Вся электронная библиотека >>>

 СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ >>>

 

 

СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ


Раздел: Учебники

 

 

§ 1. Основные сведения о сварочной дуге

 

 

Сварочная дуга представляет собой длительный электрический разряд, происходящий при атмосферном давлении в газовом промежутке между двумя электродами

При всех основных и наиболее распространенных способах сварки обычно используется дуга прямого действия, горящая между электродами, из которых одним является стержень (металлический или угольный), а другим — свариваемый металл

Дуга косвенного действия образуется между двумя электродами (угольными или вольфрамовыми), расположенными под углом друг к другу. Эта дуга менее удобна для сварки и поэтому используется только при некоторых способах сварки, например при атомно-водородной сварке применяют дугу косвенного действия, горящую в атмосфере водорода между двумя вольфрамовыми электродами.

Схема дуги лрямого действия постоянного тока, горящей между металлическим электродом 1 и свариваемым металлом 4, показана на рис. 19, а. Дуга состоит из столба 3, основание которощ> расположено в углублении (кратере) 7, образующемся на поверхности ванны 6 расплавленного металла. Столб дуги i моет цилиндрическую или слегка коническую форму. Верхняя часть сголба соприкасается с сильно раскаленной поверхностью электрода / в области 8, называемой катодным пятном. Основание столба расположено на свариваемом металле и ограничивается областью 5, называемой анодным пятном При средних значениях сварочного тока (200—300 а) диаметр анодного пятна в 1,5 — 2 раза больше диаметра катодного пятна

В столбе сосредоточено основное количество энергии дуги, поэтому в его осевой части расположена и зона наиболее высоких температур дуги, достигающих здесь значений от 5500 до 7800°. Чем выше плотность тока в дуге, тем выше температура ее столба. Снаружи столб окружен ореолом пламени 2 из нагретых паров и газов, имеющих более низкую температуру.

Рассмотрим условия, необходимые для возбуждения и горения дуги.

Газы и пары в рыночных условиях являются электрически нейтральными веществами и почти не проводят ток. Электрический ток начинает проходить через газ только при наличии в нем частиц, несущих электрические заряды: электронов, положительных ионов, отрицательных ионов. Такой газ называется ионизирован- н ы м. Чем больше количество электронов и ионов, двйжущихся в газе, тем выше степень ионизации и электропроводность газа. Эти электрически заряженные частицы вещества и являются переносчиками электрической энергии в среде газа.

 


 

Электроном называется материальная частица, несущая один отрицательный электрический заряд. Масса электрона ничтожно мала, она в 1840 раз меньше массы атома водорода — самого легкого элемента в природе. Ионом называется атом или молекула вещества, несущая только положительный (положительный ион) или отрицательный (отрицательный ион) заряды.

Рассмотрим схематически процесс ионизации газа электронами, движущимися в промежутке между электродом и металлом (рис. 19, в).

Атомы веществ состоят из положительно заряженного ядра и окружающей его оболочки из отрицательно заряженных электронов. При нормальном состоянии вещества отрицательные заряды всех электронов атома уравновешиваются положительным зарядом ядра и поэтому атом электрически нейтрален, а газ, состоящий из таких атомов и молекул, не проводит электрического тока.

Представим теперь, что с поверхности катода начинают вылетать свободные электроны (см. рис. 19, в). Это явление носит название эмиссии электронов . Под действием электрического поля в катодной зоне движение электронов сильно ускоряется. При столкновении с нейтральными атомами газа электроны, обладая большой энергией движения, выбивают из оболочки более тяжелого и поэтому менее подвижного атома один или несколько электронов.

Эти электроны уже со значительно меньшей скоростью движутся к положительно заряженному аноду под действием его электрического поля. Атом, потерявший с выбитыми из его оболочки электронами часть отрицательного электричества, становится положительным ионом, который устремляется к отрицательно заряженному катоду. При уДаре о поверхность катода положительный ион выбивает из него электроны: часть из них он захватывает, превращаясь снова в нейтральный атом, а часть электронов через столб дуги устремляется к аноду. Отрицательные ионы образуются из нейтральных атомов при захватывании ими свободных электронов. Так как отрицательные ионы способны образовывать не все элементы, то в ионизированных газах отрицательных ионов содержится меньше, чем положительных.

