Правілы і тэхналогіі зваркі металаў

Зварка - метад злучэння дэталяў з аднастайнага матэрыялу: пластыка з пластыкам, металу з металам. Пры зварвання кантактуюць паверхні расплаўляюцца або шчыльна сціскаюцца. У зоне кантакту адбываецца сплаўленне двух матэрыялаў у адзін. У выніку ўтворыцца трывалае шчыльнае злучэнне двух паверхняў.

зварка электродам

Зварка - гэта злучэнне дэталяў, зробленых з аднолькавага матэрыялу, для атрыманне адзінай канструкцыі.

Зварка металаў расплаўленнем выкарыстоўваецца для якаснага герметычнага злучэння адказных дэталяў: элементы трубаправода, корпус аўтамабіля (аўтобуса, самалёта), сценкі металічнага гаража і вароты, апоры спартыўнага турніка, злучэнне арматуры ўнутры бетоннай сцяны і многае іншае. Якія віды зваркі выкарыстоўваюць сучасныя зварачныя тэхналогіі? Як правільна выконваецца зварвання металу?

Віды зварвання металічных паверхняў

Зварка металаў можа ажыццяўляцца з расплаўленнем кантактных паверхняў або з іх выкарыстаннем кампрэсіі. Пры гэтым працэсы зварвання называюцца:

  • зварвання плаўленнем (або расплаўленнем);
  • зварвання пластычнага дэфармавання.
Класіфікацыя асноўных відаў зваркі

Класіфікацыя асноўных відаў зваркі.

Злучэнне дэфармавання можа выконвацца з прымяненнем падагрэву або без яго. Дэфармаванне паверхняў без падагрэву называецца халоднай зваркай. Пры шчыльным сціску атамы розных матэрыялаў аказваюцца на блізкай адлегласці і ўтвараюць межатомные сувязі. Адбываецца злучэнне паверхняў.

Пры зварвання плаўленнем злучаныя паверхні лакальна награваюцца і расплаўляюцца. Часта выкарыстоўваецца трэці (присадочный) матэрыял, які плавіцца і запаўняе зазор паміж двума металамі. Пры гэтым у вадкім расплаве утвараюцца межатомные сувязі паміж асноўным матэрыялам і асадкай (расплаўленым электродам). Пасля астывання і зацвярдзення утворыцца суцэльнае зварное злучэнне.

Мясцовы нагрэў дэталяў для зварвання можа ажыццяўляцца электрычным токам або падпаленым газам. Адпаведна, па спосабе лакальнага нагрэву зварка дзеліцца на два віды:

  • электрычная (у тым ліку электрошлаковая, электролучевая, лазерная);
  • газавая.

Найменні вызначаюцца выкарыстоўваным крыніцай цяпла. Электрычнасць можа працаваць як наўпрост, так і ўскосна. Пры прамым выкарыстанні электраэнергія награвае метал і присадочный электрод дзякуючы праходжання па іх току або ўзнікнення дугі. У ўскосным выкарыстанні працуе розная энергія, атрыманая ад уздзеяння электрычнасці: энергія расплаўленага дзындры, праз які праходзіць ток, энергія электронаў у электрычным полі, прамень лазера, які ўзнікае пры падачы электрычнасці.

Класіфікацыя відаў электрычнай зваркі

Класіфікацыя відаў электрычнай зваркі.

Зварка металічных паверхняў можа выконвацца ў ручным або аўтаматычным рэжыме. Некаторыя віды зварных злучэнняў магчымыя толькі з ужываннем аўтаматыкі (напрыклад, электрошлаковая або шовная), іншыя даступныя для выканання ручнымі зварачнымі прыладамі.

Электрычная зварка прадстаўлена двума метадамі:

  • электрадугавой;
  • Электракантактны.

Разбяром падрабязней, як адбываецца злучэнне паверхняў пры дуговой і кантактна спосабе зварвання.

