Trimite munca ta bună baza de cunoștințe cu ușurință. Foloseste formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tineri oameni de știință, folosind baza de cunoștințe în studiile și munca lor va fi foarte recunoscător.
O modalitate de obținere a conexiunii permanente, și de multe ori singurul posibil, este de sudare.
Sudarea vă permite să obțineți cât mai aproape de formele și dimensiunile piesei finite modele pentru a crea un design complet nou mașină.
Sudarea sunt supuse aproape orice metale si nemetale de orice grosime, în orice poziții spațiale pe pământ, în apă, în spațiu. Puterea sudurii în majoritatea cazurilor inferioare la rezistența întregului metal.
Mai mult de jumătate din produsul intern brut al țărilor industrializate create cu utilizarea de sudură și a tehnologiilor conexe. Până la 70% din consumul global de oțel laminat este utilizat pentru a produce construcții și structuri sudate.
Compușii obținuți prin sudură, caracterizată prin proprietăți mecanice ridicate, fluxul redus de metal, complexitate scăzută și costuri reduse.
conexiune permanentă se obține prin sudarea datorită legături atom-molecular apariție între particulele elementare ale elementelor conectate atunci când primește energie din exterior (de încălzire și (sau) deformarea plastică).
Obstacolele împotriva formării spontane legăturilor permanente între piesele metalice sunt:
peliculă adezivă (format prin sedimentare pe suprafața particulelor de apă, ulei și praf din metal);
neregularitățile de pe suprafața piesei de prelucrat.
Pentru sudură folosind energia de activare (energie din exterior), astfel încât toate speciile de sudură existente pot fi atribuite la trei grupe principale:
sudare sub presiune (sudura solid);
sudarea prin topire (sudarea la o stare lichidă)
Sudarea și topire și presiune (sudarea în lichid-solid).
Caracteristica principală este sudării deformarea plastică a metalului în zona de contact a pieselor necesare pentru a forța formarea legăturilor atomice.
REZUMAT sudarea prin topire metal este faptul că căldura din sursa externă de căldură se topește piesele de margine, iar volumul total al formării metalului lichid, numită piscina sudură. Procesul de formare a baii de sudura însoțită de distrugerea filmului de oxid de la marginile pieselor. Deoarece distanța procesului de cristalizare din metal sursă de căldură începe în baia de sudare, adică formarea sudurii.
Încălzirea zonei de sudură pentru topire ridicată și temperatură de metal de răcire are loc scurt și neuniform. Un astfel de tip de sudură tratament termic determină diferite modificări structurale ale metalului și deci proprietățile metalului în zona de sudură, care influențează calitatea îmbinării sudate.
un metal de tranziție de la lichid la starea solidă este însoțită de formarea de boabe (cristale) din topitură, iar procesul de cristalizare se numește. Răcirea rapidă a baii de sudura, este mai subțire stratul de cristal și granulele de dimensiuni mai mici (cristale)
Mai aproape de centrul metalului sudat are o mare structură cristalină columnare.
Zona de fuziune cristale mai mici.
În zona afectată de căldură caracterizată prin creșterea structurii cristalului de cereale înainte și fuzionează cu granule grosiere ale metalului de bază.
Ris.2.Shema schimba structurile HAZ
Dimensiunile zonei afectate de căldură depinde de tipul de regim de sudare, viteza de conducere, compoziția chimică a metalului sudat și proprietățile sale fizice.
1. Procesele fizico-chimice în timpul sudurii
procesului de sudare prin fuziune - un set de mai multe procese simultane, dintre care cele mai importante sunt:
efectul termic asupra metalului în zona de sudură;
Cristalizarea metalului sudat și cristalizarea metalelor în zona de fuziune reciprocă.
La sudarea cu arc electric pentru încălzirea și topirea metalului este folosită căldura eliberată în arcul de sudură și electrozi.
arc de sudare numit puternic descărcare electrică stabilă care apar în gazul ionizat dintre electrod și piesa de prelucrat.
