книги / Плазменные технологии в сварочном производстве. Ч

3.4.2.Плазменная сварка токоведущей проволокой

Вследствие того, что большая часть тока плавящегося электрода шунтируется на сжатую дугу и происходит значительный подогрев прово­ локи, процесс саморегулирования несколько нарушен, а переход к струй­ ному переносу электродного металла происходит при плотности тока пла­ вящегося электрода, значительно меньшей, чем при дуговой сварке пла­ вящимся электродом. В зависимости от параметров режима возможно раз­ личие процессов, происходящих в плавящемся электроде. Вылет электрода /э определяет разницу потенциалов в точках К и С между сжатой дугой и проволокой (рис. 32).

Рис. 32 Схема плазменной сварки токоведущей проволокой: а - дуга плавящегося электрода между электродом и сжатой дугой; б - дуга между электродом и изделием

Разность потенциалов между проволокой и сжатой дугой определяет величину тока плавящегося электрода. В этом состоит главное отличие процесса плазменной сварки плавящимся электродом и сварки плавящимся электродом в среде защитных газов. Разность потенциалов между концом электрода и изделием не определяет величину тока плавящегося электрода. Дуга плавящегося электрода горит между ним и сжатой дугой. При равен­ стве напряжения на электроде и потенциала сжатой дуги в точке К ток пла­ вящегося электрода может снизиться до 0 и даже поменять знак на проти­ воположный. При напряжении на плавящемся электроде, большем потен­

6 2

циала плазмы, в точке К наблюдается дуга' между плавящимся электродом и изделием (см. рис. 32, б) Режимы устойчивою ведете процесса пред­ ставлены в табл. 5. Возможны три формы переноса металла плавящегося электрода: крупнокапельный, мелкокапельный-(переходный) и струйный. Крупнокапельный перенос осуществляется при малом токе через плавя­ щийся электрод и принципиально не отличается от процесса при работе с обесточенной проволокой. Мелкокапельный перенос осуществляется при увеличении тока плавящегося электрода (рис. 33, а, табл. 5), при этом воз­ растает скорость плавления электрода, снижается диаметр капель и растет

Таблица 5

Параметры режимов плазменной сварки плавящимся электродом для различных форм переноса электродного металла*

* Материал АМгб; dntt - 1,6 мм; V„„ = 5...9 м/мин; Лас= 1,5 мм.

6 3

3.4.3.Плазменная сварка погруженной дугой с плавящегося электрода

При ведении процесса сварки плавящимся электродом в газовой сре­ де с погружением дуги в сварочную ванну увеличивается глубина проплав­ ления, возрастает КПД дуги и одновременно снижаются потери электрод­ ного металла на разбрызгивание. Эффект погружения дуги при сварке пла­ вящимся электродом наблюдается только на относительно высоких плот­ ностях тока обратной полярности и больше проявляется в защитных газах с повышенным градиентом потенциала в столбе дуги. Однако этому процес­ су присущи определенные недостатки, связанные с образованием грибо­ видной формы шва и неудовлетворительным сплавлением металла шва с основным металлом.

Плазменная сварка плавящимся электродом погруженной дугой по­ зволяет вести процесс на плотностях тока, намного меныпих, чем при сварке плавящимся электродом, и получать швы с глубоким проплавлени­ ем при отсутствии значительной грибовидности и при хорошем сплавлении

сосновным металлом. Особенностью этого процесса является то, что дуга

сплавящегося электрода горит в заглубленном состоянии в полости крате­ ра (рис. 36), сжатая дуга при этом обеспечивает катодную очистку поверх­ ности изделия, подогревает плавящийся электрод, ведет к снижению по­ верхностного натяжения на электроде, перераспределению сил, действую­ щих на расплавленный металл, и обеспечивает струйный перенос элек­ тродного металла.

Рис. 36. Схема плазменной сварки заглубленной дугой с плавящегося электрода: 1 - сжа­ тая дуга; 2 - дуга с плавящегося электрода

6 7

Сжатая дуга создает качественную защиту сварочной ванны, способ­ ствует хорошему смачиванию жидким металлом свариваемых кромок и повышает устойчивость жидкой ванны, что обеспечивает отсутствие внут­ ренних дефектов сварного шва. Сверка этим способом производится с уве­ личенными размерами <4 и dc(табл. 7) для снижения силового воздействия сжатой дуги на сварочную ванну. Подача плавящегося электрода осущест­ вляется на высоких скоростях (Vm > 15 м/мин), сила тока 1т при этом ог­ раничивается (для dm = 1,6 мм / пп < 220 А). Сварка по такой технологии (рис. 37, а) обеспечивает полное проплавление при изготовлении конст­ рукций с толщиной свариваемого металла до 14 мм без разделки кромок при высокой скорости. Поперечное сечение швов имеет благоприятную форму (рис. 37, б).