Вярнуцца да зместа

Электрадугавая зварка металаў і электракантактныя

Вярнуцца да зместа

Праца электрычнай дугі

Дадзены выгляд зварвання выкарыстоўвае для нагрэву цеплыню электрычнай дугі. Дуга, якая ўтвараецца паміж металічнымі паверхнямі, уяўляе сабой плазму. Узаемадзеянне металічных паверхняў з плазмай выклікае іх нагрэў і расплаўлення.

Прынцып працы электрадугавой зваркі

Прынцып працы электрадугавой зваркі.

Электрадугавая зварка можа выконвацца з выкарыстаннем палючага электрода або неплавящегося яго выгляду (графітавага, вугальнага, вальфрамавага). Палючага электрод адначасова з'яўляецца ўзбуджальнікам электродуги і пастаўшчыком присадочного металу. Пры неплавящемся электродзе для распачынання дугі выкарыстоўваецца стрыжань, які не растопліваецца. Присадочный матэрыял ўводзяць у зону зварвання асобна. Пры гарэнні дугі адбываецца плаўленне асадкі і абзы дэталяў, якая ўтварылася вадкая ванночка пасля зацвярдзення ўтворыць шво.

У некаторых тэхналагічных працэсах злучэнне паверхняў адбываецца без падачы присадочного матэрыялу, толькі мяшаннем двух асноўных металаў. Так вырабляюць зварвання вальфрамавым электродам.

Калі электрычная дуга гарыць не свабодна, а сціскаецца плазмотроном, пры гэтым праз яе прадзьмухваецца плазма іянізаванага газу, то такі выгляд зварвання называецца плазменным. Тэмпература і магутнасць плазменнай зваркі вышэй, паколькі пры сціску дугі дасягаецца больш высокая тэмпература яе гарэння, што дазваляе выконваць зварку тугаплаўкіх металаў (ніёбія, малібдэн, тантал). Плазмообразующий газ з'яўляецца таксама ахоўнай асяроддзем для злучаных металаў.

Вярнуцца да зместа

Абарона расплаўленага металу і сплаўленне электрычным кантактам

Схема электракантактныя зваркі

Схема электракантактныя зваркі.

Калі пры гарэнні дугі металічныя паверхні абараняюць ад акіслення газам або вакуумам, то такое злучэнне называюць зваркай у ахоўнай асяроддзі. Абарона неабходная для зваркі хімічна актыўных металаў (цырконій, алюміній), адказных дэталяў з легіраваных сплаваў. Магчымая абарона зваркі іншымі рэчывамі: флюс, дзындрай, парашковай дротам. Адпаведна, якія выкарыстоўваюцца метады зваркі атрымалі назвы: зварвання пад флюс, электрошлаковая зварка, вакуумная. Усё гэта - разнавіднасці электрадугавой метаду, якія выкарыстоўваюць розную ахоўную сераду для папярэджання акіслення расплаву, змены яго хімічнага складу і страты уласцівасцяў зварнога злучэння.

Электракантактныя зварка выкарыстоўвае цяпло, якое выдаткоўваецца ў месцы сутыкнення двух зварваюць паверхняў. Так выконваецца кропкавае зварвання: дэталі з высілкам прыціскаюць сябар да сябра да судотыку ў некалькіх кропках. Агульныя падыходы будуць з'яўляцца месцамі максімальнага супраціву і найбольшага разагрэву паверхні. За кошт гэтага нагрэву і адбываецца аплаўлены і злучэнне металічных элементаў у кропках судотыку.

Вярнуцца да зместа

Тэхналогія электрадугавой зваркі металаў

Прынцып падлучэння і працы электрадугавой зваркі

Прынцып падлучэння і працы электрадугавой зваркі.

Тэхналогія зваркі металу з выкарыстаннем электрычнай дугі складаецца ў паслядоўнасці дзеянняў па арганізацыі працы зварачнага апарата і непасрэдным выкананні зваркі.