Regiunea catodul 5 (Fig. 3b) (egal cu câteva medie cale liberă a atomilor neutri
0,001 mm, temperatura din interiorul zonei 24000S);
coloană arc 6 (în Figura 3) (egal cu 2 la 10 mm, temperatura din interiorul stâlpului 60000S);
Anod zona 7 (ris.3v) (egal cu electron înseamnă cale liberă
0,01 mm, temperatura atinsă în zona 30000S).
Figura 3. procesul de aprindere arc Scheme
În condiții obișnuite de atomi de gaz sunt neutre electric, atunci când scurt circuit (Fig. 3a), curentul curge prin circuit, care încălzește capătul electrodului 1 și articol metalic 2. Procesul este însoțită de formarea de vapori de metal ușor ionizabil și componentele de acoperire electrod.
După îndepărtarea electrodului din poziția de contact (Figura 3b), cu suprafața încălzită a catodului 1, electronii plumb 3 (fenomen numit emisie termionică). Sub influența unui câmp electric (diferență de potențial generat de o sursă de energie între electrod 1 și piesa de prelucrat 2) electroni papură la produs. Mai departe, electronii coloana arc se ciocnesc cu particule neutre și să le ioniza 4 (Figura 3 b). Astfel, a obținut trei particule încărcate se deplasează în câmpul electric.
dobandeste proces ionizarea avalanșă (Fig 4)
Figura 4. Diferența de ionizare cu arc
In plus, electronii continuă să se deplaseze de-a lungul coloanei de arc, care este, în general neutru (în fiecare secțiune transversală sunt cantități egale simultan de semn opus particule încărcate). coloana de arc este un amestec de electroni, ioni pozitivi, ioni negativi și particule neutre.
Pase 7 (figura 3), în zona anodului în care aproape că nu electroni de ionizare crește dramatic viteza mișcării sale (de exemplu: zzheleza V = 1680 km / sec, zkaliya V = 1254 km / sec, zazota V = 2280 km / s) și care se încadrează la fața locului anod, decelerat. Aceasta eliberează toată energia cinetică dobândită de acestea, iar temperatura anod devine apropiată de temperatura de topire a metalului.
Dacă traducem aceste procese fizice și chimice în limba parametrilor electrici, care sunt utilizate în activitatea practică, veți obține caracteristicile volt-amper ale arcului (graficul de tensiune și curent)
Fig. 5. Program de o caracteristică volt-amper statică a arcului electric poate fi împărțit în trei secțiuni: o cădere caracteristică statică; II- dur; III - creșterea
La arderea arc 2 (Fig 6) formarea picăturilor la capătul electrodului 1, separarea lor de electrod în arc și se transferă produsul 3 în baia de metal topit.
Figura 6. Schema de transfer a picăturii prin arc
Acest lucru se datorează următorilor factori:
forțe electromagnetice care apar în timpul fluxului de curent electric într-un arc de cerc. Exercită o acțiune de compresiune picătură de metal formată la vârful electrodului care contribuie la separarea picăturilor de electrod și se transferă în produsul care urmează să fie sudate; forța de gravitație.
Figura 7. Acțiunea de comprimare a liniilor magnetice de forță la capătul electrodului
Se arată în picături de aspirație deplasa vertical în jos (Figura 6);
tensiune superficială a metalului topit. Datorită acțiunii de atracție intermoleculară, o picătură tinde să dea o formă sferică, și promovează fuziunea picături de metal lichid din baia de metal topit;
non-uniformă câmp electric. Creează o forță longitudinală care este direcționată de la mare la intensitate mică, adică de la electrod la baia de metal topit și transferul promovat de picături de electrod la produs;
presiunii gazelor din interiorul picăturii. Rezultatele din procesele metalurgice din picăturile de metal topit, însoțite de formarea de monoxid de carbon gaz, volumul care este de multe ori mai mare decât volumul de metal topit, prin care gazul de detentă favorizează separarea, zdrobirea și a picăturilor de tranziție spre baia de metal topit.
