Файл: Котвицкий, А. Д. Сварка в среде защитных газов учебное пособие.pdf

ведет к разрушению на поверхности металла тугоплавкой пленки окислов.

Небольшая длина дуги (2—4 мм) при малом диаметре сопла обеспечивает плазменную струю малых размеров. Сопло для защитного газа изолировано от корпуса горел­ ки. Лучшие результаты достигнуты при сварке стыковых

сти напряжения и горит в тече­ ние всего полупериода отрицательного напряжения. Дуга

обратной полярности возникает в тот момент времени, когда напряжение достигает величины, соизмеряемой с учетверенным значением падения напряжения на дуге.

Алюминиевые сплавы очищают катодным распылени­ ем тугоплавкого поверхностного окисного слоя алюминия (рис. 53, 54). Малогабаритная горелка (рис. 55) охлаж­ дается проточной водой. В горелке имеется лантанированный вольфрамовый электрод ВЛ-10 по ВТУ-СУО-021- 088ТУ диаметром 0,8—1,2 мм. Малогабаритный источник питания обеспечивает надежное возбуждение и горение дуги в процессе сварки на малых токах.

Кроме сварки и резки металлов, применяют также плазменный процесс напыления металлов тугоплавкими металлами и порошками из вольфрама, молибдена и др.

185

Т а б л и ц а 61

Характеристика установок УМП для напыления покрытий плазменным способом

§28. ВОЗДУШНО-ДУГОВАЯ РЕЗКА

Кгазоэлектрической обработке металлов относится и воздушно-дуговая резка. Этот процесс относится к спосо­ бу резки путем выплавления металла из полости реза. Если зажечь дугу между металлом и электродом, то в

Рис. 56. Схема процесса воздушно-дуговой резки металлов

зоне дуги основной металл начинает плавиться, образует­ ся ванночка расплавленного металла, которую сдувают потоком воздуха, параллельным электроду. Воздушная струя должна быть соосной электроду, так к'ак попереч­ ный поток сдувает дугу и она гаснет, а соосная выдувает расплавленный металл, не сдувая дугу (рис. 56).

187

ную резку ведут так, чтобы угол наклона электрода к оси канавки составлял 25—45°. Ширина канавки (мм) зависит от диаметра электрода.

где b — ширина канавки, мм; d — диаметр электрода, мм.

Глубина канавки зависит от скорости резки. Наиболее целесообразно воздушно-дуговую использовать для раз­ делителей резки нержавеющих сталей и цветных метал­ лов толщиной до 20—25 мм.

Установка ПВД-1-65 является полуавтоматом для ме­ ханизированной воздушно-дуговой резки, что обеспечива­ ет стабильность процесса горения дуги и соответственно резки (рис. 58). Скорость резки достигает 250—1800 мм/мин, расход воздуха 30 м3/ч. В качестве источника пи­ тания применяют преобразователь ПСО-500 или ПСМ1000, а также сварочные трансформаторы, обеспечиваю­ щие ток до 500 А. Производительность резки определяется

§29. СВАРКА В КОНТРОЛИРУЕМОЙ АТМОСФЕРЕ, ЭЛЕКТРОННЫМ ЛУЧОМ В ВАКУУМЕ И ДРУГИЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ

Применение в технике новых материалов требует но­ вых методов сварки. Возрастающее применение тугоплав­ ких материалов (молибден, вольфрам, титан) и химиче­ ски активных (цирконий, уран, бериллий) объясняется их высокой жаростойкостью, коррозионной стойкостью • и другими ценными свойствами. Химически активные ме­ таллы ыогут в процессе сварки, даже при температуре

190

ниже температуры плавления, окисляться, соединяться с азотом,.водородом, кислородом, и это затрудняет получе­ ние высококачественных сварных соединений. Некоторые металлы активно реагируют с флюсами, что также неже­ лательно.

Не всегда удовлетворительна местная защита шва инертными газами от окружающей среды. Иногда прихо­ дится защищать поверхности больших размеров в околошовной зоне, делать поддув с обратной стороны шва. Все это создает неудобства и влечет большой расход инерт­ ных дорогостоящих газов. С учетом этих трудностей бы­ ли созданы установки, в которых имелись специальные резервуары (камеры) с защитной атмосферой. Изделия целиком помещались в эти камеры, камеры продувались аргоном, и сварка велась в атмосфере аргона.

В МВТУ имени Н. Э. Баумана созданы две такие ус­ тановки с большой и малой камерами. В установке с большой камерой деталь перемещается, а сварочная го­ ловка остается неподвижной; в установке с малой каме­ рой — наоборот.

Сварка ведется вольфрамовым неплавящимся элект­ родом. Успешно свариваются молибден и цирконий тол­ щиной 1—2 мм. Ниже приведена техническая характерис­ тика установки КЗ-1.

Техническая характеристика установки КЗ-1

ние процессом сварки дистанционное, наблюдение ведет­ ся через смотровой люк.

На рис. 59 показана другого типа установка — ВУАС-1 для автоматической дуговой сварки в атмосфе­

191

ре защитных газов плавящимся и вольфрамовым элект­ родами прямолинейных и кольцевых швов. При сварке в вакууме не требуется дополнительно расходовать до­ рогостоящий газ аргон, так как сам вакуум является хо­ рошей защитной средой.

Разработки способов сварки в вакууме привели к при­ менению в качестве источника нагрева электронного лу­ ча. Так возник способ сварки электронным лучом в ва-

Рнс. 59. Установка для автоматической дуговой сварки в атмосфере защитных газов:

кууме (рис. 60). Впервые этот метод был разработан во Франции и одновременно в Советском Союзе (в 1958 г.) Н. А. Ольшанским и Ю. Н. Зоримым под руководством Г. А. Николаева. При этом способе сварки поверхность металла расплавляется за счет энергии, отдаваемой пото­ ком электронов при ударах об эту поверхность. Направ­ ляя пучок электронов на место сварки, производят сплав­ ление металла свариваемых деталей.

При сварке пучком электронов на обрабатываемой по­ верхности создают так называемое пятно нагрева требу­ емого размера. Энергия, выделяющаяся в пятне нагрева, зависит от величины тока и напряжения. Оперируя пят­ ном, получают различные тепловложеиия на единицу

192

площади шва. Пучок электронов можно фокусировать так, что величина пятна займет площадь около 0,1 мм2.

Фокусировкой можно увеличить пятно нагрева до б—8 мм2, доведя тепловложение до 5 • 104 Вт. Это позво­ ляет сваривать такие тугоплавкие металлы, как молибден

{2600° С), вольфрам (3380° С), тантал (2950° С). При

-сварке в вакууме достигается разрежение 10-5 мм рт. ст., создание которого значительно проще и дешевле, чем применение для этих же целей инертных газов.

Рис. 60. Схема электроннолучевой сварки:

сокоиольтный трансформатор, 6 — кенотрон, 7 — трансформа­ тор кенотрона, 8 — свариваемая деталь, 9 — вакуумная ка­ мера, 10 —- отклоняющая система, — электронный луч

При сварке электронным лучом возможно как переме­ щение детали относительно сфокусированного луча, так и отклонение луча и перемещение его по шву. Отклонение луча осуществляют наклоном или перемещением элект­ ронной пушки, а также при помощи электромагнитной отклоняющей системы или использованием статического электрического поля. Наиболее простой системой являет­ ся магнитная, представляющая две катушки, укреплен­ ные на замыкающем магнитное поле кольце.

Установка представляет собой вакуумную цилиндри­ ческую камеру с электронной пушкой в верхней части и столом внизу. Анодом является деталь, катодом — воль­