Падрыхтоўка складаецца ва ўсталёўцы зварачнага інвертар, выбары электродаў і выкананні неабходнага скосу абзы (падрыхтоўцы паверхняў).

Пасля ўстаноўкі зварачнага апарата ў месцы зваркі кантактны провад з дапамогай «кракадзіла» (канструкцыя далучаюць клемы) мацуюць на адной з кантактных металічных паверхняў. Ўключаюць зварачны апарат і выстаўляюць рэгулятарам току яго сілу. Сіла току рэгламентуецца памерам электрода і таўшчынёй зварваецца дэталяў. Для электрода дыяметрам 3 мм сіла току павінна адпавядаць 80-100 А.

Калі паверхня металу афарбаваная або вокіслаў з адукацыяй пласта іржы, яго неабходна падрапаць металічнай шчоткай для забеспячэння паўнавартаснага кантакту ў злучэнні.

Вызначаецца выгляд злучэння кантактных паверхняў:

  • стыкавыя;
  • внахлест;
  • кутняе;
  • таўровага;
  • кантавое.
Тыпы зварных злучэнняў і швоў

Тыпы зварных злучэнняў і швоў.

Разгледзім падрабязней асаблівасці зварвання розных тыпаў злучэнняў. Стыкавых злучэнняў часта патрабуе папярэдняй падрыхтоўкі беражкоў зварваюць паверхняў: па іх краях выконваюцца скосы. V-вобразныя скосы робяць па краях лістоў таўшчынёй ад 5 да 15 мм, Х-вобразныя скосы - на лістах таўшчынёй больш 15 мм. Зняцце V-вобразнай абзы пры стыку паверхняў дазваляе атрымаць паглыбленне, па якім выконваецца зварка. Х-вобразныя абзы мяркуюць наяўнасць паглыблення і выкананне зварных швоў з двух бакоў злучэння.

Кутнія і таўровага злучэння таксама могуць выконвацца са скосам беражкоў (з раздзелкі паверхні) або без скосаў і раздзелкі (у залежнасці ад таўшчыні зварнога перасеку).

Таўровага і кутняе злучэння дазваляюць злучаць дэталі рознай таўшчыні. Пры гэтым становішча электрода павінна быць больш вертыкальным да той паверхні, у якой больш таўшчыня.

Вярнуцца да зместа

Электроды для зварвання: віды і выбар

Электрод для зваркі ўяўляе сабой металічны стрыжань, пакрыты абмазкай. Склад обмазочного пакрыцця прызначаны для абароны металу зварнога шва ад выгарання пры акісленні. Флюс выцясняе з расплаўленага металу кісларод, чым перашкаджае акісленню, і вылучае ахоўны газ, чым таксама папярэджвае акісленне. У склад абмазкі ўваходзяць наступныя кампаненты:

Схема электрода для зваркі

Схема электрода для зваркі: 1 - стрыжань; 2 - участак пераходу; 3 - пакрыццё; 4 - кантактны тарэц без пакрыцця; L - даўжыня электрода; D - дыяметр пакрыцця; d - намінальны дыяметр стрыжня; l - даўжыня зачышчаных ад пакрыцця канца

  • стабілізатары запальвання і гарэння (калій, натрый, кальцый);
  • шлакообразующая абарона (шпат, кремнезем);
  • газаўтваральныя (драўняная мука і крухмал);
  • рафінуюць злучэння (для высновы і звязвання серы і фосфару, шкодных для зварвання металу прымешак);
  • легіруючых элементаў (калі шве трэба абавязковыя ўласцівасці);
  • злучныя (вадкае шкло).

Выпускаюцца прамысловасцю электроды маюць дыяметр ад 2,5 да 12 мм, для ручной зваркі найбольшае ўжыванне атрымалі 3-міліметровыя электроды.

