения стыка, вызывая местное выделение тепла и сильное повышение температуры, достаточное для расплавления торцов металла труб. При этом свариваемые торцы труб приводят в соприкосновение и под большим давлением быстро осаживают, в результате чего завершается сварка. В процессе осаживания часть металла выдавливается внутрь трубы и наружу в виде грата, который немедленно удаляется. Внутренний грат удаляют механически или кислородновоздушной продувкой. Наружный грат удаляют механическими клещами с режущими зубцами. [c.171]

Этот новый способ сварки разработан Всесоюзным научно-исследовательским институтом электросварочного оборудования (ВНИИЭСО). Дугоконтактная сварка может применяться для соединения труб, листов и других деталей. Нагрев кромок свариваемых деталей, например труб (рис. 126), производится электрической дугой, горящей между торцами труб во вращающемся магнитном поле. Катушки 2—надетые на трубы I—2, создают магнитные поля, направленные встречно, которые, взаимодействуя с током дуги, заставляют ее вращаться по окружности трубы. Скорость вращения дуги настолько велика, что вокруг свариваемых труб создается сплошное кольцо светящейся плазмы. Кромки труб быстро нагреваются до оплавления, после чего их сдавливают с одновременным выключением тока при этом жидкий металл и шлаки выдавливаются наружу и образуется высококачественное сварное соединение. [c.280]

Явление нагрева контакта проводников при прохождении электрического тока также было использовано для целей сварки металлов. Так, в 1877 г. проф. Э. Томсон (США) взял патент на способ стыковой сварки сопротивлением. Поздчее, в 1887 г. И. Н. Бенардос запатентовал устройство для точечной контактной сварки, в котором нагрев и последуюш,ее соединение металлических листов, сложенных внахлестку, обеспечивались за счет прохождения электрического тока через два угольных электрода, между которыми зажимались листы. Третьей разновидностью контактной сварки является шовная или роликовая сварка, когда изделия соединяются непрерывным швом по линии качения ролика. Этот способ сварки также изобретен [c.454]

Наиболее надежным способом восстановления алюминиевыех деталей является применение аргопно-дуговой сварки. В этом процессе соединяемые кромки детали и присадочный материал нагреваются теплом электрической дуги, образующейся между вольфрамовым электродом и деталью. При этом из сопла наконечника горелки непрерывно подается аргон, который, окружая дугу, создает сосредоточенный нагрев, а также предохраняет расплавленный металл шва от вредного влияния кислорода и азота воздуха. В результате этого условия плавления металла улучшаю гея, качество шва получается высоким, коробление почти отсутствует. [c.160]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...