Образование электрически заряженных частиц в среде газов и паров называется объемной ионизацией. Ионизация возникает не только при соударении электронов с молекулами и атомами газа. Ее могут вызывать также энергия светового излучения (особенно ультрафиолетовые лучи) или нагревание газов и паров до температуры 2000°. Ионизация газа под влиянием нагрева, вызывающего ускорение движения частиц газа и увеличивающего число их столкновений при высоких температурах, называется термической ионизацией .

В дуге происходит также образование нейтральных атомов из положительных и отрицательных ионов или из положительных ионов и электронов. Эго явление носит название рекомбинации. Вследствие этого процессы образования и исчезновения заряженных частиц в газе при данной температуре взаимно уравновешиваются и степень ионизации нагретого газа остается постоянной при существующих условиях горения дуги.

Степенью ионизации называется отношение количества заряженных частиц в данном объеме к общему количеству частиц до момента ионизации. Если степень ионизации равна единице, то это означает, что все частицы газа в данном объеме имеют положительные или отрицательные электрические заряды. Чем ниже температура, при которой достигается данная степень ионизации газа или пара, тем легче в его среде возникает электрический дуговой разряд.

На рис. 20 показаны кривые зависимости степени термической ионизации атомов различных веществ от температуры. Из графика видно, что калий, натрий и кальций при температуре дуги обеспечивают достаточную степень ионизации. Поэтому присутствие паров этих веществ в столбе дуги облегчает возбуждение и повышает устойчивость горения дуги, вследствие чего указанные вещества всегда вводятся в составы различных электродных покрытий.

Разные элементы обладают различными потенциалами ионизации. Потенциалом ионизации называется количество энергии, которое необходимо затратить для полного удаления одного электрона из оболочки атома данного вещества. Потенциал ионизации атомов калия примерно в 3,4 раза, натрия в 2,8 раза и кальция в 2,4 раза ниже, чем потенциал ионизации атомов азота и кислорода. Этим объясняется благоприятное действие калия, натрия и кальция на устойчивость горения дуги.

Ионизация газа и возникновение в нем мощного дугового разряда являются сложными физическими процессами, зависящими от многих факторов и условий. Исследованиями электрической сварочной дуги установлено, что выбрасывание (эмиссия) катодом свободных электронов происходит в результате следующих процессов:

1.         Термоэлектронной эмиссии, вызываемой высокой температурой гатода, при которой электроны способны отрываться от его поверхности.

2.         Автоэлектронной эмиссии, вызываемой действием силового электрического поля, отрывающего электроны от поверхности катода.

3.         Эмиссии от-ударов тяжелых положительных ионов о поверхность катода.

4.         Фотоэлектронной эмиссии, вызываемой действием световых лучей дуги на поверхность катода.

Эмиссия электронов катодом и объемная ионизация газов являются основными источниками потоков заряженных частиц, обусловливающих устойчивое горение сварочной дуги.

 

СОДЕРЖАНИЕ:  СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

 

Смотрите также:

 

Плазменная струя. описание видов сварки и резки, применяемых...

Дуговую сварку плавящимся электродом выполняют электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным металлом.В атмосфере содержится 20,95 % кислорода. Он сжижается при атмосферном давлении и температуре минус 182,9 ^С. Для сварки и резки...

 

Ручная дуговая сварка

Сварщик должен знать физическую сущность отдельных видов сварки, технологию и технику их выполнения для образования сварных соединений требуемого качества.Описание процессов сварки и резки металлов.

 

Сварочные работыг - идроабразивная резка металла...

Российская компания Вебер Комеханикс вот уже 11 лет занимает одну из лидирующих позиций в рейтинге крупнейших поставщиков оборудования для сварки и резки металла. Холдинг Microstep, в свою очередь...

 

Электросварка и газовая резка металла. Резка алюминия, чугуна...

Для повышения производительности сварочных работ полуавто. матическую и автоматическую дуговую сварку в среде углекислого.Для резки металлов при монтаже стальных конструкций применяют резаки, в пламени которых сгорает смесь газообразного кислорода с горючими...

 

Описание процессов сварки и резки металлов. Ручная дуговая сварка

1.1. Сущность процесса сварки. Соединяемые сваркой металлы, пластмассы и другие материалы, как известно, состоят из атомов, размещенных в определенном порядке и скрепленных между собой силами межатомного взаимодействия.