Выбар дыяметра электрода вызначаецца таўшчынёй зварваюць паверхняў, патрабаванай глыбінёй проплавления. Існуюць табліцы, якія прыводзяць рэкамендаваныя значэння дыяметраў электродаў у залежнасці ад таўшчыні проплавляемых паверхняў. Трэба ведаць, што невялікае змяншэнне дыяметра электрода магчыма, пры гэтым павялічваецца час выканання працэсу. Электрод меншага дыяметра дае магчымасць лепш кантраляваць працэс, што важна для пачаткоўца зваршчыка. Больш тонкі электрод можна перасоўваць павольней, што важна ў працэсе навучання.

Вярнуцца да зместа

Характарыстыкі дуговой зваркі: вызначэнне і значэнне

Перад пачаткам зваркі вызначаюцца аптымальныя характарыстыкі працэсу зварвання:

Табліца выбару сілы току для зваркі

Табліца выбару сілы току для зваркі.

  1. Сіла току (рэгулюецца на зварачным апараце). Сіла току вызначаецца дыяметрам электрода і матэрыялам яго пакрыцця, размяшчэннем шва (вертыкальна або гарызантальна), таўшчынёй матэрыялу. Чым тоўшчы матэрыял, тым большая сіла току спатрэбіцца для яго прагрэву проплавления. Недастатковая сіла тока не растоплівае перасек шва цалкам, у выніку прысутнічаюць непровары. Занадта вялікі ток прывядзе да залішне хуткага расплаўленню электрода, калі асноўны метал яшчэ будзе не растаплю. Рэкамендуемае значэнне току паказваецца на ўпакоўцы электродаў.
  2. Ўласцівасці току (палярнасць і род). У большасці зварачных прыбораў выкарыстоўваецца прамой ток, ён пераўтворыцца з тока убудаваным у апарат выпрамніком. Пры сталым току паток электронаў рухаецца ў адным (зададзеным палярнасцю) кірунку. Палярнасць пры зварцы вызначае кірунак руху патоку электронаў. Існуючыя палярнасці выяўляюцца ў падключэнні электрода і дэталі:
  • прамая - дэталь да «+», а электрод да «-»;
  • адваротная - дэталь да «-», электрод да «+». Дзякуючы руху электронаў ад "мінуса" да "плюсу" на станоўчым полюсе «+» вылучаецца больш цяпла, чым на адмоўным «-». Таму станоўчы полюс размяшчаюць на элеменце, якія патрабуюць больш значнага прагрэву: чыгун, сталь таўшчынёй 5 мм і больш. Такім чынам, прамая палярнасць забяспечвае глыбокае проплавление. Пры злучэнні танкасценных дэталяў і лістоў прымяняецца зваротная палярнасць.
  1. Напружанне дугі (або даўжыня зварачнай дугі) - гэта адлегласць, вытрымліваюць паміж канцом электрода і паверхняй металу. Для электрода дыяметрам 3 мм рэкамендуемая даўжыня дугі складае 3,5 мм.
Вярнуцца да зместа

Як выконваецца дугавая зварка: тэхналогія

Вярнуцца да зместа

Пачатак зваркі: паслядоўнасць распальвання дугі

Спосабы распальвання зварачнай дугі

Спосабы распальвання зварачнай дугі.

Для ўзнікнення дугі новы электрод ўстаўляюць у заціск і абстукваюць аб цвёрдую паверхню для выдалення абмазкі на яго працоўным канцы. Пад дзындрай знаходзіцца металічная прысадка, сам дзындра служыць ізаляцыяй і закрывае прысадку ад распальвання. Пасля гэтага электродный стрыжань набліжаюць да металічнай паверхні на мінімальна магчымую адлегласць, 3-5 мм, не дапушчаючы дотыку. Пры гэтым электрод трымаюць пад вуглом да паверхні зварваецца металу. Тэхналогія зваркі металаў электродам рэгламентуе кут нахілу электрода ў памеры 60-70ºC. Візуальна такі кут ўспрымаецца як амаль вертыкальны, з невялікім ухілам.