Suprafața de picături cu sudura cu arc electric are un impact semnificativ asupra naturii procesului metalurgic, și, prin urmare, asupra calității îmbinării sudate, ca și în procesul de tranziție scade prin reacțiile de decalaj arc chimice între metalul, metalul topit al electrodului și învelișul electrodului (zgură) și gazele reziduale din mediul arc. Se constată că dimensiunea mai mică picătura, cu atât mai puțin timp petrecut pe fața frontală a electrodului, prin care picăturile de metal este mai puțin încălzit, iar viteza de topire crește electrozi. Atomizare transferul de metal îmbunătățește stabilitatea arcului, astfel încât acesta este adesea folosit:
electrod de vibrații pentru a schimba picaturii;
Creștere curentului de sudare, cu același fir diametru.
2. Tehnologia obține în comun de calitate sudate
Deci, atunci când se sudează următoarele procese:
încălzirea la temperatură ridicată și răcirea pe scurt metalic neuniform;
Modificările structurale ale metalului de bază;
formarea diverselor structuri ale metalului de bază și metalul de sudură;
obținerea compoziției chimice a metalului sudat diferit de metalul de bază.
Prin urmare, în tehnologia de preparare a sudurii de calitate ar trebui să fie luate în considerare:
Utilizați electrod consumabil cu un set necesar de elemente chimice;
o produse tăiate minuțioase de rugină, la scară și alți contaminanți, care sunt o sursă de substanțe chimice suplimentare care pot intra în reacții chimice în timpul sudării;
o piese preliminare și simultane de încălzire pentru a îndepărta excesul de substanțe chimice;
și să ia în considerare tipul de modul de sudare polaritate curent;
Purtati mediu protector pentru sudarea cu arc electric.
Pentru a efectua lucrări de sudură este necesară organizarea sudor la locul de muncă (stație de sudare) (Figura 8)
rețea de alimentare 1 de putere; 2.Rubilnik; alimentare cu energie 3.Istochnik arc (sursa de curent); sârmă 4.Svarochnye; 5. Electrod sau sudare torță; Aparate de 6.Sborochno-sudură; 7.Spetsodezhda sudor.
Pentru excitație și arc electric stabil, folosind diferite surse de alimentare:
transformatoare de sudura - surse de curent alternativ;
generatoare de sudura si redresoare - putere de curent continuu.
Pentru sursele de energie pentru sudare manuală cu arc îndeplinesc următoarele cerințe:
Tensiunea circuitului deschis ar trebui să fie de 2-3 ori mai mare decât tensiunea de arc de cerc, pentru a facilita aprinderea arcului. În același timp, trebuie să fie sigur pentru sudor și să nu depășească 80 V pentru sursa de alimentare CA și 90 V - CC.
Curent de scurt circuit. Raportul dintre curentul de scurtcircuit la curentul de sudură este în intervalul 1.1 # 63; 1.5.
Menținerea constantă capacitatea de penetrare a arcului (adică, lungimi și fluctuațiile tensiunii arcului nu trebuie să conducă la modificări semnificative ale curentului de sudare).
Tensiune timp de recuperare de la scurt circuit la contactul cu arc trebuie să fie scurt (câteva sutimi de secundă).
În legătură cu cerințele scufundare abrupt caracteristice utilizate în surse de energie pentru sudare manuală cu arc.
Fig. 9. Intersecția scufundare abrupt caracteristică sursă cu caracteristici tensiune ampere ale L1 lungimea arcului. L2 și L3
arderea stabilă a sudare cu arc este posibilă dacă intersecția caracteristicilor statice ale arcului cu caracteristica sursă externă de curent la punctul de funcționare (de exemplu, la punctul A) (Figura 8), astfel încât tensiunea arcului egală cu sursa de tensiune de alimentare. În timpul transferului de metal electrod cu arc electric și pentru gătit în lungimea arcului L este schimbat, caracteristica volt-amper a arcului își schimbă poziția în intervalul de la B la C, astfel încât o modificare a valorii tensiunii și curentului de sudare. arc electric durabil va avea loc atunci când o deviere accidentală a modului de sudare modul de funcționare (punctul A) restaurat rapid. De exemplu, cu scăderea arc L3 (punctul C), curentul crește la I3. electrod oplavitsya rapid datorită creșterii curentului de funcționare este restabilită și L1 lungimea arcului.
