Понятие об электрической дуге и ее свойствах. Процесс зажигания дуги.

Сварочной дугой называется продолжительный мощный разряд электричества в ионизированной смеси газов и паров других материалов между двумя электродами (или электродом и свариваемым изделием), находящимися под электрическим напряжением.

Процесс зажигания дуги в большинстве случаев включает три этапа: короткое замыкание электрода на заготовку, отвод электрода на расстояние 3 - 6 мм и возникновение устойчивого дугового разряда.

Короткое замыкание выполняется для разогрева торца электрода и заготовки. Высокая плотность тока способствует оплавлению микровыступов в контакте и образованию плёнки жидкого металла. При последующем отводе электрода плёнка жидкого металла растягивается, а её сечение уменьшается, вследствие чего возрастает плотность тока и повышается температура металла. Это приводит к разрыву плёнки и испарению металла. При этом интенсивная эмиссия обеспечивает ионизацию паров металла и газов межэлектродного промежутка. По мере разогрева столба дуги и повышения кинетической энергии атомов и молекул происходит дополнительная ионизация за счёт их соударения. Отдельные атомы также ионизируются в результате поглощения энергии, выделяемой при соударении других частиц. В результате дуговой промежуток становится электропроводным и через него начинается разряд электричества. Процесс зажигания дуги заканчивается возникновением устойчивого дугового разряда. Этот способ зажигания дуги применяют при сварке плавящимся электродом.

При сварке неплавящимся электродом возможно зажигание дуги с помощью высокочастотного электрического разряда через дуговой промежуток, обеспечивающего его первоначальную ионизацию. Для этого в сварочную цепь на короткое время подключают источник высокочастотного переменного тока высокого напряжения - осциллятор.

31. Электроды и сварочная проволока. Назначение электродных покрытий, их примерные составы. Типы и марки электродов.

Сварочный электрод — металлический или неметаллический стержень из электропроводного материала, предназначенный для подвода тока к свариваемому изделию. В настоящее время выпускается более двухсот различных марок электродов, причем более половины всего выпускаемого ассортимента составляют плавящиеся электроды для ручной дуговой сварки.

Сварочная проволока – это сырье для автоматической или полуавтоматической дуговой сварки, которая служит источником металла для наплавки. По своей сущности это гибкий электрод. Проволока является высокотехнологичной заменой более дорогостоящим и хрупким электродам, которые применяются при ручной сварке.

В состав электродных покрытий вводят следующие компоненты: ионизирующие (соединение щелочных и щелочноземельных металлов (К, Na, Ca, Ba), силикаты натрия и калия, поташ, кальцинированная сода, полевой шпат, мел, мрамор, углекислый барий – для стабилизации горения дуги), газообразующие (крахмал, древесная мука, декстрин, целлюлоза, мрамор, мел, известняк, магнезит – для защиты шва от воздуха), шлакообразующие (полевой шпат, кремнезем, тальк, марганцевая руда, мрамор, магнезит – для защиты капель электродного металла и сварочной ванны от контакта с газами окружающей атмосферы), раскисляющие (ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, алюминий – для получения высокого качества сварного шва), легирующие (вводят для получения требуемого химического состава и механических свойств), связующие (натриевое, калиевое и натриево-калиевое жидкое стекло – связывает порошкообразные компоненты в обмазочную массу) и формовочные (каолин, декстрин, слюда – придают обмазочной массе пластические свойства).

Каждому типу электродов для сварки конструкционных, теплоустойчивых ивысоколегированных сталей может соответствовать несколько марок электродов, особенно много марок разработано и выпускается для сварки конструкционных сталей. Например, к типу электродов Э42А относятся электроды марки УОНИИ-13/45, СМ-11 и др. Наиболее распространены для сварки в заводских условиях электроды марок АНО-1, АНО-6, ВРМ-12, ОЗС-4, МР-3, АНО-4, предназначенные для сварки низкоуглеродистых и низко тегированных сталей. В конструкциях, к которым предъявляются повышенные требования пластичности и вязкости сварных швов, для сварки применяют электроды УОНИИ-13/45, СМ-11, УОНИИ-13/55, СК2-50 и другие этих же типов в зависимости от требований к электродам, указанным в проекте. Электроды ОЗС-18 и КД-П предназначены для сварки низколегированной атмосферно - коррозионостойкой стали, электроды ВСФ-65У — для сварки конструкций из высокопрочной низколегированной стали. Для сварки высоколегированных сталей используют электроды ОЗЛ-6, ЦЛ-11, 03Л-8 и др., изготовляемые промышленностью.