Для распальвання дугі электродам чыркаць аб паверхню металу накшталт запальвання запалкі аб карабок з шэрай.

Калі электрод занадта наблізіць да зварваецца паверхні металу, паўстане прыліпанне і кароткае замыканне. У тых, хто пачынае варыць, электрод прыліпае часта. Па меры набыцця навыку правільнага размяшчэння электрода над металам, падтрымкі аптымальнага адлегласці прыліпання адбывацца не павінна. Прыліплы электрод можна адарваць, нахіліўшы яго ў іншы бок ці выключыўшы зварачны апарат.

Калі электрод прыліпае занадта часта, магчыма, што сіла току недастаткова вялікая, яе неабходна павялічыць.

Пры аптымальнай правільнай аддаленасці электрода ад месца зваркі (каля 3 мм), адбываецца адукацыя дугі з тэмпературай парадку 5000-6000ºC. Пасля узгарання дугі электрод можна злёгку прыпадняць ад працоўнай паверхні, на некалькі міліметраў.

Вярнуцца да зместа

Перасоўванне электрода і сварная ванна

Схема зварачнай ванны

Схема зварачнай ванны.

Пры плаўленьня электрода і асноўнага матэрыялу утворыцца сварная ванна (лужынка расплаўленага металу).

Электрод і дуга разам са зварной ваннай (зонай расплаўленага металу) плаўна перамяшчаюцца ўздоўж лініі злучэння. Хуткасць перамяшчэння электрода вызначаецца хуткасцю расплаўлення металу і змены яго колеру. Хуткае перасоўванне электрода ажыццяўляецца пры працы з тонкімі лістамі, хутка награваюцца і лёгка ўтвараюць зварную ванну. Запаволенае перасоўванне электрода ўжываецца на тоўстых масіўных злучэннях.

Форма перамяшчэння электрода (прама, зігзагам, завесамі) вызначаецца шырынёй зварнога шва і глыбінёй проплавления. Электрод можа перамяшчацца прамалінейна (роўна) пры невялікай зварачнай шырыні. Ён можа рухацца завесамі, зігзагам, калі неабходна праварыць дастатковую шырыню і глыбіню злучэння. Варыянты руху электрода прыведзены на Малюнку 1.

Спосабы руху электрода

Малюнак 1. Спосабы руху электрода.

Выпукласць шва пасля застывання зварной ванны вызначаецца становішчам электрода падчас зваркі. Калі электрод размешчаны амаль вертыкальна, шво будзе роўным, а проплавление - глыбокім. Больш нахіленае размяшчэнне электрода фармуе выпуклую паверхню зварнога злучэння і памяншэнне глыбіні проплавления. Занадта вялікі нахіл электрода размяшчае дугу ў напрамку шва, робячы працэс зварвання плохоуправляемым.

Для якаснага злучэння расплаўленая ванна павінна мець тонкія краю, быць дастаткова вадкай і паслухмяна перамяшчацца за электродам.

Ванна ў святлафільтр (скрозь цёмны шкло) выглядае як аранжавая паверхню з рабізной. З'яўленне аранжавага колеру ванны (кроплі вадкага расплаву) можа расцэньвацца ў якасці індыкатара для далейшага перамяшчэння электрода. То бок, калі з'явіўся аранжавы колер, то зрушваем электрод далей на некалькі міліметраў.

Схема прылады і асноўных паказчыкаў зварачнай ванны

Схема прылады і асноўных паказчыкаў зварачнай ванны.

У месцы заканчэння проплавления неабходна павялічыць памер зварной ванны. Для гэтага электрод павінен утрымлівацца над дадзенай кропкай на некалькі секунд даўжэй.

Калі адбываецца скразное проплавление матэрыялу, неабходна паменшыць велічыню току і ўзяць іншы электрод (меншага дыяметра). Прапаленым дырам даюць астыць, збіваюць з іх дзындра і пасля гэтага заварваюць.