Библиографический список

1.Патон Б.Е. Проблемы сварки на рубеже веков // Автоматическая сварка. 1999. № 1. С. 4-14.

2.Вернадский В.Н. Япония определяет приоритеты в области сварки на XXI век // Автоматическая сварка. 2002. № 3. С. 46-49.

3.Балановский А.Е. Развитие плазменных технологий: сварка, на­ плавка, упрочнение, резка // Сварка в Сибири. 1999. № 2. С. 8-18.

4.Смирнов В.В. Работы Института сварки России в области плаз­

менного оборудования и технологий / В.В. Смирнов, М.Д. Роговой,

B.И. Повстян // Сварка в Сибири. 2001. № 1 (5). С. 25-28.

5.Вернадский В.Н. Состояние и перспективы мирового сварочного рынка / В.Н. Вернадский, А.А. Мазур // Автоматическая сварка. 1999. №11.

C.49-55.

6.Пузряков А.Ф. Новые разработки и перспективы использования плазменных технологий // Сварочное производство. 1997. № 2. С. 21-25.

7.Штрикман М.М. Состояние и тенденции развития сварочных тех­ нологий в авиастроении // Сварочное производство. 2000. № 8. С. 23-30.

8.Смирнов В.В. Научные и инженерные проблемы сварочной техни­ ки // Сварочное производство. 1995. № 5. С. 4-7.

9.Хуторский Ю.А. Сравнительная экономичность плазменной свар­ ки деталей из алюминиевого сплава // Сварочное производство. 1985. № 7.

С.24-26.

10.Плазменно-дуговая технология в промышленном производстве /

Подред. В.И. Макарова. М., 1991.183 с.

6 9

11.Плазменная технология. Опыт разработки и внедрения. Л.: Лениздат, 1980. 152 с.

12.Петров А.В. Плазменная сварка // Итоги науки и техники. Сер.

Сварка/ВИНИТИ. 1980. Т. 12. С. 53-67.

13.Горбач В.Д. Технология сварки и сварочное оборудование в судо­ строении // Сварочное производство. 1995. С. 8-10.

14.Швингхамер Дж. Высококачественные сварные швы для ракетносителей // Аэрокосмическая техника. 1988. № 2. С. 130-134.

15.Соснин Н.А. Формирование шва при сварке проникающей дугой / Н.А. Соснин, Л.Ф. Шемонаев // Автоматическая сварка. 1981. № 11. С. 8-11.

16.Эсибян Э.М. Плазменно-дуговая аппаратура. Киев: Техника, 1971.164 с.

17.Лесков Г.И. Электротехническая сварочная дуга. М.: Машино­ строение, 1970.335 с.

18.Самервилл Дж. М. Электрическая дуга. М.: Госэнергоиздат, 1962.

120 с.

19.Шнайдер Б.И. Микроплазменная обработка материалов. Киев: Наукова думка, 1976. 56 с.

20.Микроплазменная сварка / Под ред. Б.Е. Патона, Киев: Наукова думка, 1979.245 с.

21.Method of Electric Welding by Transferred Plasma and Welding Torch for Carrying Said Method into Effect: Пат. 3928745 США, МКИ B23K10/00.

22: Быховский Д.Г. Плазменная резка. Л.: Машиностроение, 1972.

168 с.

23.Моньякова В.В. Плазменная обработка металлов / НИИинформтяжмаш. М., 1973.25 с.

24.Стихии В.А. Определение тепловых характеристик сжатой дуги / В.А. Стихии, И.Р. Пацкевич // Сварочное производство. 1967. № 9. С. 26-27.

25.Демянцевич В.П. Составляющие теплового баланса микроплаз-

менной дуга / В.П. Демянцевич, Н.П. Михайлов // Автоматическая сварка. 1973. №1. С. 25-27.

26.Малаховский В.А. Влияние параметров режима сварки на техно­ логические свойства сжатой дуга / В.А. Малаховский, В.А. Стихии // Сва­ рочное производство. 1980. № 10. С. 20-22.

27.Оптимизация технологических параметров процесса сварки ста­ билизированной дугой обратной полярности / С.И. Полосков, В.А. Букаров,

7 0