 

ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА. Ацетиленовый генератор. Газогенератор....

Резаки предназначены для разделительной резки металлов толщиной до 300 мм. Применяют ацетилено-кислородные резаки инжекторного типа.При выполнении газосварочных и газорезательных работ с частым переходом от одной операции к другой (от сварки к резке, и...

 

ГАЗОВАЯ СВАРКА И РЕЗКА. Газовая кислородно-ацетиленовая сварка...

При газовой сварке и резке металлов необходимо выполнять следующие требования: а) устанавливать оборудование и производить сварочные рабо ... Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов ...

 

Сварка. Электрогазосварка. газовая сварка металлов и труб. ацетилен

Сварочная дуга между концом электрода / — голой сварочной проволоки, подаваемой к месту сварки,— и свариваемым металлом 5 (трубы) горит под слоем сыпучейПри кислородной резке для нагревания металла применяют такое же пламя, как и при газовой сварке".*

 

Электросварка, способ сварки расплавляемым металлическим...

Точечная электросварка представляет собой вид контактной сварки … Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов ... Типы сварки электрическую дуговую сварку, газопламенную сварку...

 

плазменно-дуговая резка металлов

Плазменная струя. описание видов сварки и резки, применяемых... Плазменную, кислородно-дуговую и воздушно-дуговую разделительную и поверхностную резку металлов применяют для термической обработки стали и цветных металлов.

 

Классификация сварки

Описание процессов сварки и резки металлов.признакам, например подразделение дуговой сварки по техническим признакам производится в зависимости от способа защиты металла в зоне сварки, от степени механизации видов дуговой сварки, от непрерывности процесса и т. п...

 

Резка цветных металлов

Резка металла. Основы резания металлов.Сварка цветных металлов и их сплавов. Соединяясь с оксидом меди, водород, кроме того, образует воду. Вода превращается в пар, который при затвердевании металла не успевает выделиться.

 

Сварочные работы и меры противопожарной безопасности

При газовой сварке и резке металлов необходимо выполнять следующие требованиявесы для защиты работающих внизу от искр и капель расплавлен. ного металла и шлака. При этом сварщик должен иметь сумку.

 

Технология газовой резки. Процесс газокислородной резки металлов...

Различают два вида газокислородной резки: разделительную и поверхностную. Разделительная резка применяется для вырезки заготовок, раскроя металла, разделки кромок шва под сварку и выполнения др>-гих операций по разрезанию металла на части.

 

Газосварка. Технология газовой сварки

Во избежание вытекания расплавленного металла сварочную ванну формируют с небольшим перекосом.Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов ... Ручная дуговая резка металлов.

 

Ацетилено-кислородным пламенем выполняют резку и сварку металлов...

Газорезчик должен работать в темных защитных очках, предохраняющих, глаза от световых и тепловых лучей. Ацетилено-кислородным пламенем выполняют не только резку, но и сварку металлов...

 

Охрана труда и пожарная безопасность на строительно-монтажной...

При дуговой электрической сварке происходит выделение вредных аэрозолей (взвешенных в воздухе частиц окислов металлов, минералов, пыли и др), паров и газов, которые приводят к раздражению слизистых оболочек и повышению утомляемости. При сварке и резке медно...

 

Дуговая подводная резка металлов

Ручная дуговая сварка.Подводная резка металлов необходима при ремонте судов, подводной части металлических конструкций портовых гидротехнических и других сооружений.

 

Неплавящиеся электроды

Неплавящиеся электроды применяют главным образом для сварки в защитном газе и плазменной сварки и резки. Неплавящнмися электродами служат вольфрамовая проволока — прутки. Вольфрам — тугоплавкий металл, температура его плавления достигает 4500 °С...

 

Технология ручной плазменной резки металлов

С увеличением толщины разрезаемого металла скорость резки быстро падает.Плазменно-дуговую поверхностную резку в строительстве применяют ограниченно, главным образом для удаления дефектных мест сварки или дефектов металла.

 

Последние добавления:

 

Сушка и защита древесины   Сушка древесины   Древесноволокнистые плиты   Твердые сплавы   Бетон и железобетон

АРМАТУРНЫЕ И БЕТОННЫЕ РАБОТЫ    Гражданское судопроизводство   Теория литературы. Поэтика   Психокоррекционная и развивающая работа с детьми