Пасля зваркі неабходна пастукаць малатком па зварных шве. Гэта дазволіць выдаліць з яго акаліна і візуальна праверыць зварное злучэнне на адсутнасць несуцэльных або непроваров.

Вярнуцца да зместа

Тэхналогія кантактнай, шовной і газавай зваркі металаў

Тэхналогія зваркі металу па кантактах мае некаторыя асаблівасці. Ток падключаюць да зварваецца дэталяў, пасля чаго іх збліжаюць да судотыку. Ўздоўж паверхні стыку ўзнікаюць кантактныя кропкі, у іх за некалькі секунд адбываецца разагрэў металу да пачатку яго плаўлення. Пасля гэтага ток выключаюць і стыкавыя паверхні прыціскаць адзін да аднаго, забяспечваючы шчыльны кантакт кропках расплаўлення.

Тэхналогія шовной зваркі

Тэхналогія шовной зваркі.

Пры шовной зварцы працуе зварачны аўтамат. Дадзены выгляд зварвання дазваляе атрымаць роўны суцэльны шво на доўгіх ліставых паверхнях. У апараце для шовной зваркі электроды ўяўляюць сабой верцяцца ролікі. Паміж імі прапускаюцца злучаныя металічныя лісты.

Газавая зварка выкарыстоўвае для адукацыі цяпла акісленне гаручага газу з высокай цеплатворнай здольнасцю, напрыклад, ацэтылену, пропана або бутану. Газ і кісларод змешваецца ўнутры гарэлкі, з якой выходзіць полымя.

Электрошлаковая зварка з'яўляецца выглядам зварвання ў ахоўнай асяроддзі. У дадзенай тэхналагічнай аперацыі дзындра з'яўляецца ахоўным матэрыялам, якія агароджваюць расплаўлены метал ад кантакту з паветрам. Гэты від зваркі ажыццяўляецца ў аўтаматычным рэжыме.

Вярнуцца да зместа

Абсталяванне: выбар зварачнага апарата і сродкаў абароны

Маска са святлафільтрам

Для абароны вачэй ад апёку пры зварцы неабходна выкарыстоўваць маску са святлафільтрам.

Для выканання зварвання неабходны электрычны ток вялікай велічыні, які паступае на электрод. Сучасны прыбор, які забяспечвае пастаяннае паступленне току да месца зваркі, называецца інвертарам. Больш за старыя мадэлі зварачных апаратаў мелі грувасткія памеры і значную вагу, новыя інвертары лёгка пераносяцца, не выклікаюць просаживания сеткі (гэта стан выяўляецца ў страты напружання і мільгаценні лямпачак ва ўсім шматкватэрным доме або па ўсёй вуліцы прыватнага сектара). У многіх сучасных Інвертар ўстаноўлена абарона ад кароткага замыкання. Пры заліпаннем электрода інвертар апарат аўтаматычна выключаецца.

Ахоўны інвентар: маска са святлафільтрам (цёмным шклом). Святлафільтр засцерагае вочы ад апёку. Без яго можна атрымаць апёкі рагавіцы рознай ступені: ад лёгкіх, калі ў вачах захоўваецца адчуванне прысутнасці пяску, да цяжкіх, калі аднавіць зрок немагчыма.

Якасць абароны святлафільтра вызначаецца нумарам. Чым тоўшчы электрод і больш зварачны ток, тым больш магутны святлафільтр неабходны для абароны гледжання.

Засваенне тонкасцяў працы са зварачным апаратам, вытрымліванне правільнага адлегласці дугі, нахілу электрода фармуе майстэрства зваршчыка. Прафесіяналізм вызначаецца уменнем кіраваць працэсам, атрымліваць якаснае злучэнне паверхняў.

Сучасныя зварачныя інвертары даюць магчымасць авалодаць мастацтвам зваршчыка самастойна і выконваць зварачныя працы ўласнаручна.

Дадаць каментар