În sudare cu arc electric, transformatoare de sudura sunt folosite mai des, deoarece acestea sunt mai ușor de utilizat, dureze mai mult și au o eficiență mai mare Pe ris10a. prezintă o diagramă de sudare STE transformator, format din două părți separate: un transformator de sudare în jos (1) și accelerația (2). Bobina primar (7) a transformatorului este inclus în rețea; un capăt secundar său de înfășurare (8) este conectat la o masă de sudură (6) sau piesa de prelucrat, un al doilea capăt la bobina (9), o accelerație (2), și, la rândul său, este conectat la portelectrod (4). Transformator (1) reduce tensiunea de alimentare 60 - 70 V, iar șocul (2) servește pentru a primi și care se încadrează caracteristicile reglarea curentului de sudare. La trecerea unui curent alternativ prin bobina inductor apare EMF autoindusă direcționat opus tensiunii principale. Ca rezultat, căderea de tensiune pe transformator de sudare a clapetei de accelerație primește caracteristica externă incidente. inductor miez având o porțiune mobilă care în timpul rotației mânerului (3) este deplasat, modificarea valorii fantei de aer reglabil # 63; al. Creșterea decalajului scade rezistența inductor, crescând astfel valoarea curentului de sudare.
Fig.10 a) circuitul de sudare STE transformator
Mai sofisticat este proiectarea TD transformator de sudura (Fig. 10 b.). înfășurarea 7 constând din două bobine amplasate pe două tije de bază comune 1. bobinelor înfășurării primare primare sunt fixate la partea de jos a miezului. Bobinajul secundar 8 constă, de asemenea, din două bobine amplasate la o distanță de primar. Înfășurarea secundară - un telefon mobil și se poate deplasa de-a lungul miezului 3 printr-un șurub, amplasat pe capacul transformatorului. Curentul de sudare este reglată prin modificarea distanței dintre înfășurările primare și secundare.
Fig. 10 b) circuitul TD transformator de sudura
La apropierea înfășurările secundare și primare ale unui flux magnetic scurgere și scade reactanței inductive, sudura crește curent. La demontarea înfășurarea secundară de primar magnetic crește scurgere de flux (reactanței inductive creșterile) și scade curentul de sudură. Pentru a oferi o largă marjă de valori de curent de sudare în înfășurările transformatorului este posibilă trecerea de la paralele (curenți maxim obținute) la conexiunea serie (minimul curent) decât sunt cele două trepte (două benzi) reglementarea actuală.
Dar DC preferabile tehnologic: - în cazul în care se aplică este mărită stabilitatea arcului, condiții de sudură îmbunătățite, calitatea îmbinărilor sudate etc. Prin urmare, utilizați alte modele de surse de curent - și anume, generatoare de sudura si redresoare.
Fig. 11. Tipuri de sudare manuală cu arc
electrod de sudura Schema de metal acoperit
Fig. 12. 1. cusături de sudură 2. zgură crustă; 3. Atmosfera de gaz protector; 4. Acoperirea cu electrod (acoperire); 5. Tija electrodului; 6. arc electric; 7. Picăturile de electrozi metalici; 8. bazin topit; 9. Un metal de bază (piesa de lucru).
sudare cu arc electric cu electrod transformator
3. Electrozi pentru sudare manuală cu arc
Electrod pentru sudare numita tijă cu arc destinate pentru alimentarea cu curent a arcului de sudură. constând dintr-o tijă metalică și sprijinită pe acesta strat special Figura 12 pentru sudare manuală cu electrozi de sudura aplicat.
tije electrod de sudură sunt realizate din oțel, aliaje de aluminiu, cupru, aliaje pe bază de cupru și fier sunt utilizate pentru fabricarea electrozilor pentru sudarea metalelor corespunzătoare și aliajelor.
Plasat pe Allbest.ru